【C语言】自动类型转换和强制类型转换

wander

计算机硬件进行算术操作时，要求各操作数的类型具有相同的大小（存储位数）及存储方式。例如，由于各操作数大小不同，硬件不能将 char 型（ 1 字节）数据与 int 型（ 2 或 4 字节）数据直接参与运算；由于存储方式的不同，也不能将 int 型数据与 float 型数据直接参与运算。

然而，由于 C 语言编程的灵活性，在一个表达式或一条语句中，允许不同类型的数据混合运算。

C 语言的灵活性与计算机硬件的机械性是一对矛盾，如处理不好，将会产生错误结果。对于某些类型的转换编译器可隐式地自动进行，不需人工干预，称这种转换为自动类型转换；而有些类型转换需要编程者显式指定，通常，把这种类型转换称为强制类型转换。
自动类型转换

一个表达式中出现不同类型间的混合运算，较低类型将自动向较高类型转换。

不同数据类型之间的差别在于数据的表示范围及精度上，一般情况下，数据的表示范围越大、精度越高，其类型也越“高级”。

整型类型级别从低到高依次为：

     int -> unsigned int -> long -> unsigned long

浮点型级别从低到高依次为：

    float -> double

1) 操作数中没有浮点型数据时:

当 char、unsigned char、short 或 unsigned short 出现在表达式中参与运算时，一般将其自动转换为 int 类型，特殊情况下 unsigned short 也可能转换成 unsigned int（如 Turbo C2.0 中，short 和 int 所占字节数相同，unsigned short 的正数表示范围比 int 大，故将其转换为 unsigned int）。

int 与 unsigned int混合运算时：

int -> unsigned int

int、unsigned int 与 long 混合运算时，均转换为 long 类型。

2) 橾作数中有浮点型数据时:

当操作数中含有浮点型数据（float 或 double）时，所有操作数都将转换为 double 型。

例如：

• 3+5.3f+1.7
  

上述算术表达式中操作数 1.7 为双精度浮点数，故先把 3 和单精度浮点数 5.3 自动提升为双精度浮点数后，参与运算。运算结果为双精度浮点数 10.0。

3) 赋值运算符两恻的类型不一致时:

当赋值运算符的右值（可能为常量、变量或表达式）类型与左值类型不一致时，将右值类型可能提升或降低为左值类型。例如：

• double d;
• d=5.1f;
  

由于左值为双精度浮点型，故先把右值单精度浮点型常量 5.1 提升为双精度浮点型后，再赋值给 d，不但不丢失精度反而提高了精度。

• int i;
• i=5.1; //右值5.1为双精度，左值为整型
  

右值双精度浮点型 5.1 降低为左值整型，即 5.1 舍弃小数部分后，把 5 赋给整型变量 i，这种情况会丢失精度。

4) 右值超出左值类型范围时：

更糟糕的情况是，赋值运算符右值的范围超出了左值类型的表示范围，将把该右值截断后，赋给左值。所得结果可能毫无意义。例如：

• char c; //char 占8位，表示范围-127〜128
• c=1025; //1025 对应二进制形式：100 0000 0001，超出了8位
• printf("％d",c) ; //以十进制输出c的值
  

该输出结果为 1，因为只取 1025 低 8 位 0000 0001（值为1），赋给字符型变量 c，故得到毫无意义的值。

当 return 后的表达式类型与函数的返回值类型不一致时，也会自动把 return 后表达式的值转换为函数类型后，再返回。

当函数调用时，所传实参与形参类型不一致时，也会把实参自动转换为形参类型后再赋值。

强制类型转换
虽然自动类型转换不需要人工干预，使用方便，但有利也有弊，尤其当自动类型转换是从较高类型转换为较低类型时，将会降低精度或截断数据，可能得不到预期的结果。

为了给程序设计人员提供更多的类型转换控制权限，使程序设计更加灵活，转换的目的更加清晰，C 语言提供了可显式指定类型转换的语法支持，通常称之为强制类型转换。

强制类型转换的格式为：

         (目标类型) 表达式

例如，计算某工厂目前可出厂的产品总件数用 total 表示，该工厂共有三个车间，已知：1 车间目前完成 10.9 件，2 车间目前完成 12.7 件，3 车间目前完成 11.8 件。则:

• int total;
• total=(int)10.9+(int)12.7+(int)11.8;
  

故 total=10+12+11=33，符合题意。

而如果采用如下的自动类型转换：

• int total=10.9+12.7+11.8;
  

其值将为 35。因为赋值运算符右端表达式 10.9+12.7+11.8=35.4 为双精度浮点型，而左值 total 类型为整型，将 35.4 自动转换为整数 35 后赋给 total。与题意不符。