C语言之操作符表达式求值篇
目录
表达式求值
隐式类型转换
整型提升
实例1
实例2
实例3
算数转换
操作符的属性
实例1
实例2
实例3
实例4
实例5
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核性决定。
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他类型。
隐式类型转化---------→优先级---------→结合性
隐式类型转换
分为两类：整型提升和算数转换。
整型提升
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。
为了获得这个精度，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。
整型提升的意义：
表达式的整型运算要在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，同样也是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是难以直接实现两个8比特位直接相加运算（虽然机器指令中可能由这种字节相加指令）。所以，在表达式求值的时候，表达式中各种长度可能小于int长度的整型值，都必须先转为int或unsigned int，然后才能送入CPU去执行运算。
如何进行整体提升呢？
整型提升是按照 变量的数据类型 的符号位 来提升。
- 有符号整型signed：按照符号位提升（在编译器创建变量=创建有符号signed变量）
- 无符号整型unsigned：高位补0，按照0提升。
那我们来看几个例子。
实例1
int
signed int
unsigned int
char
到底是signed char 还是unsigned char是不确定的，C语言标准没有明确的指定，是取决于编译器
//在当前我们使用的VS上，char == signed char#include
int main()
{
char a = 5;
char b = 126;
char c = a + b;
int s = a + b;
printf("%d\n", c);
printf("%d\n", s);
return 0;
} #include
int main()
{
char a = 5;
//原反补——00000000 00000000 00000000 000000101
//放到char里面——00000101
char b = 126;
//原反补——00000000 00000000 00000000 01111110
//放到char里面——01111110
char c = a + b;
//整体提升
//a——00000101——a的符号位为0
// 00000000 00000000 00000000 00000101
//b——01111110——a的符号位0
// 00000000 00000000 00000000 01111110
//相加——00000000 00000000 00000000 10000011
//放到char——10000011
int s = a + b;
//放到int——00000000 00000000 00000000 10000011
printf("%d\n", c);//10000011
//c参与了表达式求值
//整型提升
//11111111 11111111 11111111 10000011——补码
//取反＋1
//10000000 00000000 00000000 01111101
//十进制—— -125
printf("%d\n", s);
//00000000 00000000 00000000 10000011
//131
return 0;
//无符号高位补0
} 
实例2
#include
int main()
{
char a = 0xb6;
short b = 0xb600;
int c = 0xb6000000;
//== 是操作符
if (a == 0xb6)
printf("a");
if (b == 0xb600)
printf("b");
if (c == 0xb6000000)
printf("c");
return 0;
}
//ab要进行整型提升，提升之后变成负数
//c不需要 
实例3
#include
int main()
{
char c = 1;
printf("%u\n", sizeof(c));
printf("%u\n", sizeof(+c));
printf("%u\n", sizeof(-c));
printf("%u\n", sizeof(!c));
return 0;
}
//c只要参与表达式运算，就会发生整型提升。
综上，在表达式求值的时候，表达式中各种长度可能小于int长度的整型值，都必须先转化为int或unsinged int ，然后才能执行运算。
算数转换
如果某个操作数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寻常算数转化。
如果某个操作数的类型在上面这个列表中排名较低，那么首先要转换为另一个操作数的类型后执行运算。
long double
double
float
unsigned long int
long int
unsigned int
int
//从下到上依次排名升高操作符的属性
复杂表达式的求值有三个影响的因素。
- 操作符的优先级
- 操作符的结合性
- 是否控制求值顺序
两个相邻的操作符先执行哪个呢？
- 相邻操作符，取决于他们的优先级。如果两者的优先级相同，取决于他们的结合性。
大家可以上网去搜寻一下整理的优先级和结合性的表格。大致了解和记住一些
关于我们是否控制求值顺序只有唯四的操作符是需要控制求值顺序，记住即可。
&& || ? : ,
实例1
#include
int main()
{
//优先级：相邻操作符，优先级高的先计算
//结合性：相邻操作符优先级相同的情况下，结合性才有作用
int a = 3 + 5 * 4;
int b = 3 + 5 + 4;
int c, d, e, f;
int s = a * b + c * d;
int r = a * b + c * d + e * f;
return 0;
} 必须是相邻操作符才有优先级的比较
下面这种情况就有两种可能运算顺序。
两中运算顺序不一样，结果可能一样，但是如果把变量改成表达式结果可能不一样了。
实例2
#include
int main()
{
int c = 1;
int s = c + --c;
return 0;
} 操作符的优先级只能决定自减--的原酸在+的运算前面，但是我们并没有办法得知，+操作符的左操作数的获取在右操作数之前还是之后，所以结果是不确定的。
实例3
#include
int main()
{
int i = 10;
i = i-- - --i * ( i = -3 ) * i++ + ++i;
printf("i = %d\n", i);
return 0;
} 在不同编译器下的不同值
实例4
#include
int fun()
{
static int count = 1;
return ++count;
}
int main()
{
int answer;
answer = fun() - fun() * fun();
printf("%d\n", answer);//输出多少？
return 0;
} 在上述代码中，我们只能通过操作符的优先级得知：先算乘法，再算剑法。
函数的调用先后顺序无法通过操作符的优先级确定。
实例5
#include
int main()
{
int i = 1;
int ret = (++i) + (++i) + (++i);
printf("%d\n", ret);
printf("%d\n", i);
return 0;
} 上述代码，第一个++在执行的时候，第三个++是否执行，这个是不确定，因为依靠操作符的优先级和结合性是无法决定第一个++和第三个++的先后顺序。
综上：我们写出的表达式如果不能通过操作符的属性确定唯一的计算路径，那这个表达式就是存在问题的。所以，尽量分步写，表达式不要写的过于复杂。
✔✔✔✔最后，感谢大家的阅读，若有错误和不足，欢迎指正！
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