C/C++， 类型转换 发生了什么？

C语言中，数据类型间的转换,主要体现在内存间的转换，或者可以说体现在 bit 的转换，数据类型在内存的中都是以 bit 的形式体现的。
C/C++

• char   1 byte
• short  2 bytes
• int    4 bytes
• long   4 bytes
• float  4 bytes
• double 8 bytes

来看几个简单的例子，就会明白数据类型在转换的时候究竟发生了什么。

char ch ='A';
short s = ch;
printf("%d",s);

在console中的结果是 65。

在内存中 variable ch 是这样存储的

                65               

在内存中，数据类型都是以二进制的形式存储的，所以当看到一个十进制的数字的时候，应该时刻想着强大的数字 2
65 = 64 +1 = 2^6+2^0
char ch 占1个byte

0

1

0

0

0

0

0

1

short s = ch; 这行代码发生了什么？首先我们知道short是占2个bytes
           
所以  char ch

0

1

0

0

0

0

0

1

short s             

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

1

从上面表格可以看出 在将char ch赋值给 short s 时 只是将char ch的 8个bit copy到 short s 的低8位，而short s多余的8-bit 空间，就 just padded（填补）在这里由0填补.

再来看个例子，

int i = pow(2,23)+pow(2,21)+pow(2,14)+7;//2^23+2^21+2^14+7
short s = i;
printf("%d",s);

结果一定是 short s = 2^14+7.

上面之所以写成2的指数的形式，是为了方便书写2进制，来看下 int i 的存储形式

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

1

short s

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

1

int 型 在内存中占32 bit 但是short 型只有16 bit的空间来储存，那么以16 bit的空间去存储32 bit 的 pattern， 显然不可以，所以在C/C++ 中，就简单的将int型的低位16位 copy到 short的16位 内存空间。至于高位16位没有发生移动。这个又叫做 bit pattern copy。
所有short s = 2^14+7。

再来看个简单的例子。

short s = -1;
int i = s;
printf("%d",i);

variable short s的存储形式 为

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

注意，最高位的 1， 仅仅为一个 符号，sign，只起到标记+/-的作用。在http://chuansu.iteye.com/blog/1435150有详细的介绍，在这不多讲了。

当 evaluate int i = s;时， int i 的内存又是如何的？

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

在讲到第一个例子的时候，我们提到过，对于short 多余的8 bit的空间 用0填充了。
这里，因为int型 有32-bit的足够大的储存空间，所有根据bit pattern copy,就可以简单的将上面short s =-1的 16-bit copy到 int型的 32-bit储存空间，而不丢失信息。
如果和第一个例子一样，将剩余的16-bit都用0填充，那么对于int i的最高位，也就是标记位，为0，表示正数，这就不相符了。所以在C/C++中，就简单的将 short s最高位的sign 1 扩展到其余的16-bit. 这个就称作 sign extention。

最后看一道我们学校的 考试题

引用

What is the output of the following program (1P)

# include <stdio.h>

int main(void){

	unsigned char uc1 = 0x256;
	unsigned char uc2 = 12;
	printf("%d %d | %x %x\n",
			uc1,uc2,uc1,uc2);
	
	return 0;
}

16进制与2进制的相互转化一定要熟悉掌握
0x256
现转化2 -> 0010;
     5 -> 0101;
     6 -> 0110;
所以0x256 的 二进制形式为 0010 0101 0110。
由上面说到的 bit pattern copy 可以知道
unsigned char uc1 = 0x256. 只能将低8位 copy 到 char uc1的8位存储空间中。
所有 char uc1

0

1

0

1

0

1

1

0

然后转化为 10进制 就为 2^1+2^2+2^4+2^6 = 86; %d(10进制) uc1 = 86;
%x,是指 去掉0x的16进制数， uc1 = 86; 由10进制转化为16进制，以2进制为桥梁，
86 的二进制为0101 0110
然后每四个bit一组 分别转化16进制 0101 -> 2^0+2^2 = 5;
                             0110 -> 2^1+2^2 = 6;
所以86的16进制为 56。 %x uc1 = 56;

同理可得出 %d uc2 = 12; %x uc2 = C。

本文主要介绍了 在C/C++ 类型转化时发生了什么？ int short char间的转化。
那么float double与 int或者 short 发生转化时又是怎样的？以及float double在内存中又是怎么存储的？

未完-待续。