转换基元时的内存解释

Memory interpretation while casting primitives

本文关键字：内存 解释 转换      更新时间：2023-10-16

在像C/C++这样的语言中，当我们这样做时：

char c = 'A';

我们分配内存以二进制形式存储数字 65：

stuff_to_the_left_01000001_stuff_to_the_right

然后，如果我们这样做：

int i = (int) c;

据我了解，我们对编译器说，它应该解释为stuff_to_the_left_01000001__00000000_00000000_00000000_stuff_to_the_right布局的位模式，可能会也可能不会变成 65。

当我们在操作期间执行强制转换时也会发生同样的情况

cout << (int) c << endl;

在上述所有内容中，我得到字符的"A"和十进制的65。我是幸运还是错过了一些基本的东西？

C 中的强制转换不会重新解释任何东西。它们是价值转换。 (int)c的意思是取c的值并将其转换为int，这基本上在所有系统上都是无操作的。（它不能成为无操作的唯一方法是如果char的范围大于int的范围，例如，如果char和int都是32位的，但char是无符号的。

如果要重新解释值背后的表示形式（位模式），则该值必须首先作为对象（左值）存在，而不仅仅是表达式的值（通常称为"rvalue"，尽管这种语言在 C 标准中未使用）。然后，您可以执行以下操作：

*(new_type *)&object;

但是，除非new_type是字符类型，否则这会通过违反别名规则来调用未定义的行为。C++有一种"重新解释强制转换"来做到这一点，大概可以避免违反混叠规则，但由于我不熟悉C++，我无法为您提供有关它的好细节。

在C++示例中，获得不同结果的原因是运算符重载。 (int)'A'不会更改值或其解释方式;相反，具有不同类型的表达式会导致调用operator<<函数的不同重载。另一方面，在 C 中，(int)'A' 始终是无操作的，因为'A'在 C 中具有以类型 int 开头。

我是幸运还是错过了一些基本的东西？

是的，您缺少一些基本的东西：编译器不会从内存中读取char，就好像内存表示int一样。相反，它将char读取为 char，然后对值进行符号扩展以适应int，因此char -1也变得int -1。符号扩展意味着在要扩展的最有效字节的左侧添加 1 s 或 0 s，具体取决于该数字的符号位。无符号类型始终用零*填充。

符号扩展通常通过执行专用的硬件指令在寄存器中完成，因此运行速度非常快。

*正如 Eric Postpischil 在评论中指出的那样，char类型可能是有符号的，也可以是无符号的，具体取决于 C 实现。

当你分配一个字符时，没有东西在左边或右边。这是八位，仅此而已。因此，当您将 8 位值转换为 32 位时，您仍然得到 65：

0100.0001到0000.0000 0000.0000 0000.0000 0100.0001

没有

魔法，没有运气。

在你的代码中，"i"有自己的地址，"c"有自己的地址。值正在从 c "复制"到 i。至于"（int）c"，同样的事情也一样。尽管编译器为我们做到了这一点，如下所示。

     |--- i ---|- c-|  
 0x01 0x02 0x03 0x04
+--------------------......
| 00 | 00 | 08 | 08 |......  
+--------------------......

如果这是基于指针的分配，那么您是正确的。

例如

 0x01 0x02 0x03
+---------------......
| 07 | 10 | 08 |......
+---------------......
int *p;
char c = 10;
p = &c;
print(*p); //not a real method just something that can print.

在这里 *p 将合并来自 mem 地址 0x02 和 0x03 的值。

嗯，问题是，此行为可能会根据您编译的平台和您使用的编译器而改变。

ISO 标准将 （int） 定义为铸件。在这种情况下，编译器将解释 （int）c，如 static_cast（c）//在 c++ 中

现在，你很幸运，你的编译器将 （int） 解释为一个简单的强制转换。这是任何 c/c++ 编译器的常见行为，但可能存在一些邪恶的、无名的 c++ 编译器，它们会对该编译器进行重新解释，最终导致不可预测的结果（取决于平台）。

这就是为什么你应该使用static_cast（c）是100%舒尔如果你想重新解释它，当然reinterpret_cast（c）

但是，同样，它通常是 C 样式的强制转换，因此 C 将被转换为整数。

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