Целые числа в си
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.
| 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 = ((unsigned 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.
