类型转换和优先级

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

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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。

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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+。