C语言中的数据类型及其转换详解

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1. C语言中的数据类型

　　C语言中的类型按其组成可以分为简单类型和构造类型，按是否预定义了类型名字和值集可以分为基本类型和非基本类型，按是否加了类型限定符可以分为限定类型和非限定类型。

　　ANSI C99标准中类型定义的BNF语法如下图。

　　说明：

• typedef可以定义新数据类型，如typedef long int FOUR_BYTE_INT，即定义了和long int一样的数据类型FOUR_BYTE_INT。
• 如果typedef时加入了类型限定符或存储区分符，比如typedef volatile char KEYBOARD，则KEYBOARD k等价于volatile char。
• 按照一般规范，新定义的数据类型同义名需要全部大写，以免与变量名混淆。
• 利用类型定义typedef，可以为所要表示对象指定比原数据类型更合适的名字，如typedef float SPEED。
• 利用类型定义typedef，可以提高的程序的在不同编译器上升级的可维护性，比如有些类型在某些编译器下没有，只需要改变类型定义即可轻松维护。
• 类型定义typedef一般用于定义比较长或复杂的名字，如struct类型，即便于书写，又提高了程序的可读性。
• 类型定义typedef与预处理指令#define的区别：
  • 处理时间不同：前者是编译过程中，后者是编译过程前；
  • 处理方法不同：前者是类型替换，而后者是简单的字符串替换，在某些情况下不适合，比如定义多个变量的地方:

1 #define POINTER int *;
2 POINTER a,b;

• • • 如果是想定义两个指针类型a,b，预处理后是int * a,b。只有a是int *，是错误的。

　　ANSI C99标准中规定的数据类型如下图所示。

　　说明：

• 同一行类型的语义相同，即可以相互替代。
• long float类型与double相同，故在C99标准中没有此类型。
• 部分编译器也提供了unsigned float和unsigned double，最好不要使用，以免影响程序的可移植性。
• int默认是signed，所以int, signed, signed int三者等价。其它unsigned的情况类似。char默认情况不确定。

2. C语言中数据类型的长度

　　ANSI C99标准中定义了两类（四个）类型修饰符：long/short和unsigned/signed。

　　C99标准规定，long类型不能比变通类型短，short类型不能比普通类型长。而unsigned与signed的区别在实现上是有无符号的区别，而是使用上是取值范围的区别，两者表示范围相同，但前者全是正数，后者关于0对称。

　　说明：

• long/short可以修饰int，long还可以修饰double。
• unsigned/signed可以修饰int, char，不可以修饰浮点型。
• int长度是机器的字长，short int是半个字长，long int是一个或两个字长。
• unsigned/signed长度与普通类型一样，只是表示区间不同。

3. C语言中数据类型的转换

　　类型转换分为显示和隐式两种，前者比较简单，这里只讲后者。下面是C99标准中给出的各种类型对象的基本转换规则：

• 枚举常量：转换成int，如超出int范围，则转成long int等
• 浮点类型：
  • 如果转成整类型，只保留整数部分，如果超出整类型表示范围，则转换错误；
  • 如果向上转成double/long double，值不变；
  • 如果向下转成float/double等，如果能用float/double表示，则正常，如果超出表示范围，则转换错误，而如果在表示范围内，但精度降低，则要依赖于编译器的处理了；
• 整类型：short int/char/枚举类型/位域类型都可转换成int，如果超出int表示范围，则提升到unsigned int。
• 对于二元运算符中的普通算术运算转换，C99标准给出了如下图所示的转换规则：

 

　　说明：

• 对于unsigned char和unsigned short int的整型提升问题，C99标准给出“保值”的转换方法：方法是将unsigned char和unsigned short int转换成int，如果超出表示范围，则转成unsigned int。
• 对于表格中第五行，long int与unsigned int的情况，在vc6.0没有这样实现，是直接转成unsigned int。

4. 测试练习

1 char a = 0xb6;
2 short b = 0xb600;
3 int c = 0xb6000000;
4 
5 if ( a == 0xb6) puts("a");
6 if ( b == 0xb600) puts("b");
7 if ( c == 0xb6000000) puts("c"); 

　　答案：

　　在VC或x86的gcc下，只会打印出 c ，而linux的gcc则会打印出a和c。

　　解释：

　　char在前两者默认是signed char，而后者默认是unsigned char。因此当整型提升时，在前两者的编译器下，三条语句分别变成如下情况：

 

1 if ( 0xffffffb6 == 0x000000b6) puts("a");
2 if ( 0xffffb600 == 0x0000b600) puts("b");
3 if ( 0xb6000000 == 0xb6000000) puts("c"); 

　　而在linux的gcc编译下，则是下面的情况：

 

1 if ( 0x000000b6 == 0x000000b6) puts("a");
2 if ( 0xffffb600 == 0x0000b600) puts("b");
3 if ( 0xb6000000 == 0xb6000000) puts("c");