6. Побочные эффекты

Побочные эффекты - это изменения состояния машины, которые возникают в результате вычисления выражений. Они имеют место всякий раз, когда изменяется значение переменной. Любая операция присваивания вызывает побочный эффект, и любой вызов функции, который содержит операцию присваивания, имеет побочные эффекты.

Порядок получения побочных эффектов зависит от реализации, за исключением случаев, когда компилятор обеспечивает определенный порядок вычислений, как было описано в разделе 5.5.

Например, побочный эффект имеет место в следующем вызове функции:

add ( i + 1, i = j +2)

Аргументы вызова функции могут быть вычислены в любом порядке. Выражение i + 1 может быть вычислено перед i=j+2, или наоборот, с различным результатом в каждом случае.

Унарные операции инкремента и декремента включают присваивание и могут быть причиной побочных эффектов, как это показано в следующем примере:

d=0

a=b++=c++=d++;

Значение a непредсказуемо. Значение d (инициализируется нулем), могло быть присвоено c, затем b и затем a, прежде чем любая из переменных была бы инкрементирована. В этом случае a должно было бы быть эквивалентно нулю.

Второй способ вычисления этого выражения начинается вычислением операнда c++=d++. Значение d (инициализированное нулем) присваивается c, а затем d и c инкрементируются. Затем значение c, которое теперь равно 1, присваивается b и b инкрементируется. Наконец, инкрементированное значение b присваивается a. В этом случае окончательное значение a равно 2.

Т.к. язык Си не опеределяет порядок изменения состояний машины (побочных эффектов) при вычислениях, то оба эти метода вычисления корректны и могут быть выполнены. Операторы, которые зависят от частностей порядка вычисления побочных эфектов, выдают непереносимый и неясный код.

7. Преобразования типов

Преобразование типов имеет место, когда тип значения, которое присваивается переменной, отличается от типа переменной. Преобразование типов выполняется, когда операция перед вычислением преобразует тип своего операнда или операндов и когда преобразуется значение, посылаемое как аргумент функции. Правила управления в каждом случае проебразований рассматриваются ниже.

1. Преобразование типов при присваивании

В операциях присваивания тип значения, которое присваивается, преобразуется к типу переменной, получающей это значение. В Си допускаются преобразования при присваивании между целыми и плавающими типами, даже в случаях, когда преобразование влечет за собой потерю информации. Методы выполнения преобразований зависят от типов следующим образом.

Знаковое целое преобразуется к короткому знаковому целому (short signed int) посредством усечения старших битов.

Знаковое целое преобразуется к длинному знаковому целому (long signed int) путем размножения знака влево. Преобразование знаковых целых к плавающим величинам происходит без потери информации, за исключением потери некоторой точности, когда преобразуются величины long в float. При преобразовании знакового целого к беззнаковому целому (unsigned int), знаковое целое преобразуется к размеру беззнакового целого и результат интерпретируется как беззнаковая величина.

Преобразование знаковых целых типов представлено в Таблица 5-13. В таблице предполагается, что типы char являются знаковыми по умолчанию. Если во время компиляции используется опция, которая изменяет умолчание типа char на безнаковый, то преобразования типов unsigned char даны в Таблица 5-14.

Из	В	Метод
char	short	дополнение знаком
char	long	дополнение знаком
char	unsigned char	сохранение битов; старший бит теряет функцию знакового бита
char	unsigned short	дополнение знаком до short, преобразование short в unsigned short
char	usigned long	дополнение знаком до long; преобразование long в unsigned long
char	float	дополнение знаком до long; преобразование long в float
char	double	дополнение знаком до long; преобразование long в double
short	char	сохранение младшего байта
short	long	размножение знака
short	unsigned short	сохранение битов; старший бит теряет функцию знакового бита
short	unsigned long	дополнение знаком до long; преобразование long в unsigned long
short	float	дополнение знаком до long; преобразование long к float
short	double	дополнение знаком до long; преобразование long в double
long	char	сохранение младшего байта
long	short	сохранение младшего слова
long	unsigned char	сохранение младшего байта
long	unsigned short	сохранение младшего слова
long	unsigned long	сохранение всех битов; старший бит теряет функцию знакового бита
long	float	представляется как float; если long не может быть представлено точно, то происходит некоторая потеря точности
long	double	представляется как double; если long не может быть представлено точно как double происходит некоторая потеря точности

Таблица 5‑13 Преобразование знаковых целых типов

Замечание: Тип int эквивалентен или short типу или типу long в зависимости от оборудования. Преобразование значений int производится как для short или long, в зависимости от того, что подходит.

Преобразование беззнаковых целых типов.

Беззнаковое целое преобразуется к короткому беззнаковому или знаковому целому путем усечения старших битов. Беззнаковое целое преобразуется к длинному беззнаковому или знаковому целому путем размножения нуля. Беззнаковые целые преобразуются к плавающим величинам путем преобразования к ближайшему знаковому целому того же самого размера, а затем преобразования этой знаковой величины к величине с плавающей точкой.

Когда беззнаковое целое преобразуется к знаковому целому того же размера, то состояние битов не меняется. Однако, значение этого представления изменится, если был установлен знаковый бит.

Преобразование беззнаковых целых типов представлено в Таблица 5-14.

