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C语言中强制类型转换目的、基本格式、C中变量的本质含义
2017-11-08 14:24:43      个评论    来源:XD_hebuters的博客  
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C强制类型转换


阅读目录:

一、强制类型转换目的、基本格式

二、C中变量的本质含义

三、普通变量强制类型转换

四、指针变量类型转换


一、强制类型转换目的、基本格式:

1.1、强转目的
C语言是强类型语言,如果一个运算符两遍的运算数据类型不同,先要将其转换为相同的类型,强制类型转换可以消除程序中的警告,即确保写代码的程序员自己清楚类型转换,允许丢失一定精度,或做类型匹配。
例如:

//1、丢失精度情况
int main(void)
{
    float f=5.75;
    printf("f=%d,f=%f\n",(int)f,f);
}
//结果:f=5,f=5.750000

//2、做类型匹配
int main(void)
{
    int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int *p = (int *)(&a + 1);
    printf("*(p-1) = %d.\n", *(p-1));
}
//结果:*(p-1) = 5
//这里面&a + 1中+1,地址加sizeof(a)即一个数组长度
//(int *)将指向数组类型指针,转换为指向整形,赋值运算符左右对应

1.2、C中强转的基本格式

方法比较简单,如下所示:
TYPE1 A;
TYPE2 B;
A = (TYPE1)B; // 强制转换。


二、C中变量的本质含义:

(1)c中所有类型的数据存储在内存中,都是按照二进制格式存储的。所以内存中只知道有0和1,不知道是int的、还是float的还是其他类型。

(2)int、char、short等属于整形,他们的存储方式(数转换成二进制往内存中放的方式)是相同的,只是内存格子大小不同(所以这几种整形就彼此叫二进制兼容格式);而float和double的存储方式彼此不同,和整形更不同。

(3)C语言中的数据类型的本质,就是决定了这个数在内存中怎么存储的问题,也就是决定了这个数如何转成二进制的问题。一定要记住的一点是内存只是存储1010的序列,而不管这些1010怎么解析。所以要求我们平时数据类型存取一致。

int a =5;

存放:编译器给a分配4字节空间,并且将5按照int类型的存储方式转成二进制存到a所对应的内存空间中去(a做左值的);

取值:我们printf去打印a的时候(a此时做右值),printf内部的vsprintf函数会按照格式化字符串(就是printf传参的第一个字符串参数中的%d之类的东西)所代表的类型去解析a所对应的内存空间,解析出的值用来输出。

解析规则:存进去时是按照这个变量本身的数据类型来存储的(譬如本例中a为int所以按照int格式来存储);但是取出来时是按照printf中%d之类的格式化字符串的格式来提取的。此时虽然a所代表的内存空间中的10101序列并没有变(内存是没被修改的)但是怎么理解(怎么把这些1010转成数字)就不一定了。譬如我们用%d来解析,那么还是按照int格式解析则值自然还是5;但是如果用%f来解析,则printf就以为a对应的内存空间中存储的是一个float类型的数,会按照float类型来解析,值自然是很奇怪的一个数字了。

//数据类型存取差异
int main(void)
{
    //1、按照int类型存却按照float类型取 一定会出错
    int a = 5;
    printf("a = %d.\n", a);     // 5
    printf("a = %f.\n", a);     // 0.000000


    //2、按照int类型存却按照char类型取,

    int a = 6;
    char *p1 = &a;
    printf("*p1 = %d.\n", *p1);        //6在char范围,未出错

    short *p2 = &a;        
    printf("*p2 = %d.\n", *p2);        //6


    int a = 66666;
    char *p1 = &a;
    printf("*p1 = %d.\n", *p1);        //106超出char与short范围出错

    short *p2 = &a;        
    printf("*p2 = %d.\n", *p2);        //1130

}


小结:
(1)int和char类型都是整形,类型兼容的。所以互转的时候有时候错有时候对。

(2)int和char的不同在于char只有1个字节而int有4个字节,所以int的范围比char大。在char所表示的范围之内int和char是可以互转的不会出错;但是超过了char的范围后char转成int不会错(向大方向转就不会错,就好比拿小瓶子的水往大瓶子倒不会漏掉不会丢掉),而从int到char转就会出错(就好象拿大瓶子水往小瓶子倒一样)


