C++非负整形和整形相加

时间: 2023-07-11 14:11:13 浏览: 77

C\C++中的整形提升

### C/C++中的整形提升 #### 一、什么是整形提升？在C/C++语言中，整形提升(Integral Promotion)是一种非常重要的类型转换机制。当一个较小整型数据（如`char`、`short`或者枚举类型等）参与运算时，为了确保计算的正确性与效率，这些小整型数据会被自动提升到`int`或`unsigned int`类型。这种机制被称为“整形提升”。根据K&R《C Programming Language》第二版第174页A.6.1节中的描述：“一个字符、短整型、位域（无论是有符号还是无符号）或者枚举类型的对象可以在任何可以使用整数的地方使用。如果`int`类型能够表示原类型的全部值，则该值被转换为`int`类型；否则，该值被转换为`unsigned int`类型。这一过程称为整形提升。” #### 二、整形提升实例下面通过几个具体的代码示例来更直观地理解整形提升的工作原理。 **1. 枚举类型** ```cpp #include <iostream> enum colorA { redA, blueA, grayA, blackA }; void go(unsigned int a) { std::cout << "called" << std::endl; } int main() { // 枚举类型 colorA ca = redA; go(ca); // 枚举类型被提升为unsigned int return 0; } ``` **2. `char`类型** ```cpp #include <iostream> int main() { char a = 'a'; go(a); // char被提升为unsigned int return 0; } ``` #### 三、算术运算中的整形提升在进行算术运算时，如果操作数是较小的整型数据，这些数据会被自动提升到较大的整型数据类型。例如，当两个`char`类型的变量进行加法运算时，这两个`char`会被提升到`int`类型进行计算，然后再根据需要进行类型转换。 ```cpp #include <iostream> int main() { char a = 'a', b = '0', c; c = a + b; // 这里`char`类型的数据被提升为`int` std::cout << "a + b: " << sizeof(a + b) << std::endl; std::cout << "c: " << sizeof(c) << std::endl; return 0; } ``` 输出结果显示，在执行`a + b`时，`char`类型自动转换为4字节的整型。当执行`c = a + b`时，将（`a + b`）的结果赋给`c`，这时又发生了从4字节整型到`char`类型的隐式转换（截断）。 #### 四、整形提升的原理当我们从较小的整型数据（例如1字节）提升到较大的整型数据（例如4字节）时，对于新填充的位数，会有不同的处理方式： 1. **有符号数据类型：** - 正数：填充0； - 负数：填充1。 2. **无符号数据类型：** 填充0。例如： **例1：** 1字节，有符号 -> 2字节，有符号 15的二进制形式为`00001111` 提升后为`0000000000001111` **例2：** 1字节，有符号 -> 2字节，有符号 -15的二进制形式为`11110001` 提升后为`1111111111110001` **例3：** 1字节，无符号 -> 2字节，无符号 15的二进制形式为`00001111` 提升后为`0000000000001111` #### 五、数据溢出在整形提升的过程中，还可能遇到数据溢出的问题。当数值超出了目标类型所能表示的范围时，就会发生数据溢出。 **例子：** ```cpp #include <iostream> int main() { unsigned char test = 255 + 1; std::cout << static_cast<int>(test) << std::endl; return 0; } ``` 输出结果为0。这是因为255 + 1的结果为256，但`unsigned char`只能表示0到255之间的值。因此，256被截断为0。整形提升是C/C++中一种非常重要的机制，它不仅简化了编程过程中的类型转换问题，还确保了计算的正确性。了解其工作原理有助于我们更好地编写高效且正确的程序。

在C++中，非负整数和整数可以通过类型转换来相加。如果我们要将一个非负整数num1和一个整数num2相加，我们可以将num2转换为无符号整数类型，然后再进行加法操作。例如： ```cpp unsigned int num1 = 10; int num2 = -5; unsigned int result = num1 + static_cast<unsigned int>(num2); ``` 在上面的代码中，我们使用了static_cast来将num2转换为无符号整数类型，然后将其与num1相加，得到了无符号整数类型的结果。注意，如果num2的值小于0，转换为无符号整数类型后，它的值将变为一个非常大的正整数。因此，我们应该谨慎使用这种类型转换，避免出现意料之外的结果。

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C++非负整形和整形相加

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