C++中关于类型转换的问题讨论
这里以signed/unsigned char, signed/unsigned short, signed/unsigned int类型为例，
讨论一下基本类型转换的基本原理，这样我们在编程中碰到由类型错误转换而引发的越界问题时，也可以比较容易诊断，不至于把BUG怀疑到机器或编译器身上:)。
本文属于个人原创，任何个人都可以转载，但请务必提供转载地址。
一，3种基本类型表示范围如下 （圆形示例图），其中阴影部分的弧边界包含的是没有越界的数值范围：
2，类型转换原则小结：
我们把类型转换分成两类：
1）同类型符号之间的转换：
*同长度类型，不做转换，如int->int，
*向更长度类型转换，如char->short->int
原则：向高字节对齐
因为有足够位数容纳数值，所以数值会保持不变；
若为负数时高位会被1，若为正数时高位会补0.
*向短长度类型转换：如int ->short->char
原则：高字节截断，低字节保留。
2）不同类型符号之间的转换：
*同长度类型转换：如int<->unsigned int
原则：重新解释至目标类型，
这里是重新解释，换名话说，在等长字节时，有符号类型和无符号类型在内存中的十六进制表示仍然是一样的。
当数值范围溢出时，重新解释会造成前后两者数值的会发生巨大跳变，详见示例。
*向更长类型转换：如char->unsigned int
原则：先字节对齐，再类型统一。
如：char->unsigned int ===>char -> int ->unsigned int
unsigned char -> int ===>unsigned char ->unsigned int ->int
这个原则会造成将负数执行”跨类型跨字节“转换时，前后两数值之间很大差距，
如果想让差距变得”相对“合理些（等价于重新解释后的数值），你需要手动做强制转换：先类型统一，再做字节对齐。
*向更短字节对齐：如int->unsigned char
原则：高字节截断，低字节保留
提示：
1）如果想要转换无错，还是规规矩矩的保证数值：不要溢出，不要截断，不要跨类型跨字节转换。
2）在”有符号类型“向”无符号类型“转换时，数值不要为负数，否则打印出的数值并非你想要的结果。
尤其是“有符号短字节类型“向”无符号长字节类型转换“时，负数会按照高字节补1的原则，你将会得到一个无敌错错值。
3，类型转换源代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <limits.h> typedef char s8;
typedef unsigned u8;
typedef short s16;
typedef unsigned short u16;
typedef int s32;
typedef unsigned int u32; #define NONE "\033[0m"
#define BLUE "\033[0;32m"
#define RED "\033[0;31m" void func_s8(s8 num)
{
s8 s8Num = num;
u8 u8Num = num;
s16 s16Num = num;
u16 u16Num = num;
s32 s32Num = num;
u32 u32Num = num;
//signed->signed
printf(BLUE " s8[%hhd#0x%02hhx]:" NONE "\ns16(%hd#0x%04hx) \ns32(%d#0x%08x)\n",
s8Num, s8Num, s16Num, s16Num, s32Num, s32Num); //signed->unsigned
printf(" u8(%hhu#0x%02hhx) \nu16(%hu#0x%04hx) \nu32(%u#0x%08x)\n",
u8Num, u8Num, u16Num, u16Num, u32Num, u32Num);
} void func_u8(u8 num)
{
s8 s8Num = num;
u8 u8Num = num;
s16 s16Num = num;
u16 u16Num = num;
s32 s32Num = num;
u32 u32Num = num;
//unsigned->unsigned
printf(BLUE " u8[%hhu#0x%02hhx)]" NONE "\nu16(%hu#0x%04hx) \nu32(%u#0x%08x)\n",
u8Num, u8Num, u16Num, u16Num, u32Num, u32Num); //unsigned->signed
printf(" s8(%hhd#0x%02hhx): \ns16(%hd#0x%04hx) \ns32(%d#0x%08x)\n",
s8Num, s8Num, s16Num, s16Num, s32Num, s32Num);
} void func_s16(s16 num)
{
s8 s8Num = num;
u8 u8Num = num;
s16 s16Num = num;
u16 u16Num = num;
s32 s32Num = num;
u32 u32Num = num;
//signed->signed
printf(BLUE "s16[%hd#0x%04hx]: " NONE "\ns32(%d#0x%08x) \n s8(%hhd#0x%02hhx)\n",
s16Num, s16Num, s32Num, s32Num, s8Num, s8Num); //signed->unsigned
printf("u16(%hu#0x%04hx) \nu32(%u#0x%08x) \n u8(%hhu#0x%02hhx)\n",
u16Num, u16Num, u32Num, u32Num, u8Num, u8Num);
} void func_u16(u16 num)
{
s8 s8Num = num;
u8 u8Num = num;
s16 s16Num = num;
u16 u16Num = num;
s32 s32Num = num;
u32 u32Num = num;
//unsigned->unsigned
printf(BLUE "u16[%hu#0x%04hx]:" NONE "\nu32(%u#0x%08x) \n u8(%hhu#0x%02hhx)\n",
u16Num, u16Num, u32Num, u32Num, u8Num, u8Num); //unsigned->signed
printf("s16(%hd#0x%04hx) \ns32(%d#0x%08x) \n s8(%hhd#0x%02hhx)\n",
s16Num, s16Num, s32Num, s32Num, s8Num, s8Num);
} void func_s32(s32 num)
{
s8 s8Num = num;
u8 u8Num = num;
s16 s16Num = num;
u16 u16Num = num;
s32 s32Num = num;
u32 u32Num = num;
//signed->signed
printf(BLUE "s32[%d#0x%08x]:" NONE "\ns16(%hd#0x%04hx) \n s8(%hhd#0x%02hhx)\n",
s32Num, s32Num, s16Num, s16Num, s8Num, s8Num); //signed->unsigned
