我什么时候需要在C中进行类型转换？

Question

我理解类型转换...但只是回想起来。我需要弄清楚需要在表达式中进行类型转换的过程通常是追溯性的，因为我无法预测何时需要它，因为我不知道编译器如何逐步执行它们。一个有点陈腐的例子：

int8_t x = -50;
uint16_t y = 50;
int32_t z = x * y;

在我的8位处理器（Freescale HCS08）上将z设置为63036（2 ^ 16 - 50 ^ 2）。我可以看到这可能是一个可能的答案（可能有4个其他答案），但我不会猜到它会是那个。

更好的方式可能是：当类型与运算符（+-*/）交互时，会发生什么？

Answer 1

将编译器转发为表达式中的最大类型，然后将结果放入该位置的大小。如果您要查看上面的汇编器输出，您可以确切地看到如何从内存中以本机格式读取类型。从较小尺寸到较大尺寸的向上安装是安全的，不会产生警告。当你从较大的类型转变为较小的类型时，精度可能会丢失并且编译器应该发出警告或错误。

有些情况下，您希望信息丢失。假设您正在使用长度为256个条目的sin / cos查找表。使用u8值访问表格是非常方便和常见的（至少在嵌入式土地中），以便索引自然地包裹在表格大小中，同时预先确定sin / cos的循环性质。然后需要将类型转换回u8，但这正是你想要的。

Answer 2

这里的人说，值总是转换为更大的类型是错误的。如果我们不了解您的平台，我们就无法谈论任何事情（我看到您现在提供了一些信息）。一些例子

  

int = 32bits，uint16_t = unsigned short，int8_t = signed char

这导致值-2500，因为两个操作数都转换为int，操作执行签名，签名结果写入int32_t。

  

int = 16bits，uint16_t = unsigned int，int8_t = signed char

这会产生值63036，因为int8_t操作数首先转换为unsinged int，从而产生65536-50。然后将它与它相乘，得到3 274 300 % 65536（无符号为模运算），即63036.然后将该结果写入int32_t。

请注意，最小int位大小为16位。因此，在您的8位平台上，第二种情况可能发生。

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我不打算尝试解释这里的规则，因为对于我来说，重复标准/草稿（免费提供）中的内容非常有意义并且通常很容易理解。

Answer 3

你在向下投射时需要进行类型转换。

upcasting是自动的并且是安全的，这就是编译器永远不会发出警告/错误的原因。但是当你进行向下转换时，你实际上放置的值的精度高于你存储它的变量的类型，这就是为什么编译器要你确定并且你需要明确地向下转换。

Answer 4

当编译器执行隐式转换时，它遵循一组标准的算术转换。这些内容记录在第6.3节的the C standard中。如果您碰巧拥有the K&R book，则附录A6.5中有一个很好的摘要。

Answer 5

如果您想要一个完整的答案，请查看其他人的建议。阅读有关隐式类型转换的C标准。并为您的代码编写测试用例...

你说这个很有意思，因为这段代码：

#include "stdio.h"
#include "stdint.h"

int main(int argc, char* argv[])
{
  int8_t x = -50;
  uint16_t y = 50;
  int32_t z = x * y;
  printf("%i\n", z);
  return 0;
}

给我答案-2500。

请参阅：http://codepad.org/JbSR3x4s

在Codepad.org和Visual Studio 2010上都会发生这种情况

Answer 6

这里发生的是整数提升。基本上在计算发生之前，排名小于int的所有类型都会提升为signed或unsigned，此处为unsigned，因为您的某个类型是无符号类型。 然后使用该宽度和符号执行计算，最后分配结果。

在您的架构上unsigned可能是16位宽，这与您看到的值相对应。然后，对于赋值，计算值适合更宽的目标类型，因此值保持不变。

Answer 7

为了解释你的例子中发生了什么，你有一个带符号的8位类型乘以无符号16位类型，因此较小的有符号类型被提升为更大的无符号类型。创建此值后，将其分配给32位类型。

如果你只是使用有符号或无符号整数类型，那很简单。系统总是可以将较小的整数类型转换为较大的整数而不会损失精度，因此它会将较小的值转换为较大的类型。在混合浮点和整数计算中，它会将整数转换为浮点类型，可能会失去一些精度。

通过混合有符号和无符号类型，您似乎感到困惑。系统将转换为更大的类型。如果该较大类型已签名，并且可以在操作中保存无符号类型的所有值，则操作将以signed形式完成，否则为unsigned。通常，系统更喜欢将混合模式解释为无符号。

这可能是造成混淆的原因（例如，它使你感到困惑），这就是为什么我不完全喜欢C中无符号类型和算术的原因。我建议在实际操作中坚持使用签名类型，而不是尝试控制类型大小，就像你正在做的那样。