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從一個程序的Bug解析C語言的類型轉換

編輯:關於C語言

  先看下面一段程序,這段程序摘自《C 專家編程》:
#include<stdio.h>
int array[]={23,34,12,17,204,99,16};
#define TOTAL_ELEMENTS (sizeof(array)/sizeof(array[0]))

int main(void)
{
    int d=-1,x;
    /*........*/

    if(d<=TOTALTOTAL_ELEMENTS-2)
        x=array[d+1];
    /*........*/
    return 0;
}
    如果是有這樣一段程序的話,你永遠無法知道x的值到底是多少,因為這句賦值語句x=array[d+1];根本不會執行。原因在哪?經過調試發現程序執行到if語句進行判斷完之後,直接跳過下面一條語句的執行。下面來分析一下原因,因為sizeof求算類型大小時的返回值是unsigned int類型,而d是signed int,if語句測試兩者大小,d會自動升級為unsigned int,-1轉換為unsigned int是一個很大的正整數,所以表達式的值永遠為假,因此後面的賦值語句永遠不會執行。這裡面就是類型轉換帶來的bug,如果稍不注意,則可能對整個工程或者項目造成無法預測的後果,而這個bug是很難直接調試能夠調試得出來的。
一.表達式中的類型轉換 www.2cto.com
    類型轉化包括強制類型轉化和隱式轉換,這裡所談的都是隱式轉換。
    先來了解一下傳統C(K&R C)中隱式類型轉換的規則:
    1)首先任何char、short int類型的操作數都會被轉換成int類型,任何float類型都會被轉換為double型。
    2)如果一個操作數是double型,那麼另外一個操作數也被轉換為double,計算結果也是double;
      如果一個操作數是long型,那麼另外一個操作數也被轉換為long型,計算結果也是long;
      如果一個操作數是unsigned,那麼另外一個操作數也被轉換為unsigned,計算結果為unsigned。
     而在新的標准中卻作了一些修改:
     1)整型升級:所有的char,short int和位段都會首先自動轉換成int或者unsigned int。如果int能夠表示源類型的所有值,那麼就轉換為int,否則轉換為unsigned int。
     2)在計算表達式的值時,通常首先會將低類型(能夠表示的數據范圍小的數據類型)轉換為高類型,再參與計算。但是這裡要注意的一點是,如果表達式中存在float型,則不一定會被轉換為double型,然後再進行計算。如有下面這段代碼;
float f1,f2;
double d;
f1=d*f2;
      如果采用單精度進行計算的話,最後結果同雙精度計算結果相同,那麼對f2可能不進行轉換。這一點和傳統C是不同的,但是目前很少有編譯器(VC就不支持)支持這點。
     3)當表達式中存在無符號和有符號類型的操作數時,
        如果一個操作數是unsigned long int,那麼另一個操作數也被轉換為 unsigned long int;
        如果一個操作數是long int,另一個操作數是unsigned int。如果long int能夠表達unsigned int的表示范圍,則另一個操作數被轉換為long int;否則兩個操作數都被轉換為unsigned long int;
        如果一個操作數是unsigned int,另一個操作數是int,那麼另一個操作數被轉換為unsigned int。
下面看一個例子:
假設int是16位,long int是32位。
那麼對於-1L<1U,因為-1L是signed long int型的,而1U是unsigned int型,由於signe long int能夠完全表示unsigned int的范圍,所以1U被轉換為signed long int;
對於-1L>1UL,因為-1L是signed long int型的,而1UL是unsigned long int型,則-1L被轉換為unsigned long int。
       

作者:海子

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