梁科輝，范 華

(山東廣播電視大學(xué)，山東 濟(jì)南 250014)

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C語(yǔ)言中數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換及其應(yīng)用探究

梁科輝，范 華

(山東廣播電視大學(xué)，山東 濟(jì)南 250014)

C語(yǔ)言作為高校計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)專業(yè)課，學(xué)好用好C語(yǔ)言至關(guān)重要。數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換是C語(yǔ)言中的一個(gè)學(xué)習(xí)重點(diǎn)，也是一個(gè)學(xué)習(xí)難點(diǎn)。為了方便學(xué)習(xí)者能夠深入理解并熟練使用，對(duì)三種基本數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換(算術(shù)類型轉(zhuǎn)換、賦值類型轉(zhuǎn)換、強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換)從轉(zhuǎn)換條件、轉(zhuǎn)換規(guī)則、轉(zhuǎn)換過(guò)程和應(yīng)用分析進(jìn)行了闡述和歸納，同時(shí)對(duì)三種類型轉(zhuǎn)換進(jìn)行總結(jié)對(duì)比，并通過(guò)典型程序舉例剖析了在編程中的實(shí)際應(yīng)用。

C語(yǔ)言;數(shù)據(jù)類型;類型轉(zhuǎn)換;算術(shù)類型轉(zhuǎn)換;賦值類型轉(zhuǎn)換;強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換

一、引言

C語(yǔ)言是目前高校計(jì)算機(jī)專業(yè)課程中廣泛應(yīng)用于教學(xué)的計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言，一直以來(lái)被作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的基礎(chǔ)專業(yè)課程，在一些非計(jì)算機(jī)專業(yè)的教學(xué)中也是一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科。C語(yǔ)言作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的基礎(chǔ)語(yǔ)言，具有優(yōu)點(diǎn)多、應(yīng)用廣、通用性強(qiáng)、可移植性強(qiáng)、效率高等特點(diǎn)，其最大特點(diǎn)就是同時(shí)具備高級(jí)語(yǔ)言和低級(jí)語(yǔ)言優(yōu)良性能，這決定了它具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和持久的生命力[1]。C語(yǔ)言課程的學(xué)習(xí)是為了培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)編程的基本能力，同時(shí)為更多計(jì)算機(jī)技能的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。C語(yǔ)言在計(jì)算機(jī)專業(yè)課程中能夠起到良好的銜接作用，盡早學(xué)習(xí)C語(yǔ)言有利于為日后學(xué)習(xí)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》、《C++》和《Java》等專業(yè)課程打下良好的編程基礎(chǔ)。

學(xué)習(xí)C語(yǔ)言可以使計(jì)算機(jī)專業(yè)的每一個(gè)學(xué)生了解程序設(shè)計(jì)的基本理論、掌握程序設(shè)計(jì)的相關(guān)問(wèn)題和技能。C語(yǔ)言中的許多內(nèi)容機(jī)制將程序設(shè)計(jì)得以融入到高級(jí)語(yǔ)言當(dāng)中，而且C語(yǔ)言可使計(jì)算機(jī)專業(yè)初學(xué)者更容易掌握程序設(shè)計(jì)的思維和方法[2]。

C語(yǔ)言中數(shù)據(jù)類型紛雜多樣，使用起來(lái)靈活多變，尤其在不同的應(yīng)用場(chǎng)合，這些數(shù)據(jù)類型之間常常會(huì)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換；初學(xué)者往往體會(huì)不到其中的細(xì)微差別，使用起來(lái)常常感覺(jué)非常困難。本文針對(duì)上述問(wèn)題，就C語(yǔ)言中的算術(shù)類型轉(zhuǎn)換、賦值類型轉(zhuǎn)換、強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換這三種常見(jiàn)的基本數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換進(jìn)行深入的探討和歸納，同時(shí)對(duì)三種類型轉(zhuǎn)換進(jìn)行總結(jié)對(duì)比，并通過(guò)典型程序舉例分析了在編程中的實(shí)際應(yīng)用。

