23-类型转换

5.5　类型转换

通常，在语句和表达式中应使用类型相同的变量和常量。但是，如果使用混合类型，C不会像Pascal那样停在那里死掉，而是采用一套规则进行自动类型转换。虽然这很便利，但是有一定的危险性，尤其是在无意间混合使用类型的情况下（许多UNIX系统都使用lint程序检查类型“冲突”。如果选择更高错误级别，许多非UNIX C编译器也可能报告类型问题）。最好先了解一些基本的类型转换规则。

1．当类型转换出现在表达式时，无论是 unsigned 还是 signed 的 char 和 short 都会被自动转换成 int ，如有必要会被转换成 unsigned int （如果 short 与 int 的大小相同， unsigned short 就比 int 大。这种情况下， unsigned short 会被转换成 unsigned int ）。在K&R那时的C中， float 会被自动转换成 double （目前的C不是这样）。由于都是从较小类型转换为较大类型，所以这些转换被称为升级（promotion）。

2．涉及两种类型的运算，两个值会被分别转换成两种类型的更高级别。

3．类型的级别从高至低依次是 long double 、 double 、 float 、 unsigned long long 、 long long 、 unsigned long 、 long 、 unsigned int 、 int 。例外的情况是，当 long 和 int 的大小相同时， unsigned int 比 long 的级别高。之所以 short 和 char 类型没有列出，是因为它们已经被升级到 int 或 unsigned int 。

4．在赋值表达式语句中，计算的最终结果会被转换成被赋值变量的类型。这个过程可能导致类型升级或降级（demotion）。所谓降级，是指把一种类型转换成更低级别的类型。

5．当作为函数参数传递时， char 和 short 被转换成 int ， float 被转换成 double 。第9章将介绍，函数原型会覆盖自动升级。

类型升级通常都不会有什么问题，但是类型降级会导致真正的麻烦。原因很简单：较低类型可能放不下整个数字。例如，一个8位的 char 类型变量存储整数 101 没问题，但是存不下 22334 。

如果待转换的值与目标类型不匹配怎么办？这取决于转换涉及的类型。待赋值的值与目标类型不匹配时，规则如下。

1．目标类型是无符号整型，且待赋的值是整数时，额外的位将被忽略。例如，如果目标类型是8位 unsigned char ，待赋的值是原始值求模 256 。

2．如果目标类型是一个有符号整型，且待赋的值是整数，结果因实现而异。

3．如果目标类型是一个整型，且待赋的值是浮点数，该行为是未定义的。

如果把一个浮点值转换成整数类型会怎样？当浮点类型被降级为整数类型时，原来的浮点值会被截断。例如， 23.12 和 23.99 都会被截断为 23 ， -23.5 会被截断为 -23 。

程序清单5.14演示了这些规则。

程序清单5.14　 convert.c 程序

/* convert.c -- 自动类型转换 */
#include <stdio.h>
int main(void)
{
     char ch;
     int i;
     float fl;
     fl = i = ch = 'C';                                    /* 第9行  */
     printf("ch = %c, i = %d, fl = %2.2f\n", ch, i, fl);   /* 第10行 */
     ch = ch + 1;                                          /* 第11行 */
     i = fl + 2 * ch;                                      /* 第12行 */
     fl = 2.0 * ch + i;                                    /* 第13行 */
     printf("ch = %c, i = %d, fl = %2.2f\n", ch, i, fl);   /* 第14行 */
     ch = 1107;                                            /* 第15行 */
     printf("Now ch = %c\n", ch);                          /* 第16行 */
     ch = 80.89;                                           /* 第17行 */
     printf("Now ch = %c\n", ch);                          /* 第18行 */
     return 0;
}

运行 convert.c 后输出如下：

ch = C, i = 67, fl = 67.00
ch = D, i = 203, fl = 339.00
Now ch = S
Now ch = P

在我们的系统中， char 是8位， int 是32位。程序的分析如下。

• 第9行和第10行：字符 'C' 被作为1字节的ASCII值存储在 ch 中。整数变量 i 接受由 'C' 转换的整数，即按4字节存储 67 。最后， fl 接受由 67 转换的浮点数 67.00 。
• 第11行和第14行：字符变量 'C' 被转换成整数 67 ，然后加 1 。计算结果是4字节整数 68 ，被截断成1字节存储在 ch 中。根据 %c 转换说明打印时， 68 被解释成 'D' 的ASCII码。
• 第12行和第14行： ch 的值被转换成4字节的整数（ 68 ），然后 2 乘以 ch 。为了和 fl 相加，乘积整数（ 136 ）被转换成浮点数。计算结果（ 203.00f ）被转换成 int 类型，并存储在 i 中。
• 第13行和第14行： ch 的值（ 'D' ，或 68 ）被转换成浮点数，然后 2 乘以 ch 。为了做加法，i的值（ 203 ）被转换为浮点类型。计算结果（ 339.00 ）被存储在 fl 中。
• 第15行和第16行：演示了类型降级的示例。把 ch 设置为一个超出其类型范围的值，忽略额外的位后，最终 ch 的值是字符 S 的ASCII码。或者，更确切地说， ch 的值是 1107 % 256 ，即 83 。
• 第17行和第18行：演示了另一个类型降级的示例。把 ch 设置为一个浮点数，发生截断后， ch 的值是字符 P 的ASCII码。