Type conversion: promotion, casting আর চুপচাপ হারিয়ে যাওয়া মান

Maria-র একটা খারাপ import-র পরে stock-র গোনা -1, আর তার একটা পরীক্ষা দেখে গোনাটা 1u সীমার নিচে কি না।

ও লেখে count < limit। উত্তর আসে মিথ্যা। Program বলছে, মাইনাস এক এক-র চেয়ে ছোট না।

কিছুই নষ্ট হয়নি। সীমার গায়ের ওই u-টা বদলে দিয়েছে তুলনাটা কোন type-এ হবে, আর ওই বদলে -1 টেকে না।

C কাজ করার আগে রূপান্তর করে, সব সময়

C-র প্রায় প্রতিটা operator-র দুই পাশে একই type লাগে। না মিললে C আগে একটাকে বদলে নেয়।

এটা তুমি না চাইতেই ঘটে আর কোনো বার্তা ছাড়াই ঘটে। এটার নাম implicit conversion, আর এই lesson-র বিষয় ওটাই।

দুই সেট নিয়ম কাজটা করে: integer promotion, যেটা ছোট type-গুলোর উপর ঘটে, আর usual arithmetic conversions, যেটা বাকিটা মেটায়।

Integer promotion: ছোট type-র উপরে আদৌ কাজ হয় না

একটা char বা short কখনোই সেই type না যেটায় arithmetic operator কাজ করে। দুইটাকেই আগে int-এ তোলা হয়।

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    char small = 'A';
    short shorter = 300;

    printf("a char is       %zu byte\n", sizeof(small));
    printf("a short is      %zu bytes\n", sizeof(shorter));
    printf("char + char is  %zu bytes\n", sizeof(small + small));
    printf("short + short is %zu bytes\n", sizeof(shorter + shorter));
    return 0;
}

a char is       1 byte
a short is      2 bytes
char + char is  4 bytes
short + short is 4 bytes

এক byte-র দুইটা মান যোগ হলো আর উত্তরটা চার byte চওড়া। + যখন ওদের দেখল, তখন কোনোটাই আর char ছিল না।

এটা ভালো খবর। এই জন্যই 'A' + 1 উপচে পড়তে পারে না, আর এই জন্যই Module 2-র character নিয়ে অঙ্ক বুদ্ধিমানের মতো চলেছিল।

Usual arithmetic conversions, একটা মই হিসেবে

দুই পাশ অন্তত int হয়ে গেলে C এই মইয়ে দুইটার উঁচুটা বাছে আর অন্যটাকে তুলে ওখানে নিয়ে যায়।

প্রথম ধাপটা মেনে নেওয়া সহজ: একটা int-র সাথে একটা double মেশালে double পাও। Lesson 1-র 3.0 এই নিয়মটাই ছিল।

int আর unsigned int-র মাঝের ধাপটাই মানুষের টাকা খরচ করায়।

Signed-র সাথে unsigned-র দেখা, আর চিহ্নটা হারে

int আর unsigned int একই চওড়া। ওদের দেখা হলে C signed-টাকে unsigned-এ বদলে নেয়।

-1-কে unsigned int-এ বদলালে কোনো error বা শূন্য আসে না। আসে 4294967295, ওই type-র ধরতে পারা সবচেয়ে বড় মান।

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int count = -1;

    printf("as unsigned  %u\n", (unsigned int)count);
    printf("count < 1u   %d\n", count < 1u);
    printf("count < 1    %d\n", count < 1);
    return 0;
}

as unsigned  4294967295
count < 1u   0
count < 1    1

মাঝের লাইনটাই Maria-র bug। তুলনাটা ঠিক অঙ্কই করেছে, কিন্তু ভুল জোড়া মানের উপর।

Playground কিছুই বলে না। স্থানীয় gcc -Wall বলে warning: comparison of integer expressions of different signedness: 'int' and 'unsigned int'।

তাই সমাধান হলো দুই পাশই signed রাখা, নয়তো unsigned পাশটাকে ইচ্ছে করে নামিয়ে আনা, যখন তুমি জানো ওটা যথেষ্ট ছোট।

Cast, আর তার দুইটা সৎ ব্যবহার

Cast মানে রূপান্তরটা তুমি নিজে, লিখে করছ। ওটা lesson 5-র table-র 2 নম্বর সারি, তাই ওটা যেকোনো অঙ্কের চেয়ে শক্ত করে ধরে।

(type)value

(double)total / count      একটা পাশকে double করো, তারপর ভাগ করো
(int)price                 ইচ্ছে করে double-র পূর্ণ অংশটা রাখো
(unsigned int)n            signed একটা মানকে unsigned হিসেবে পড়ো