二、數(shù)據(jù)類型和類型轉(zhuǎn)換基本概念

(一)數(shù)據(jù)類型

在C語(yǔ)言中，通常將具有共同特征的數(shù)據(jù)歸之于一類，稱為某種數(shù)據(jù)類型，例如1.2、3.6等帶有小數(shù)點(diǎn)的數(shù)據(jù)稱之為實(shí)型數(shù)據(jù)，而12、36等自然數(shù)則稱之為整型數(shù)據(jù)。

(二)C語(yǔ)言強(qiáng)類型特征

C語(yǔ)言是一種“強(qiáng)類型”的語(yǔ)言，即在C語(yǔ)言中所有的數(shù)據(jù)都應(yīng)該歸到某種特定的數(shù)據(jù)類型，也就是說(shuō)在C程序中的任何常量和變量都應(yīng)該有其特定的數(shù)據(jù)類型，并且在程序編譯過(guò)程中要對(duì)每個(gè)常量和變量的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行檢查，不符者會(huì)報(bào)錯(cuò)。

(三)數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換

由于C語(yǔ)言具有上述“強(qiáng)類型”特性，在程序中可以自動(dòng)或人為控制不同數(shù)據(jù)類型之間的轉(zhuǎn)換，以滿足運(yùn)算符兩側(cè)運(yùn)算數(shù)的類型相匹配[3]。但是，數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換并非可以隨意進(jìn)行，歸納起來(lái)，在C語(yǔ)言中數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換主要分為如下三種基本類型[4]。

三、三種數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換

(一)算術(shù)類型轉(zhuǎn)換

1.轉(zhuǎn)換條件：在C語(yǔ)言中，雙目運(yùn)算符兩邊的運(yùn)算數(shù)的類型必須一致才能進(jìn)行運(yùn)算。如果雙目運(yùn)算符兩邊運(yùn)算數(shù)的類型不一致，則在運(yùn)算過(guò)程中必須進(jìn)行相應(yīng)的類型之間的轉(zhuǎn)換。例如，表達(dá)式：1.2+5，算術(shù)運(yùn)算符“+”其左側(cè)為實(shí)型數(shù)據(jù)1.2，另右側(cè)為整型數(shù)據(jù)5，這時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)先把右側(cè)的整型轉(zhuǎn)換為實(shí)型再進(jìn)行算術(shù)加運(yùn)算。當(dāng)前這種在算術(shù)運(yùn)算過(guò)程中所發(fā)生的數(shù)據(jù)類型之間的轉(zhuǎn)換稱之為算術(shù)類型轉(zhuǎn)換。

2.轉(zhuǎn)換規(guī)則和過(guò)程

在算術(shù)類型轉(zhuǎn)換過(guò)程中，按照“從低向高”或“由短到長(zhǎng)”的總原則進(jìn)行。如圖所示，向左的箭頭表示必定的轉(zhuǎn)換，即運(yùn)算中凡是有float型數(shù)據(jù)參與的運(yùn)算，必先把float型轉(zhuǎn)換成double型；運(yùn)算中凡是有char/short型數(shù)據(jù)參與的運(yùn)算，必先把char/short型轉(zhuǎn)換成int型[5]；向上的箭頭表示數(shù)據(jù)級(jí)別“由低級(jí)向高級(jí)”轉(zhuǎn)換，但并非逐級(jí)轉(zhuǎn)換。比如int型數(shù)據(jù)和long型數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，直接把int型轉(zhuǎn)換為long型。

3.應(yīng)用分析

上述總原則之“從低向高”主要是從數(shù)據(jù)的精度角度，將低精度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為高精度數(shù)據(jù)，比如，將float型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為double型數(shù)據(jù)；而總原則之“由短到長(zhǎng)”主要是從每類型數(shù)據(jù)在內(nèi)存中開(kāi)辟空間的大小，比如，在標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言中，char型數(shù)據(jù)開(kāi)辟一個(gè)字節(jié)單元，int型數(shù)據(jù)開(kāi)辟兩個(gè)字節(jié)單元，為此，在運(yùn)算中當(dāng)char型數(shù)據(jù)和int型數(shù)據(jù)相遇，總是將char型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為int型數(shù)據(jù)。

