算术转换指的是运算符的两个操作数类型不同时所发生的转换,不要小看这个点,可能会造成灾难性的程序问题。
首先需要明确两个概念,后面要介绍的转换规则会依赖于这两个概念:
一、整型提升
https://en.cppreference.com/w/cpp/language/implicit_conversion#Integral_promotion
算术运算符不接受小于int类型的变量,所以会存在以下的整型提升:
- signed char、signed short:转换为int
- unsigned char、unsigned short:若int能覆盖其值域则转换为int,否则转换为unsigned int
- char:若底层为signed char则转换为int,若底层为unsigned char则转换为unsigned int
二、转换优先级(conversion rank)
如下表所示,从左到右表示优先级逐步增高。同一个框里的类型优先级相同。
bool | char signed char unsigned char | short unsigned short | int unsigned int | long unsigned long | long long unsigned long long |
然后就是算术转换规则了:
https://en.cppreference.com/w/cpp/language/operator_arithmetic#conversions
- 若算术运算符的操作数是整型,首先进行整型提升
- 如果其中一个操作数是long double类型,则另一个操作数也会被转换为long double类型
- 否则,如果其中一个操作数是double类型,则另一个操作数也会被转换为double类型
- 否则,如果其中一个操作数是float类型,则另一个操作数也会被转换为float类型
- 此时这两个数都是整型,再进行如下判断:
- 如果都是无符号类型或有符号类型,则会转换成优先级较大的那个类型
- 否则,如果无符号操作数的优先级>=有符号操作数的优先级,则转换为无符号操作数的类型
- 否则,如果有符号类型的值域能覆盖无符号类型,则转换为有符号操作数的类型
- 否则,都转换为无符号类型
举例:
long double + char:char先执行1转换为int,然后执行2,转换为long double
short + char:short执行1转换为int,char执行1转换为int
long + int:执行6,且long的优先级更高,int被转换为long
unsigned long + int:执行7,unsigned long的优先级更高,int被转换为unsigned long
这个规则里面隐含着一个巨坑:
uint32_t u = 10;
int32_t i = -42;
cout << u + i << endl;
为什么输出4294967264??
根据规则,第7条,这两个操作数的优先级是相等的,所以转换为无符号类型,int32_t被转换为uint32_t,-42变成了4294967254。。。。
|