深入了解表达式求值 ------- ( C语言 )

在我们敲代码的过程中常常使用到表达式，例如 3 * 2 + 1 / 6 就是一个简单的表达式，我们经常使用表达式，但我们真的了解表达式吗？

为了不然我们与表达式成为“ 最熟悉的陌生人 ”，本片博客将和大家一起探讨表达式求值的一些细节。

表达式求值的顺序一部分是由操作符的优先级和结合性决定的，但有些表达式的操作数在求值的过程中可能需要转换为其他类型。

※ ( 本篇博客的结尾处附有C语言操作符优先级列表 )

C语言的整型算数运算总是至少以缺省 ( 系统默认 ) 整型类型的精度来进行的。

为了获得这个精度，表达式中的 字符型( char ) 和 短整型( short int ) 操作数在使用之前被转换为 普通整型( int )，这种转换称为 整型提升。

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 ) 的操作数的字节长度一般就是 int 的字节长度，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-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。

用一句话概括就是：整型提升后的表达式更符合相应运算器件的运算逻辑。

整型提升也能用一句话来概括，就是：按照变量的数据类型的符号位来提升 ( 有符号类型正数高位补0，负数高位补1；无符号类型高位补0 ) 。

有的小兄弟可能会说了，这博客讲了半天也没讲明白到底怎么整型提升啊！

别着急，接下来将会用几个实例把整型提升给你扒开了揉碎了给你讲的明明白白。

| 例1 |

| 例2 |

| 例3 |

int main()
{
	char a = 0xb6;
	short b = 0xb600;
	int c = 0xb6000000;
	if (a == 0xb6)
		printf("a");
	if (b == 0xb600)
		printf("b");
	if (c == 0xb6000000)
		printf("c");
	return 0;
}

< 先给自己 3 分钟时间，思考一下以上代码最终输出的结果是什么 >

a 和 b 整形提升之后，变成了负数，所以表达式 a == 0xb6，b == 0xb600 的结果为假，但是 c 不发生整形提升，则表达式 c==0xb6000000 的结果为真，所以在例3的运行结果是只输出了 c 

 | 例4 |

int main()
{
    char c = 1;
    printf("%un", sizeof(c));
    printf("%un", sizeof(+c));
    printf("%un", sizeof(-c));
    return 0;
}

 c 只要参与表达式运算，就会发生整形提升，执行表达式 +c 就会发生提升，所以 sizeof(+c)  是4个字节；执行表达式 -c 也会发生整形提升，所以 sizeof(-c) 也是4个字节，但是 sizeof(c) 就是1个字节

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。 

如果某个操作数的类型在上面这个列表中排名较低，那么首先要转换为另外一个操作数的类型后执行运算。

值得注意的是，算术转换要合理，要不然会有一些潜在的问题，如下。

float f = 3.14;
int num = f;     //隐式转换，会有精度丢失

复杂表达式的求值有三个影响的因素：

① 操作符的优先级

② 操作符的结合性

③ 是否控制求值顺序

两个相邻的操作符先执行哪个？取决于他们的优先级。

如果两者的优先级相同，取决于他们的结合性。 

操作符的 优先级 和 结合性 我们都有所了解，但 是否控制求值顺序 是什么意思呢？

接下来我们将举几个例子来说明这个性质。

| 例1 |

int main()
{
    int i = 0,a=0,b=2,c =3,d=4;
    i = a++ && ++b && d++;
    printf("a = %dnb = %dnc = %dnd = %dn", a, b, c, d);
    return 0;
}

 < 先给自己 2 分钟时间，思考一下以上代码最终输出的结果是什么 >

※ 当逻辑与操作符最左边的表达式为假时，其余表达式不再执行 

| 例2 |

int main()
{
    int i = 0,a=1,b=2,c =3,d=4;
    i = a++ || ++b || d++;
    printf("a = %dnb = %dnc = %dnd = %dn", a, b, c, d);
    return 0;
}

 < 先给自己 2 分钟时间，思考一下以上代码最终输出的结果是什么 > 

 ※ 当逻辑或操作符最左边的表达式为真时，其余表达式不再执行

本次与大家一起探讨表达式求值到这就已经接近尾声了，期待下次与你相遇。

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( 若本篇博客存在错误，望指出，感谢！ )