C语言中强制类型转换目的、基本格式、C中变量的本质含义

C强制类型转换

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阅读目录：

一、强制类型转换目的、基本格式

二、C中变量的本质含义

三、普通变量强制类型转换

四、指针变量类型转换

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一、强制类型转换目的、基本格式：

1.1、强转目的
C语言是强类型语言，如果一个运算符两遍的运算数据类型不同，先要将其转换为相同的类型，强制类型转换可以消除程序中的警告，即确保写代码的程序员自己清楚类型转换，允许丢失一定精度，或做类型匹配。
例如：

//1、丢失精度情况
int main(void)
{
    float f=5.75;
    printf("f=%d,f=%f\n",(int)f,f);
}
//结果：f=5,f=5.750000

//2、做类型匹配
int main(void)
{
    int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int *p = (int *)(&a + 1);
    printf("*(p-1) = %d.\n", *(p-1));
}
//结果：*(p-1) = 5
//这里面&a + 1中+1,地址加sizeof(a)即一个数组长度
//（int *）将指向数组类型指针，转换为指向整形，赋值运算符左右对应

1.2、C中强转的基本格式

方法比较简单，如下所示：
TYPE1 A;
TYPE2 B;
A = (TYPE1)B; // 强制转换。

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二、C中变量的本质含义：

(1)c中所有类型的数据存储在内存中，都是按照二进制格式存储的。所以内存中只知道有0和1，不知道是int的、还是float的还是其他类型。

(2)int、char、short等属于整形，他们的存储方式（数转换成二进制往内存中放的方式）是相同的，只是内存格子大小不同（所以这几种整形就彼此叫二进制兼容格式）；而float和double的存储方式彼此不同，和整形更不同。

(3)C语言中的数据类型的本质，就是决定了这个数在内存中怎么存储的问题，也就是决定了这个数如何转成二进制的问题。一定要记住的一点是内存只是存储1010的序列，而不管这些1010怎么解析。所以要求我们平时数据类型存取一致。

int a =5;

存放：编译器给a分配4字节空间，并且将5按照int类型的存储方式转成二进制存到a所对应的内存空间中去（a做左值的）；

取值：我们printf去打印a的时候（a此时做右值），printf内部的vsprintf函数会按照格式化字符串（就是printf传参的第一个字符串参数中的%d之类的东西）所代表的类型去解析a所对应的内存空间，解析出的值用来输出。

解析规则:存进去时是按照这个变量本身的数据类型来存储的（譬如本例中a为int所以按照int格式来存储）；但是取出来时是按照printf中%d之类的格式化字符串的格式来提取的。此时虽然a所代表的内存空间中的10101序列并没有变（内存是没被修改的）但是怎么理解（怎么把这些1010转成数字）就不一定了。譬如我们用%d来解析，那么还是按照int格式解析则值自然还是5；但是如果用%f来解析，则printf就以为a对应的内存空间中存储的是一个float类型的数，会按照float类型来解析，值自然是很奇怪的一个数字了。

//数据类型存取差异
int main(void)
{
    //1、按照int类型存却按照float类型取 一定会出错
    int a = 5;
    printf("a = %d.\n", a);     // 5
    printf("a = %f.\n", a);     // 0.000000


    //2、按照int类型存却按照char类型取，

    int a = 6;
    char *p1 = &a;
    printf("*p1 = %d.\n", *p1);        //6在char范围，未出错

    short *p2 = &a;        
    printf("*p2 = %d.\n", *p2);        //6


    int a = 66666;
    char *p1 = &a;
    printf("*p1 = %d.\n", *p1);        //106超出char与short范围出错

    short *p2 = &a;        
    printf("*p2 = %d.\n", *p2);        //1130

}

小结：
(1)int和char类型都是整形，类型兼容的。所以互转的时候有时候错有时候对。

(2)int和char的不同在于char只有1个字节而int有4个字节，所以int的范围比char大。在char所表示的范围之内int和char是可以互转的不会出错；但是超过了char的范围后char转成int不会错（向大方向转就不会错，就好比拿小瓶子的水往大瓶子倒不会漏掉不会丢掉），而从int到char转就会出错（就好象拿大瓶子水往小瓶子倒一样）

