Преобразования типов при присваивании

Преобразования типов

Побочные эффекты

Побочный эффект выражается в неявном изменении значения переменной в процессе вычисления выражения. Все операции присваивания могут вызывать побочный эффект. Вызов функции, в которой изменяется значение какой-либо внешней переменной, либо путем явного присваивания, либо через указатель, также имеет побочный эффект.

Порядок вычисления выражения зависит от реализации компилятора, за исключением случаев, в которых явно гарантируется определенный порядок вычислений (см. раздел 4.5). При вычислении выражения в языке Си существуют так называемые контрольные точки. По достижении контрольной точки все предшествующие вычисления, в том числе все побочные эффекты, гарантированно произведены. Контрольными точками являются операция последовательного вычисления, условная операция, логические операции И и ИЛИ, вызов функции. Другие контрольные точки:

—конец полного выражения (т.е. выражения, которое не является частью другого выражения);

—конец инициализирующего выражения для переменной класса памяти auto;

—конец выражений, управляющих выполнением операторов if, switch, for, do, while и выражения в операторе return. Приведем примеры побочных эффектов:

add(i + 1, i = j + 2);

Аргументы вызова функции add могут быть вычислены в любом порядке. Выражение i+1 может быть вычислено перед выражением i=j+2, или после него, с различным результатом в каждом случае.

Унарные операции инкремента и декремента также содержат в себе присваивание и могут быть причиной побочных эффектов, как это показано в следующем примере:

int i, а [10];

i = 0;

a[i++] = i;

Неизвестно, какое значение будет присвоено элементу а[0] — нуль или единица, поскольку для операции присваивания порядок вычисления аргументов не оговаривается.

Преобразование типов производится либо неявно, например при преобразовании по умолчанию или в процессе присваивания, либо явно, путем выполнения операции приведения типа. Преобразование типов выполняется также, когда преобразуется значение, передаваемое как аргумент функции. Далее рассматриваются правила преобразования для каждого из этих случаев.

В операциях присваивания тип значения, которое присваивается, преобразуется к типу переменной, получающей это значение. Преобразования при присваивании допускаются даже в тех случаях, когда они влекут за собой потерю информации.

Тип long double ведет себя в преобразованиях аналогично типу double.

Преобразования знаковых целых типов Знаковое целое значение преобразуется к короткому знаковому целому значению (short signed int) посредством усечения старших битов. Знаковое целое значение преобразуется к длинному знаковому целому значению (long signed int) путем расширения знака влево. Преобразование знаковых целых значений к плавающим значениям происходит путем преобразования к типу long, а затем преобразования к плавающему типу. При этом возможна некоторая потеря точности. При преобразовании знакового целого значения к беззнаковому целому значению (unsigned int) производится лишь преобразование к размеру беззнакового целого типа, и результат интерпретируется как беззнаковое целое значение.

Правила преобразования знаковых целых типов приведены в таблице 4.2. Предполагается, что тип char по умолчанию является знаковым. Если во время компиляции используется опция, которая изменяет умолчание для типа char со знакового на беззнаковый, то для него выполняется преобразование как для типа unsigned char (см. таблицу 4.3).

Таблица 4.2.

Преобразование знаковых целых типов

От типа	К типу	Метод
char	short	дополнение знаком
char	long	дополнение знаком
char	unsigned char	сохранение битового представления;
char	unsigned short	старший бит теряет функцию знакового бита дополнение знаком до short; преобразование short в unsigned short
char	unsigned long	дополнение знаком до long; преобразование long в unsigned long
char	float	дополнение знаком до long; преобразование long к float
char	double	дополнение знаком до long; преобразование long к double
short	char	сохранение младшего байта
short	long	дополнение знаком
short	unsigned char	сохранение младшего байта
short	unsigned short	сохранение битового представления; старший бит теряет функцию знакового бита
short	unsigned long	дополнение знаком до long; преобразование long в unsigned long
short	float	дополнение знаком до long; преобразование long к float
short	double	дополнение знаком до long; преобразование long к double
long	char	сохранение младшего байта
long	short	сохранение младшего слова
long	unsigned char	сохранение младшего байта
long	unsigned short	сохранение младшего слова
long	unsigned long	сохранение битового представления; старший бит теряет функцию знакового бита
long	float	представляется как float; возможна некоторая потеря точности
long	double	представляется как double; возможна некоторая потеря точности

Примечание. В СП MSC и СП ТС тип int эквивалентен типу short и преобразование для типа int производится как для типа short. В некоторых реализациях языка Си тип int эквивалентен типу long и преобразование для типа int производится как для типа long.

Преобразование беззнаковых целых типов

Беззнаковое целое значение преобразуется к короткому беззнаковому целому значению или короткому знаковому целому значению путем усечения старших битов. Беззнаковое целое значение преобразуется к длинному беззнаковому целому значению или длинному знаковому целому значению путем дополнения нулями слева. Беззнаковое целое значение преобразуется к значению с плавающей точкой путем преобразования к типу long, а затем преобразования значения типа long к значению с плавающей точкой.

Если беззнаковое целое значение преобразуется к знаковому целому значению того же размера, то битовое представление не меняется. Однако, если старший (знаковый) бит был установлен в единицу, представляемое значение изменится.

Правила преобразования беззнаковых целых типов приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3.

