・同精度の拡張符号付き整数型同士のランクは他の規則に従った上で処理系定義。 C言語を勉強してきた中で私の致命的な思い違いシリーズの第二弾です。 第一弾「C言語では signed と unsigned の違いで挙動がこんなにも変わる！」第三弾「C言語でEOFをchar型で比較してまずいのはなぜ？」 今回は、暗黙の型変換と符号拡張についてです。 また、実装言語のバリエーションは相当豊かになりました。一昔前はどの処理系もCかC++かみたいな状況でしたが、HaskellやらF#やらC#やらRustやら沢山ありました。中でもRustは多かったです。Cライクかつ代数的データ型がある辺りが理由なんでしょうか。 googletag.pubads().collapseEmptyDivs(); C言語の型キャストについて勉強したので、まとめ。ちなみに、型キャストは型変換とも呼ばれている。. googletag.defineSlot('/21812778492/blog_300x250_common_sidemiddle02', [[300, 250], [336, 280]], 'div-gpt-ad-1559710302450-0').addService(googletag.pubads()); // 20201123TechブログのサイドADバナーの廃止により共通処理へ移動 組込みソフト向けc言語コーディング規約、演算と式編です。キャストや浮動小数点、シフトが要注意です。「汎整数拡張」「算術シフト」「暗黙的なキャスト」の理解に役立ちます！各ルールの理由と、違反例＆適合例のソースコード例をまじえて説明しています 値初期化 5.2. 列挙型は、名前の付いた整数定数のリストによって定義される型です。 列挙とは、何かを「書き並べる」ことをいいます。列挙という言葉は、プログラミングをしているとよく出てくるので、ニュアンスを理解しておくといいでしょう。 たとえば、「ディレクトリ(用語集)内のファイル名を列挙する」とか「文字列内の各文字を列挙する」というように使われます。 列挙型を使うにあたっては、構造体を使うときと同じく、まずは型の定義を行います。列挙型の定義は、次のように記述します。 列挙型を表す … ・ランクについて、T1 > T2 かつ T2 > T3 なら T1 > T3 になる。(ランクの上下が T1 > T2 > T3 > T1 > ... のような構造になることはない。) ↩, lvalue conversionとは、「配列型以外のlvalueが、sizeof・_Alignof・++・--演算子のオペランドおよび.・=演算子の左オペランドでない場合、lvalueが指すオブジェクトの値をもつrvalueへと変換される。その際の型は、そのlvalueの型の非修飾型(unqualified version)となる。」(6.3.2.1-2)といった変換のことを指します。 ↩, C++17のdraftを確認(8.2.10-7)しましたが、「オブジェクトポインタは異なる型のオブジェクトポインタへと明示的に変換できる」と記載されているので、明示キャストが必要なようです。g++でキャストを排除するとerror: invalid conversion from ‘void*’ to ‘int*’ [-fpermissive]というエラーでコンパイルできません。そもそもC++からmalloc()を使うのが最終手段というか末期的な気がします。 ↩, そもそも規格化以前の原初のC言語にはvoid *がなかったという話だそうです。今どき気にする必要がある現場がどれだけあるかですね。 ↩, 実際、gccは普通に「インクルード忘れてるぞ」な警告を出してくれるので、この点はあまり気にしなくていいと思います。 ↩, まず一つのポインタに入れ替わり立ち替わりmalloc()されるコードの保守が割と地獄な気がしないでもないです。今どきはポインタ宣言の時点で即malloc()が普通だと思うので、短所に挙げるほど手間が増えるかはちょっと疑問です。 ↩. ・上記の型のいずれかをメンバに含むアグリゲート型、または共用体型(再帰的にそのようなアグリゲート型メンバや共用体型メンバをもつものを含む) ゼロ初期化 6. bool型 7. あなたはdefineを使ってますか？ defineはC言語で自ら定義した文字列を定数や式で置き換える場合に使用します。 この置き換える処理のことをマクロ処理といいます。定数や式を自ら定義しその定義をコードの中でたくさん使う場合には、defineを使ってマクロ処理をしておくと便利です。 ・そのオブジェクトの有効型10と互換性のある型 侍エンジニア塾は上記3つの成功ポイントを満たすようなサービス設計に磨きをかけております。, 「自分のスタイルや目的に合わせて学習を進めたいな」とお考えの方は、ぜひチェックしてみてください。, 熊本在住のフリープログラマ兼ライターです。C/C++/C#、Java、Python、HTML/CSS、PHPを使ってプログラミングをしています。