учебники, программирование, основы, введение в,

 

Преобразование типов

Эквивалентность типов
Существует несколько схем для определения того, являются ли типы двух объектов эквивалентными. Две схемы, наиболее часто используемые, называются структурная эквивалентность типов и именная эквивалентность типов. В соответствии со схемой структурной эквивалентности типов два объекта относятся к одному и тому же типу только в том случае, если их компоненты имеют одинаковые типы. В соответствии со схемой именной эквивалентности типов два объекта имеют один и тот же тип только в случае их определения с использованием имени того же типа.
Большинство реализаций языка Си используют схему структурной эквивалентности типов. Однако в книге (Ritche, D.M. 1980/ The C Programming Language - Reference Manual/ AT&T Bell Laboratories, Murray Hill, N.J. 07974) вопрос об эквивалентности типов игнорируется, и при каждой реализации может быть выбрана своя схема определения эквивалентности типов. Следовательно, вполне возможно, что результаты правильно работающей программы станут неверными при замене компилятора!
Преобразование типов
В операторах и выражениях должны использоваться переменные и константы только одного типа. Если все же мы смешиваем типы в одном выражении, то компилятор с языка Си не считает программу неправильной, как это произошло бы при программировании на языке Паскаль. Вместо этого компилятор использует набор правил для автоматического преобразования типов. Это очень удобно, но может оказаться и опасным, особенно если мы допустили смешение типов нечаянно. Приведем
несколько основных правил, касающихся преобразования типов:

  1. Если операция выполняется над данными двух различных типов, обе величины приводятся к высшему из двух типов. Этот процесс называется повышением типа.
  2. Последовательность имен типов, упорядоченных от высшего типа к низшему, выглядит так: double, float, long, int, short, char. Применение ключевого слова unsigned повышает ранг соответствующего типа данных со знаком.
  3. В операторе присваивания конечный результат вычисления выражения в правой части приводится к типу переменной, которой должно быть присвоено это значение. Данный процесс может привести к повышению типа, как описано выше, или к понижению, при котором величина приводится к типу данных, имеющему более низкий приоритет.

Повышение типа обычно происходит гладко, в то время как понижение может привести к затруднениям. Причина этого проста: все число целиком может не поместиться в элементе данных низшего типа. Переменная типа char может иметь целое значение 101, но не 22225.
Пример, приведенный ниже, иллюстрирует применение этих правил:
/*преобразования*/
main( )
{
char ch;
int i;
float f1;
f1=i=ch='A'; /***8***/
printf("ch=%c,i=%d,f1=%2.2f\n",ch,i,f1);
ch=ch+1; /***10***/
i=f1=f1+2*ch; /***11***/
f1=2.0*ch+i; /***12***/
printf("ch=%c,i=%d,f1=%2.2f\n",ch,i,f1);
ch=2/0e30;/***14***/
printf("Теперь ch=%c\n",ch);
}
Выполнив программу "преобразования", получим следующие результаты:
ch = A, i = 65, fi = 65.00
ch = B, i = 197, f1= 329.00
Теперь ch =
Разбор программы
Строки 8 и 9: величина 'A' присваивается символьной переменной ch. Переменная i получает целое значение, являющееся преобразованием символа 'A' в целое число, т.е. '65'. Переменная f1 получает значение 65.00, являющееся преобразованием числа 65 в число с плавающей точкой.
Строки 10 и 13: значение символьной переменной 'A' преобразуется в целое число 65, к которому затем добавляется 1. После этого получившееся в результате число 66 преобразуется в код символа В и помещается в переменную ch.
Строки 11 и 13: при умножении на 2 значение переменной ch преобразуется в целое число 66. При сложении с величиной переменной f1 получившееся в результате число 132 преобразуется в число с плавающей точкой. Результат 197.00 преобразуется в число целого типа и присваивается переменной i.
Строки 12 и 13: перед умножением на 2.0 значение переменной ch('B') преобразуется в число с плавающей точкой. Перед выполнением сложения величина переменной i(197) преобразуется в число с плавающей точкой, а результат 329.00 присваивается переменной f1.
Строки 14 и 13: здесь производится попытка осуществить преобразование типов в порядке убывания старшинства - переменная ch полагается равной сравнительно большому числу. Результаты оказываются неутешительными. Независимо от переполнения и усечения, которые имеют место, в итоге мы получили код, соответствующий какому-то непечатаемому знаку.
Существует еще один вид преобразования типов. Для сохранения точности вычислений при арифметических операциях все величины типа float преобразуются в данные типа double. Это существенно уменьшает ошибку округления. Конечный результат преобразуется обратно в число типа float, если это диктуется соответствующим оператором описания.
Операция приведения
Самое лучшее - это вообще избегать преобразования типов, особенно в порядке убывания ранга. Но иногда оказывается удобным применять такие преобразования при условии, что мы ясно представляем смысл выполняемых действий. Преобразования типов, которые мы обсуждали до сих пор, выполнялись автоматически. Существует возможность точно указывать тип данных, к которому необходимо привести величину. Этот способ называется приведением типов, и используется следующим образом: перед данной величиной в круглых скобках записывается имя требуемого типа. Скобки и имя типа вместе образуют операцию приведения. В общем виде она записывается так:
(тип)
где фактическое имя требуемого типа представляется вместо слова тип.
Рассмотрим пример:
int nice;
nice = 1.6+1.7;
nice = (int)1.6+(int)1.7;
В первом примере используется автоматическое преобразование типов. Сначала числа 1.6 и 1.7 складываются - результат равен 3.3. Затем путем отбрасывания дробной части полученное число преобразуется в 3 для согласования с типом int переменной nice. Во втором примере 1.6 и 1.7 преобразуются в целые числа 1, так что переменной nice присваивается значение, равное 1+1, или 2.
Особенности работы с языком Си. Мы не должны смешивать типы; вот почему в некоторых языках это запрещено. Но бывают ситуации, когда это оказывается полезным. Философия языка Си заключается в том, чтобы не устанавливать барьеров на вашем пути, но при этом возложить на вас всю ответственность за злоупотребление предоставленной свободой.