(二)賦值類型轉(zhuǎn)換

1.轉(zhuǎn)換條件：在賦值運(yùn)算中，賦值運(yùn)算符兩側(cè)的數(shù)據(jù)類型不一致時(shí)，所進(jìn)行的數(shù)據(jù)類型之間的轉(zhuǎn)換稱之為賦值類型轉(zhuǎn)換。

2.轉(zhuǎn)換規(guī)則和過(guò)程：在賦值運(yùn)算中，如果賦值運(yùn)算符兩側(cè)的數(shù)據(jù)類型不一致時(shí)，在進(jìn)行賦值運(yùn)算前，系統(tǒng)將自動(dòng)先把賦值號(hào)右側(cè)表達(dá)式求得的值，按賦值號(hào)左側(cè)變量的類型進(jìn)行轉(zhuǎn)換后再賦給左邊的變量。

例如，int x；x=1.2+3.6；其運(yùn)算過(guò)程為先進(jìn)行右側(cè)的算術(shù)加運(yùn)算得結(jié)果4.8，然后根據(jù)左側(cè)變量x的類型為整型，最后把實(shí)型數(shù)據(jù)4.8取其整數(shù)部分4賦給x變量。

3.應(yīng)用分析

在賦值類型轉(zhuǎn)換中，同樣也要遵循上述“從低向高”或“由短到長(zhǎng)”總原則，也稱為“賦值兼容性”原則，否則，即使賦值過(guò)程不提示編譯錯(cuò)誤，但最終卻得不到所期望的結(jié)果。比如，如果將double型數(shù)據(jù)賦值給float型變量，則就不能保證數(shù)據(jù)的精度。

另外，在函數(shù)調(diào)用中，實(shí)參與形參之間的數(shù)據(jù)傳遞同樣也屬于賦值類型轉(zhuǎn)換，即“形參=實(shí)參”，賦值號(hào)右側(cè)為實(shí)參，而賦值號(hào)左側(cè)為形參。調(diào)用函數(shù)時(shí)，通過(guò)將實(shí)參“賦值予”對(duì)應(yīng)形參，實(shí)現(xiàn)參數(shù)值的傳遞，其中，也要滿足“賦值兼容性”原則。

(三)強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換

1.轉(zhuǎn)換條件：根據(jù)編程中應(yīng)用需要，人為設(shè)定所需轉(zhuǎn)換類型實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)類型之間的轉(zhuǎn)換，稱之為強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。

2.基本形式：(類型名)表達(dá)式，其中(類型名)稱為強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符，其后的表達(dá)式如果不是簡(jiǎn)單變量或常量也需要將其放在括號(hào)中，方可對(duì)整個(gè)表達(dá)式的值進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。

3.轉(zhuǎn)換規(guī)則和過(guò)程：利用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符，將其后表達(dá)式的值轉(zhuǎn)換為(類型名)所指定的類型，這種類型轉(zhuǎn)換是根據(jù)人為要求而進(jìn)行的。

例如，表達(dá)式(int)3.14把3.14轉(zhuǎn)換為整數(shù)3；表達(dá)式(double)(10%3)把10%3所得結(jié)果整數(shù)1轉(zhuǎn)換成雙精度實(shí)數(shù)1.0。

4.應(yīng)用分析

強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換在實(shí)際應(yīng)用中非常靈活，尤其在一些特殊的應(yīng)用中，例如，在指針類型轉(zhuǎn)換中使用、在函數(shù)調(diào)用中使用等。學(xué)好用好強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換將給編程中解決一些實(shí)際問(wèn)題帶來(lái)極大的方便。

四、類型轉(zhuǎn)換應(yīng)用探究

(一)典型程序舉例[6]

程序功能：從鍵盤輸入一個(gè)float類型的數(shù)據(jù)，通過(guò)多種運(yùn)算處理所得結(jié)果要求保留該數(shù)小數(shù)點(diǎn)后三位小數(shù)，并對(duì)第四位小數(shù)進(jìn)行四舍五入處理，然后輸出結(jié)果，以便驗(yàn)證。

程序代碼如下：

main( )

{ ①float a;

②printf(“Enter a:”);

③scanf(“%f”，&a);

