C语言表达式求值-程序员宅基地

在平常的代码练习中，我们已经能对同类型的值进行加减乘除操作，可能也对某些不同类型的值有了一定的尝试。今天这篇文章将会讲解不同类型值运算时发生的变化。

一、整型提升

C语⾔中整型算术运算总是⾄少以缺省整型类型的精度来进⾏的。注：char类、short类、int类都是整型。

缺省整型类型是指在没有明确指定整型类型的情况下，编译器默认使用的整型类型。在C语言中，缺省整型类型是int，C++中是int或者是unsigned int，具体取决于编译器的实现。

为了获得这个精度，表达式中的字符和短整型操作数在使⽤之前被转换为普通整型，这种转换称为整型提升。

整型提升的意义

表达式的整型运算要在CPU的相应运算器件内执行，CPU内整型运算器(ALU)的操作数的字节⻓度⼀般就是int的字节⻓度，同时也是CPU的通⽤寄存器的长度。因此，即使两个char类型的相加，在CPU执行时实际上也要先转换为CPU内整型操作数的标准长度。通⽤CPU（general-purposeCPU）是难以直接实现两个8比特字节直接相加运算（虽然机器指令中可能有这种字节相加指令）。所以，表达式中各种长度可能小于int长度的整型值，都必须先转换为int或unsigned int，然后才能送⼊CPU去执行运算。

//首先明确正负数在计算机的存储和计算都是以补码的形式进行的
char a = 1;
//1的二进制存储
//00000001
char b = -1;
//-1的二进制存储
//11111111
//整型提升的原则是：
//在整型提升中，无符号的值直接高位补0；有符号的值根据符号位，高位补符号位。
//因为char是有符号的char，所以根据符号位来补充高位
//如1的整型提升为
//00000000000000000000000000000001
//-1的整型提升为
//11111111111111111111111111111111

二、算术转换

如果某个操作符的各个操作数属于不同的类型，那么除非其中⼀个操作数的转换为另⼀个操作数的类型，否则操作就⽆法进⾏。下面的层次体系称为寻常算术转换。

 long double
 double
 float
 unsigned long int
 long int
 unsigned int
 int

如果某个操作数的类型在上⾯这个列表中排名靠后，那么⾸先要转换为另外⼀个操作数的类型后执行运算。从下向上依次转换。

三、问题表达式解析

（1）.表达式一

//
表达式的求值部分由操作符的优先级决定。
 
//
表达式1 
a*b + c*d + e*f

表达式1在计算的时候，由于 *比 + 的优先级⾼，只能保证， * 的计算是比 + 早，但是优先级并不能决定第三个 * 比第⼀个 + 早执行。所以表达式的计算机顺序就可能是：

计算机运行的可能顺序1：
1.a*b
2.c*d
3.e*f
4.a*b+c*d
5.a*b+c*d+e*f

计算机运行的可能顺序2：
1.a*b
2.c*d
3.a*b+c*d
4.e*f
5.a*b+c*d+e*f

（2）.表达式二

c + --c;

同上，操作符的优先级只能决定⾃减 - 的运算在 + 的运算的前面，但是我们并没有办法得知， + 操作符的左操作数的获取在右操作数之前还是之后求值，所以结果是不可预测的，是有歧义的。

（3）.表达式三

int main()
{
	int i = 10;
	i = i-- - --i * (i = -3) * i++ + ++i;
	printf("i = %d\n", i);
	return 0;
}

表达式3在不同编译器中测试结果：非法表达式程序的结果

值	编译器
-128	Tandy 6000 Xenix 3.2
-95	Think C 5.02（Macintosh）
-86	IBM PowerPC AIX 3.2.5
-85	Sun Sparc cc（K&C编译器）
-63	gcc，HP_UX 9.0，Power C 2.0.0
4	Sun Sparc acc（K&C编译器）
21	Turbo C/C++ 4.5
22	FreeBSD 2.1 R
30	Dec Alpha OSF1 2.0
36	Dec VAX/VMS
42	Microsoft 5.1

（4）.表达式四

#include <stdio.h>
int fun()
{
	static int count = 1;
	return ++count;
}
int main()
{
	int answer;
	answer = fun() - fun() * fun();

	printf("%d\n", answer);//输出多少？

	return 0;
}

虽然在大多数编译器上求得的结果是相同的，但是上述代码中answer = fun() - fun() * fun();中我们只能通过操作符的优先级来判断是先算乘法，再算减法。而函数调用的先后顺序无法通过操作符的优先级来确定。

总结：即使知道了操作符的优先级和结合性，我们写出来的代码仍然具有可能不能通过操作符的属性确定唯一的运算路径，那么这个表达式就是存在潜在的风险的，建议不要写出这种特别不负责的表达式！

本文链接：https://blog.csdn.net/Crazy_Rabbits/article/details/136271129

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