整数是编程中最常见的一种数据类型,C语言提供了多种整数类型,包括 short、int、long 和 long long,它们的主要区别在于存储范围和内存占用的大小。
本节将详细讲解这些整数类型的定义、特性、使用场景以及注意事项,帮助你全面理解它们在 C语言中的作用。
C语言中的整数类型
C语言的整数类型用于存储整数值,可以是有符号的(signed,默认情况,包含正数、负数和零)或无符号的(unsigned,仅包含非负数)。每种类型的大小(以字节为单位)和取值范围由 C标准和具体实现(编译器、硬件平台)共同决定。
以下罗列了四种主要的 C 语言整数类型:
short:短整型,通常用于节省内存。
int:标准整型,是最常用的整数类型。
long:长整型,适用于需要更大范围的场景。
long long:超长整型,提供最大的整数范围(C99 引入)。
这些类型可以通过 signed 或 unsigned 修饰符调整,默认情况下是 signed。接下来,我们将逐一深入探讨。
C语言short(短整型)
short 是一种较小的整数类型,通常占用 2 字节(16 位)。它的设计初衷是节省内存,适用于数据范围较小的场景。
取值范围
signed short:-32,768 到 32,767(-215 到 215-1)
unsigned short:0 到 65,535(0 到 216-1)
实例
#include
int main(void) {
short a = 30000;
unsigned short b = 60000;
printf("Signed short: %hd\n", a);
printf("Unsigned short: %hu\n", b);
return 0;
}
输出结果:
Signed short: 30000
Unsigned short: 60000
注意,在格式化输出时,short 使用 %hd(有符号)或 %hu(无符号)。
C语言int(标准整型)
int 是 C语言中最常用的整数类型,其大小通常与处理器的字长一致(如 32 位系统上是 4 字节,64 位系统上可能是 4 或 8 字节)。它是默认的整数类型,适合大多数通用场景。
取值范围(假设 4 字节)
signed int:-2,147,483,648 到 2,147,483,647(-231 到 231-1)
unsigned int:0 到 4,294,967,295(0 到 232-1)
实例
#include
int main(void) {
int x = -1000000;
unsigned int y = 4000000000U; // U 表示无符号常量
printf("Signed int: %d\n", x);
printf("Unsigned int: %u\n", y);
return 0;
}
输出结果:
Signed int: -1000000
Unsigned int: 4000000000
注意:无符号整数需要加后缀 U,否则可能触发编译器警告。输出时使用 %d(有符号)或 %u(无符号)。
C语言long(长整型)
long 提供比 int 更大的范围,至少占用 4 字节,在某些 64 位系统上可能是 8 字节。它的具体大小因平台而异,因此在跨平台编程时需谨慎。
取值范围(假设 4 字节):
signed long:-2,147,483,648 到 2,147,483,647
unsigned long:0 到 4,294,967,295
若为 8 字节,则范围扩展到 ±263 和 0 到 264-1。
实例
#include
int main(void) {
long a = 1234567890L; // L 表示 long 常量
unsigned long b = 4000000000UL;
printf("Signed long: %ld\n", a);
printf("Unsigned long: %lu\n", b);
return 0;
}
输出结果:
Signed long: 1234567890
Unsigned long: 4000000000
注意,long 类型的整数常量后加 L 或 UL,输出使用 %ld(有符号)或 %lu(无符号)。
C语言long long(超长整型)
long long 是 C99 引入的类型,至少占用 8 字节(64 位),用于需要极大数据范围的场景,如科学计算或大文件处理。
取值范围
signed long long:-9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807(-263 到 263-1)
unsigned long long:0 到 18,446,744,073,709,551,615(0 到 264-1)
实例
#include
int main(void) {
long long a = -9223372036854775807LL; // LL 表示 long long 常量
unsigned long long b = 18000000000000000000ULL;
printf("Signed long long: %lld\n", a);
printf("Unsigned long long: %llu\n", b);
return 0;
}
输出结果:
Signed long long: -9223372036854775807
Unsigned long long: 18000000000000000000
注意,long long 类型的整数常量使用 LL 或 ULL 后缀,输出用 %lld(有符号)或 %llu(无符号)。
类型大小与平台的依赖性
整数类型的大小并非完全固定,C 标准只规定了最小范围和相对关系:short ≤ int ≤ long ≤ long long。实际大小取决于编译器和硬件。例如:
类型
32 位系统(字节)
64 位系统(字节)
short
2
2
int
4
4(有时 8)
long
4
4 或者 8
long long
8
8
你可以使用 sizeof 操作符检查具体大小:
printf("Size of int: %zu bytes\n", sizeof(int));
使用场景与注意事项
选择合适的类型:根据数据范围选择类型,避免浪费内存或溢出。例如,小计数器用 short,大文件偏移量用 long long。
溢出风险:超出范围会导致未定义行为。例如,short 从 32,767 加 1 可能变成 -32,768。
跨平台兼容性:使用
总结
C语言的整数类型 short、int、long 和 long long 提供了从 16 位到 64 位的灵活选择。通过理解它们的范围、内存占用和使用场景,你可以在编程中做出更优决策。