C/C++内置类型，数值常量和隐式转换

写这篇，一是想巩固下基础知识；二是发觉网上很多写的也是错漏较多，模糊了去查了看需要很多时间去分辨对错；故自己总结下，自觉应该不会出错吧(错了欢迎指出，我再纠正。)- -|||

一、C/C++内置类型长度

我们知道C++内置类型有bool, char, short, int, long, long long, float, double, long double, wchar_t这些。每种类型的长度都不一样，但是C/C++标准并没有规定每个类型必须要占多少字节，而是规定了长度的最小值等一些约束。所以实际上各个类型的变量长度是由编译器来决定的。

那么编译器是根据什么来决定类型的长度呢？操作系统位数orCPU位数？

我们知道这样一个关系：

• 32位编译器编译出来的是32位应用程序；64位编译器编译出来的是64位应用程序。

而这里编译器是32位or64位指的是利用该编译器生成的应用程序是32位or64位；与该编译器应用程序自身是32和64位的没有关系，也就是与操作系统是32位or64位没有绝对关系，同样与CPU位数也没有绝对关系。

比如在64位系统上的32位编译器，其应用本身可以是32位的也可以是64位的；同样的，理论上在32位系统上一样可以做出64位的编译器， 其应用本身是32位的，但是可以生成64位程序（只是32位的系统不能运行64位的应用程序）。

事实上，编译器依据一种数据模型来决定其类型的长度。这些数据模型有：ILP32, ILP32LL, LP64, LLP64, ILP64等。其中I,L,P分别指int,long, pointer (如ILP32LL与ILP32LL64等同，意为int，long，pointer为32位，longlong为64位）。其中各种模型中类型的长度区别为：

现如今，32位的windows程序的数据模型为ILP32LL；64位的Windows程序数据模型是LLP64；绝大部分Unix，linux编译器和应用程序都是使用的LP64模型。

二、数值常量的类型

2.1 数值常量的表示方法

C/C++的数字常量有这样几种表示：18, -23, 3., -5.4, 2E-2, 07, -036, 0x3a, -0xFF。

其中18, -23, 3., -5.4, 2.9E-2为10进制表示， 其中2.9E-2为科学计数法（10进制指数表示）；07, -036为8进制表示；0x3a, -0xFF为16进制表示。

其中18, -23, 07, -036, 0x3a, -0xFF皆为整数型常量；3., -5.4, 2E-2皆为浮点数型常量（小数型常量）。

从中我们可以总结出：

• 以0开头的为8进制常量，0后只能以数字0~7表示；
• 以0x开头的为16进制常量，其后只能以数字和字母0~F表示；
• 其他为10进制常量，整形不能以0和0x开头，只能以0~9和小数点表示；
• 8进制和16进制不能用来表示浮点数；
• 科学计数法表示的一定是浮点数

2.2 数值常量的类型和后缀

C/C++数值常量后可以跟随一个后缀来给编译器指示类型；如果不加后缀，编译器会根据数值的范围指定合适的类型。

编译器自动选择：

• 如果是浮点型常量，则指定double类型；
• 如果是整数型常量，如果在int表示的范围内，则指定为int；如果超出int，对于正数，按照int->unsigned int->long->unsigned long->long long->unsigned long long的方向指定合适的类型；对于负数，按照int->long->long long的方向指定合适的类型。

指定后缀：

• 整数型后缀有U，L或其组合(UL, LL，ULL或LLU)；其中U,L不区分大小写，分别表示unsigned 和long；如ull和llu都表示unsigned long long。

• 小数型后缀有F, L。分别表示float，long double。即单精度浮点数和长双精度浮点数。

• 整数后接f，或者小数后接U都会报错。

三、隐式转换

3.1 隐式转换场合

C/C++在以下四种情况下会进行隐式转换:

1. 算术运算式中，低类型能够转换为高类型。
2. 赋值表达式中，右边表达式的值自动隐式转换为左边变量的类型，并赋值给他。
3. 函数调用中参数传递时，系统隐式地将实参转换为形参的类型后，赋给形参。
4. 函数有返回值时，系统将隐式地将返回表达式类型转换为返回值类型，赋值给调用函数。

3.2 算数运算的隐式转换

算数运算中，首先有如下类型转换规则：

1. char和short先转换为int。
2. float型数据在运算时一律转换为双精度(double)型，以提高运算精度(同属于实型) 。
3. 当不同类型的数据进行操作时，应当首先将其转换成相同的类型，然后进行操作，转换规则是由低级向高级转换。转换规则如下图所示:
   
4. 算数表达式的值类型与参与运算的值类型相同。

四则运算中，特别要注意unsigned运算。实际编程中最好避免unsigned值参与运算。

举例：

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//signed与unsigned int运算时，先都转换为unsigned
unsigned int a=20;
signed int b=-130;
cout << a>b?"yes":"no" << endl; //输出no
cout << a+b << endl; //输出4294967186

cout << (1 << 31) << endl; //输出-2147483648
cout << (1L << 31) << endl; //输出2147483648

四、64位编程应注意事项

4.1 格式化字符串：long使用%ld，指针使用%p

32位下，打印地址可以用%x，但在64位下只能打印低4位；所以64位应用%p。

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char *ptr = &something;
printf (%x\n", ptr);  //32位OK，64位错误
printf (%p\n", ptr);  //64位

4.2 64位下的对齐

64位下，因为long和指针的长度可能发生了变化，所以32位下对齐良好的的结构可能变得不太好，导致32位程序在64位系统上运行性能下降。如：

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struct A {
    int i;
	long l;
	int j;
	char* p;
}

ILP32下,sizeof(A)=16; 但是在LP64下，sizeof(A)=32。