C的「型別提公升」

寫在前面：本來因為乙個朋友問我為什麼可以給unsigned int

賦值負數，我打算寫一篇關於解釋

unsigned

多寶平台

char、

short int

或者int型

位段（無論signed

或unsigned

）以及列舉型別

，可以使用在需要

int或者

unsigned int

的表示式中。

如果int

可以完整的表示源型別的所有值，那麼該源型別的值就轉換

為int

， 否則轉換為

unsigned int

，這被稱為整形提公升。——《

c專家程式設計》

注意：「整形提公升」是先提公升到int，而不管源資料是

還是unsigned

，而不是char 

提公升到int

，unsigned char

提公升到unsigned int

。就是整型提公升和float

提公升為double

的總稱。

這個問題比較關鍵，從整形提公升的概念可以看出，在

【1

】「

char、

short int

或者int型

位段（無論signed

）以及列舉型別

出現在可以使用int或者

的

表示式

中」的時候，就會發生整形提公升。與此類似，我們可以得到float

到double

的提公升情況。但是

ansi c

對型別提公升有了弱化。

ansi c

標準說明如下：

char c1,c2;

c1=c1+c2; 「

型別提公升

」規則要求把每個變數提公升為int

的長度，然後兩個

int值執行加法運算，多寶

然後在對運算結果進行裁剪。如果兩個

char

的加法運算

結果不會發生溢位

，那麼實際執行時只要產生char

型別的運算結果，

可以省略型別提公升

。同樣道理也適用於float

到double

的提公升。

【2

】

另乙個會發生隱式型別轉換的地方就是引數傳遞。

在k&r c

中，由於函式的引數也是表示式，所以也會發生型別提公升。 

在ansi c

中，如果使用了適當的函式原型，型別提公升便不會發生，否則也會發生。

在被呼叫函式內部，提公升後的引數被裁剪為原先宣告的大小。

這就是為什麼單個的printf()

格式字串

%d能適用於幾個不同型別，

short

，char

或int

，而不論實際傳遞的是上述型別的哪乙個。

函式從堆疊中取出的引數總是int

型別，並在printf

[1]或其他或其他被呼叫的函式裡按統一格式處理。

所以如果使用printf

來列印比

int長的型別，如

long long

，除非使用

long long

格式化限定符

%ld，否則無法獲取正確的值。

因為在缺少更多資訊的情況下，printf

[1]即使乙個原型位於

printf()

能及的範圍內，注意它的原型以省略號結尾：

int printf(const char* format,...);

表示它是乙個接收可變引數的函式，引數的資訊（除第乙個外）均未給出，此時一般的引數提公升始終會發生。

總結：判斷是否發生型別提公升記住上述的【1】【2

】即可。

(1) printf(「%d

」,sizeof(『a

』))；

//輸出4

分析：sizeof()

是乙個表示式，字元』a

』由char

型別提公升到

int，所以列印出是4（

int的大小），而不是1（

char

的大小）。

(2)char a,b;

printf ( " the size of the result of a+b :%d " ,sizeof( a+b) );  //輸出4

* (3)char a;

printf ( "%d\n" ,sizeof(a)); //輸出1

這個題要引起注意，為什麼這裡沒有發生型別提公升呢？我的理解是這樣的:

當傳遞的是字元常量的時候，

sizeof

是根據數值推斷的，而當表示式使用到

值的時候，就會進行進行型別提公升（回憶整型提公升定義，這裡可以用int

值代替）。但當引數是變數時，此時

sizeof(a)

實際等價於

sizeof(char)

，並沒有用到數

值，所以輸出1

。我們把提公升分為兩個階段——擴充套件和解釋。

要想進行型別提公升，很明顯首先需要進行位擴充套件，比如char（1

位元組）提公升到

int（

4位元組）要在高位擴充套件

3個位元組。那麼是如何擴充套件呢？答案是：

有符號數按照有符號數的擴充套件規則（高位補符號位）擴充套件，無符號數按照無符號數的擴充套件規則（高位補0

）擴充套件。

我們先看乙個例子：

int main()

/* *case1:unsigned int a=0x12345678;

*output:0078  0078 *

*case2:unsigned int a=0x123456a8;

*output:0078 ffffffa8; */

分析：printf("%04x %04x\n",b,*c ); //實參為

char,

則要進行整形提公升

*c是有符號的，做有符號擴充套件，高位補符號位。在

case1

中（78

）符號位為

0，因此提公升後為：

0x00000078

，按寬度至少

4位輸出即

0078

。而在case2

中（a8

）符號位為

1，因此提公升後為：

0xffffffa8,

由於全是有效位，則忽略按

4位寬度，輸出：

ffffffa8。 b

提公升成int

，因為b

是無符號的，所以做無符號擴充套件，高位補0；

單單擴充套件完並沒有完成任務，因為這涉及到程式該如何理解這些二進位制位。這裡我們再回到最開始的「整型提公升」的定義——

如果int

可以完整的表示源型別的所有值，那麼該源型別的值就轉換

為int

， 否則轉換為

unsigned int

。所以得到結論，優先解釋為

int。我們先看乙個例子：

char a = -1;

unsigned char b = 1;

printf("%d", a > b);//輸出0

分析：這個過程是這樣的，首先對表示式a>b

進行整型提公升，a是

-1，記憶體表示為

0xff,由於a

是有符號數，所以擴充套件為

0xffffffff；b

是1，記憶體表示為

0x01

，由於b

是無符號的，所以擴充套件為

0x00000001

。接下來是解釋，編譯器都將其解釋為

int（注意，這裡同為

int，所以不發生算數轉換），所以

0xffffffff

解釋為-1

，0x00000001

解釋為1.

因為-1<1;

所以a>b

不成立，輸出0。

這個例子要和下面這個例子區別：

int a = -1;

unsigned int b = 1;

printf("%d", a > b);//輸出1

這個沒有發生型別提公升（變數已經是int

），而是算數轉換，我們後面專題再介紹。

那什麼時候解釋為unsigned int

呢？答案是有

unsigned int

參與的時候，比如下面這個例子：

char a= -1;

unsigned int b = -1;

printf("%d\n",a==b);//輸出1

其實這個應該算是算數轉換，我們可以把它看做一次整形提公升+

一次算數轉換，首先將

char

提公升為int

，int

和unsigned int

的比較和運算就要涉及到算數轉換了。

所以我們可以簡單地記住，整形提公升都解釋為int

。

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