从一个程序的Bug解析C语言的类型转换

                                                        从一个程序的Bug解析C语言的类型转换

      先看下面一段程序，这段程序摘自《C 专家编程》：

#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;
}

    如果是有这样一段程序的话，你永远无法知道x的值到底是多少，因为这句赋值语句x=array[d+1];根本不会执行。原因在哪？经过调试发现程序执行到if语句进行判断完之后，直接跳过下面一条语句的执行。下面来分析一下原因，因为sizeof求算类型大小时的返回值是unsigned int类型，而d是signed int，if语句测试两者大小，d会自动升级为unsigned int，-1转换为unsigned int是一个很大的正整数，所以表达式的值永远为假，因此后面的赋值语句永远不会执行。这里面就是类型转换带来的bug，如果稍不注意，则可能对整个工程或者项目造成无法预测的后果，而这个bug是很难直接调试能够调试得出来的。

一.表达式中的类型转换

    类型转化包括强制类型转化和隐式转换，这里所谈的都是隐式转换。

    先来了解一下传统C(K&R C)中隐式类型转换的规则:

    1)首先任何char、short int类型的操作数都会被转换成int类型，任何float类型都会被转换为double型。

    2)如果一个操作数是double型，那么另外一个操作数也被转换为double，计算结果也是double；

      如果一个操作数是long型，那么另外一个操作数也被转换为long型，计算结果也是long；

      如果一个操作数是unsigned，那么另外一个操作数也被转换为unsigned，计算结果为unsigned。

     而在新的标准中却作了一些修改:

     1)整型升级:所有的char，short int和位段都会首先自动转换成int或者unsigned int。如果int能够表示源类型的所有值，那么就转换为int，否则转换为unsigned int。

     2)在计算表达式的值时，通常首先会将低类型(能够表示的数据范围小的数据类型)转换为高类型，再参与计算。但是这里要注意的一点是，如果表达式中存在float型，则不一定会被转换为double型，然后再进行计算。如有下面这段代码；

float f1,f2;
double d;
f1=d*f2;

      如果采用单精度进行计算的话，最后结果同双精度计算结果相同，那么对f2可能不进行转换。这一点和传统C是不同的，但是目前很少有编译器(VC就不支持)支持这点。

     3)当表达式中存在无符号和有符号类型的操作数时，

        如果一个操作数是unsigned long int，那么另一个操作数也被转换为 unsigned long int；

        如果一个操作数是long int，另一个操作数是unsigned int。如果long int能够表达unsigned int的表示范围，则另一个操作数被转换为long int；否则两个操作数都被转换为unsigned long int；

        如果一个操作数是unsigned int，另一个操作数是int，那么另一个操作数被转换为unsigned int。

下面看一个例子:

假设int是16位，long int是32位。

那么对于-1L<1U，因为-1L是signed long int型的，而1U是unsigned int型，由于signe long int能够完全表示unsigned int的范围，所以1U被转换为signed long int；

对于-1L>1UL，因为-1L是signed long int型的，而1UL是unsigned long int型，则-1L被转换为unsigned long int。