Стивен Прата - Язык программирования C. Лекции и упражнения (6-е изд.) 2015

Другие целочисленные типы

Если вы просто изучаете язык С, то в большинстве случаев вам, скорее всего, вполне достаточно будет типа int. Однако для полноты картины мы рассмотрим и другие формы целых чисел. При желании вы можете пропустить этот раздел и перейти к обсуждению типа char в разделе “Использование символов: тип char”, а затем возвратиться к данному разделу в случае необходимости.

В языке С применяются три ключевых слова, модифицирующих базовый целочисленный тип: short, long и unsigned. Примите во внимание следующие аспекты.

• Тип short int, или short, может использовать меньший объем памяти, чем int, и тем самым экономить память в случае, когда требуются только небольшие числа. Подобно int, short является типом со знаком.

• Тип long int, или long, может занимать больший объем памяти, чем int, позволяя представлять крупные целочисленные значения. Подобно int, long является типом со знаком.

• Тип long long int, или long long (введен стандартом С99), может занимать больше памяти, чем long. Для этого типа используются минимум 64 бита. Подобно int, long long является типом со знаком.

• Тип unsigned int, или unsigned, применяется для переменных, которые принимают только неотрицательные значения. Этот тип сдвигает диапазон хранимых чисел. Например, 16-битный тип unsigned int имеет диапазон значений от 0 до 65535 вместо диапазона от -32768 до 32767. Бит, который использовался для представления знака, теперь становится еще одной двоичной цифрой, делая возможным представление большего числа.

• Типы unsigned long int, или unsigned long, и unsigned short int, или unsigned short, распознаются как допустимые стандартом С90. В стандарте С99 к ним добавлен тип unsigned long long int, или unsigned long long.

• Ключевое слово signed может применяться с любыми типами со знаком, чтобы явно указать свое намерение. Например, short, short int, signed short и signed short int являются именами одного и того же типа.

Объявление переменных других целочисленных типов

Переменные других целочисленных типов объявляются в той же манере, что и переменные типа int. Ниже приведен список примеров объявлений. Не все старые компиляторы С распознают последние три объявления, а финальное объявление соответствует стандарту С99.

long int estine; long johns; short int erns; short ribs; unsigned int s_count; unsigned players; unsigned long headcount; unsigned short yesvotes; long long ago;

Данные в языке С 89

Почему доступно так много целочисленных типов?

Почему мы говорим, что типы long и short “могут” использовать больше или меньше памяти, чем int? Дело в том, что язык С гарантирует только то, что тип short не будет длиннее типа int, а тип long не будет короче типа int. Идея заключается в том, чтобы согласовать типы с конкретной машиной. Например, во времена операционной системы Windows 3 типы int и short были 16-битными, a long — 32-битным. Позже системы Windows и Apple перешли на использование 16 битов для типа short и 32 битов для типов int и long. Применение 32 битов расширяет диапазон допустимых целых чисел до более 2 миллиардов. В настоящее время, когда распространенными стали 64-разрядные процессоры, возникла потребность в 64-битных целых числах, что и стало причиной появления типа long long. Чаще всего в наши дни тип long long устанавливается как 64-битный, long — 32-битный, short — 16-битный, а int — либо 16-битный, либо 32-битный, в зависимости от естественного размера машинного слова. В принципе эти четыре типа могли бы представлять четыре разных размера, но на практике, по меньшей мере, некоторые из них перекрываются.

В стандарте языка С предоставлены указания по минимально допустимому размеру для каждого базового типа данных. Минимальный диапазон значений для типов short и int составляет от -32 767 до 32 767, соответствуя 16-битной единице памяти, а минимальный диапазон для типа long — от -2 147 483 647 до 2 147 483 647, что соответствует 32-битной единице. Для типов unsigned short и unsigned int минимальный диапазон охватывает числа от 0 до 65 535, а для типа unsigned long он находится в пределах от 0 до 4 294 967 295. Тип long long предназначен для поддержки 64-битных данных. Его минимальный диапазон довольно внушителен и простирается от -9 223 372 036 854 775 807 до 9 223 372 036 854 775 807. Минимальный диапазон для типа unsigned long long охватывает числа от 0 до 18 446 744 073 709 551 615.

Когда должны использоваться разнообразные вариации типа int? Для начала рассмотрим типы без знака. Их вполне естественно применять для подсчета, поскольку в таких случаях отрицательные числа не нужны, к тому же типы без знака делают возможными более высокие положительные значения, чем типы со знаком.

Тип long должен использоваться, когда необходимы числа, которые он позволяет поддерживать, а int — нет. Тем не менее, в системах, где тип long длиннее int, применение типа long может замедлить вычисления, поэтому его не стоит использовать без крайней необходимости. Еще один момент: если вы пишете код для машины, на которой типы int и long имеют один и тот же размер, а вам нужны 32-битные целые числа, то выбирайте тип long, а не int, чтобы программа функционировала корректно в случае переноса на 16-разрядную машину. Аналогично, применяйте тип long long, если требуются 64-битные целочисленные значения.