为什么将按位 NOT 应用于 char 会产生 int？ [复制]答案

【问题标题】：Why does applying bitwise NOT to a char yield an int? [duplicate]为什么将按位 NOT 应用于 char 会产生 int？ [复制]
【发布时间】：2016-05-05 16:18:50
【问题描述】：

在我的笔记本电脑上，运行以下代码：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    char a;
    cout << sizeof(~a) << endl;
}

打印4。

我预计~a 的结果是char，但显然它是int。

这是为什么呢？

【问题讨论】：

虽然这可能是一个骗局（正在寻找一个），但我没有得到反对。如果不了解积分提升规则，这对我来说搜索起来并不容易。
This 一开始还不错。 OP：你觉得这样就够了？
糟糕，没有注意到sizeof。
Implicit type conversion rules in C++ operators

标签： c++

【解决方案1】：

~ 是一个算术运算符（按位非），a 正在从 signed char 提升到 int（在许多实现中是 sizeof(int) == 4）。解释见下文：

http://en.cppreference.com/w/cpp/language/implicit_conversion#integral_promotion

小整数类型（如 char）的 prvalues 可以转换为较大整数类型（例如 int）的纯右值。尤其，算术运算符不接受小于 int 的类型参数，并且积分提升在之后自动应用左值到右值的转换（如果适用）。这种转换总是保留价值。

【讨论】：

感谢您的回答！我想我明白了。但我想知道为什么它在 c++ 中以这种方式实现。
@HanQiu 因为 C 也是这样做的，而且 C++ 应该是广泛兼容的。现在我不知道为什么 C 会这样做。也许有些“int是最快的整数类型原因”。
@BaummitAugen 关于int 的任何证据是最快的？而且我们现在大多数人都使用64位机器，32位int仍然是最快的吗？
@HanQiu int 在创建 C 时应该是机器上的自然整数类型。早在 70 年代，64 位机器可能并不重要。 ;)
同样在汇编中按位和算术运算通常至少涉及一个寄存器，当您将值移动到寄存器时，您必须提升它（除非您正在为 8 位处理器编译） .因此，当您有多个操作时，将提升作为第一步是有意义的，以获得高效的机器代码结果。

【解决方案2】：

标准规定 (§[expr.primary]/10)：

~的操作数应该是整数或无范围的枚举类型；结果是其操作数的反码。进行整体促销。结果的类型是提升的操作数的类型。

“整体促销”是指（§[conv.prom]/1）：

除bool、char16_t、char32_t 或 wchar_t 以外的整数类型的纯右值，其整数转换等级 (4.13) 小于 int 的等级可以转换为type int if int 可以表示源类型的所有值；否则，可以将源纯右值转换为unsigned int 类型的纯右值。

在您的情况下，a 的类型为 char，其转化排名低于 int¹ 的排名，因此它被提升为 int 或 @987654333 @，两者的大小相同（在您的实现中显然是 4）。

至于为什么会这样做：我认为很大程度上是因为它大大简化了语言定义和编译器。不必为几乎每种类型单独生成代码，而是尽力将所有内容分解为几种类型，并且大多数代码仅针对这些类型生成。情况不再如此（现在我们有多个大于int 的类型），但在 C 还年轻的时候，整数类型是：char、short、int（和无符号版本的那些），所以所有其他类型都被提升为int，所有操作任何东西的代码都是用ints完成的。

请注意，这也适用于函数调用等：在 C 的早期版本中，没有函数原型，因此 char 或 short 类型的任何参数在传递给函数之前也被提升为 int .

浮点类型遵循相同的基本思想：在大多数情况下（包括将它们传递给函数）floats 被提升为double，所有实际处理都在doubles 上完成（之后如有必要，您可以转换回float。

如果您真的也想要报价（§[conv.rank]:

1.3 除 bool、char16_t、char32_t 或 wchar_t 以外的整数类型的纯右值，其整数转换等级 (4.13) 小于 int 的等级，如果 int 可以表示所有值，则可以将其转换为 int 类型的纯右值源类型；否则，源纯右值可以转换为无符号整数类型的纯右值。
[...]
1.6 char 的秩应等于signed char 和unsigned char 的秩。

【讨论】：