দুইটা ব্যবহার সৎ। প্রথমটা হলো আসল ভাগে বাধ্য করা, যেটা lesson 1 একটা 3.0 দিয়ে করেছিল আর ভাজক variable হলে করতে পারত না।

দ্বিতীয়টা এমন একটা narrowing যেটা তুমি চাও আর লিখে রাখতে রাজি। (int)price বলে, "আমি জানি এতে ভগ্নাংশ হারাবে, আর আমি সেটাই চাই"।

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int total = 239;
    int count = 3;
    double price = 99.87;

    printf("no cast      %d\n", total / count);
    printf("cast left    %.2f\n", (double)total / count);
    printf("cast outside %.2f\n", (double)(total / count));
    printf("to int       %d\n", (int)price);
    return 0;
}

no cast      79
cast left    79.67
cast outside 79.00
to int       99

তৃতীয় লাইনটাই সেই ভুল যেটা সমাধানের মতো দেখায়। Cast-র কাছে পৌঁছানোর আগেই ভাগটা integer division হিসেবে শেষ হয়ে গেছে।

তৃতীয় আরেকটা ব্যবহার, না বুঝে compiler-র warning চুপ করানো, সৎ না, আর এই track ওটা করে না।

তিনটা নীরব ক্ষতি, আর প্রতিটা কোথায় ঘটে

নিচের তিনটার একটাও Playground-র command line-এ কোনো বার্তা দেয় না। প্রতিটাই type-র ফাঁক দিয়ে একটা মান বেরিয়ে যাওয়া।

• Truncation. একটা double int-এ রাখলে ভগ্নাংশ হারায়, আর ওটা round না করে শূন্যের দিকে কাটে। 99.87 হয়ে যায় 99।
• Narrowing. চওড়া একটা পূর্ণসংখ্যা সরু একটায় রাখলে শুধু যতটুকু আঁটে ততটুকু bit থাকে। Signed type-এ মানটা না আঁটলে ফলটা implementation defined, আর GCC মুড়িয়ে দেয়: একটা char-এ 300 হয়ে যায় 44।
• চিহ্ন হারানো. ঋণাত্মক একটা মান unsigned-এ বদলালে বড় একটা ধনাত্মক মান হয়ে যায়। এটা standard-এ পুরোপুরি নির্ধারিত, আর তাতে ব্যাপারটা আরও খারাপ: কিছুই ভুল না, তাই কেউ নালিশও করতে পারে না।

স্থানীয় gcc -Wconversion প্রথম দুইটা ধরে: warning: conversion from 'double' to 'int' may change value। ওই flag -Wall-এ নেই, আর বেশির ভাগ project ওটা কখনো চালু করে না।

তাই রক্ষাটা কোনো compiler flag না। রক্ষাটা হলো মানটা যেখানে জন্মায় সেখানেই তার type বেছে নেওয়া, আর Module 2-র পুরো যুক্তিটাই ছিল সেটা।

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int total = 0;
    int count = 0;
    scanf("%d %d", &total, &count);

    printf("%.2f\n", (double)total / count);
    return 0;
}

79.67

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int count = 0;
    scanf("%d", &count);

    printf("against 1   %d\n", count < 1);
    printf("against 1u  %d\n", count < 1u);
    printf("cast fixes  %d\n", count < (int)1u);
    return 0;
}

against 1   1
against 1u  0
cast fixes  1

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    double price = 0.0;
    scanf("%lf", &price);

    int taka = (int)price;
    int paisa = (int)(price * 100) - taka * 100;

    printf("%d taka %d paisa\n", taka, paisa);
    return 0;
}

99 taka 87 paisa

int count = -1;
printf("%d\n", count < 1u);

int total = 239;
printf("%.2f\n", (double)(total / 3));

double price = 99.87;
int whole = price;
printf("%d\n", whole);

int big = 300;
char narrow = (char)big;
printf("%d\n", narrow);

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    char c = 200;

    printf("%d\n", c);
    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int a = 0;
    int b = 0;
    int c = 0;
    int d = 0;
    int e = 0;
    scanf("%d %d %d %d %d", &a, &b, &c, &d, &e);

    /* Add as integers. Then one cast, on one operand of the division. */

    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int n = 0;
    int m = 0;
    scanf("%d %d", &n, &m);

    /* Three lines. The last two reach the same answer by different routes. */

    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    double price = 0.0;
    scanf("%lf", &price);

    /* Two deliberate casts, and one subtraction between them. */

    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int count = 0;
    unsigned int limit = 0;
    scanf("%d %u", &count, &limit);

    /* First line: no cast. Second line: one cast on the limit. */

    return 0;
}

এরপর আসছে module-র গ্রেড হওয়া সেট, যেখানে এই ছয়টা lesson দশটা problem আর একটা judge-র মুখোমুখি হয়।