评估表达式时是否总是发生整数提升？ [复制]

Question

可能重复：
C integer overflow behaviour when assigning to larger-width integers

我在谷歌搜索中没有找到明确的答案。假设你有两个表达式：

int16_t a16 = 100;
int16_t b16 = 2000;
int16_t result16 = (a16 * b16) / a16;

int8_t a8 = 100;
int8_t b8 = 20;
int8_t result8 = (a8* b8) / a8;

在评估表达式 (a16 * b16) / a16 和 (a8 * b8) / a8 时，它们总是在评估期间提升为 int，然后在分配，还是这个整数提升完全是可选的？是否总是在评估整数表达式时进行整数提升，还是只是允许？

如果它总是完成，那么我可以预期这两个操作不会溢出（假设 int 是 32 位）。如果只允许完成（而不是必需），则操作可能会溢出。我想更好地了解这种行为。

Answer 1

int16_t result16 = (a16 * b16) / a16;
int8_t result8 = (a8* b8) / a8;

这些声明与：

int16_t result16 = (int16_t) ((int) a16 * (int) b16) / (int) a16);
int8_t result8 = (int8_t) ((int) a8 * (int) b8) / (int) a8);

符合要求的实现需要整数提升。默认情况下，一些嵌入式编译器不执行整数提升以提高代码密度（例如：MPLAB C18 编译器），但这些编译器通常也具有要符合的 ANSI 模式。

现在对于 C，行为是用抽象机器来描述的，其中 优化问题是无关紧要的。如果编译器可以在不执行整数提升的情况下为程序实现相同的可观察行为，不这样做是免费的。

假设你的 int 是 32 位的，你是对的，这个表达式：(a16 * b16) / a16 不能溢出。

Answer 2

首先，我们有整数促销，6.3.1.1/2。脚注 58 说：

整数提升仅适用于：作为通常算术转换的一部分，对于某些 参数表达式，一元 +、- 和 ~ 运算符的操作数，以及 移位运算符，由它们各自的子条款指定。

其次，我们有常用的算术转换（6.3.1.8）：

[T]对两个操作数执行整数提升。然后 以下规则适用于提升的操作数：

• 如果两个操作数的类型相同，则无需进一步转换。

最后，我们有了运算符。例如，乘法表示 (6.5.5)：

对操作数执行通常的算术转换。

因此，在表达式a8 * b8 中，两个操作数都通过整数提升提升为int，然后“不需要进一步转换”，因此表达式的结果也具有int 类型。

Answer 3

没有必要执行整数提升，如果没有它们的结果与使用整数提升的结果完全相同（这是 as-if 规则的一个实例，实现可以做任何它想做的事情，如果它与标准规定的方式无法区分）。

算术运算符（6.5.5、6.5.6）的规范说整数提升是在操作数上执行的，因此您可以依赖“好像”。

但是，您不能绝对确定 int16_t 操作不会溢出，因为 int 本身可能只有 16 位。