一元 +/- 运算符怎么可能导致“-a”或“+a”中的积分提升，“a”是算术数据类型常量/变量？

Question

这条看似微不足道的台词摘自我的 Mike Banahan & Brady (Section 2.8.8.2) 的 C 书。

我可以理解隐式提升是如何在 c=a+b 等表达式中发挥作用的，具体取决于操作数的类型，但我无法理解在 -b 之类的表达式中如何以及在何种情况下会出现相同的情况，其中 b 是任何合法的操作数。你能解释一下，然后举个恰当的例子吗？

提取的文本如下：

通常的算术转换适用于两个操作数 运算符的二进制形式。只有积分促销是 对运算符的一元形式的操作数执行。

更新：

为了避免被忽视，我在这里根据 OUAH 在评论中的回答添加我所问的内容—— 书上说'Only the integral promotions are performed'...是不是意味着在x=-y这样的表达式中，'x'是一个long double，'y'是一个float，'y'不会被提升为long double如果我们明确使用一元运算符？我知道会这样，但仍然要求它更清楚地了解“仅整数促销......”部分。

更新：

您能否举例说明提升对以下位运算符的作用？对于最后三个，我是否应该假设每当在变量上使用它们时，它首先被提升为整数类型？前三个“通常的算术转换”到底是什么意思？你能举个小例子吗？如果可以在这里解决，我不想将其作为单独的问题发布。

Answer 1

以 32 位系统为例：

 unsigned char a = 42;

 printf("%zu\n", sizeof a);   // prints 1

 printf("%zu\n", sizeof +a);  // prints 4, a has been promoted to int

Answer 2

我不确定，但我认为每个操作都被提升为适当的类型。首先转换完成，然后操作完成。 -b操作改变了result变量的值，所以应该先进行提升，再进行值符号的转换。

像+b这样的操作也是一个操作，所以有一个Promotion + Operation的过程。我不知道在这种具体情况下代码优化是否可以跳过这个过程。

Answer 3

在使用二元运算符的操作期间，将算术提升到最需要的形式，从 int 到 long、float 或 double。

double c=2+3.5

但在一元运算符+,- 中，仅允许整数类型数据类型的提升。从 short 到 int 或 long。

unsigned char a=255;
cout<<sizeof(a)<<endl; //prints 1
cout<<sizeof(+a)<<endl; //prints 4
cout<<sizeof(++a)<<endl; //prints 1

所以这个 Integral promtions 不适用于其他一元运算符 ++a 和 a++

Answer 4

对于一元算术运算符，C 标准规定（在第 6.5.3.3 节中）

对操作数执行整数提升，结果具有提升的类型。

它还在第 6.3.1.1 节中定义了该术语：

如果 int 可以表示原始类型的所有值（如 受宽度限制，对于位域），值转换为 一个int；否则，它将被转换为 unsigned int。 这些称为整数促销。所有其他类型都是 整数促销保持不变。

（参考 2011 C 标准的N1570 draft。）

我相信这样做的理由是实现不需要支持任何比int（一个“单词”）更窄的类型的算术运算。比int 窄的操作数在对其进行操作之前转换为int 或unsigned int。

对于二元运算符（采用两个操作数的运算符），还有一个附加要求，即两个操作数必须是同一类型。典型的 CPU 可能有指令将两个 32 位有符号整数相加，或两个 32 位无符号整数，或两个 64 位有符号或无符号整数相加，但没有一个指令会直接相加，例如，一个 32 位有符号整数和一个64 位无符号整数。为此，我们有常用的算术转换，在第 6.3.1.8 节中描述。例如，这些规则告诉您，当您尝试将 int 添加到 double 时会发生什么：通过转换将 int 操作数提升为类型 double，并且添加会添加结果两个 @ 987654333@ 操作数。

移位运算符不需要通常的算术转换，因为没有特别需要两个操作数属于同一类型。左操作数是要操作的值；右操作数指定要移动的位数。

这是否意味着在像x=-y 这样的表达式中，其中x 是long double 而y 是float，如果我们明确使用y 将不会被提升为long double unary 运算符？

赋值导致右操作数转换为左操作数的类型。表达式-y 的计算独立于它出现的上下文（对于大多数表达式来说都是如此）。所以一元 - 应用于它的操作数，它是 float 类型的（整数提升不影响它），产生 float 类型的结果。该分配导致 float 值在分配给 x 之前转换为 long double。

您的问题的标题询问这怎么可能发生。我不确定那是什么意思。转换规则在语言标准中指定。编译器遵循这些规则。