一， 整型提升
C语⾔中整型算术运算总是⾄少以缺省（默认）整型类型的精度来进⾏的。
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的通⽤寄存器的⻓度。
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⻓
度。
通⽤CPU（general-purpose CPU）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，表达式中各种⻓度可能⼩于int⻓度的整型值，都必须先转换为 int或unsigned int，然后才能送⼊CPU去执⾏运算
整型提升的规则
- 有符号类型 ：如果原类型是有符号类型（如
signed char、signed short），则将其值符号扩展为int类型。也就是说，如果原类型的最高位（符号位）是 1，则在扩展后的int类型中，高位全部补 1；如果最高位是 0，则高位全部补 0。 - 无符号类型 ：如果原类型是无符号类型（如
unsigned char、unsigned short），则将其值零扩展为int类型，即高位全部补 0。
整型提升的原因
- 提高计算效率 ：大多数计算机的 CPU 对于
int类型的运算处理速度更快，将小整数类型提升为int类型可以利用 CPU 对int运算的优化，提高计算效率。 - 统一运算操作数类型 ：在表达式求值时，要求运算符的操作数类型一致。通过整型提升，可以将不同的小整数类型统一转换为
int类型，便于进行运算。
整型提升的示例
示例 1：有符号类型的整型提升
#include <stdio.h>
int main() { // 10000001（原码）
// 11111111（反码）
signed char a = -1; // 有符号字符型，8 位，二进制表示为 11111111（补码，只取八位比特）
int result = a + 2; // 进行加法运算，a 会被提升为 int 类型
// 有符号字符型 -1 提升为 int 类型后，二进制表示为 11111111 11111111 11111111 11111111
//2的二进制表示00000000 00000000 00000000 00000010（补码）
//提升后：-1+2=00000000 00000000 00000000 00000001（补码）
printf("结果: %d\n", result);
return 0;
}
在这个例子中，signed char 类型的变量 a 的值为 -1，其 8 位二进制表示是 11111111。在进行 a + 2 运算时，a 会被提升为 int 类型，通过符号扩展，其 32 位二进制表示变为 11111111 11111111 11111111 11111111。然后与 2（二进制 00000000 00000000 00000000 00000010）相加，得到结果 1。
示例 2：无符号类型的整型提升
#include <stdio.h>
int main() {
unsigned char b = 255; // 无符号字符型，8 位，二进制表示为 11111111（补码）
int result = b + 1; // 进行加法运算，b 会被提升为 int 类型
// 无符号字符型 255 提升为 int 类型后，二进制表示为 00000000 00000000 00000000 11111111（补码）
// 与 1 相加后结果为 256，二进制表示为 00000000 00000000 00000001 00000000（补码）
printf("结果: %d\n", result);
return 0;
}
这里 unsigned char 类型的变量 b 的值为 255，其 8 位二进制表示是 11111111。在进行 b + 1 运算时，b 会被提升为 int 类型，通过零扩展，其 32 位二进制表示变为 00000000 00000000 00000000 11111111。然后与 1（二进制 00000000 00000000 00000000 00000001）相加，得到结果 256。
注意事项
-
对表达式结果的影响 ：整型提升可能会影响表达式的计算结果，特别是在涉及有符号和无符号类型混合运算时。例如：
#include <stdio.h> int main() { signed char a = -1; unsigned char b = 255; int result = a + b; // a 提升为 int 类型后是负数，b 提升为 int 类型后是正数 // 相加结果为 254 printf("结果: %d\n", result); return 0; }在这个例子中，
signed char类型的a提升为int类型后是负数，unsigned char类型的b提升为int类型后是正数，它们相加的结果是254。 -
位运算中的整型提升 ：在进行位运算（如按位与
