整型提升

什麼是整型提升？為什麼要使用整型提升？整型提升是如何進行的？

1.整型提升

在c語言中，一些表達式在求值的過程中，操作數可能需要轉換為其他類型，這種轉換，我們程序員是看不見的，稱其為隱式類型轉換，而整型提升就是之一

1.1什麼是整型提升

在C語言中計算整數的時候，會將整型家族中小於4字節的類型（char ，short），自動變為4字節也就是int類型，而這個自動轉換的過程，我們稱作整型提升

1.2為什麼使用整型提升

使用原因和硬件有關，CPU中負責整數運算的部件整數運算器ALU以及通用寄存器，能夠一次性處理的數據的大小為4byte也就是32位的二進制數，剛好是C語言中一個int的大小（這是32位cpu的一次性處理數據的大小，64位是8字節），為了能保證CPU的高效運算，C語言會默認把小於四個字節的整型數據提升到四個字節（64位的CPU同樣會先提升到int，而int在主流編譯器中依舊是4字節，不知道有沒有8字節的，無論是32位CPU還是64位CPU，只有當操作數本身無法用int存放時，才會使用更長字節的整型）

舉個例子
long long a = 100;
int b = 200;
long long c =a + b;
//此時，我們在計算a+b時，編譯器就會對b進行整型提升，以便於和8byte的long long 類型計算
char d = 20;
b = d + b;
//同理在計算d+b時，會對d進行整型提升，提升為四字節的int

1.3截斷

你可能會問，如果上面的例子中我c不是long long類型怎麼辦，計算結果是8byte難道我用int型也能裝下嗎？
並非如此，因為此時會發生截斷。

1.3.1什麼是截斷

在數據類型中，大字節數的數值放到小字節數的變量中時，超出變量存儲範圍的二進制位（高位）將會被直接丟棄，這個行為被稱為截斷

舉個例子
char a = 10;
int b = 10;
int c = 10;
a = b + c;
//此時就會發生截斷
//00000000 00000000 00000000 00010100  20的32位補碼
//當放進1byte的char中時，會發生截斷，變為00010100，但結果依舊是20
但是，當被截斷的數值過大，就有可能會導致數值丟失

2.整型提升的過程

對於有符號數，符號位為1時（負數），在補碼的高位補1，直至補到想要提升到的字節數（bit位數）
對於有符號數，符號位為0時（正數），在補碼的高位補0，直至補到想要提升到的字節數（bit位數）
對於無符號數，在補碼的高位補0，直至補到想要提升到的字節數（bit位數）

舉個例子
#include<stdio.h>
int main(void)
{
	char a = 0;
	int b = 10;
	int c = 10;
	a = b + c;
	printf("%d",a);
	return 0;
}
//b+c的值為20，補碼為00000000 00000000 00000000 00010100
//賦值給a時，會發生截斷，所以a存的補碼為00010100，但值依舊是20
//由於printf函數在打印時打印的是int，但a卻是char，此時會發生整型提升
//20是正整數（char默認為signed char），所以在高位補0，補碼為00000000 00000000 00000000 00010100
再舉一個例子
#include<stdio.h>
int main(void)
{
	char a = 0;
	int b = 100;
	int c = 100;
	a = b + c;
	printf("%d",a);
	return 0;
}
//此時計算結果為200，補碼為00000000 00000000 00000000 11001000
//賦值給a，發生截斷，補碼為11001000
//由於a為signed char，所以最高位為符號位
//當我們將它以int類型打印時，會發生整型提升，最高位為1，我們補1
//11111111 11111111 11111111 11001000  補碼
//原碼就等於補碼加1再按位取反（先求反碼和直接求補碼的結果是一樣的，區別就是一個減一取反，一個取反加一）
//10000000 00000000 00000000 00111000（記住符號位不變）原碼
我們發現此時的結果變為了-56

上面的例子數據就發生了問題，原本是200，結果變成了-56，這也是使用整型提升時要注意的，無符號數也是按規則來，這裏不單獨舉例了