目录
一、表达式求值
二、隐式类型转换
1、整型提升的意义
2、如何进行整型提升(3个例子)
三、算术转换
四、操作符的属性
1、优先级顺序表
2、运算法则
一、表达式求值
表达式求值的顺序一部分是由操作符的优先级和结合性决定。
同样,有些表达式的操作数在求值的过程中可能需要转换为其它类型。
二、隐式类型转换
•C语言的整型算术运算总是至少以整型类型的精度来进行的。
•为了获取这个精度,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,针对的是类型小于整型。(char、short)
代码演示:
代码解析: 根据整型提升,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,也就是说,a+b这个表达式在计算中,不会直接拿char类型的a和char类型的b进行计算,而是把a和b提升为整型,然后再相加,最后再把int类型的值放到c中。
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。
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。
2、如何进行整型提升呢?
整型提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的。
例1:
代码解析:
3是整数,而整型为4个字节(32bit),所以3的二进制序列为00000000000000000000000000000011,因为a是char类型,只能存1个字节(8bit),所以a中存的01111111,同样地,对于127也是一样操作,所以b中存的是01111111。
根据整型提升,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,所以接下来对a和b分别进行整型提升,由于整型提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的,所以对于a来说,它的符号位是0,补满32bit(int是4个字节),a:00000000000000000000000000000011,对于b来说,它的符号位同样是0,所以b:000000000000000000000000011111111。接着对整型提升后的二进制序列相加(二进制相加为2就要余0进1),相加后结果为:000000000000000000000000010000010。
又因为c是char类型,只能存1个节(8bit),所以c中存的二进制序列为:10000010,由于最后要以十进制的整数打印出来,所以还要对它c进行整型提升,因为c的符号位为1,所以提升整型后就为:11111111111111111111111110000010(补码),因为内存中存储的是补码,最后把它转化成原码(减一,符号位不变再取反):10000000000000000000000001111110,所以结果为-126
例2:
代码解析:因为a和b的类型都是小于int类型的,所以它们都会发生整型提升。对于a,它的二进制序列为:10110110,对于b,它的二进制序列为1011011000000000。然而它们的符号位都是1,所以补的都是1,最后肯定不一样,而c的类型就是int,不需要整型提升,所以最后会打印c。
例3:
代码解析: 首先第一个是计算char类型所占用空间的字节数,毫无疑问就是1
第二个和第三个都要进行整型提升,因为+和-是操作符,所以+a和-a都是表达式。只要参与表达式计算,就要发生整型提升。提升为int类型,而int类型就是4个字节。
三、算术转换
•小于整型会发生整型提升,而大于等于整型的则会发生算术转换。
•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一个操作数的类型,否则操作就无法进行。下面的层次体系称为算术转换。
从上到下层级依次降低
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的排名中较低的话,首先要转换为另一个操作数的类型后执行运算。
例如:
int a = 3;
float b = 3.14;
//要计算a + b
a + b;
a是int,b是float,它们的类型都大于等于整型,所以在计算的时候,由于a的层级比b低,所以需要把a的类型向float转换。
警告⚠:
算术转换需要合理,要不然会又一些潜在的问题。
就好比如:float a = 3.14; int b = a;
float要赋给int类型,如果不强制类型转换,也是会发生隐式转换,但是会有精度丢失,且编辑器会报警,但不会报错。
四、操作符的属性
复杂表达式的求值有三个影响的因素
1. 操作符的优先级
2. 操作符的结合性
3. 是否控制求值顺序。
1、操作符的优先级
C语言中优先级顺序表
2、运算法则
两个相邻的操作符先执行哪个?取决于它们的优先级
如果两者的优先级相同,取决于他们的结合性(匹配规则)。
例如:
从左往右看,*与+是相邻的,根据优先级先算*,接着再看+和/,根据优先级先算/,最后再算+。