④printf(“處理前a=%f/n”,a);

⑤a=a*1000;

⑥a=a+0.5;

⑦a=(int)a;

⑧a=a/1000;

⑨printf(“處理后a=%f/n”,a);

}

(二)程序運(yùn)行結(jié)果

輸入3.141592運(yùn)行結(jié)果

輸入6.153287運(yùn)行結(jié)果

(三)轉(zhuǎn)換應(yīng)用分析

在上述程序第⑦a=(int)a行中，由于a定義為float變量，當(dāng)從鍵盤輸入3.141592值時(shí)，通過(guò)處理賦值號(hào)右側(cè)a當(dāng)前值為3142.092，按照表達(dá)式(int)a對(duì)變量a進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，取其整數(shù)部分得到3142，這時(shí)在進(jìn)行賦值運(yùn)算時(shí)，可以看到賦值號(hào)左側(cè)變量a為float類型，為此，要進(jìn)行賦值類型轉(zhuǎn)換，即將整數(shù)3142按照賦值號(hào)左側(cè)a的類型轉(zhuǎn)換為3142.0，然后再賦值給變量a。

接下來(lái)執(zhí)行上述程序第⑧a=a/1000行內(nèi)容，首先在賦值號(hào)右側(cè)的算術(shù)表達(dá)式a/1000中，由于a為float類型，而算術(shù)運(yùn)算除“/”右側(cè)運(yùn)算數(shù)1000則為整型數(shù)據(jù)，按照上述算術(shù)類型轉(zhuǎn)換規(guī)則，需將整型數(shù)據(jù)1000轉(zhuǎn)換為實(shí)型數(shù)據(jù)1000.0，然后進(jìn)行算術(shù)除運(yùn)算得到結(jié)果為3.142，最后將其賦值給賦值號(hào)左側(cè)變量a。

五、小結(jié)

本文從C語(yǔ)言在計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)課程的重要性和學(xué)好C語(yǔ)言的必要性引入，通過(guò)數(shù)據(jù)類型和類型轉(zhuǎn)換等基本概念，主要分析了C語(yǔ)言中三種數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換條件、轉(zhuǎn)換規(guī)則和過(guò)程以及相關(guān)應(yīng)用。最后通過(guò)典型程序舉例分析了三種數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換在編程中的實(shí)際應(yīng)用?？偨Y(jié)了三種數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換的結(jié)論。

在此，還需要特別注意以下兩個(gè)方面的內(nèi)容：

(一)在上述三種數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換中，算術(shù)類型轉(zhuǎn)換和賦值類型轉(zhuǎn)換是由系統(tǒng)自動(dòng)完成轉(zhuǎn)換的，只需把握其轉(zhuǎn)換規(guī)則即可，也稱為隱式類型轉(zhuǎn)換；而強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換是根據(jù)實(shí)際需要人為控制進(jìn)行的，三種數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換的簡(jiǎn)單對(duì)比表如下所示。

三種類型轉(zhuǎn)換對(duì)比表

(二)由C語(yǔ)言的“強(qiáng)類型”性，在程序編譯過(guò)程中，要進(jìn)行類型檢查，為此，在實(shí)際編程中要注意數(shù)據(jù)類型間的自動(dòng)轉(zhuǎn)換和人為控制。

[1]范華,秦茂玲,張俊.透視C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2008.

[2]譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì)[M].北京:清華大學(xué)出版社，2005.

[3]范華.三級(jí)C編程應(yīng)試模板及應(yīng)用[J].軟件，2012，(33):77-79.

[4]范華.C語(yǔ)言中數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換[OL].http://weike.enetedu.com/play.asp?vodid=142861&e=1.

[5]徐新華.C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程[M].北京：中國(guó)水利水電出版杜，2001.

[6]范華.C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2015.

2016-08-21

梁科輝，男，山東廣播電視大學(xué)高級(jí)工程師。

范華(1979-)，男，工程師，碩士研究生，主要研究方向?yàn)檐浖こ?、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言與算法、網(wǎng)絡(luò)工程、教學(xué)法研究。

TP311.1

A

1008—3340(2016)04—0087—03