从short到int的C类型提升谜题

Question

我有一个问题需要专家指导：

1. 当将具有short类型的值作为参数传递给printf()函数时，它会自动提升为int类型，因此printf()函数将把该值视为int类型而不是short类型。

2. 因此，short类型基本上是16位宽，即0000000000000000，而int类型是32位宽，即00000000000000000000000000000000。

3. 假设我声明一个名为num的变量，其类型为short，并将其初始化为-32，这意味着short类型的最高有效位将是1，即0000000011100000。

4. 当我将这个值传递给printf()时，它将转换为int类型，因此它将变为00000000000000000000000011100000。

5. 在第4步中，当它被转换为int时，最高有效位为0。

6. 为什么当我使用%hd说明符甚至是%d说明符时，它仍然会提示我输入负值而不是正值？

- caramel1995

Answer 1

不，short和int都是有符号类型，所以它们被符号扩展而不是0字节填充提升：

-32 short =                   11111111 11100000 
-32 int   = 11111111 11111111 11111111 11100000

将最高有效位（MSB）保留为1，即负数。

您可以通过先将其转换为无符号类型来模拟您期望的行为，例如：

printf("%d", (unsigned short)((short)(-32)));

- Rup

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在二进制补码中，这是绝对正确的。对于其他表示方法，类似的情况也会发生。 - Oliver Charlesworth

当从 short 类型转换为 int 类型时，Oli 表示确保数字的真实数学值得到保留。在二进制补码和反码中，这意味着进行符号扩展。在原码中，则表示在符号位右侧进行零填充。 - Steve Jessop

Answer 2

将short转换为int基本上是将short的最高位复制到int的顶部16位中。这就是为什么int被打印为负数的原因。如果您不想使用这种行为，请使用ushort。

- Richard Schneider

Answer 3

正如您所说，这里涉及到了转换和转化，它们都与知识相关。也就是说，编译器知道有符号短整型向整型的转换方式。它不仅仅只是在前面添加一些位，而是创建一个新的整型，其值与原始的短整型相同。因此，您得到了正确的数字。

- RedX