&、按位或|等）时，也会进行整型提升。例如：#include <stdio.h> int main() { unsigned char x = 0xFF; unsigned char y = 0x01; unsigned char result = x & y; // x 和 y 先提升为 int 类型进行位与运算，结果再截断为 unsigned char 类型 printf("结果: %d\n", result); return 0; }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。
算术转换的规则
算术转换遵循以下一般规则，这些规则按照优先级从高到低的顺序执行：
- 长双精度扩展 ：如果其中一个操作数是
long double类型，那么另一个操作数会被转换为long double类型。 - 双精度扩展 ：如果其中一个操作数是
double类型，而另一个不是long double类型，那么另一个操作数会被转换为double类型。 - 单精度扩展 ：如果其中一个操作数是
float类型，而另一个不是double或long double类型，那么另一个操作数会被转换为float类型。 - 整型提升 ：如果操作数不属于上述浮点类型，那么会先对操作数进行整型提升（将比
int小的整数类型转换为int或unsigned int）。 - 整数类型转换 ：经过整型提升后，如果两个操作数的类型仍然不同，会将较低等级的整数类型转换为较高等级的整数类型。整数类型的等级从低到高大致为：
char、short、int、unsigned int、long、unsigned long、long long、unsigned long long。
算术转换的原因：
- 统一操作数类型：C 语言的二元运算符通常要求两个操作数的类型相同，算术转换可以将不同类型的操作数转换为相同类型，使得运算符能够正确执行。
- 保证计算精度：在进行混合类型的算术运算时，将操作数转换为较高精度的类型可以避免数据丢失，保证计算结果的准确性。
算术转换的示例
示例 1：浮点类型的算术转换
#include <stdio.h>
int main()
{
float f = 3.5f;
double d = 2.0;
// f 会被转换为 double 类型进行计算
double result = f + d;
printf("结果: %lf\n", result);
return 0;
}
在这个例子中，由于 d 是 double 类型，f 是 float 类型，根据规则，f 会被转换为 double 类型，然后进行加法运算。
示例 2：整数类型的算术转换
#include <stdio.h>
int main()
{
char c = 'A'; // ASCII 码值为 65
int i = 10;
// c 会先进行整型提升为 int 类型，然后进行加法运算
int result = c + i;
printf("结果: %d\n", result);
return 0;
}
这里 c 是 char 类型，i 是 int 类型，c 会先进行整型提升为 int 类型，然后与 i 进行加法运算。
示例 3：混合类型的算术转换
#include <stdio.h>
int main() {
short s = 5;
float f = 2.5f;
// s 会先进行整型提升为 int 类型，然后再转换为 float 类型进行计算
float result = s + f;
printf("结果: %f\n", result);
return 0;
}
在这个例子中，s 是 short 类型，f 是 float 类型。s 先进行整型提升为 int 类型，然后根据规则，int 类型的 s 会被转换为 float 类型，再与 f 进行加法运算。
注意事项
-
数据丢失问题 ：在进行算术转换时，如果将较高精度的类型转换为较低精度的类型，可能会导致数据丢失。例如：
#include <stdio.h> int main() { double d = 123456789.123; int i = (int)d; // 强制将 double 类型转换为 int 类型，可能会丢失小数部分 printf("结果: %d\n", i); return 0; }在这个例子中，将
double类型的d强制转换为int类型，小数部分会被截断，可能会导致数据丢失。 -
无符号类型的影响 ：当涉及无符号类型和有符号类型的运算时，需要特别注意结果的符号性。例如：
#include <stdio.h> int main() { unsigned int u = 4294967295; // 无符号整型的最大值 int i = -1; // 由于算术转换，i 会被转换为无符号类型，结果可能不符合预期 unsigned int result = u + i; printf("结果: %u\n", result); return 0; }在这个例子中，
i是有符号int类型，u是无符号int类型，在进行加法运算时，i会被转换为无符号类型，导致结果可能不符合预期。理解算术转换规则对于编写正确的 C 语言代码至关重要，特别是在处理混合类型的算术运算时。