Неявное преобразование типа
Неявные преобразования типа выполняются главным образом для согласования аргументов оператора или функции (если это возможно) со значениями, предполагаемыми в этих операторах или функциях. Все
неявные преобразования типа, которые могут встретиться, перечислены ниже (слева указывается преобразуемый тип, а справа - список типов, в которые он может быть преобразован):
char - int, short int, long int (Преобразование к значению с большим числом двоичных разрядов может включать, а может не включать расширение знакового разряда - это зависит от реализации языка. Для элементов заданного набора знаков гарантируется преобразование в неотрицательные целые значения).
int - char, short int, long int ( преобразование к целому большей длины включает расширение знакового разряда. Преобразование к целому меньшей длины вызывает отбрасывание лишних старших разрядов). float, double, unsigned int (интерпретация комбинации битов в виде беззнакового целого значения).
short int - аналогично типу int.
long int - аналогично типу int.
float - double, int, short int, long int (машинно-зависимое преобразование, если преобразуемое значение слишком велико, то результат неопределен).
double - float (преобразование с округлением и последующим отбрасыванием лишних разрядов), int, short int, long int.
Арифметические преобразования
Арифметические операторы языка Си преобразуют операнды к соответствующим типам автоматически, если операнды не имели таких типов с самого начала. Схема преобразования, используемая этими операторами, называется обычные арифметические преобразования; это схема может быть описана следующими правилами:

  1. Преобразовать операнды типов char и short int к типу int; преобразовать операнды типа float к типу double.
  2. Если хотя бы один из операндов имеет тип double, то и другой операнд преобразуется к типу double (если он другого типа); результат имеет тип double.
  3. Если хотя бы один операнд имеет тип long, то и другой операнд преобразуется к типу long (если он другого типа); результат имеет тип long.
  4. Если хотя бы один из операндов имеет тип unsigned, то и другой операнд преобразуется к типу unsigned (если его тип не unsigned); результат имеет тип unsigned.
  5. Если ни один из случаев 1-4 не имеет места, то оба операнда должны иметь тип int; такой же тип будет и у результата.

Явные преобразования типов
Выражения могут быть преобразованы из одного типа в другой явным указанием. Выражение E может быть явно преобразовано к типу имя-типа с помощью записи вида
(имя - типа) Е
где имя типа представляется в форме
указатель-типа абстрактный-описатель
Абстрактный описатель аналогичен описателю, за исключением того, что он не содержит определяемого или описываемого идентификатора. Смысл слов имя-типа, представляемого в форме
Т абстрактный описатель
где Т является указателем типа, может быть определен одним из таких способов:

  • форма абстрактного описателя - смысл слов "Т абстрактный описатель";
  • пустой (абстрактный описатель) - абстрактный описатель типа Т;
  • *(абстрактный описатель) - указатель на тип Т;
  • абстрактный описатель ( ) - функция, возвращающая значение типа Т;
  • абстрактный описатель [n] - массив с n элементами типа Т, n - выражение с постоянным значением;

Приведем примеры явного преобразования. Предположим, что даны следующие определения и описания:
int i;
char *pc, *name;
char *calloc( ), *strcpy( );
тогда можно привести следующие примеры явных преобразований типов:
(char) i - преобразует значение типа int в значение типа char.
pc=(char *) 0777 - преобразует восьмеричный литер 0777 в значение указателя на знак таким образом, что оно может быть присвоено переменной "pc".
(emp *) calloc(1,sizeof(emp)) - преобразует значение "знакового" указателя, возвращаемого функцией calloc, в значение указателя emp.
(void) strcpy(name,"gehani") - опускает значение, возвращенное функцией strcpy.
Синтаксис типов
Можно отметить, что синтаксис типов в языке Си нерегулярен и беспорядочен, чем свидетельствуют:

  1. Трудность создания форматеров.
  2. Большое число ошибок, допускаемых даже опытными программистами.
  3. Трудность создания синтаксических анализаторов для трансляторов с языка Си - не существует двух трансляторов с языка Си, синтаксис входного языка для которых полностью совпадал бы.
  4. Отсутствие формального описания синтаксиса языка Си - даже книга (Kernighan, B.W., and D.M. Ritchie, The C Programming Language, prentice-Hall, Engleewood Cliffs, NJ (1978)) может служить лишь черновым описанием такового. Сказанное касается в полной мере и синтаксиса типов. Имеется три случая, когда необходимо использовать типы:
    • описания, связывающие тип с именем, как например, в случае описания (глобальных) переменных и формальных параметров;
    • описания, связывающие значения (и тип) с именем, как, например, описания программ;
    • приведения, обеспечивающие, например, возможность трактовки символов как целых.

 
На главную | Содержание | < Назад....Вперёд >
С вопросами и предложениями можно обращаться по nicivas@bk.ru. 2013 г.Яндекс.Метрика