【C语言初阶】 为什么我的两个整数加起来结果不对?原来是你,整型提升~

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【C语言初阶】 为什么我的两个整数加起来结果不对?原来是你,整型提升~

2023-12-11 13:04| 来源: 网络整理| 查看: 265

整型提升

上一次我们说过了浮点数在内存中的存储规则和形式。我们知道了C语言中,所有数据都是以二进制的形式存储在内存中的。那么整型数据,又是以怎样的二进制形式存储的呢? 不要着急,耐心慢看

文章目录 1. 整型数据在内存中的存储:2. 整型提升2.1 整型提升的情况2.2 什么是整型提升2.3 整型提升有什么意义2.4 整型提升的方法

1. 整型数据在内存中的存储:

C语言中,整型定义大致分为:short char int long long long 整型数据的二进制表现形式有三种:原码、反码、补码。而存储至内存中的正是补码。 有符号整数的二进制形式,首位为符号位(0表示正数,1表示负数)。

正整数的三种二进制形式关系为: 原码 == 反码 == 补码

例: 10:原码 00001010 反码 00001010 补码 00001010

负整数的三种二进制形式之间的关系为: 反码 == 原码(除符号位)按位取反 补码 == 反码 + 1

例: -10:原码 10001010 反码 11110101 补码 11110110

C语言中,整型数据在内存中的存储,简单的了解大概就这么多。 接下来迎接我们的重头戏——整型提升!!!

2. 整型提升

看一看还有多少hxd

2.1 整型提升的情况

大家在使用整型数据进行运算的时候,有没有经历过运算结果精度缺失的情况? 比如,下面这段代码

#include int main() { char a = 13; char b = 127; char c = a + b; printf("%d", c); return 0; }

大家可以去运算一下结果是多少。 按照正常的情况来计算,结果应该是 140 但是 这段代码的运算结果是 -116

为什么会出现这种情况呢? 这就涉及到了整型数据运算时候的整型提升了

2.2 什么是整型提升

C语言中,使用整型数据进行计算,对于类型大小未达到 int 类型大小的数据,会被提升至 int 类型的大小然后进行计算。 通俗的讲,就是使用 short 和 char 类型的数据,进行运算的时候,数据会被提升至 int 类型后进行计算

利用上边的例子,a、b、c 均为 char 类型。所有在计算的时候,会将 a 和 b 中的数据提升至 int 类型后进行计算。计算完成之后,再将结果截取为 char 类型 存放至 c 中。在截取的过程中就发生了精度缺失。

2.3 整型提升有什么意义

CPU 进行整型表达式的运算,操作数的字节长度一般就是 int 类型的字节长度 ( 同样是CPU通用寄存器的长度 )。 所以为了CPU进行运算,操作数在送入CPU之前,如果长度不够,就需要将操作数的字节长度提升至 int 或 unsigned int 类型,然后再送入 CPU。

2.4 整型提升的方法

signed 类型:需要在高位补 符号位 unsigned 类型:需要在高位补 0

以上述代码为例:

#include int main() { signed char a = 13; signed char b = 127; signed char c = a + b; printf("%d", c); return 0; }

a、b、c是 signed char 类型变量 所以,a 在内存中存储为 00001101 ,b 在内存中存储为 01111111 (正数:补码 == 反码 == 原码) 整型运算时,发生整型提升( signed 类型,高位补符号位):

a 提升为 00000000 00000000 00000000 00001101 b 提升为 00000000 00000000 00000000 01111111

c = a + b; 则 a + b 运算后存入 c = 10001100 再以 int 类型输出 c,所以 c 也需要整型提升( signed 类型,高位补符号位): c 提升为 11111111 11111111 11111111 10001100 signed 类型首位为符号位,1表示负数 c 存储的数据为负数,且内存中存储补码

负整数的三种二进制形式之间的关系为: 反码 == 原码(除符号位)按位取反 补码 == 反码 + 1 所以 原码 == 反码(除符号位)按位取反 反码 == 补码 - 1

由补码计算原码: 补码:11111111 11111111 11111111 10001100(在内存中存储) 反码:11111111 11111111 11111111 10001011(补码 - 1) 原码:10000000 00000000 00000000 01110100(补码按位取反)

有符号位的二进制 10000000 00000000 00000000 01110100 转换为 十进制 等于 -116

对于 short 和 unsigned 类型 大家可以举一反三来自己动手写一写~

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