【表达式求值】整型提升和算术转换-Toy模板网

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1. 整型提升

1.1整型提升的意义：

1.2如何进行整体提升呢？

2. 算术转换

3. 问题表达式解析

3.1 表达式1

3.2 表达式2

3.3 表达式3

3.4 表达式4

4. 操作符属性

总结：

1. 整型提升

C语言中整型算术运算总是至少以整型类型的精度来进行的。
为了获得这个精度，表达式中的字符和短整型操作数在使用之前被转换为普通整型，这种转换称为整型提升。（若类型 < 整型类型，则该类型提升为int或者unsigned int）

1.1整型提升的意义：

表达式的整型运算要在CPU的相应运算器件内执行，CPU内整型运算器(ALU)的操作数的字节长度一般就是int类型的字节长度，同时也是CPU的通用寄存器的长度。
因此，即使两个char类型的相加，在CPU执行时实际上也要先转换为CPU内整型操作数的标准长度（即4字节）。
通用CPU（general-purpose CPU）是难以直接实现两个8比特字节直接相加运算（虽然机器指令中可能有这种字节相加指令）。所以，表达式中各种长度可能小于int长度的整型值，都必须先转换为int或unsigned int，然后才能送入CPU去执行运算。

实例1:

char a,b,c;
...
a = b + c;

b和c的值被提升为普通整型，然后再执行加法运算。
加法运算完成之后，结果将被截断，然后再存储于a中。

1.2如何进行整体提升呢？

有符号整数提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的
无符号整数提升，高位补0

//负数的整形提升
char c1 = -1;
变量c1的⼆进制位(补码)中只有8个⽐特位：
1111111
因为 char 为有符号的 char
所以整形提升的时候，⾼位补充符号位，即为1
提升之后的结果是：
11111111111111111111111111111111
//正数的整形提升
char c2 = 1;
变量c2的⼆进制位(补码)中只有8个⽐特位：
00000001
因为 char 为有符号的 char
所以整形提升的时候，⾼位补充符号位，即为0
提升之后的结果是：
00000000000000000000000000000001
//无符号整形提升，⾼位补0

2. 算术转换

如果某个操作符的各个操作数属于不同的类型，那么除非其中一个操作数的转换为另以个操作数的类型，否则操作就无法进行。下面的层次体系称为寻常算术转换。

//操作类型若不同，采用从下至上的小类型—>大类型：

long double
double
float
unsigned long int
long int
unsigned int
int

如果某个操作数的类型在上面这个列表中排名靠后，那么首先要转换为另外⼀个操作数的类型后执行运算。

如：

char —> double分两步：

char—>int

int —>double

3. 问题表达式解析

3.1 表达式1

//表达式的求值部分由操作符的优先级决定。
//表达式1
a*b + c*d + e*f

表达式1在计算的时候，由于 * 比 + 的优先级高，只能保证， * 的计算是比 + 早，但是优先级并不能决定第三个 * 比第一个 + 早执行。
所以表达式的计算顺序有两种：

第一种：

a*b

c*d

a*b + c*d

e*f

a*b + c*d + e*f

第二种：

a*b

c*d

e*f

a*b + c*d

a*b + c*d + e*f

对于这种代码，容易产生错误。所以，在我们自己写的时候，可以加上（）来确定顺序，这样就是唯一计算顺序了。

【表达式求值】整型提升和算术转换,C语言,算法

3.2 表达式2

//表达式2
c + --c;

同上，操作符的优先级只能决定自减 -- 的运算在 + 的运算的前面，但是我们并没有办法得知， + 操作符的左操作数的获取是在右操作数之前还是之后求值（即不知道第一个c是--之后的值还是之前的值）所以结果是不可预测的，是有歧义的。

3.3 表达式3

//表达式3
int main()
{
    int i = 10;
    i = i-- - --i * ( i = -3 ) * i++ + ++i;
    printf("i = %d\n", i);
    return 0;
}

表达式3在不同编译器中测试结果：非法表达式程序的结果【表达式求值】整型提升和算术转换,C语言,算法

3.4 表达式4

#include <sdtio.h>
int fun()
{
	static int count = 1;
	return ++count;
}
int main()
{
	int answer;
	answer = fun() - fun() * fun();
	printf("%d\n", answer); //输出多少？
	return 0;
}