C语言编程之自动类型转化

青旅半醒 2023-10-07 14:19 41阅读 0赞

咱们在写程序的时候经常会遇到一些不好找的bug，有的并不是很难，只是大家容易忽略，今天咱们就来看一个，关于C语言自动类型转换的bug。

**先看一段代码：**

void getNext(int * next,string str){
    　　int i=0,j=-1;
    　　next[0]=-1;
       while(i < str.length()-1){
       　　if(j==-1 || str[i]==str[j]){
          　　i++;
          　　j++;
          　　next[i]=j;
           }
           else{
           　　j=next[j];
           }
      }
    }
    int KMPMatch(string buffer,string p){
    　　int next[100];
        getNext(next,p);
        int i=0,j=0;
        while(i < buffer.length() && j < p.length() ){
        　　if(j == -1 || buffer[i] == p[j]){
               i++;
               j++;
             }
            else
              j=next[j];
        }
        if(j == p.length())
        　　return i-j;
        else
        　　return -1;
    }

咋看之下似乎一切都没有问题，可是实际运行起来都是返回 -1

debug看了下，每次当在 i=0，j=-1时，对于

while(i < buffer.length() && j < p.length() )

判定条件不成立，跳出while循环，直接执行27行的 **if(j == p.length())** ?

再看看length函数的声明，返回类型是size\_t !! 是一个无符号数！！

size_t length() const;

《C++ Primer》里面提示道：**切勿混用带符号和无符号类型**

> 如果表达式里面既有带符号类型又有无符号类型，当带符号类型取值为负时会出现异常结果，这是因为带符号数会自动转换成无符号数。

当有符号数 j 和无符号数 string::length()比较时，j被自动转换成无符号整数，j 直接被转换成一个很大的数！！使得while循环直接跳出，返回错误的结果。

**接下来咱们就来总结一下：**

**自动转换遵循以下规则：**

> 1、若参与运算量的类型不同，则先转换成同一类型，然后进行运算。  
> 2、转换按数据长度增加的方向进行，以保证精度不降低。如int型和long型运算时，先把int量转成long型后再进行运算。  
> a.若两种类型的字节数不同，转换成字节数高的类型  
> b.若两种类型的字节数相同，且一种有符号，一种无符号，则转换成无符号类型  
> 3、所有的浮点运算都是以双精度进行的，即使仅含float单精度量运算的表达式，也要先转换成double型，再作运算。  
> 4、char型和short型参与运算时，必须先转换成int型。  
> 5、在赋值运算中，赋值号两边量的数据类型不同时，赋值号右边量的类型将转换为左边量的类型。如果右边量的数据类型长度左边长时，将丢失一部分数据，这样会降低精度，丢失的部分按四舍五入向前舍入。

**关于隐式转换**  
隐式类型转换分三种，即算术转换、赋值转换和输出转换。

**1．算术转换**  
进行算术运算（加、减、乘、除、取余以及符号运算）时，不同类型数招必须转换成同一类型的数据才能运算，算术转换原则为：  
在进行运算时，以表达式中最长类型为主，将其他类型位据均转换成该类型，如：

> (1)若运算数中有double型或float型，则其他类型数据均转换成double类型进行运算。  
> (2)若运算数中最长的类型为long型．则其他类型数均转换成long型数。  
> (3)若运算数中最长类型为int型，则char型也转换成int型进行运算。算术转换是在运算过程中自动完成的。

**2．赋值转换**  
进行赋值操作时，赋值运算符右边的数据类型必须转换成赋值号左边的类型，若右边的数据类型的长度大于左边，则要进行截断或舍入操作。  
下面用一实例说明：

char ch;
          int i,result;
          float f;
          double d;
          result=ch/i+(f*d-i);

> (1)首先计算 ch/i,ch → int型，ch/i → int型。  
> (2)接着计算 f\*d-i，由于最长型为double型，故f→double型，i→double型，f\*d-i→double型。  
> (3)(ch/i) 和(f\*d-i)进行加运算，由于f\*d-i为double型，故ch/i→double型，ch/i+(f\*d-i)→double型。  
> (4)由于result为int型，故ch/i+(f\*d-i)→double→int，即进行截断与舍入，最后取值为整型。

**3．输出转换**  
在程序中将数据用printf函数以指定格式输出时，当要输出的盐据类型与输出格式不符时，便自动进行类型转换，如一个long型数据用整型格式(%d)输出时，则相当于将long型转换成整型(int)数据输出；一个字符(char）型数据用整型格式输出时，相当于将char型转换成int型输出。

注意：较长型数据转换成短型数据输出时，其值不能超出短型数据允许的值范围，否则转换时将出错。如：
          long a=80000;
          printf("%d",a);
    运行结果为14464，因为int型允许的最大值为32767，80000超出此值，故结果取以32768为模的余数，即进行如下取余运算：
          (80000-32768)-32768=14464;
    输出的数据类型与输出格式不符时常常发生错误，如：
          int d=9;
          printf("%f",d);
    或
          float c=3.2;
          printf("%d",c);
    将产生错误的结果。

同一句语句或表达式如果使用了多种类型的变量和常量（类型混用），C 会自动把它们转换成同一种类型。以下是自动类型转换的基本规则：

> 1、在表达式中，char 和 short 类型的值，无论有符号还是无符号，都会自动转换成 int 或者 unsigned int（如果 short 的大小和 int 一样，unsigned short 的表示范围就大于 int，在这种情况下，unsigned short 被转换成 unsigned int）。因为它们被转换成表示范围更大的类型，故而把这种转换称为“升级（promotion）”。  
> 2、按照从高到低的顺序给各种数据类型分等级，依次为：long double, double, float, unsigned long long, long long, unsigned long, long, unsigned int 和 int。这里有一个小小的例外，如果 long 和 int 大小相同，则 unsigned int 的等级应位于 long 之上。char 和 short 并没有出现于这个等级列表，是因为它们应该已经被升级成了 int 或者 unsigned int。  
> 3、在任何涉及两种数据类型的操作中，它们之间等级较低的类型会被转换成等级较高的类型。  
> 4、在赋值语句中，= 右边的值在赋予 = 左边的变量之前，首先要将右边的值的数据类型转换成左边变量的类型。也就是说，左边变量是什么数据类型，右边的值就要转换成什么数据类型的值。这个过程可能导致右边的值的类型升级，也可能导致其类型降级（demotion）。所谓“降级”，是指等级较高的类型被转换成等级较低的类型。  
> 5、作为参数传递给函数时，char 和 short 会被转换成 int，float 会被转换成 double。使用函数原型可以避免这种自动升级。