C 运算符结果类型

Question

在 C11 (n1570) 中，有一些运算符的结果类型已明确说明。例如，&& 的结果具有 int 类型。 但是我没有找到其他运算符的结果类型，比如+。它是否在标准中的某处指定？

我试过这个程序：

unsigned char usc = 254;
unsigned int usi = 4294967293;
signed char sic = 126;
long long unsigned llu = usc*2;
printf("%llu\n",llu);
llu = usi*2;
printf("%llu\n",llu);
llu = usc+usc;
printf("%llu\n",llu);
llu = usi+usi;
printf("%llu\n",llu);
llu = usc+4294967294;
printf("%llu\n",llu);
llu = usc+2147483646;
printf("%llu\n",llu);
llu = sic+4294967294;
printf("%llu\n",llu);
llu = sic+2147483646;
printf("%llu\n",llu);

输出：

508
4294967290
508
4294967290
4294967548
18446744071562068220
4294967420
18446744071562068092

我猜 unsigned char 在这里得到提升，但 unsigned int 没有； char + unsigned int 的结果类型似乎是 unsigned int，char + int 的结果类型似乎是 int。

但我不太确定。

这些铸件是标准的还是实现定义的？

Answer 1

规则由标准明确定义：

6.3.1.8 常用算术转换

1 许多期望算术类型操作数的运算符会导致转换并产生结果 以类似的方式键入。目的是确定操作数的通用实数类型 和结果。对于指定的操作数，每个操作数都进行转换，不改变类型 域，到对应的实类型是公共实类型的类型。除非 另有明确说明，公共实类型也是对应的实类型 结果，其类型域是操作数的类型域（如果它们相同）， 否则复杂。这种模式称为通常的算术转换：

• 首先，如果任一操作数对应的实数类型为 long double，则另一 操作数在不改变类型域的情况下被转换为对应的实类型为 long double 的类型。
• 否则，如果任一操作数对应的实数类型为双精度，则另一 操作数在不改变类型域的情况下被转换为一个类型 对应的实数类型是double。
• 否则，如果任一操作数对应的实数类型为浮点数，则另一 操作数在不改变类型域的情况下被转换为一个类型 对应的真实类型是float.62)
• 否则，将在两个操作数上执行整数提升。然后 以下规则适用于提升的操作数：
  • 如果两个操作数的类型相同，则无需进一步转换。
  • 否则，如果两个操作数都具有有符号整数类型或都具有无符号 整数类型，具有较小整数转换等级类型的操作数是 转换为具有更高等级的操作数的类型。
  • 否则，如果具有无符号整数类型的操作数的秩大于或 等于另一个操作数的类型的等级，然后操作数与 有符号整数类型转换为无符号操作数的类型 整数类型。
  • 否则，如果带符号整数类型的操作数的类型可以表示 无符号整数类型的操作数类型的所有值，然后 将无符号整数类型的操作数转换为 带符号整数类型的操作数。
  • 否则，两个操作数都转换为无符号整数类型 对应带符号整数类型的操作数的类型。

不过，您的类型有多大以及有符号类型是否使用 1s-complement、2s-complement 或 sign-and-magnitude 表示是实现定义的。

您正确推断了您的实施会发生什么。

Answer 2

您的示例中没有“转换”，只有转换。 cast 是一种语法结构，如(unsigned long)，它会导致转换。转换也会自行发生，就像在您的示例中所做的那样。

您的示例中发生的转换的名称是“通常的算术转换”。它们在 C11 标准第 6.3.1.8 条中进行了描述，该条太长而无法完整引用（当程序包含 1 + 1.0 时，它还处理从整数类型到浮点类型的转换）。对于整数类型，规则如下：

如果两个操作数的类型相同，则不再进行转换 需要。

否则，如果两个操作数都具有有符号整数类型或两者都有 有无符号整数类型，具有较小类型的操作数 整数转换等级转换为操作数的类型 排名更高。

否则，如果操作数为无符号整数类型 等级大于或等于其他类型的等级 操作数，然后将带符号整数类型的操作数转换为 无符号整数类型的操作数的类型。

否则，如果类型 有符号整数类型的操作数可以表示所有 具有无符号整数类型的操作数的类型的值，然后 无符号整数类型的操作数转换为 带符号整数类型的操作数。

否则，两个操作数都是 转换为类型对应的无符号整数类型 带符号整数类型的操作数。

结果的类型与为操作数决定的通用类型相同。

Frama-C 的前端，如果您使用的是 Linux，则只需一个“apt-get install”即可，当您命令它打印它具有的抽象语法树时，它使这些转换显式并显示为强制转换建成。在您的示例中，转换是（删除不添加信息的 printf() 调用）：

$ frama-c -print t.c
...
  usc = (unsigned char)254;
  usi = 4294967293;
  sic = (signed char)126;
  llu = (unsigned long long)((int)usc * 2);
  llu = (unsigned long long)(usi * (unsigned int)2);
  llu = (unsigned long long)((int)usc + (int)usc);
  llu = (unsigned long long)(usi + usi);
  llu = (unsigned long long)((unsigned int)usc + 4294967294);
  llu = (unsigned long long)((int)usc + 2147483646);
  llu = (unsigned long long)((unsigned int)sic + 4294967294);
  llu = (unsigned long long)((int)sic + 2147483646);

这是针对通用 ILP32 架构的。实现定义的参数可能会影响转换，例如40000 的类型对于大多数 C99 编译器可能是 int，对于其他编译器可能是 long int（它始终是列表中的第一个类型 int、long int , long long int 可以表示常量）。