専門は画像処理で最近は機械学習、ディープラーニングにはまっています。幅広くやってきた経験を活かしてポイントをわかりやすくお伝えしようと思います。 googletag.defineSlot('/21812778492/blog_300x250_common_fixed01', [[300, 250], [336, 280]], 'div-gpt-ad-1559710191960-0').addService(googletag.pubads()); ・符号なし整数型のランクは、対応する符号付き整数型に等しい。 googletag.enableServices(); C++11 (スコープ付きの列挙型) 9. この記事は 約7分 で読めます。 スポンサーリンク. 1 未定義動作 googletag.defineSlot('/21812778492/blog_300x250_common_ctc01_adsence', [300, 250], 'div-gpt-ad-1566564396953-0').addService(googletag.pubads()); ・内部の表現が同じでも符号付き整数型同士で同じランクの型はないこととする。(例：shortとintが揃って16bitの処理系でも、両者のランクは異なる) 実質C11のdraft。正規の規格書は高価なので、こちらが現在最もアクセスしやすい一次文献でしょう。残念ながらJISにはなっていないので日本語訳は存在しません。英語も勉強できて一石二鳥ですね。, JIS X 3010 googletag.defineSlot('/21812778492/blog_468x60_common_eyecatch02_adsence', [728, 90], 'div-gpt-ad-1567575393317-0').addService(googletag.pubads()); var pbjs=pbjs||{}; static_castは最も基本的なキャストで、一般的なデータ型の変換を行います。 (double型からint型へ変換する場合など) C++でのキャスト構文は、「キャスト構文<変換先の型>(変換したい値)」という形式で行います。 お問合せはこちらでも受け付けています。 do { \ これはC言語に「論理型」というものが明確に定めていないことによる落とし穴で(というか論理型という型はありません)，C言語のエキスパートと呼ばれる人たちはif文などでの論理の判断は“1，0"ではなく“非0，0"で行うものだと知っています。 ・そのオブジェクトの有効型に対応する符号付き、または符号なし型の修飾型 関数形式キャスト 5.1. 変数の型を変換する「キャスト」を紹介します。 型の変換 - キャスト キャストは、ある型の変数を別の型に変換する場合に使います。 このように「変換する型」と「変数名」を指定します。 例えば、こんなんです。 この例では変数「a」を float型に変換しています。 // warning: cast to pointer from integer of different size [-Wint-to-pointer-cast], // warning: cast from pointer to integer of different size [-Wpointer-to-int-cast], // float f = (float)vp; // error: pointer value used where a floating point value was expected, // vp = (void *)f; // error: cannot convert to a pointer type, // ll = (long long)st; // error: aggregate value used where an integer was expected, #define ALIASING_ACCESS(T, obj, fmt) \ また、C言語の質問であって、C＋＋ではありません。 最近見かけたCのプログラムで、関数の引数の型は void* なのですが、その関数を使うときに 引数をvoid*でキャストしていました。 例えば、 func ( (void*) p ); こういうことです。 私の知っている知識では、 googletag.defineSlot('/21812778492/blog_300x250_common_fixed02', [[300, 250], [336, 280]], 'div-gpt-ad-1559710225567-0').addService(googletag.pubads()); ・整数型同士での型のランクは、より精度が低い型のランクより高くなる。(例：shortが16bit、intが32bitの場合、intの方がランクが上でなければならない) 可搬性のない、あるいは誤ったプログラムの構造や、誤ったデータの使用に際した、それによって本国際標準が何の要求も課さない動作 型変換（キャスト） C言語、いくつかの型を使い分けて変数に値を記憶しました。 