C/C++中的强制类型转换在函数和表达式中是否有所不同？

Question

#include <stdio.h>

double metersToFeet(double meters)
{
    return meters / 0.3048;
}

int main()
{
    printf("%u\n", (unsigned char)(char)(45.72 / 0.3048));
    printf("%u\n", (unsigned char)(char)metersToFeet(45.72));
    return 0;
}

这个程序在GCC和Clang下均输出以下结果：

127
150

为什么我得到了两个不同的数字？

- Alex Henrie

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在第一种情况下，编译器预先计算了该值并决定结果（150）大于char类型所能容纳的范围，因此将其截断为127。在第二种情况下，该值未被预先计算，因此运行时会对错误的转换进行处理。 - Hot Licks

是的，这种行为被称为饱和，但并非必需或可依赖。依赖未定义的行为就像你过马路时戴上眼罩一样危险。 - autistic

@undefinedbehaviour，既然你有这样一个合适的用户名，为什么不利用它在这个上下文中提供的机会（比如以“别惹我”或类似的方式结束评论）？请记住，评论是要被人类阅读的，因此受到艺术表达的影响！ - Christian Rau

假设我把我的用户名改成“急性淋巴细胞白血病”会怎样？ - autistic

Answer 1

实际答案（150）如果是有符号的，超出了char（在正常系统上）的范围。这种转换会引发未定义行为；编译器可以任意处理。

来自C99标准的6.3.1.4：

当实数类型的有限值被转换为除_Bool之外的整数类型时，小数部分将被舍去（即该值将朝向零截断）。如果整数部分的值不能由整数类型表示，则其行为未定义。

- Oliver Charlesworth

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哪个编译器会在文字溢出时执行饱和，而在变量溢出时什么也不做呢？但好吧，未定义行为就是未定义行为。 - Christian Rau

@ChristianRau：后者需要运行时开销。 - Oliver Charlesworth

“后者”指的是“什么都不做”吗？好吧，如果使用SSE进行整个转换，那么这可能是正确的，因为其整数缩小转换本质上更加针对饱和度。 - Christian Rau

@ChristianRau：啊，抱歉，我是指在运行时进行饱和处理。 - Oliver Charlesworth

Answer 2

45.72 / 0.3048 等于 150。

在你的平台上，char 类型显然是一个有符号的 8 位类型。对于该类型，150 超出了范围。这意味着行为未定义。其余内容如下。

例如，在 ideone.com 上的 GCC 中我得到了 127 127，而在 MSVC 中我得到了 150 150。你得到了 127 150，这很有趣，但并不意外。

- AnT stands with Russia