C语言赋值时转更长数据类型的行为及高位填充问题

嘿，这两个问题都是C语言类型转换里的基础但关键的点，我来给你掰扯清楚～

问题1：窄类型转宽类型的赋值行为 #

当你把一个长度更短的数据类型转换为更长的类型时，行为完全取决于原类型是有符号还是无符号：

• 如果原类型是有符号类型（比如int、short、time_t这类常见的带符号整数）：会执行符号扩展——把原类型的最高位（也就是符号位）复制到新类型的所有高位字节中。这么做的目的是保证转换后的值和原数值的正负性一致，不会出现正数变负数或者负数变正数的情况。
• 如果原类型是无符号类型（比如unsigned int、unsigned short）：会执行零扩展——直接把新类型的所有高位字节都填充为0。因为无符号类型没有负数值，只需要保证转换后的数值大小和原数值完全一致就行。

问题2：4字节tv_sec转8字节long long的填充情况 #

先明确前提：gettimeofday里的tv.tv_sec一般是time_t类型，在绝大多数32位/64位系统中，它都是4字节的有符号整数。那把它转换为8字节的long long时，就会触发上面说的符号扩展：

• 正常情况下，tv_sec是正数（毕竟时间戳从1970年1月1日开始都是正的），它的最高位是0，所以转换后long long变量t的高4字节会全部被填充为0，最终t的值就是tv_sec * 1000的正确结果。
• 极端场景下（比如系统时间被设置为1970年之前），tv_sec会是负数，此时它的最高位是1，那么t的高4字节就会全部填充为1，这样转换后的long long值依然是原负数的正确扩展，不会出现数值失真。

再看你给出的代码示例：

{ 
    long long t; 
    gettimeofday(&tv,NULL); 
    t = (long long)(tv.tv_sec) * 1000 ; // Some Operation 
}

这里先把tv.tv_sec强制转换为long long再做乘法，是非常稳妥的写法！如果不做这个强制转换，tv.tv_sec * 1000会先以4字节的time_t类型计算，一旦结果超过4字节有符号整数的最大值（2147483647），就会发生溢出，再转成long long也没法恢复正确值了。先转成long long再计算，整个乘法过程是在8字节的范围内进行的，能完美避免溢出问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者DSR