条件と変換結果

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条件と変換結果

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2020/10/02 16:40 UTC 版)

「汎整数拡張」の記事における「条件と変換結果」の解説

端的に言うと、int型あるいはunsigned int型を使用できる式の中では、char, short, int, intビットフィールドの符号付き・符号無しにかかわらず、それら元の型の全ての値をint型で表現できるならばそれらの値をint型に、それ以外はunsigned int型に変換するということである。演算に先立って、すべてのオペランドの型が揃えられる。 例えば、unsigned char型同士の演算では、unsigned char型のまま演算するのではなく、unsigned char型の値をまずint型に格上げする変換が暗黙的に行なわれる。その後、途中の各演算はint型で行なわれる。これにより、各演算結果がINT_MAXを超えたりINT_MIN未満となったりしないかぎり、計算途中の値がオーバーフローして算術エラーが起こることはない。 同様に、int型での演算結果をunsigned char型に代入する際に格下げする変換が暗黙的に行なわれるが、最終結果がUCHAR_MAXを超えたり0未満となったりしないかぎり、オーバーフローが起こることはない。 #include #include int main(void) { unsigned char uc1 = 100; unsigned char uc2 = 100; unsigned char uc3 = 0; unsigned char uc4 = 200; int si = uc1 * uc2; /* 10000 */ unsigned char uc5 = -(uc1 * uc2) / (uc3 - uc4); /* 50 */ printf("INT_MIN = %+d\n", INT_MIN); printf("INT_MAX = %+d\n", INT_MAX); printf("UCHAR_MAX = %d\n", UCHAR_MAX); printf("si = %d\n", si); printf("uc5 = %d\n", uc5); return 0;} 上記において、unsigned char型の値はすべてint型で表現可能であることから、先程示した汎整数拡張の規則が適用され、式uc1 * uc2におけるuc1とuc2の評価結果は、いったんint型に格上げされる。つまり、uc1 * uc2は暗黙的に(int)uc1 * (int)uc2とみなされる。 同様に、-(uc1 * uc2) / (uc3 - uc4)は暗黙的に-((int)uc1 * (int)uc2) / ((int)uc3 - (int)uc4)とみなされる。 別の例を示す。 #include #include int main(void) { unsigned char uc = UCHAR_MAX; /* UCHAR_MAX は unsigned char 型で表現できる最大値 */ int si1 = uc + 1; /* (1) */ int si2 = ++uc; /* (2) */ printf("si1 = %d\n", si1); printf("si2 = %d\n", si2); return 0;} 上記(1)の代入式では、まず右辺式uc + 1において、unsigned char型のオブジェクトであるucに、int型のリテラルである1を加算する演算を行なう。このとき、先程と同じように汎整数拡張が適用され、ucの評価結果は、いったんint型に格上げされる。この処理系ではchar型が8ビットであると仮定すれば、UCHAR_MAXの値は255になる。そしてこのとき、ucの評価結果である255はunsigned char型ではなくint型である。ゆえに、uc + 1の演算結果はint型の255 + 1すなわち256となり、si1に代入される値は256である。 一方、上記(2)の代入式では、まず右辺式++ucにおいて、unsigned char型のオブジェクトであるucに前置インクリメント演算子が付いているから、以下のようにucに1を加算した値をucに代入するという計算が行なわれる。 uc = uc + 1; /* ++uc の解釈 */ 上記における単純代入演算子=の右オペランドには先程と同じように汎整数拡張が適用されて、ucの評価結果255はint型に変換され、そしてuc + 1の演算結果はint型の256となる。その後、int型の256をunsigned char型のucに代入する演算が行なわれる。しかしこのとき、unsigned char型では256を表現することはできないので、int型の256を、unsigned char型に格下げする変換が行なわれることになる。 今回の変換では、前述の「格下げ」項に示した《「符号付き→符号無し」であり、かつaが正の数である場合》の規則である a % (1 + T_MAX) が適用される。ここで、aは256、T_MAXはunsigned char型の最大値つまりUCHAR_MAXで255となる。これらの値を上記の公式に代入してみると、 256 % (1 + 255)256 % 256 となり、256を256で割った余りは0になるので、最終的にsi2に代入される値は0になる。つまり、情報の欠落が発生することになる。