C语言—— 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他类型。

一、隐式类型转换

C语言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。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。
那么如何进行整型提升呢？

二、 整型提升

整形提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的。
负数的整型提升:

//负数的整形提升
char c1 = -1;
//变量c1的二进制位(补码)中只有8个比特位：
1111111
//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1
//提升之后的结果是：
11111111111111111111111111111111

正数的整型提升：

//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

当无符号整型提升时，高位需要进行补0.
例1：

#include 
int main()
{
	char a = 3;
	//因为3为正数，所以原码、反码、补码都相同，
	//所以3的二进制补码为00000000000000000000000000000011
	//又因为char类型只能存放1字节，所以要进行截断操作
	//截断后a的补码为：00000011
	char b = 126;
	//b的二进制补码为：00000000000000000000000001111111
	//截断后b的补码为：01111111
	char c = a + b;
	//a+b进行整型提升：
	//00000000000000000000000000000011
	//00000000000000000000000001111111
    //00000000000000000000000010000010
    //进行截断操作：
    //a+b的补码为：10000010
    //进行整型提升：11111111111111111111111110000010 ——补码
    //              11111111111111111111111110000001
    //              10000000000000000000000001111110 - 原码
	printf("%d", c);
	return 0;
}

打印结果：

例2：

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

运行结果：

例2中的,c只要参与表达式运算,就会发生整形提升,表达式 +c ,就会发生提升,所以 sizeof(+c) 是4个字节.
表达式 -c 也会发生整形提升,所以 sizeof(-c) 是4个字节,但是 sizeof( c) ,就是1个字节.

三、 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寻常算术转换。

算术转换由低向高转换。 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外一个操作数的类型后执行运
算。
例1：

int main()
{
	int a = 3;
	float b = 4.5;
	printf("%f", a + b);
	return 0;
}

运行结果：

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。
两个相邻的操作符先执行哪个？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。
例：

//表达式的求值部分由操作符的优先级决定。
//表达式1
a*b + c*d + e*f

代码1在计算的时候，由于比+的优先级高，只能保证，的计算是比+早，但是优先级并不能决定第三个比第一个+早执行。*
所以表达式的计算机顺序就可能是：

a*b
c*d
a*b + c*d
e*f
a*b + c*d + e*f
//或者：
a*b
c*d
e*f
a*b + c*d
a*b + c*d + e*f