c语言表达式求值--整型提升

什么是整型提升？

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。

什么叫缺省整数类型？缺省在计算机里面是默认的意思。

这句话大概意思就是，在c语言的整数运算中，如果有精度小于整型的非自定义类型数，就需要先转换为一个整数类型。

比如char和short int类型，它们的字节数分别为1、2，如果它们参与整数表达式的运算就会先转换成整数类型，再参与运算。

这里我们只谈论char和short int

代码举例：

int main()
{
	char a = 0x80;
	short b = 0x8000;
	int c = 0x86000000;
	if (a == 0x80)
		printf("a");
	if (b == 0x8000)
		printf("b");
	if (c == 0x86000000)
		printf("c");
	return 0;
}

看结果：

只输出了一个c。

为什么会这样呢？a、b变量被赋予的值也没有超出它们的字节大小代表的最大值，为什么a==0x80和b==0x8000会为假呢？

这其中就发生了整型提升。

 

整型提升的规则

1、操作数为int的时候，高位补充符号位

2、操作数为unsigned int(无符号整数)的时候，高位补充0

 分析例子

1.变量a整型提升：

首先，a占一个字节，在转换前被赋值0x80（十六进制）,二进制（补码）表示为1000 0000。

符号位是1.

整型提升变成四个字节，前面补充1，就转换成了：

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000

所以这个时候的a就不等于原来的数了，很明显这都变成了一个负数。

2.变量b整型提升：

首先，b占两个字节，在转换前被赋值0x8000（十六进制）,二进制（补码）表示为：

1000 0000 0000 0000

符号位是1.

整型提升变成四个字节，前面补充1，就转换成了：

1111 1111 1111 1111 1000 0000 0000 0000

所以这个时候的b就不等于原来的数了，很明显这都变成了一个负数。

而c是int,不需要转换。

代码1:

 
int main() {
	char a = 0x80;
	char b = 0x80;
	int c = a + b;
	printf("%d", c);
 
	return 0;
}

这里又会输出什么结果呢？

因为运算涉及到整数，所以字符a和b在参与计算的时候会先整数提升，而根据上面我们知道，a整型提升之后是一个负数，所以得到：

 

代码2：

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

这里我们要注意，我前面已经强调过，只有在参与运算的时候才会考虑是否要整型提升，而sizeof(c)里的c并没有参与运算，所以不需要整型提升，得到的还是一个字节。

那么sizeof(+c)和sizeof(-c)呢？c语言会认为（+c）和（-c）都是参与了运算，所以需要整型提升，得到的也就是一个整型的字节大小。

 

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。

总的来说，整型提升的目的是为了保持表达式中操作数的一致性。当不同大小的整数类型参与运算时，较小的类型会被提升为较大的类型，以避免精度丢失和数据溢出的问题。