型変換（キャスト）は「int型」の値を「double型」に格納したり、「float型」の値を「int型」に格納したり、型を変更することをいいます、 練習問題 12. Why not register and get more from Qiita? googletag.defineSlot('/21812778492/blog_300x600_common_sidetop01', [[300, 600], [300, 250]], 'div-gpt-ad-1568780264618-0').addService(googletag.pubads()); dynamic_castを除くC++のキャスト解説。普通に使う分にはここの解説で大体間に合うように思います。詳細を探るのであれば規格に当たるか、cppreferenceの各ページ（static_cast・dynamic_cast・const_cast・reinterpret_cast）を参照するのがよいでしょう。, C言語で暗黙の型変換が発生する16のパターン（＋演算子の結果型5パターン） 配列型⇒ポインタ型の暗黙変換に関する解説です。C89/C90の場合とC11の場合に特有の例外について主に記載されています。, strict aliasing rules, type punning解説 その1 ・標準整数型のランクは、同じ精度の拡張整数型よりもランクが高い。(例：int(16bit)と、処理系独自に作成された同精度の整数型i_int(16bit)があった場合、intの方がランクが高くなる) googletag.pubads().setTargeting('blog_type', 'Tech'); printf(fmt "\n", *palias); \ C言語のキャストに関する仕様について、諸々ちょっと調べてみました。 なお、本記事内のソースコードおよびエラーメッセージは以下のgcc(コンパイル時は-Wall -Wextraを付加)によりコンパイルしたものです。 以降の点付き数字で書いてある記述(x.x.xやx.x.x-xのようなもの)はC11規格のdraft(N1570)内番号に対応します。 キャストとは キャストとは型を別の型に変換する機能です。例えば整数型の変数に実数型の値を代入すると実数型が整数型に変換されます。 キャストには暗黙的なキャストと明示的なキャストがあるので、 このページでは二つのキャストの説明やキャストの注意点の説明を行います。 googletag.cmd = googletag.cmd || []; var googletag = googletag || {}; どちらかと言えばC++寄りの内容が多く見られますが、strict aliasing rulesについての日本語記事としては、かなり詳細であると思います。, （翻訳）C/C++のStrict Aliasingを理解する または - どうして#$@##@^%コンパイラは僕がしたい事をさせてくれないの！ 皆さんは知ってましたか？C言語では必ずしも 100+100＝200にならないって。 C言語の関連記事： C言語、暗黙の型変換と符号拡張の落とし穴; C言語でEOFをchar型で比較してまずいのはなぜ？ コンパイラの最適化によるデメリット; Linuxで読込中のファイル削除の影響 ・宣言時の型を伴わないオブジェクト(malloc()あたりで確保したものなど)は、有効型は最初にアクセスした時の型。 ・符号付き整数型のランクは次の通り。signed char < short int < int < long int < long long int } while (0), #define ALIASING_ACCESS_AGGREGATE(T, obj, fmt) \ C++11 (列挙型の基盤となる型の指定) 8. By following users and tags, you can catch up information on technical fields that you are interested in as a whole, By "stocking" the articles you like, you can search right away. googletag.pubads().enableSingleRequest(); Help us understand the problem. 配列とポインタの関係が分かれば. ・宣言時の型を伴わないオブジェクトへの最初のアクセスがmemcpy()やmemmove()による場合、有効型はコピー元の型。 ↩, これについては日本語版スタックオーバーフローで質問させてもらいました。3.1でアクセスの定義が「オブジェクトの値を読むこと、または変更すること」とされているので、値の読み込み・書き込みが発生するまでは未定義動作を踏むことはないと見てよいでしょう。 ↩, gccとclang(version 6.0.0-1ubuntu2)で-Wstrict-aliasingしても警告されませんでした。静的な解析には限界があるということか……。ちなみに、両者ともvoidポインタを介さず、明示的キャストせずにlong *lp = &i;とした場合は-Wincompatible-pointer-typesに引っかかり警告が出ました。明示的キャストをした場合は警告が出ませんでした。 -Wstrict-aliasingとは一体……。 ↩, 例えば、条件演算子? これはJPCERTのページ。かなりざっくりした解説になってはいますが、私のちょっとションボリする翻訳ではないstrict aliasing rulesの訳が読みたい方はどうぞ。不適合コードも併せて見ることができます。, 規格上では、型変換を一部の演算子のオペランドによって行われる暗黙の型変換(implicit conversion)と、キャスト演算による明示的型変換(explicit conversion)の2種に分けています(6.3-1)。 ↩, malloc()のキャストを行うべきか否かについては人によりけりらしいです。後述。 ↩, この箇所には注がついています。曰く、「キャストの結果はlvalueにならない。そのため、修飾された型へのキャストと、その型の修飾されていないものへのキャストでは、その影響は同じである。」らしいです。でも、char *へのキャストとconst char *へのキャストでは違う気がするのはどうなんだろう……？ ↩, 説明中にelement typeとかいう文言が書いてありました(6.2.5-20)。配列の要素の型のことなんでしょうがそれって区別必要なんですかね？ ↩, 6.2.5-1では「object typeとfunction typeがあるよ」という書きぶりなのですが、その割に6.2.5.20ではfunction typeはderived typeの一部扱いになってしまっています。どっちやねん。 本文では後者の見方で記載しています。 ↩, ポインタ型の参照先の型をreferenced typeと呼ぶらしいです(6.2.5-20)。 ↩, C11以降の機能、かつオプション機能のためC11規格合致の処理系にすら存在しない可能性があります。 ↩, よく左辺値と訳されるlvalueは、6.3.2.1-1で規定されています。「lvalueはオブジェクトを指すことができる(void以外のオブジェクト型をもつ)式(expression)である。lvalueが評価される時にオブジェクトを指していない場合、動作は未定義である。オブジェクトが特定の型をもつと言われる場合、その型は、そのオブジェクトを指すのに使われるlvalueによって指示されている。変更可能なlvalue(modifiable lvalue)は配列型・不完全型・const修飾された型ではなく、(変更可能なlvalueが)構造体型・共用体型である場合は、(再帰的にアグリゲート型・共用型を含むあらゆるメンバ・要素をもつものを含み)const修飾された型をもつメンバを含まない。」C++に関してはこちらが分かりやすいです。 ↩, 有効型(effective type)については、6.5-6に規定されています。ざっくりまとめると以下のようになります。 ・基本的に有効型は宣言に使った型。 ダウンキャストとは ＞第３１章 ・_Boolのランクは、他のいかなる整数型のランクよりも低い。 // fixed01のWORKSが不定期なため共通処理とする こちらもC++にかかる内容はありますが、strict aliasing rulesについて詳細に記載された翻訳記事です。こちらは最適化によって規格違反コードが壊れる例も紹介していて、個人的には読み物的にも面白く感じました。, EXP39-C. 適合しない型のポインタを使って変数にアクセスしない 2019.08.13. googletag.defineSlot('/21812778492/blog_728x90_common_overlay_adsence', [728, 90], 'div-gpt-ad-1583302554779-0').addService(googletag.pubads()); 今回はc言語の配列とポインタについて説明していこうと思います。 配列とポインタ. ・そのオブジェクトの有効型に対応する符号付き、または符号なし型 }); C言語では型の変換は記述なしで暗黙的に行ってくれる場合もありますが、明示的に記述して行う場合もあります。記述して明示的に型の変換を行うことをキャストといいます。, など基本的な内容から、詳しい内容についても解説していきます。今回は型のキャストについて、使い方をわかりやすく解説します！, 型変換とは、変数やオブジェクトを宣言時に定義にした型とは別の型に変えることを言います。型の変換には明確に記述しなくても行われる暗黙的型変換と記述して行う明示的型変換とがあります。