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三、普通变量强转规则：

3.1、普通变量转换规则
当较低类型的数据转换为较高类型时，一般只是形式上有所改变， 而不影响数据的实质内容， 而较高类型的数据转换为较低类型时则可能有些数据丢失。如果一个运算符两边的运算数类型不同，先要将其转换为相同的类型，即将运算符右侧数值转换为运算符左侧类型，同侧低精度类型转换为高精度类型，然后再参加运算，转换规则如下图所示。

double ← ── float 高
↑
long
↑
unsigned
↑
int ← ── char,short 低

横向箭头表示必须的转换，如两个float型数参加运算，虽然它们类型相同，但仍要先转成double型再进行运算，结果亦为double型。

纵向箭头表示当运算符两边的运算数为不同类型时的转换，如一个long 型数据与一个int型数据一起运算，需要先将int型数据转换为long型，然后两者再进行运算，这些转换可以说是自动的，但尽量（确保自己允许转换发生）使用以显式的形式强制转换类型的机制。

3.2、具体转换细节

(1) 浮点型与整型

将浮点数(单双精度)转换为整数时，将舍弃浮点数的小数部分， 只保留整数部分。 将整型值赋给浮点型变量，数值不变，只将形式改为浮点形式，即小数点后带若干个0。注意：赋值时的类型转换实际上是强制的。

(2) 单、双精度浮点型

由于c语言中的浮点值总是用双精度表示的，所以float型数据只是在尾部加0延长为doub1e型数据参加运算，然后直接赋值。doub1e型数据转换为float型时，通过截尾数来实现，截断前要进行四舍五入操作。

(3) char型与int型

int型数值赋给char型变量时，只保留其最低8位，高位部分舍弃。 char型数值赋给int型变量时，一些编译程序不管其值大小都作正数处理，而另一些编译程序在转换时，若char型数据值大于127，就作为负数处理。对于使用者来讲，如果原来char型数据取正值，转换后仍为正值;如果原来char型值可正可负，则转换后也仍然保持原值，只是数据的内部表示形式有所不同。

(4) int型与1ong型

long型数据赋给int型变量时，将低16位值送给int型变量，而将高16 位截断舍弃。(这里假定int型占两个字节)。 将int型数据送给long型变量时，其外部值保持不变，而内部形式有所改变。

(5) 无符号整数

将一个unsigned型数据赋给一个占据同样长度存储单元的整型变量时(如：unsigned→int、unsigned long→long，unsigned short→short) ，原值照赋，内部的存储方式不变，但外部值却可能改变

用强制类型转换是一个好习惯，这样，至少从程序上可以看出想干什么。

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四、指针变量强转规则：

(1)指针变量强转，改变了指针取址能力。

(2)一个指针涉及2个变量：一个是指针变量自己本身，一个是指针变量指向的那个变量

(3)int p;定义指针变量时，p（指针变量本身）是int 类型，*p（指针指向的那个变量）是int类型的。

(4)int 类型说白了就是指针类型，只要是指针类型就都是占4字节，解析方式都是按照地址的方式来解析（意思是里面存的32个二进制加起来表示一个内存地址）的。结论就是：所有的指针类型（不管是int 还是char * 还是double *）的解析方式是相同的，都是地址。

(5)对于指针所指向的那个变量来说，指针的类型就很重要了。指针所指向的那个变量的类型（它所对应的内存空间的解析方法）要取决于指针类型。譬如指针是int *的，那么指针所指向的变量就是int类型的。

#include 
int main(void)
{

    int a[3] = {0x11223344, 0x55667788, 0};

    int *p1 = a;
    printf("*p1 = 0x%x\n", *p1);         //*p1 = 0x11223344

    char *p2 = (char *)a;              //改变取址能力         
    printf("*p2 = 0x%x\n", *p2);      //*p2 = 0x44
    printf("*p2 = 0x%x\n", *(p2+1));   //*p2 = 0x33
    printf("*p2 = 0x%x\n", *(p2+2));   //*p2 = 0x22
    printf("*p2 = 0x%x\n", *(p2+3));   //*p2 = 0x11
    printf("*p2 = 0x%x\n", *(p2+4));   //*p2 = 0xffffff88 ？
    printf("*p2 = 0x%x\n", *(p2+5));  //*p2 = 0x77

    return 0;
}