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/ ATT 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 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:

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*/
int 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,f1=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 15: 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.