从零开始学习C语言丨基本数据类型的转换

2022-10-28 17:20:48 浏览数 (2278)

  本文发布于微信公众号：三玹

上一篇文章，学习了C语言的6种基本数据类型。这篇文章就来聊一聊，基本数据类型之间的转换。

什么是类型转换？就是将数据（变量、数值、表达式结果等）从一种类型转换到另一种类型。但这种改变并不是发生在原本数据上，一般都是创建一个新的类型变量来承载转换类型的数据。
为什么在程序中需要进行类型改变呢？来举一个小小的栗子：
在现实生活中，我们现在有一群人的成绩（数值为整数），我们需要计算他们的平均数。实际情况中，整数相除有可能是整数，也有可能是小数。
但是在C语言当中，两个整数相除，结果依然是整数。但如果实际结果是有小数部分的，那这样的数据就失真了，因此就需要用到了类型转换。
来看一段计算代码：
#include<stdio.h>
int main(){
    int a = 5;
    int b = 2;
    double c = a / b;
    printf("%f", c);
    return 0;
}
运行出来的结果是：2.000000.
但实际上，这个运行结果并不是我们想要的。我们都知道 5 除以 2 是等于 2.5，为什么这里却变成了2.000000呢？
这就是前面提到的，在C语言程序当中，两个整数相除，结果还是整数。5 除以 2 虽然是等于 2.5，但是由于结果只能是整数，所以丢弃了小数部分。
但是为什么，还会有小数点呢？这里就涉及到了类型转换的知识了。
类型转换，一共有两种形式，一种是自动转换，也叫作隐式转换；另一种是强制转换，也叫作显式转换。
自动转换
是编译根据代码上下文环境自行判断的结果。
这种转换方式，是系统自己默默地执行，是暗地里的，所以也叫作隐式。就像老板让你去订一家饭馆，但没有告诉你细节问题。那能怎么办？就只能根据以往的经验去订鲁菜馆。但这种凭经验、凭理解，就会存在一个问题，谁知道老板今天请的客人会不会吃得惯这家饭馆的菜呢？
所以说，自动转换是一种不安全的转换方式，可能会存在数据失真、精度缺失等问题。
就像我们上面的那一段计算代码，就发生了数据失真的问题了。
那像这种情况应该要怎么解决呢？这就要提另一种转换方式，强制转换。
强制转换
是程序员明确提出要进行的类型转换，用特定的代码格式去指定某一种类型的转换。
同样是老板让你去订饭店，但会跟你说今天请的这个客人他是四川人，从小在湖南长大，无辣不欢，去定一家川菜馆或者湘菜馆。这样子目标就很明确了，就不会盲目地定一家鲁菜馆了。
强制转换是有特定的代码格式来进行转换的：
typename variable = (typename) expression

typename 即数据的类型；variable 即变量；expression 可以是具体的值、某个变量、某个表达式等等。

在前面的那段计算代码中加上对某个 int 类型进行强制转换之后，再来看看结果是什么样的：

#include<stdio.h>
int main(){
  int a = 5;
  int b = 2;
  double c = (double)a/b;
  printf("%f", c);
  return 0;
}

运行结果：2.500000。

OK，符合预期的结果了！

看到这里，肯定有人又有疑惑了，为什么不直接把 a/b 括号起来然后进行转换？为什么只转换其中一个，结果就正确了呢？

首先第一个问题，这是因为如果括号起来，那么首先计算的是 a/b，仍旧是两个整数相除，结果还是 2，然后经过 double 转换，运行的结果就和上面的一样，都是2.000000。

第二个问题，为什么只转换其中一个。这是因为在C语言中，不同类型的数据在进行操作的时候，首先会根据转换规则将这两种不同类型转换为同一种类型。而转换的规则，是由低级向高级转换，具体如下图所示：

注：unsigned 即 unsigned int。
当然，你不嫌麻烦，也可以一个个进行强制转后再进行运算。
那么强制转换就一定安全吗？
如果你老板不知道邀请的这位客人，因为吃辣的吃腻了，突然想要换个口味，吃个鲁菜。那你都执行下去了，结果很有可能就是项目黄了。
所以，强制转换也不是绝对安全的。程序员在进行强制转换的时候，一定要时刻保持警惕，要问自己进行转换后数据会不会发生丢失，是否可能存在非方访问，如果可以回答这两个问题，并且能控制所有可能会发生的情况，就可以大胆尝试去进行强制转换。
类型转换是临时的
无论是自动转换，还是强制转换，目的都是为了本次运算而进行的一次临时变换。转换的结果是临时保存在内存中的，而并不会改变原本的值。
来看一个例子：
#include<stdio.h>
int main(){
  double a = 10.55;
  int a_i = (int)a;
  printf("a=%lf, a_i=%d", a, a_i);
  return 0;
}

运行结果：a=10.550000，a_i=10

代码中，double 类型的 a 变量通过强制转换的方式将其转换为 int 类型，并将值赋给了 a_i 变量，这种转换并没有影响到 a 变量本身的值或者类型。

如果 a 变量的值发生了改变，那么输出的结果应该是 10.000000。

最后

关于基本数据类型之间的转换内容就讲到了这里。文章中可能会存在一些缺漏的知识点，大家如果有什么想法或者疑惑可以在评论区留言，一起交流学习。最后，感谢大家的观看！