, 暗黙的型変換は明確に記述しなくても、代入や式中で行われます。代入の際に「=」記号の左辺の型と右辺の型が違う場合、左辺の型に変換されます。, また、式中での変換は、式中で違う型の変数や定数が記述されている場合、基本的には型の精度の高い方に変換されます。優先される順序は下記のとおりです。, このサンプルコードでは、まずdouble型の変数「dbl」にint型の変数「num」を代入し、暗黙的型変換を行っています。int型の変数「num」はdouble型に変換されています。, また、double型の変数「result」を算出するための式中で、double型の変数「dbl」とint型の変数「num」を足し合わせる際に暗黙的変換を行っています。, 記述して型の変換を行うことをキャストといいます。キャストは以下のように記述します。, たとえばint型の変数を分母として割り算を行う場合は、浮動小数点数型への暗黙的型変換は行われず意図しない値が算出されるのでキャストを行う必要があります。, このサンプルコードではint型の変数「num」を分母で割り算を行っています。int型の変数をdouble型にキャストした場合は意図どおりの結果となり、キャストしない場合は意図と違う結果となっています。, char型の変数は文字を格納することができますが、-128から127までの値も格納します。, また、unsigned char型の変数は0から255までの値を格納します。char型の文字をint型に変換すると、それぞれの文字に割り当てられた文字コードと呼ばれる0以上の数値として扱うことができます。, ちなみに、文字コードはSJISやUTF-8などコードを記述するファイルの形式によって異なります。また、int型をchar型に変換すると文字として扱うことができます。, ただしchar型に変換する場合は、文字に割り当てられた文字コードが0以上の値ですので、値の範囲が0から255までの数値をunsigned char型に変換するようにしましょう。, 範囲外の数値をunsigned char型にキャストすると意図しない値となるので、ご注意ください。, このサンプルコードでは、まずchar型の変数chrをint型にキャストしています。, 次にint型の変数numをchar型にキャストしています。なお、このサンプルコードはUTF-8形式でコードを記述しています。, UTF-8の場合は、数値の0から127まで文字が割り当てられていますので、int型の数値をchar型に変換する場合は数値の範囲に注意しましょう。, ちなみにSJISなどの場合のように、文字コードによっては255まで文字が割り当てられていることもあります。, ※[補足]char型の整数は、多くの環境で「-128〜127」を扱えるとして知られています。ただし環境によっては、unsignedをつけなくとも、符号なし整数変数(0〜255)として扱われる場合もありますので注意しましょう。, ポインタ型へキャストすることもできます。ポインタ型へのキャストは以下のように記述します。, このサンプルコードではchar型の配列「str」をchar型のポインタ「ptr」にキャストして「ptr」のアドレス先の値を表示しています。, キャストを行う際に気を付けなければならない注意点がいくつかあります。確認していきましょう。, double型などの浮動小数点数型からint型などの整数へキャストする場合は小数点以下が切り捨てられますので、注意が必要です。サンプルコードで確認していきましょう。, このサンプルコードではdoouble型の変数「dbl」をint型変数「num」にキャストしています。int型変数「num」の値は「3」と小数点以下が切り捨てられています。, マイナスの値の変数を符号なし型の変数にキャストしてもマイナスを取った値にはなりません。意図しない値となるので注意しましょう。, このサンプルコードでは符号付きchar型の変数「chr」を符号なしchar型「uchr」にキャストしています。, 「uchr」の値は「chr」の値のマイナスを取った値ではなく、意図しない値となっています。, 型の範囲外の値を代入して意図しない値になることをオーバーフロー(桁あふれ)といいます。範囲の大きい型から小さい型へキャストする場合はこのオーバーフローが起こる可能性があるので、注意が必要です。, このサンプルコードではint型の変数「num」をchar型の変数「chr」にキャストしています。, 「num」の値は「1000」とchar型の値の範囲-128～127外の値からキャストしていますので、「chr」の値は意図しない値になっています。, キャストする際には、小数点以下切り捨て、符号付きから符号なしへの変換、オーバーフローなどで意図しない値にならないように注意しましょう。, 当プログラミングスクール「侍エンジニア塾」では、これまで6000人以上のエンジニアを輩出してきました。
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