c语言强制类型转换详解

整形之间的强制转换

在强制类型转换中，我们常用的整形强制转换有无符号和有符号类型的强制转换。所以首先我们得介绍一下计算机中存储数字的方式，计算机中通常以补码的形式来存储数据，以8位数据为例，二进制与有符号数的对应关系为：

0	1	2	…	127	-128	-127	…	-1
0000 0000	0000 0001	0000 0010	…	0111 1111	1000 0000	1000 0001	…	1111 1111

无符号转有符号

0	1	2	…	127	128	129	…	255
0000 0000	0000 0001	0000 0010	…	0111 1111	1000 0000	1000 0001	…	1111 1111

所以对于有符号数，首先最高位是正负的标志位。要将无符号数强制转化为有符号数时，其内存上的二进制是不会改变的，只是我们对它的解释变了，即无符号数128强制转化有符号数即-128。

当然这样引申出来的一种好处就是对于有符号数的判断，如

char a;
...
if((a>=0)&&(a<80))
{
....
}

可以使用强制转化，省去一个判断条件

char a;
...
if( ((unsigned char)a) < 80)
{
....
}

有符号转无符号

将有符号数变成无符号数时，情况也类似，如8位的有符号数120转无符号也是120，但8位的-1转无符号则为255。所以当我们在有符号数的计算中，想保留大于等于0的数，不能通过强制转化来完成，必须得加判断：

char a,b,d;
unsigned char c;
....
c=(unsigned char)(a+b);  (×):当运算结果小于0时c会异常，变成超级大数

d=a+b;
c = (d<0)?0:d;           (√)

不同长度数字转化中的截断

比如我有一个8位的有符号数-1，要转换为一个16位的有符号数，那么结果仍旧是-1。首先我们要明确一点，那就是虽然8位的有符号数-1的二进制原本1111 1111，但载入32位的cpu中运算时，它将转化为32位的有符号数进行运算，即int类型的-1。所以对于char类型的数据，即使运算结果超过了该类型，其实也不会发生异常：

char a=127,b=127,c=127,e;
int d;
....
e=a+b+c;   	 (×):当运算结果超过存储类型的表示范围时，会因截断产生错误
d=a+b+c;     (√):32位的int类型足够存储结果。

所以我们如果把不同长度的数字进行类型转换，只有两个步骤：

1、将该数表示为32位
2、将32位数截断为结果类型

不过，可以确定的一点就是，进行第一步时，数的值不会发生变化:

比如8位有符号数-1(1111 1111)将转化为32位的-1(1111 1111 1111 1111 … 1111 111)。
而8位的无符号数255（1111 1111）转为32位时，也仍旧是255：(0000 0000…0000 0000 1111 111)。

但进行第二步转换时，值会由于截断而发生变化，而这个截断一般是高位截断（舍弃高位，保留低位）：

如int类型的255（0000 0000 … 0000 0000 1111 1111）转化为8为的unsigned char类型时，前面的0将被截断，只保留低8位，即255（1111 1111），当然，若是转为8为的有符号char类型，则为-1（1111 1111）。截断是二进制层面的位数截断
，与实际值无关。

整形与浮点数的强制类型转换

我们都知道浮点数float类型一般遵循ieee754标准，有符号位，阶码和尾数:

与整形相同，符号位是1时代表负数，是0则为正数。而阶码代表小数点在哪儿，类似于科学计数法100会被表示为 1.0 × 10^2。详细的这里不介绍了，我们重点放在强制转化上：
对于一个int类型的数，只要在浮点数的表示范围内，便可以正确的转为浮点数格式。
但是对于一个浮点类型的数，在转化为整形时，则会只保留整数位，如：

int a= (int)0.1;    即a=0
int a= (int)1.1;    即a=1
int a= (int)1.5;    即a=1
int a= (int)-1.5;   即a=-1

所以如果要四舍五入之类的的，则不能靠强制转换，得用相关的函数。当然若是转为其他整形，则结果将有32位的整形结果进行截断得到。

当然，强制转换和 floor 这个函数的功能其实很像，floor函数的功能是向下取整：

int a= floorf(0.1);    即a=0
int a= floorf(1.1);    即a=1
int a= floorf(1.5);    即a=1

对于大于0的浮点数，他俩其实可以替换，而当小于0时，他俩区别很大：

int a= floorf(-0.1);    即a=-1
int a= floorf(-1.1);    即a=-2

int a=(int)-0.1;        即a=0
int a=(int)-1.1;        即a=-1

强制转化的结果，会产生正负0这种概念，如-0.9到0.9强制转化结果都为0。使用强制转化时会产生越界输出