C語言操作符進階教學(表示式求值隱式型別轉換方法)

2022-02-16 13:01:28

結構體

結構體變數的宣告需要在主函數之上或者主函數中宣告，如果在主函數之下則會報錯，而且c語言中的結構體不能直接進行強制轉換，只有結構體指標才能進行強制轉換。

涉及結構體的操作符這裡講兩個：
. （結構體存取操作符）
-> （）

首先寫一段程式碼：

int main()
{
struct Stu s = {"me",19,60};
prinft("%s %d %lf",s.who,s.age,s.weight)
return 0;
}

這就是個結構體存取，這裡的結構是：結構體變數 . 結構體成員，箭頭怎麼用呢？當我有一個結構體指標：

struct Stu * ps = &s;
printf("%s %d %lfn"),(*ps).name,(*ps).age,(*ps).score);
return 0;

這裡我是對 ps 解除參照一下，找到他所指向的物件，其實和上面第一組程式碼的結果是一樣的；但是，橫看豎看都覺得有點囉嗦，我們把格局開啟：

printf("%s %d %lfn",ps->name,ps->age,ps->score);
return 0;

這樣是不是看著要清爽許多？->操作符的基本語法是：結構體指標 -> 結構體成員

表示式求值

我們在接觸那麼多的操作符後，就可以應用來進行計算，表示式求值的順序一部分是由操作符的優先順序和綜合性決定。同樣，有些表示式的運算元在求值過程可能需要轉換成其他型別。

隱式型別轉換

C語言的整型算術運算總是至少以預設整型型別的精度來進行的。為了獲取這個精度，表示式中的字元和短整型運算元在使用之前被轉換為普通整型，這種轉換被稱為整型提升

意義：

表示式的整型運算要在CPU的相應運算器件內執行，CPU內整型運算器(ALU)的運算元的位元組長度一般就是int的位元組長度，同時也是CPU的通用暫存器的長度。因此，即使兩個char型別的相加，在CPU執行時實際上也要先轉換為CPU內整型運算元的標準長度。通用CPU（general-purpose CPU）是難以直接實現兩個8位元位元組直接相加運算（雖然機器指令中可能有這種位元組相加指令）。所以，表示式中各種長度可能小於int長度的整型值，都必須先轉換為int或unsigned int，然後才能送入CPU去執行運算。

我們用一段程式碼代入一下：

int main()
{
char a = 5;
char b = 126;
char = a+b;
printf("%dn",c);
return 0;
}

這裡的一個表示式：a+b，其中a和b的型別都是 char 型別，按照定義來看，也就是這段程式碼的執行遠比我們想象的複雜，我們知道 sizeof（char），sizeof（short）的大小肯定是小於 int 型別的，所以我們計算時就要把char，short提升成 int（unsigned int）型別，再執行運算。

方法

整型提升是按照變數的資料型別的符號位來提升的，char x = -1 中，x的二進位制位（二補數）只有8個位元位，char為有符號的char所以整型提升時，高位補充符號位，即為1；無符號整型提升，高位補0。

就拿剛剛的程式碼進行剖析：

int main()
{
char a = 5; 
//5 = 0000……0101(32位元)
//char型別一個位元組8個位元位，就只能從5的二進位制數中獲取8位元
//即a=00000101
//這一步叫截斷
char b = 126;
//126 = 0000……01111110(32位元)
//b = 01111110
char = a+b;
//當a，b相加時整型提升
//111111111……0000011
//111111111……0000010
//100000000……1111101(符號位不變，其他位按位元取反)=-125
printf("%dn",c);//
return 0;

下面這個程式碼就可以證明整型提升的存在：

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

從執行結果來看，為什麼會是 4 呢？其實就是因為他參與了運算，進行了整型提升，變成了int型別。

算術轉換

我們在剛剛談的是 char 和 short 的計算，那如果是int 和 long ，int 和long long，int 和 float 以及 double計算呢？他們發生的就是算術轉換。總的來說就是4位元組以下的屬於整型提升，大於4的屬於算術轉換。

是指如果其中操作符的各個運算元為不同型別，除非其中一個轉換成另一個型別，否則無法進行操作。下面層次的系統稱為尋常算術轉換

char
short
int
long
long long
float
double

short a = 10;
int b = 5;
prinft("%dn",sizeof(a+b+1));

printf 結果是 2 ，是因為short只有兩個位元組大小，在表示式中 short a 當家做主，不管放什麼進來都是short，但是，sizeof 內部多表示式其實不會真實計算，我們寫檔案通常是 test.c，要生成 .exe 的可執行檔案三步走：編譯，連結，執行。在表示式進去在編譯的時候就變成 2 了，根本到不了執行。

如果某個數型別在上表中排名較低，那會首先轉換到另一個運算元的型別後執行運算。
PS.算術轉換要合理，不然會出現潛在問題。
比如把 float 型別變成 int 型別就會造成精度丟失。