Целые числа в си

Теги: c, си, inttypes



Целые типы фиксированного размера

Часто необходимо работать не просто с какими-то целыми, а с числами известной, фиксированной длины. Работа с целыми числами одного типа, но разной длины сильно усложняет написание переносимого кода и приводит к массе ошибок. К счастью, в стандарте си предусмотрены типы с известными размерами.

Целые типы фиксированной ширины
Название Знак Размер, бит Размер, байт
int8_t signed 8 1
uint8_t unsigned 8 1
int16_t signed 16 2
uint16_t unsigned 16 2
int32_t signed 32 4
uint32_t unsigned 32 4
int64_t signed 64 8
uint64_t unsigned 64 8

Эти типы имеют гарантированный непрерывный размер, если объявлены. К сожалению, по стандарту они могут и не существовать. Также иногда встречаются и более крупные по размеру типы, например int128_t, но это уже экзотика.

Эти типы объявлены в заголовочном файле stdint.h.

Кроме этих типов, есть ещё несколько важный.

intmax_t и uintmaxt – знаковые и беззнаковые целочисленные типы с максимальной поддерживаемой длиной на данной платформе. Для вывода на печать (с помощью функции printf) используется модификатор j и ju.

Более того, имеется ещё несколько специфических типов.

uint_fast32_t – тип, который может вмещать 32 бита, но на данной платформе работает максимально эффективно (например, 8 байтный на x64 архитектуре).

Также объявлены типы

uint_fast8_t
uint_fast16_t
uint_fast32_t
uint_fast64_t
int_fast8_t
int_fast16_t
int_fast32_t
int_fast64_t

uint_least32_t – Тип с самым маленьким размером, который гарантированно может вместить 32 бита (например, если на данном компьютере целые 64 бита, а 32-битных нет).

Также объявлены типы

int_least8_t
int_least16_t
int_least32_t
int_least64_t
uint_least8_t
uint_least16_t
uint_least32_t
uint_least64_t

Также, вместе с этими типами объявлены константы с соответствующими именами, которые помогают оперировать с числами. Например минимальные значения

INT8_MIN
INT16_MIN
INT32_MIN
INT64_MIN

И максимальные

INT8_MAX
INT16_MAX
INT32_MAX
INT64_MAX

Для least и fast объявлены соответствующие значения INT_LEAST8_MAX и INT_FAST8_MAX и т.п.

Пример. Пусть платформа little endian (а другой вы и найдёте). Пользователь вводит целое число, не более 8 байт длиной. Необходимо вывести, сколько в этом числе ненулевых байт. Для начала, просто выведем побайтно целое. Для этого считаем его в 8 байтное целое

int64_t input;
scanf("%" SCNd64, &input);

SCNd64 – это макрос, определённый в библиотеке inttypes. Он используется для ввода целых 64 битных чисел. Напомню, что в си строковые литералы, записанные рядом, конкатенируются.

Далее, если у нас есть адрес переменной, то мы можем пройти по каждому байту этой переменной. Для этого приведём её к типу указатель на unsigned char (то есть один байт), а потом будем работать с этим указателем как с массивом.

for (i = 0; i < sizeof(input); i++) {
	byte = ((unsugned char*)(&input))[i];
	printf("%02X ", byte);
}

Вот весь код

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <inttypes.h>

int main(void) {
	int64_t input;
	uint8_t i;
	unsigned char byte;

	scanf("%" SCNd64, &input);

	for (i = 0; i < sizeof(input); i++) {
		byte = ((unsigned char*)(&input))[i];
		printf("%02X ", byte);
	}
	_getch();
}

Теперь уже совсем просто узнать, сколько ненулевых байт в числе

i = 0;
for (;;) {
if (!((unsigned char*)(&input))[i]) {
		break;
	}
	++i;
};
printf("%" PRId8 " non-zero bytes", i);

Этот цикл можно переписать множеством разных способов.

Q&A

Всё ещё не понятно? – пиши вопросы на ящик email
Макросы