1.简介
整数类型用来表示较大的整数,类型声明使用int关键字。
int a;
上面示例声明了一个整数变量a
。
不同计算机的int
类型的大小是不一样的。比较常见的是使用4个字节(32位)存储一个int
类型的值,但是2个字节(16位)或8个字节(64位)也有可能使用。它们可以表示的整数范围如下。
- 16位:-32,768 到 32,767。
- 32位:-2,147,483,648 到 2,147,483,647。
- 64位:-9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807。
2. signed,unsigned
C 语言使用signed
关键字,表示一个类型带有正负号,包含负值;使用unsigned
关键字,表示该类型不带有正负号,只能表示零和正整数。
对于int
类型,默认是带有正负号的,也就是说int
等同于signed int
。由于这是默认情况,关键字signed
一般都省略不写,但是写了也不算错。
signed int a; // 等同于
int a;
int类型也可以不带正负号,只表示非负整数。这时就必须使用关键字unsigned声明变量。
unsigned int a;
整数变量声明为unsigned
的好处是,同样长度的内存能够表示的最大整数值,增大了一倍。比如,16位的signed int
最大值为32,767,而unsigned int
的最大值增大到了65,535。
unsigned int
里面的int
可以省略,所以上面的变量声明也可以写成下面这样。
unsigned a;
字符类型char也可以设置signed和unsigned。
signed char c; // 范围为 -128 到 127
unsigned char c; // 范围为 0 到 255
注意,C 语言规定char
类型默认是否带有正负号,由当前系统决定。这就是说,char
不等同于signed char;
它有可能是signed char
,也有可能是unsigned char
。
这一点与int
不同,int
就是等同于signed int
。
3.整数的子类型
如果int
类型使用4个或8个字节表示一个整数,对于小整数,这样做很浪费空间。另一方面,某些场合需要更大的整数,8个字节还不够。为了解决这些问题,C 语言在int
类型之外,又提供了三个整数的子类型。这样有利于更精细地限定整数变量的范围,也有利于更好地表达代码的意图。
short int
(简写为short
):占用空间不多于int
,一般占用2个字节(整数范围为-32768~32767)。long int
(简写为long
):占用空间不少于int
,至少为4个字节。long long int
(简写为long long
):占用空间多于long
,至少为8个字节。
short int a;
long int b;
long long int c;
上面代码分别声明了三种整数子类型的变量。
默认情况下,short
、long
、long long
都是带符号的(signed),即signed
关键字省略了。它们也可以声明为不带符号(unsigned),使得能够表示的最大值扩大一倍。
unsigned short int a;
unsigned long int b;
unsigned long long int c;
C 语言允许省略int
,所以变量声明语句也可以写成下面这样。
short a;
unsigned short a;
long b;
unsigned long b;
long long c;
unsigned long long c;
不同的计算机,数据类型的字节长度是不一样的。确实需要32位整数时,应使用long
类型而不是int
类型,可以确保不少于4个字节;确实需要64位的整数时,应该使用long long
类型,可以确保不少于8个字节。另一方面,为了节省空间,只需要16位整数时,应使用short
类型;需要8位整数时,应该使用char
类型。
4.整数类型的极限值
有时候需要查看,当前系统不同整数类型的最大值和最小值,C 语言的头文件limits.h
提供了相应的常量,比如SCHAR_MIN
代表 signed char 类型的最小值-128
,SCHAR_MAX
代表 signed char 类型的最大值127
。
为了代码的可移植性,需要知道某种整数类型的极限值时,应该尽量使用这些常量。
SCHAR_MIN
,SCHAR_MAX
:signed char 的最小值和最大值。SHRT_MIN
,SHRT_MAX
:short 的最小值和最大值。INT_MIN
,INT_MAX
:int 的最小值和最大值。LONG_MIN
,LONG_MAX
:long 的最小值和最大值。LLONG_MIN
,LLONG_MAX
:long long 的最小值和最大值。UCHAR_MAX
:unsigned char 的最大值。USHRT_MAX
:unsigned short 的最大值。UINT_MAX
:unsigned int 的最大值。ULONG_MAX
:unsigned long 的最大值。ULLONG_MAX
:unsigned long long 的最大值。
整型数据类型 | 字节 | 数值范围 | 输出输入格式说明 |
---|---|---|---|
short int | 2 | -32,768 to 32,767 | %hd |
unsigned short int | 2 | 0 to 65,535 | %hu |
unsigned int | 4 | 0 to 4,294,967,295 | %u |
int | 4 | -2,147,483,648 to 2,147,483,647 | %d |
long int | 4 | -2,147,483,648 to 2,147,483,647 | %ld |
unsigned long int | 4 | 0 to 4,294,967,295 | %lu |
long long int | 8 | -(2^63) to (2^63)-1 | %lld |
unsigned long long int | 8 | 0 to 18,446,744,073,709,551,615 | %llu |
signed char | 1 | -128 to 127 | %c |
unsigned char | 1 | 0 to 255 | %c |
float | 4 | %f | |
double | 8 | %lf | |
long double | 16 | %Lf |
我们可以使用 thesizeof() 函数检查每个数据类型的字节大小。
例1. 整数数据占用的字节和整数类型的最大值和最小值
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>
#include <float.h>
int main()
{
//for how many bytes
printf("size of int : %d\n",sizeof(int));
printf("size of char : %d\n",sizeof(char));
printf("size of signed char : %d\n",sizeof(signed char));