Преобразование беззнаковых целых типов

От типа	К типу	Метод
unsigned char	char	сохранение битового представления; старший бит становится знаковым
unsigned char	short	дополнение нулевыми битами
unsigned char	long	дополнение нулевыми битами
unsigned char	unsigned short	дополнение нулевыми битами
unsigned char	unsigned long	дополнение нулевыми битами
unsigned char	float	дополнение нулевыми битами до long; преобразование long к float
unsigned char	double	дополнение нулевыми битами до long; преобразование long к double
unsigned short	char	сохранение младшего байта
unsigned short	short	сохранение битового представления; старший бит становится знаковым
unsigned short	long	дополнение нулевыми битами
unsigned short	unsigned char	сохранение младшего байта
unsigned short	unsigned long	дополнение нулевыми битами
unsigned short	float	дополнение нулевыми битами до long; преобразование long к float
unsigned short	double	дополнение нулевыми битами до long; преобразование long к double
unsigned long	char	сохранение младшего байта
unsigned long	short	сохранение младшего слова
unsigned long	long	сохранение битового представления; старший бит становится знаковым
unsigned long	unsigned char	сохранение младшего байта
unsigned long	unsigned short	сохранение младшего слова
unsigned long	float	преобразование к long; преобразование long к float
unsigned long	double	преобразование к long; преобразование long к double (в версии 5 СП MSC это преобразование производится напрямую, без промежуточного типа long)

Примечание. В СП MSC и СП ТС тип unsigned int эквивалентен типу unsigned short и преобразование для типа unsigned int производится как для типа unsigned short. В некоторых реализациях языка Си тип unsigned int эквивалентен типу unsigned long и преобразование для типа int производится как для типа unsigned long.

Преобразование плавающих типов Значения типа float преобразуются к типу double без потери точности. Значения типа double при преобразовании к типу float представляются с некоторой потерей точности. Однако если порядок значения типа double слишком велик для представления экспонентой значения типа float, то происходит потеря значимости, о чем сообщается во время выполнения.

Значения с плавающей точкой преобразуются к целым типам в два приема: сначала производится преобразование к типу long, а затем преобразование этого значения типа long к требуемому типу. Дробная часть плавающего значения отбрасывается при преобразовании к long; если полученное значение слишком велико для типа long, то результат преобразования не определен. Правила преобразования плавающих типов приведены в таблице 4.4.

Таблица 4.4.

От типа	К типу	Метод
float	char	преобразование к long; преобразование long к char
float	short	преобразование к long; преобразование long к short
float	long	усечение дробной части; результат не определен, если он слишком велик для представления типом long
float	unsigned short	преобразование к long; преобразование long к unsigned short
float	unsigned long	преобразование к long; преобразование long к unsigned long
float	double	дополнение мантиссы нулевыми битами справа
double	char	преобразование к float; преобразование float к char
double	short	преобразование к float; преобразование float к short
double	long	усечение дробной части; результат не определен, если он слишком велик для представления типом long
double	unsigned short	преобразование к long; преобразование long к unsigned short
double	unsigned long	преобразование к long; преобразование long к unsigned long
double	float	усечение младших битов мантиссы; возможна потеря точности; если значение слишком велико для представления типом float, то результат преобразования не определен

Преобразование указателей

Указатель на значение одного типа может быть преобразован к указателю на значение другого типа. Результат может, однако, оказаться неопределенным из-за отличий в требованиях к выравниванию объектов разных типов и в размере памяти, занимаемом различными типами.

Указатель при объявлении всегда ассоциируется с некоторым типом. В частности, это может быть тип void. Указатель на void можно преобразовывать к указателю на любой тип, и обратно. Указателям на некоторый тип можно присваивать адреса объектов другого типа, однако компилятор выдаст предупреждающее сообщение, если только это не указатель на тип void.

Указатели на любые типы данных могут быть преобразованы к указателям на функции, и обратно. Однако в СП MSC для того, чтобы присвоить указатель на данные указателю на функцию (или наоборот), необходимо выполнить явное приведение его типа.

Специальные ключевые слова near, far, huge позволяют модифицировать формат и размер указателей в программе. Компилятор учитывает принятый в выбранной модели памяти размер указателей и может в некоторых случаях неявно производить соответствующие преобразования адресных значений. Так, передача указателя в качестве аргумента функции может вызвать неявное преобразование его размера к большему из следующих двух значений:

—принятому по умолчанию размеру указателя для действующей модели памяти (например, в средней модели указатель на данные имеет тип near);

—размеру типа аргумента.

Если задано предварительное объявление функции, в котором указан явно тип аргумента-указателя, в т.ч. с модификаторами near, far, huge, то будет преобразование именно к этому типу.

Указатель может быть преобразован к значению целого типа. Метод преобразования зависит от размера указателя и размера целого типа следующим образом:

—если указатель имеет тот же самый или меньший размер, чем целый тип, то указатель преобразуется по тем же правилам, что и беззнаковое целое;

—если размер указателя больше, чем размер целого типа, то указатель сначала преобразуется к указателю того же размера, что и целый тип, а затем преобразуется к целому типу.

Значение целого типа может быть преобразовано к указателю по следующим правилам. Если целый тип имеет тот же самый размер, что и указатель, то производится преобразование к указателю без изменения в представлении. Если же размер целого типа отличен от размера указателя, то целый тип сначала преобразуется к целому типу, размер которого совпадает с размером указателя, используя правила преобразования, приведенные в таблицах 4.2 и 4.3. Затем полученному значению присваивается тип указатель.

Преобразования других типов

Из определения перечислимого типа следует, что его значения имеют тип int. Поэтому преобразования к перечислимому типу и из него осуществляются так же, как для типа int.

Недопустимы преобразования объектов типа структура или объединение.

Тип void не имеет значения по определению. Поэтому он не может быть преобразован к другому типу, и никакое значение не может быть преобразовано к типу void путем присваивания. Тем не менее, значение может быть явно преобразовано операцией приведения типа к типу void (см. раздел 4.7.2).

Дата добавления: 2014-11-16