三、普通变量强转规则:

3.1、普通变量转换规则
当较低类型的数据转换为较高类型时,一般只是形式上有所改变, 而不影响数据的实质内容, 而较高类型的数据转换为较低类型时则可能有些数据丢失。如果一个运算符两边的运算数类型不同,先要将其转换为相同的类型,即将运算符右侧数值转换为运算符左侧类型,同侧低精度类型转换为高精度类型,然后再参加运算,转换规则如下图所示。

double ← ── float 高

long

unsigned

int ← ── char,short 低

横向箭头表示必须的转换,如两个float型数参加运算,虽然它们类型相同,但仍要先转成double型再进行运算,结果亦为double型。

纵向箭头表示当运算符两边的运算数为不同类型时的转换,如一个long 型数据与一个int型数据一起运算,需要先将int型数据转换为long型,然后两者再进行运算,这些转换可以说是自动的,但尽量(确保自己允许转换发生)使用以显式的形式强制转换类型的机制。

3.2、具体转换细节

(1) 浮点型与整型

将浮点数(单双精度)转换为整数时,将舍弃浮点数的小数部分, 只保留整数部分。 将整型值赋给浮点型变量,数值不变,只将形式改为浮点形式,即小数点后带若干个0。注意:赋值时的类型转换实际上是强制的。

(2) 单、双精度浮点型

由于c语言中的浮点值总是用双精度表示的,所以float型数据只是在尾部加0延长为doub1e型数据参加运算,然后直接赋值。doub1e型数据转换为float型时,通过截尾数来实现,截断前要进行四舍五入操作。

(3) char型与int型

int型数值赋给char型变量时,只保留其最低8位,高位部分舍弃。 char型数值赋给int型变量时,一些编译程序不管其值大小都作正数处理,而另一些编译程序在转换时,若char型数据值大于127,就作为负数处理。对于使用者来讲,如果原来char型数据取正值,转换后仍为正值;如果原来char型值可正可负,则转换后也仍然保持原值,只是数据的内部表示形式有所不同。

(4) int型与1ong型

long型数据赋给int型变量时,将低16位值送给int型变量,而将高16 位截断舍弃。(这里假定int型占两个字节)。 将int型数据送给long型变量时,其外部值保持不变,而内部形式有所改变。

(5) 无符号整数

将一个unsigned型数据赋给一个占据同样长度存储单元的整型变量时(如:unsigned→int、unsigned long→long,unsigned short→short) ,原值照赋,内部的存储方式不变,但外部值却可能改变

用强制类型转换是一个好习惯,这样,至少从程序上可以看出想干什么。


四、指针变量强转规则:

(1)指针变量强转,改变了指针取址能力。

(2)一个指针涉及2个变量:一个是指针变量自己本身,一个是指针变量指向的那个变量

(3)int p;定义指针变量时,p(指针变量本身)是int 类型,*p(指针指向的那个变量)是int类型的。

(4)int 类型说白了就是指针类型,只要是指针类型就都是占4字节,解析方式都是按照地址的方式来解析(意思是里面存的32个二进制加起来表示一个内存地址)的。结论就是:所有的指针类型(不管是int 还是char * 还是double *)的解析方式是相同的,都是地址。

(5)对于指针所指向的那个变量来说,指针的类型就很重要了。指针所指向的那个变量的类型(它所对应的内存空间的解析方法)要取决于指针类型。譬如指针是int *的,那么指针所指向的变量就是int类型的。

#include 
int main(void)
{

    int a[3] = {0x11223344, 0x55667788, 0};

    int *p1 = a;
    printf("*p1 = 0x%x\n", *p1);         //*p1 = 0x11223344

    char *p2 = (char *)a;              //改变取址能力         
    printf("*p2 = 0x%x\n", *p2);      //*p2 = 0x44
    printf("*p2 = 0x%x\n", *(p2+1));   //*p2 = 0x33
    printf("*p2 = 0x%x\n", *(p2+2));   //*p2 = 0x22
    printf("*p2 = 0x%x\n", *(p2+3));   //*p2 = 0x11
    printf("*p2 = 0x%x\n", *(p2+4));   //*p2 = 0xffffff88 ?
    printf("*p2 = 0x%x\n", *(p2+5));  //*p2 = 0x77

    return 0;
}
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