C語言筆記之資料型別(二)

2021-07-02 03:45:08 字數 2363 閱讀 3216

接下來是不同型別之間的強制轉換。當把乙個高容量的型別強制轉換為低容量的型別時,會發生截斷:丟棄二進位制的高位,只保留低位(二進位制的左邊為高位,右邊為低位);而把低容量型別強制轉換成高容量型別時,會發生擴充套件:在二進位制的高位左邊繼續填充數字。擴充套件分為兩類:零擴充套件和符號擴充套件。下面看**示例。

1、截斷

#include int main(void)

結果:

a = 257, b = 1

a = 0x101, b = 0x1

0x0101被分成兩部分,高位的01和低位的01,char型別只能容納乙個位元組,於是取低位的乙個位元組後,結果是0x01。

再看乙個:

#include int main(void)

結果:

a = -24368, b = -48

a = 0xffffa0d0, b = 0xffffffd0

a: 2, b: 1

雖然截斷後的結果是一致的,但是這裡的printf似乎是按四個位元組來列印負數的十六進製制。

2、擴充套件

#include int main(void)

結果:

a = 63222, b = 63222

a = 0xf6f6, b = 0xf6f6

a: 2, b: 4

顯然,雖然列印出來的a和b的二進位制表示相同,但是用sizeof運算子計算長度時,發現b占用了4個位元組,所以b的實際十六進製制為:0x0000f6f6。這表明,無符號數的擴充套件採用0來填充高位,這就是所謂的零擴充套件。

另外,我發現printf函式列印十六進製制時,自動忽略高位的0。

有符號數呢?

#include int main(void)

結果:

a = -68, b = -68

a = 0xffffffbc, b = 0xffffffbc

a: 1, b: 2

呃,又被嚇到了,我不禁懷疑printf函式列印十六進製制時存在bug:sizeof顯示a的確只佔乙個位元組,所以十六進製制只列印0xbc就夠了,為毛還要加上前面一堆f?同理,b的話,0xffbc就夠了。。

不過至少,我們知道低容量的char向高容量的short擴充套件時,如果其二進位制最高位是1,那麼擴充套件後的高位用1來填充,這就是所謂的符號擴充套件。

我再驗證一下有符號的正數:

#include int main(void)

結果:

a = 68, b = 68

a = 0x44, b = 0x44

a: 1, b: 4

恩,雖然也是用0來填充高位,但此時0應被視為正號,仍是符號擴充套件。

總結上面printf函式的這個小「bug」讓我不禁這樣猜想:是不是在做型別轉換時,無論是截斷還是擴充套件,先統一變成四個位元組,若不足四個位元組,則採用相應的擴充套件。

若列印十進位制,則從右到左讀取相應的型別長度,然後停止讀取並將讀取的資料列印成十進位制;但是列印十六進製制時,在讀取了足夠的型別長度後,若讀到0則停止讀入,若讀到1則繼續讀入,直到讀夠4個位元組。

那麼最後,符號轉換和型別轉換一起上會怎樣?

#include int main(void)

結果:

a = -1, a = 0xffffffff

b = 65535, b = 0xffff

c = 4294967295, c = 0xffffffff

對於b,是先把a由signed short轉換成unsigned short,再轉換成int;而c的話,先做型別轉換,再由signed轉換成unsigned。我們看到結果是不同的,理由在上面說過了。另外,

unsigned等價於unsigned int。

現在我們來研究一下有符號數和無符號數運算的問題。

c語言規定,如果參與運算的兩個數乙個是有符號的另乙個是無符號的,那麼有符號數會被隱式的強制轉換成無符號數,並假設兩個數都是非負數。

這條規則對於算數運算來說,不會導致什麼區別,也就是沒什麼負面作用。然而對於邏輯運算可能會產生意外。

如:-1 < 0u

表面上看沒什麼錯,但這個運算的結果是0,即false。。因為-1被轉換成無符號數後就是4294967295u,它當然不可能小於0u。。。

在比如:2147483647u > -2147483647 - 1

結果也是錯的,因為-2147483648轉換成無符號數後是2147483648。

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