c語言，數據類型轉換

在執行算術運算時，計算機比C語言的限制更多。爲了讓計算機執行算術運算，一般要求操做數有相同的大小（即位的數量相同），而且要求存儲的方式也相同。計算機可能能夠直接將兩個16位整數相加，可是不能直接將16位整數和32位整數相加，也不能直接將32位整數和32位浮點數相加。另外一方面，C語言容許在表達式中混合使用基本數據類型。在單獨一個表達式中能夠組合整數、浮點數，甚至是字符。固然，在這種狀況下C語言編譯器可能須要生成一些指令將某些操做數轉換成不一樣類型，使得硬件能夠對錶達式進行計算。例如，若是對16位int型數和32位long int型數進行加法操做，那麼編譯器將安排把16位int型值轉換成32位值。若是是int型數據和float型數據進行加法操做，那麼編譯器將安排把int型值轉換成爲float格式。這個轉換過程稍微複雜一些，由於int型值和float型值的存儲方式不一樣。由於編譯器能夠自動處理這些轉換而無需程序員介入，因此這類轉換稱爲隱式轉換(implicit conversion）。C語言還容許程序員經過使用強制運算符執行顯式轉換（explicit conversion）。首先討論隱式轉換，，執行隱式轉換的規則有些複雜，主要是由於C語言有大量不一樣的基本數據類型（6種整型和3種浮點型，這還不包括字符型）。

當發生下列狀況時會進行隱式轉換：

．當算術表達式或邏輯表達式中操做數的類型不相同時。（C語言執行所謂的經常使用算術轉換。）

．當賦值運算符右側表達式的類型和左側變量的類型不匹配時。

．當函數調用中使用的參數類型與其對應的參數的類型不匹配時。

．當return語句中表達式的類型和函數返回值的類型不匹配時。

隱式類型轉換規則：
　　C語言自動轉換不一樣類型的行爲稱之爲隱式類型轉換 ，轉換的基本原則是：低精度類型向高精度類型轉換，具體是：
　　int -> unsigned int -> long -> unsigned long -> long long -> unsigned long long -> float -> double -> long double
　　注意，上面的順序並不必定適用於你的機器，好比當int和long具備相同字長時，unsigned int的精度就會比long的精度高(事實上大多數針對32機的編譯器都是如此)。另外須要注意的一點是並無將char和short型寫入上式，緣由是他們能夠被提高到int也可能被提高到unsigned int。
　　提高數據的精度一般是一個平滑無損害的過程，可是下降數據的精度可能致使真正的問題。緣由很簡單：一個較低精度的類型可能不夠大，不能存放一個具備更高精度的完整的數據。一個1字節的char變量能夠存放整數101但不能存放整數12345。當把浮點類型數據轉換爲整數類型時，他們被趨零截尾或舍入。

當把有符號操做數和無符號操做數整合時，會經過把符號位當作數的位的方法把有符號操做數"轉換"成無符號的值．這條規則可能會致使某些隱蔽的編程錯誤。

假設int型的變量i的值爲-10，並且unsigned int型的變量u的值爲10。若是用＜運算符比較變量i和變u，那麼指望的結果應該是1（真）。可是，在比較前，變量i轉換成爲unsigned int類型。由於負數不能被表示成無符號整數，因此轉換後的數值將再也不爲-10，而是一個大的正數（將變量i中的位看做是無符號數）．所以i<u比較的結果將爲0。

因爲此類陷阱的存在，因此最好盡最避免使用無符號整數，特別是不要把它和有符號整數混合使用。

先來看一段簡單的代碼：

1 #include <stdio.h>

2

3 int array[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};

4 #define TOTAL_ELEMENTS (sizeof(array) / sizeof(array[0]))

5

6 int main()

7 {

8     int i = -1;

9     int x;

10

11     if(i <= TOTAL_ELEMENTS - 2) {

12         x = array[i + 1];

13         printf("x = %d.\n", x);

14     }

15

16     printf("now i = %d.\n", TOTAL_ELEMENTS);

17

18     return 0;

19 }

執行結果：

randy@ubuntu:~/C_Language$ ./a.out 

now i = 7.

是否是很奇怪？爲何沒有打出line13的x = ？。

是這樣的。這個小例子有三點值得注意：

1.sizeof()是運算符，返回類型是無符號的，即非負數。

2.if語句在singned int和unsigned int之間進行判斷語句，根據C語言的整型提高規則，int -> unsigned int 。

3.i = -1被升級爲無符號型，值到底是多少？這要用到整型轉換規則：K＆R上這樣解釋，將任何整數轉換爲某種指定的無符號數類型數的方法是：以該無符號數類型可以表示的最大值加1爲摸，找出與此整數同餘的最小的非負值。聽着很拗口，其實說白了，只要知道原整數的二進制表達方法，再用要即將轉換的類型去解析，就獲得升級後的值了。 好比-1，負數在計算機裏用補碼錶示爲0xffffffff，那升級成無符號型以後，值就是0xffffffff，顯然比TOTAL_ELEMENTS(7)大。

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強制類型轉換：

一般咱們應該避免自動類型轉換，當咱們須要手動指定一個準確的數據類型時，咱們能夠用強制類型轉換機制來達到咱們的目的，使用方法很簡單，在須要強制轉換類型的變量或常量前面加上(type)，例如(double)i; 即把變量 i 強制轉換成double型。

 

思考下面這個例子：

long int i;

int j = 10000;

i = j*j; /*wrong*/

乍看之下，這條語句沒有問題。表達式j*j的值是1000000，而且變量i是long int型的，所

以i應該能很容易地存儲這種大小的值，不是嗎？問題是，當兩個int型值相乘時，結果也應該

是int類型的，可是j*j的結果太大，以至於在某些機器上沒法表示成int類型．在這樣的機器

上，會給變量i賦一個無心義的值。幸運的是，可使用強制類型轉換避免這種問題的發生：

i=(long int)j*j

由於強制運算符的優先級高於*，因此第一個變量j會被轉換成long int類型，同時也迫使第

二個j進行轉換。

注意語句

i==(long int)(j*j)/**WRONG***/

是不對的，由於溢出在強制類型轉換以前就己經發生了。

 

Q&A:

問：若是"溢出"會發生什麼？好比，兩個數相加的結果過大而沒法存儲．

答：這取決於數是有符號型的仍是無符號型的。當溢出發生在有符號數的操做上時，依據C語言的標準，

結果是"未定義的"。咱們沒法準確說出結果是什麼，由於這依賴於機器的行爲。程序甚至可能會

異常中斷（對除以零的典型反應）。

可是，當溢出發生在無符號數的操做上時，結果是定義了的：能夠得到正確答案對2ⁿ進行取模運算

的結果，這裏的n是用於存儲結果使用的位數。例如，若是用1加上無符號的16位數65535，那麼結

果確定是65536 (已經溢出，但計算機能正確表示其值).

int t1()
{
    short int i = 65535;
    short int j = 1;   
    unsigned short int uj = 1;  
    unsigned short int ui = 65535;
    
    printf("i + j = %d\n" , i + j);
    printf("i + uj = %d\n" , i + uj);
    printf("ui + uj = %d\n" , ui + uj);
    printf("ui + 1 = %d\n" , ui + 1);
       
}

/*
root@oucaijun:/work/dcc# gcc 1.c ;./a.out 
i + j = 0
i + uj = 0
ui + uj = 65536
ui + 1 = 65536

*/

　　

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筆試題-c語言類型轉換(2012.3.23面試) 

C語言拾遺(一)：整型提高

《C語言程序設計：現代方法》第7章 基本類型。