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標題: 關于C語言算術表達式中“尋常算術轉換”的問題 [打印本頁]

作者: niuniu 時間: 2015-3-25 00:09
標題: 關于C語言算術表達式中“尋常算術轉換”的問題
在c語言算術表達式的編譯過程中，有一個“尋常算術轉換”的問題，大多數情況下，教材中并沒有做具體的有意義的說明，在實際應用中，如果不注意這個問題，可能會產生嚴重的后果！一下以實例做一個說明，希望引起大家的注意。
1、C語言算術表達式“尋常算術轉換”
      由于“歷史”（搞笑，C語言弄出來不過幾十年而已，好意思談歷史？）的原因，C語言算術表達式在編譯過程中會對參入運算的對象做“尋常算術轉換”，按照ANSIC標準的說法，大致的描述是這樣的：
當執行算術運算時，如果操作對象的類型不同，就會發生數據類型轉換。對于雙目運算符而言，兩個運算對象的類型都轉換為精度高的那個對象的類型。數據類型轉換的一般規則是：浮點朝著精度更高、長度更長的方向轉換，整型（char，short，int）運算對象如果轉換為signed int類型不會丟失信息，就轉換為signed int類型，否則轉換為 unsigned int類型（詳細表述請參考ANSIC規范）。
嚴重建議你注意：整型運算對象（char，short，int）的轉換規則！由于在很多系統中，long類型與int類型長度不同，比如在C51中，long是32位的，而int是16位的，就有可能因“想當然”而出現錯誤！在C51編譯環境KEIL里，仿真運行下面的例子，x==？
unsigned long x=0x00123456;
x |= (0xe8<<24);
... ...
想當然的結論：x==0xe8123456
想當然的"當然"：“x |= (0xe8<<24);”等價于“x =x | (0xe8<<24);”，按照“尋常算術轉換”規則，0xe8被轉換為unsigned long類型了，所以x==0xe8123456
但實際上上述結論是錯誤的。正確的結論是：x==0x00123456
原因分析：C編譯器首先考慮的是子算術表達式（子表達式也是表達式）“(0xe8<<24)”！雙目運算符“<<”的兩個運算
對象都是“沒有顯式類型說明的”常數，于是按照“整型（char，short，int）運算對象如果轉換為signed int類型不會丟失信息，就轉換為signed int類型，否則轉換為 unsigned int類型”的規則，0xe8轉換為16位的0000 0000 11101000B，左移24位以后就變成0000 0000 0000 0000B了！
然后這個16位全0的數與32位的x做 “|”運算， 16位全0轉換為24位全0而已！
假定希望把一個字節常量0xe8“裝配”到32位的x最高8位上，正確的做法應該是怎么樣的呢？這樣寫就行了：
unsigned long x=0x00123456;
x |= ((unsigned long)0xe8<<24);

或者，幾乎沒有可移植性的寫法（顯然也就嚴重的不推薦！！！！）
unsigned long x=0x00123456;
x |= (0xppppqqe8<<24); //0xpppp=0x0001~0xffff, 0xqq=0x00~0xff
說明一下這個嚴重不推薦的寫法以說明問題的本質：
0xppppqqe8的形式，最小的數是0x000100e8，最大的數是0xffffffe8，不管咋樣，在C51里都必須用32位表示才行，所以<<24不會變成0了！
以下是從前日志里一個實際的例子，用于2M字節Flash芯片的讀訪問，其中的變量address是unsigned long類型的，它的低端三個字節用于存放字節地址，最高端字節存放“連續讀”命令0xe8。
void Flash_Read(ulong address, char* buf, uint nbytes)
{
uchar i;
AT45161_CLK = 1;
AT45161_CS(0);
address |= ((ulong)0xE8<<24); //注意ulong強制類型轉換!
for(i=0; i<4; i++)                   //4字節命令/地址
      Flash_Byte_Write((address>>(24-8*i))&0xff);
for(i=0; i<4; i++) Flash_Byte_Write(0xff); //4字節填充位
while(nbytes--) Flash_Byte_Read(buf++);
AT45161_CS(1);
}
參考文獻：C專家編程（Expert C Programming）【美】Peter Van Der Linden 人郵出版社

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