printf("size of unsigned char : %d\n",sizeof(unsigned char));
printf("size of short : %d\n",sizeof(short));
printf("size of short int : %d\n",sizeof(short int));
printf("size of signed short : %d\n",sizeof(signed short));
printf("size of signed short int : %d\n",sizeof(signed short int));
printf("size of long int : %d\n",sizeof( long int));
printf("size of float : %d\n",sizeof(float));
printf("size of double : %d\n",sizeof(double));
printf("size of long double : %d\n",sizeof(long double));
printf("CHAR_BIT : %d\n", CHAR_BIT); //how many bits
//Max Value and Min Value
printf("CHAR_MAX : %d\n", CHAR_MAX);
printf("CHAR_MIN : %d\n", CHAR_MIN);
printf("INT_MAX : %d\n", INT_MAX);
printf("INT_MIN : %d\n", INT_MIN);
printf("LONG_MAX : %ld\n", (long) LONG_MAX);
printf("LONG_MIN : %ld\n", (long) LONG_MIN);
printf("SCHAR_MAX : %d\n", SCHAR_MAX);
printf("SCHAR_MIN : %d\n", SCHAR_MIN);
printf("SHRT_MAX : %d\n", SHRT_MAX);
printf("SHRT_MIN : %d\n", SHRT_MIN);
printf("UCHAR_MAX : %d\n", UCHAR_MAX);
printf("UINT_MAX : %u\n", (unsigned int) UINT_MAX);
printf("ULONG_MAX : %lu\n", (unsigned long) ULONG_MAX);
printf("USHRT_MAX : %d\n", (unsigned short) USHRT_MAX);
return 0;
}
结果:
size of int : 4
size of char : 1
size of signed char : 1
size of unsigned char : 1
size of short : 2
size of short int : 2
size of signed short : 2
size of signed short int : 2
size of long int : 4
size of float : 4
size of double : 8
size of long double : 16
CHAR_BIT : 8
CHAR_MAX : 127
CHAR_MIN : -128
INT_MAX : 2147483647
INT_MIN : -2147483648
LONG_MAX : 2147483647
LONG_MIN : -2147483648
SCHAR_MAX : 127
SCHAR_MIN : -128
SHRT_MAX : 32767
SHRT_MIN : -32768
UCHAR_MAX : 255
UINT_MAX : 4294967295
ULONG_MAX : 4294967295
USHRT_MAX : 6553
5.整数的进制
C 语言的整数默认都是十进制数,如果要表示八进制数和十六进制数,必须使用专门的表示法。
八进制使用0
作为前缀,比如017
、0377
。
int a = 012; // 八进制,相当于十进制的10
十六进制使用0x或0X作为前缀,比如0xf、0X10。
int a = 0x1A2B; // 十六进制,相当于十进制的6699
注意,不同的进制只是整数的书写方法,不会对整数的实际存储方式产生影响。所有整数都是二进制形式存储,跟书写方式无关。
不同进制可以混合使用,比如10 + 015 + 0x20是一个合法的表达式。
例2. 十进制,八进制,十六进制的存储和运算
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>
#include <float.h>
int main()
{
int x = 100;
int y = 0144;
printf("dec = %d\n", x); // 100
printf("octal = %o\n", x); // 144
printf("hex = %x\n", x); // 64
printf("octal = %#o\n", x); // 0144
printf("Dec x + y = %d\n", x+y); // 200
return 0;
}
结果:
dec = 100
octal = 144
hex = 64
octal = 0144
Dec x + y = 200
printf()
的进制相关占位符如下。
%d
:十进制整数。%o
:八进制整数。%x
:十六进制整数。%#o
:显示前缀0
的八进制整数。%#x
:显示前缀0x
的十六进制整数。%#X
:显示前缀0X
的十六进制整数。
6. 整型变量的溢出
例3. char型变量的溢出
#include <stdio.h>
int main()
{
char a = 127;
char b = a + 1;
printf("a=%d\tb=%d", a,b);
return 0;
}
结果:
a=127 b=-128
Process returned 0 (0x0) execution time : 0.036 s
Press any key to continue.
原因:127的二进制值是0111 1111 加1后变成 1000 0000,这个值是-128.
所以输出结果是溢出了。
下图能够更好的理解整型变脸的溢出,127溢出后又变成-128。
![整型变量的溢出](https://2743.com/wp-content/uploads/2021/10/charyechu.png)
例4.整型变量的溢出
#include <stdio.h>
int main()
{
int a, b;
a=2147483647;
b=a+1;
printf("%d, %d\n",a,b);
return 0;
}
结果
2147483647, -2147483648
Process returned 0 (0x0) execution time : 0.587 s
Press any key to continue.
原因:a的值用二进制表示是:01111111 11111111 11111111 11111111 加1后变成 10000000 00000000 00000000
实际上也是溢出了。