C语言整形提升举例详解

时间:2023-02-02 Jambo! 人气:0

1.什么是整形提升

表达式中的字符和短整形操作数在使用之前被转换成普通整形int，这种转换叫做整形提升

整形提升针对的类型小于整形的char,short

char占用1字节空间，short占用2字节空间，在运算时都会提升为占用4个字节的int类型

所以C的整型算术运算总是至少以缺省整型类型的精度来进行的。换而言之整形算术运算都至少以int类型计算的

2.为什么会有整形提升

表达式的整形运算要在CPU的相应运算器内执行，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。

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。

因此，即使两个char类型的变量相加，在·CPU执行时实际上也要先转化为CPU内整型操作数的标准长速度。

3.如何进行整形提升呢？

整形提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的

负数的整形提升：

char c1 = -1，char类型占1字节，也就是它的二进制补码只有8个比特位：1111111
因为char是有符号位的char，所以整形提升的时候，高位补符号位1
提升之后的效果为：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

无符号的整形提升：高位补0

4.整形提升的例子

例1

#include<stdio.h>
int main()
{
	char a = 3;
	char b = 127;
	char c = a + b;
	printf("%d\n", c);
	return 0;
}

char a = 3，首先把3放到a中，3是int类型，3的二进制序列为:00000000000000000000000000000011
需要把3放到char中，int是32个比特位，char是8个比特位，所以接下来需要进行截断：将低8个比特位放到char中，所以此时a中为： 00000011

char b = 127也是一样
127为00000000000000000000000001111111
截断为011111111

char c = a + b，接下来要进行整型提升
当前char为有符号的char，所以对于a就高位补0，为：00000000000000000000000000000011
同理，b整形提升后为：00000000000000000000000001111111

接下来相加为00000000000000000000000010000010，将这个32位二进制放到c中，截断为10000010

printf("%d\n", c)中，%d是打印十进制的数，所以还需整形提升，此时c为10000010，符号位为：1，整形提升高位补1，最终为11111111111111111111111110000010(补码)，其原码为10000000000000000000000001111110 ，所以这个数字输出为-126

输出结果：

例2

int main()
{
char a = 0xb6;
short b = 0xb600;
int c = 0xb6000000;
if(a==0xb6)
	printf("a");
if(b==0xb600)
	printf("b");
if(c==0xb6000000)
	printf("c");
return 0;
}

比较也是表达式，a,b也要发生整形提升，所以只有c不会整形提升，所以输为c

输出结果

这个例子能体现整形提升的存在

例3

int main()
{
char c = 1;
printf("%u\n", sizeof(c));
printf("%u\n", sizeof(+c));
printf("%u\n", sizeof(-c));
return 0;
}

c是char类型，sizeof(c)值为1
+c.-c中，c都参与计算，所以整形提升为int类型，sizeof(+c),sizeof(-c)值都为4

输出结果：

请添加图片描述

这个例子也能体现整形提升的存在

例4

下面程序输出什么？

#include <stdio.h>
int main()
{
  char a = -128;
  printf("%u\n",a);
  return 0;
}

10000000000000000000000010000000 -128原码
11111111111111111111111101111111 -128反码
11111111111111111111111110000000 -128补码
截断 10000000 a
整形提升11111111111111111111111110000000
所以最后输出11111111111111111111111110000000对应的十进制数，是一个很大的数

例5

下面程序输出什么？

#include <stdio.h>
int main()
{
  char a = 128;
  printf("%u\n",a);
  return 0;
}

10000000000000000000000010000000 128补码
截断：10000000 a补码
整形提升：11111111111111111111111110000000
所以最后输出11111111111111111111111110000000对应的数，一个很大的数

整形提升是真实存在的，但是我们平时感觉不到他的存在

其他操作符如int,float，double等大于等于int的操作符，之间的转换，就要用到算术转换了

总结

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