printf("u32(%u#0x%08x) \nu16(%hu#0x%04hx) \n u8(%hhu#0x%02hhx)\n",
u32Num, u32Num, u16Num, u16Num, u8Num, u8Num);
} void func_u32(u32 num)
{
s8 s8Num = num;
u8 u8Num = num;
s16 s16Num = num;
u16 u16Num = num;
s32 s32Num = num;
u32 u32Num = num;
//unsigned->unsigned
printf(BLUE "u32[%u#0x%08x]" NONE "\nu16(%hu#0x%04hx) \n u8(%hhu#0x%02hhx)\n",
u32Num, u32Num, u16Num, u16Num, u8Num, u8Num); //unsigned->signed
printf("s32(%d#0x%08x): \ns16(%hd#0x%04hx) \n s8(%hhd#0x%02hhx)\n",
s32Num, s32Num, s16Num, s16Num, s8Num, s8Num);
} int main()
{
printf(RED "######s8Num testing######\n" NONE);
s8 s8Num = 0x7F;
func_s8(s8Num);
s8Num = 0x80;
func_s8(s8Num);
s8Num = 0xFF;
func_s8(s8Num); printf(RED "######u8Num testing######\n"NONE);
u8 u8Num = 0x7F;
func_u8(u8Num);
u8Num = 0x80;
func_u8(u8Num);
u8Num = 0xFF;
func_u8(u8Num); printf(RED "######s32Num testing######\n"NONE);
s32 s32Num = 0x7FFFFFFF;
func_s32(s32Num);
s32Num = 0x80000000;
func_s32(s32Num);
s32Num = 0xFFFFFFFF;
func_s32(s32Num); printf(RED "######u32Num testing######\n"NONE);
u32 u32Num = 0x7FFFFFFF;
func_u32(u32Num);
u32Num = 0x80000000;
func_u32(u32Num);
u32Num = 0xFFFFFFFF;
func_u32(u32Num); printf(RED "######s16Num testing######\n"NONE);
s16 s16Num = 0x7FFF;
func_s16(s16Num);
s16Num = 0x8000;
func_s16(s16Num);
s16Num = 0xFFFF;
func_s16(s16Num); printf(RED "######u16Num testing######\n"NONE);
u16 u16Num = 0x7FFF;
func_u16(u16Num);
u16Num = 0x8000;
func_u16(u16Num);
u16Num = 0xFFFF;
func_u16(u16Num); return ;
}
4，类型转换运行结果
######s8Num testing######
s8[127#0x7f]:
s16(#0x007f)
s32(#0x0000007f)
u8(#0x7f)
u16(#0x007f)
u32(#0x0000007f)
s8[-128#0x80]:
s16(-#0xff80)
s32(-#0xffffff80)
u8(#0x80)
u16(#0xff80)
u32(#0xffffff80)
s8[-1#0xff]:
s16(-#0xffff)
s32(-#0xffffffff)
u8(#0xff)
u16(#0xffff)
u32(#0xffffffff)
######u8Num testing######
u8[127#0x7f)]
u16(#0x007f)
u32(#0x0000007f)
s8(#0x7f):
s16(#0x007f)
s32(#0x0000007f)
u8[128#0x80)]
u16(#0x0080)
u32(#0x00000080)
s8(-#0x80):
s16(#0x0080)
s32(#0x00000080)
u8[255#0xff)]
u16(#0x00ff)
u32(#0x000000ff)
s8(-#0xff):
s16(#0x00ff)
s32(#0x000000ff)
######s32Num testing######
s32[2147483647#0x7fffffff]:
s16(-#0xffff)
s8(-#0xff)
u32(#0x7fffffff)
u16(#0xffff)
u8(#0xff)
s32[-2147483648#0x80000000]:
s16(#0x0000)
s8(#0x00)
u32(#0x80000000)
u16(#0x0000)
u8(#0x00)
s32[-1#0xffffffff]:
s16(-#0xffff)
s8(-#0xff)
u32(#0xffffffff)
u16(#0xffff)
u8(#0xff)
######u32Num testing######
u32[2147483647#0x7fffffff]
u16(#0xffff)
u8(#0xff)
s32(#0x7fffffff):
s16(-#0xffff)
s8(-#0xff)
u32[2147483648#0x80000000]
u16(#0x0000)
u8(#0x00)
s32(-#0x80000000):
s16(#0x0000)
s8(#0x00)
u32[4294967295#0xffffffff]
u16(#0xffff)
u8(#0xff)
s32(-#0xffffffff):
s16(-#0xffff)
s8(-#0xff)
######s16Num testing######
s16[32767#0x7fff]:
s32(#0x00007fff)
s8(-#0xff)
u16(#0x7fff)
u32(#0x00007fff)
u8(#0xff)
s16[-32768#0x8000]:
s32(-#0xffff8000)
s8(#0x00)
u16(#0x8000)
u32(#0xffff8000)
u8(#0x00)
s16[-1#0xffff]:
s32(-#0xffffffff)
s8(-#0xff)
u16(#0xffff)
u32(#0xffffffff)
u8(#0xff)
######u16Num testing######
u16[32767#0x7fff]:
u32(#0x00007fff)
u8(#0xff)
s16(#0x7fff)
s32(#0x00007fff)
s8(-#0xff)
u16[32768#0x8000]:
u32(#0x00008000)
u8(#0x00)
s16(-#0x8000)
s32(#0x00008000)
s8(#0x00)
u16[65535#0xffff]:
u32(#0x0000ffff)
u8(#0xff)
s16(-#0xffff)
s32(#0x0000ffff)
s8(-#0xff)
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