C语言--操作符详解(2)-CFANZ编程社区

文章目录

前言
一、表达式求值

1.隐式类型转换
2.算术转换
3.操作符的属性

总结

前言

一、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。

1.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，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。

//实例1
int main() {

  char a = 5;
  //00000000000000000000000000000101
  //00000101 -a

  char b = 126;
  //00000000000000000000000001111110  
  //11111110  -b

  char c = a + b;
  //00000101 -a
  //01111110  -b
  //00000000000000000000000000000101      //整形提升
  //00000000000000000000000001111110
  //00000000000000000000000010000011
  //10000011-c
  //
  printf("%d\n",c);//整形提升
  //11111111111111111111111110000011-内存中的补码
  //11111111111111111111111110000010
  //10000000000000000000000001111101---  -125
  
  return 0;
}

C语言--操作符详解(2)_操作数

a和b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。

整形提升的例子:

//实例1
int main()
{
  char a = 0xb6;//10110110 //整形提升
  //11111111111111111111111110110110
  //11111111111111111111111110110101
  //10000000000000000000000001001010
  //-0x4A
  short b = 0xb600;
  int c = 0xb6000000;
   if(a==0xb6)
    printf("a");
  if(b==0xb600)
    printf("b");
  if(c==0xb6000000)
    printf("c");
 return 0; }

C语言--操作符详解(2)_操作符_02

这时a的值就已经改变了-0x4A

同理b也是

最终输出结果为

C语言--操作符详解(2)_c语言_03

//实例2
int main()
{
    char c = 1;
   printf("%u\n", sizeof(c));
   printf("%u\n", sizeof(+c));
   printf("%u\n", sizeof(-c));
 return 0; 
 }

实例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© ,就是1个字节.

C语言--操作符详解(2)_c语言_04

2.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。

long double
double
float
unsigned long int
long int
unsigned int
int

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。

警告：

但是算术转换要合理，要不然会有一些潜在的问题

float f = 3.14;
int num = f;//隐式转换，会有精度丢失

3.操作符的属性

复杂表达式的求值有三个影响的因素。

操作符的优先级
操作符的结合性
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。

还有一些错误代码，无法准确给出计算顺序

//表达式
c + --c;

不知道先是（c-1）+(c-1)再相加

还是c+(c-1)

例如c=2

第一种方法结果就是1

第二种方法结果就是3

注释：同上，操作符的优先级只能决定自减–的运算在+的运算的前面，但是我们并没有办法得
知，+操作符的左操作数的获取在右操作数之前还是之后求值，所以结果是不可预测的，是有歧义
的。

//代码
#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 1;
int ret = (++i) + (++i) + (++i);
printf(“%d\n”, ret);
printf(“%d\n”, i);
return 0;
}
//尝试在linux 环境gcc编译器，VS2013环境下都执行，看结果。
C语言--操作符详解(2)_c语言_06
VS2013环境的结果
C语言--操作符详解(2)_操作符_07
看看同样的代码产生了不同的结果，这是为什么？
简单看一下汇编代码.就可以分析清楚.
这段代码中的第一个 + 在执行的时候，第三个++是否执行，这个是不确定的，因为依靠操作符的优先级和结合性是无法决定第一个 + 和第
三个前置 ++ 的先后顺序。

总结

总结：我们写出的表达式如果不能通过操作符的属性确定唯一的计算路径，那这个表达式就是存在问题的。