Из	В	Метод
unsigned char	char	сохраняются все биты; старший бит становится знаковым
unsigned char	short	дополнение нулем
unsigned char	long	дополнение нулем
unsigned char	unsigned short	дополнение нулем
unsigned char	unsigned long	дополнение нулем
unsigned char	float	преобразование к long, преобразование long в float
unsigned char	double	преобразование к long, преобразование long к double
unsigned short	char	сохранение младшего байта
unsigned short	short	сохранение всех битов, старший бит становится знаковым
unsigned short	long	дополнение нулем
unsigned short	unsigned char	сохранение младшего байта
unsigned short	unsigned long	дополнение нулем
unsigned short	float	преобразование к long, преобразование long в float
unsigned short	double	преобразование к long, преобразование long к double
unsigned long	char	сохранение младшего байта
unsigned long	short	сохранение младшего слова
unsigned long	long	сохранение всех битов; старший бит становится знаковым
unsigned long	unsigned char	сохранение младшего байта
unsigned long	unigned short	сохранение младшего слова
unsigned long	float	преобразование к long, преобразование long к float
unsigned long	double	преобразование к long, преобразование long к double

Таблица 5‑14 Преобразование беззнаковых целых типов

Замечание: Тип unsigned int эквивалентен или unsigned short, или unsigned long типам в зависимости от оборудования. Преобразование из unsigned int производятся как для unsigned short или unsigned long в зависимости от того, что подходит.

Преобразование плавающих типов.

Величины float преобразуются к double, не меняясь в значении. Величины double, преобразованные к float, представляются точно, если возможно. Если значение слишком велико для float, то точность теряется.

Плавающие величины преобразуются к целым типа long.Преобразование к другим целым типам выполлняется как для long. Дробная часть плавающей величины отбрасывается при преобразовании к long; если результат слишком велик для long, то результат преобразования неопределен.

Преобразования плавающих типов сведены в Таблица 5-15 Преобразования плавающих типов.

Из	В	Метод
Float	char	преобразуется к long, long преобразуется к char
Float	short	преобразуется к long, long преобразуется в short
Float	long	усечение дробной части; результат неопределен, если он слишком велик для представления в long
Float	unsigned short	преобразуется к long, long преобразуется к unsigned short
Float	unsigned long	преобразуется к long, long преобразуется к unsigned long
Float	double	изменение внутреннего представления
Double	char	преобразование к float, преобразование float к char
Double	short	преобразование к float, преобразование float к short
Double	long	усечение дробной части; результат неопределен, если он слишком велик для представления в long
Double	unsigned short	преобразование к long, преобразование long к unsigned short
Double	unsigned long	преобразование к long, преобразование long к unsigned long
Double	float	представляется как float; если значение double не может быть точно представлено как float, то точность теряется; если значение слишком велико для представления как float, то результат неопределен

Таблица 5‑15 Преобразования плавающих типов

Преобразование адресных типов.

Указатель на величину одного типа может быть преобразован к указателю на величину другого типа. Результат может быть, однако, неопределенным из-за отличия в требованиях к выравниванию и размерам памяти.

В некоторых реализациях имеются специальные ключевые слова near, far, huge, модифицирующие размер указателей в программах. Указатель может быть преобразован к указателю другого размера; путь преобразования зависит от реализации. Например, на процессоре 8086 компилятор должен использовать значение регистра сегмента, чтобы преобразовать 16-разрядный указатель в 32-х разрядный указатель. Смотрите системную документацию для получения информации о преобразовани указателя.

Значение указателя может быть преобразовано к целой величине. Путь преобразования зависит от размера указателя и размера целого типа следующим образом:

• если указатель имеет тот же самый или меньший размер, чем целый тип, то указатель преобразуется точно так же как беззнаковое целое, за исключением того, что он не может быть преобразован к плавающей величине;

• если указатель меньше чем размер целого типа, то указатель вначале преобразуется к указателю с тем же самым размером, что и целый тип, и затем преобразуется к целому типу. Метод преобразования указателя к более длинному указателю зависит от реализации; смотрите системную документацию чтобы получить информацию о таких преобразованиях.

Целый тип может быть преобразован к адресному типу. Если целый тип того же самого размера, что и адресный, то производится простое преобразование к виду указателя (беззнакового целого). Если размер целого типа отличен от размера адресного типа, то целый тип вначале преобразуется к размеру указателя, используя методы преобразования данных в Таблица 5-13 и Таблица 5-14. Затем полученное значение представляется как указатель.

Если поддерживаются специальные ключевые слова near, far, huge, то может быть сделано неявное преобразование адресных величин. В частности, компилятор может по умолчанию создавать указатели определенного размера и производить преобразования получаемых адресных величин, если в программе не появится forward обьявление, переопределяющее это умолчание. Смотрите системную документацию для получения информации об адресных преобразованиях.

Преобразования других типов.

Из определения типа enum следует, что величины enum являются величинами типа int. Поэтому преобразования в и из типа enum осуществляется как для int типов. Тип int эквивалентен типам short или long в зависимости от реализации.

Не допустимы преобразования объектов типа структур и совмещений.

Тип void не имеет значения по определению. Поэтому он не может быть преобразован к любому другому типу, но любая величина может быть преобразована к типу void путем присваивания. Тем не менее, величина может быть явно преобразована cast операцией к void, как это рассматривается в разделе 5.7.2.