C语言中的整形提升

一、隐式类型转换

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(int)，这种转换称为。整型提升

1.1 整形提升的意义

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。

char a,b,c;
a = b + c;

b和c的值被提升为普通整型，然后再执行加法运算。
加法运算完成之后，结果将被截断，然后再存储于a中。

1.2 如何整形提升

整形提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的。
整形提升主要针对字符和短整型。(int)

int main()
{
//整形提升是按照变量的符号位来提升的
char c1 = 5;
//00000000000000000000000000000101
//00000101 -- c1（截断）

char c2 = 127;
//00000000000000000000000001111111
//01111111 -- c2

char c3 = c1 + c2;
//00000101 -- c1
//01111111 -- c2
//00000000000000000000000000000101
//00000000000000000000000001111111
//00000000000000000000000010000100 
//发生截断：
//10000100  -- c3
//%d: 10进制的形式打印有符号的整数
//11111111111111111111111110000100 -- 补码
//11111111111111111111111110000011 -- 反码
//10000000000000000000000001111100 -- 原码  --> -124
printf("%d\n", c3);
}

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 且 c1是负数
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

1.3 练习

1.3.1 练习1

int main()
{
char a = 0xb6;
short b = 0xb600;
int c = 0xb6000000;

//a同b
if (a == 0xb6)     //a需要整形提升，前面补符号位，也就是1；0xb6这个值是补0的因此不相等
printf("a");

//10110110 ->a 
//11111111111111111111111110110110 
if (b == 0xb600)   //b需要整形提升，前面补符号位，也就是1；0xb600这个值是补0的因此不相等
printf("b");
    //1011011000000000 ->b
    //11111111111111111111111110110110 

if (c == 0xb6000000)  //c不用提升，则与这个十六进制值数相等
printf("c");
return 0;
}

1.3.2 练习2

//%u: 十进制形式打印无符号整数

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

解答：c只要参与表达式运算(int),就会发生整形提升,所以表达式 +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。

总结

1.整形提升发生在char 和 short类型中；
2.整形提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的。