第七章

第七章

• 有符号整数溢出，程序行为是未定义的

• 无符号整数运算过程中发生溢出，结果是有定义的：对2^n取模，n适用于存储结果的位数

• C标准未说明char类型是有符号还是无符号型

• 「惯用法」

  • while(getchar()!='\n');//skip rest of line
  • while((c=getchar())==' ');//skip blanks

• C89算术类型

  • 整值类型
    • 字符类型 char
    • 有符号整型 signed char、short int、int、long int
    • 无符号整型 unsigned char、unsigned short、unsigned int、unsigned long
    • 枚举类型
  • 浮点类型 float、double、long double

• C99算术类型

  • 整数类型
    • 字符类型 char
    • 有符号整型 包括标准的（signed char、short int、int、long int、long long int）和扩展的
    • 无符号整型 包括标准的（ unsigned char、unsigned short int、unsigned int、unsigned long int、unsigned long long int、_Bool)和扩展的
    • 枚举类型
  • 浮点类型
    • 实数浮点类型 float、double、long double
    • 复数类型 float_Complex、double _Complex、long double _Complex

• 以下情况进行隐式转换

  • 当算术表达式或逻辑表达式中操作数的类型不相同时（C语言执行所谓的常用算术转换）
  • 当赋值运算符的右侧表达式类型与左侧变量的类型不匹配时
  • 当函数调用的实参类型与形参类型不匹配时
  • 当return语句中表达式的类型与函数返回值的类型不匹配时

• 常用算术转换

  • 整值提升（integral promotion）把字符或短整型转换成int类型（如果int类型整数没有大到足以包含所有可能的原始类型值，那么是unsigned int）

  • 任一操作数是浮点类型的情况。float->double->long double

  • 两个操作数均不是浮点类型。首先进行整值提升（保证没有一个操作数是字符类型或者短整型），然后int-> unsigned int-> long int-> unsigned long int。有一种特殊情况，在unsigned int和long int相同时，如果一个操作数是unsigned int，另一个是 long int，那么都被转换为unsigned long int

  • 当把有符号操作数和无符号操作数组合时，把有符号操作数“转换”成无符号的值。转换过程中需要加上或者减去n+1的倍数，n是无符号类型能表示的最大值。这条规则会导致一些隐蔽的编程错误。例：

    #include 
    int main(int argc, char **argv){
        unsigned int a=10;
        int b = -10;
    
        printf("yes, i am %d\n", b < a);
        printf("yes, i am %d\n", -10 < 10);
        return 0;
    }
    

    运行结果是：

    yes, i am 0
    yes, i am 1
    

    结论就是：尽量避免使用无符号整数！

• 赋值过程中的转换

  • 常用算术转换不适用于赋值运算。C语言遵循另一条简单的转换规则，那就是把赋值运算符右侧的表达式转换为左侧变量的类型
  • 如果变量类型至少和表达式类型一样宽，那么转换没有任何障碍
  • 其他情况是有问题的。把浮点数赋值给整型丢掉小数部分。把某种类型的值赋给类型更狭小的变量时，如果该值在变量类型范围之外，那么会得到无意义的结果（甚至更糟）

• C99中的隐式转换

  • 为了定义转换规则，C99允许每个整数类型具有“整数转换等级”。下面是从最高到最低的排序（这里忽略了扩展的整数类型和枚举类型）
    1. long long int、unsigned long long int
    2. long int、unsigned long int
    3. int、unsigned int
    4. short int、unsigned short int
    5. char、signed char、unsigned char
    6. _Bool
  • C99用整数提升（integer promotion）取代了C89中的整值提升（integral promotion），可以将任何等级低于int和unsigned int的类型转换为int或unsigned int
  • 任一操作数是浮点类型的情况。只要两个操作数都不是复数类型，float->double->long double
  • 两个操作数均不是浮点类型。首先进行整数提升，如果两个操作数类型相同，过程结束。否则一次尝试以下规则，一旦遇到可应用的规则，就不再考虑其他的规则：
    1. 如果两个操作数均为有符号型或无符号型，将整数转换等级低的转换如为等级高的操作数类型
    2. 如果无符号操作数的等级高于或等于有符号操作数的等级，将有符号操作数转换为无符号操作数的类型
    3. 如果有符号操作数的类型可以表示无符号操作数类型的所有制，将无符号操作数转换为有符号操作数的类型
    4. 否则，将两个操作数都转换为与有符号操作数的类型相对应的无符号类型

• 强制类型转换

  • 有时需要使用强制类型转换来避免溢出，例：

  long i;
  int j = 1000;
  i = j * j;//overflow may occur
  

  在有些机器上j*j的值过大，无法表示为int型，导致溢出。
  可以改为

  i = (long)j * j;

• sizeof运算符

  • 编译器通常就能确定sizeof表达式的值，C99值变长数组不可以。