提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

四、整数类型

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。

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

有些编译器使用 0b 前缀，表示二进制数，但不是标准。

int x = 0b101010;

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。
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。

int x = 100;
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("hex = %#x\n", x); // 0x64
printf("hex = %#X\n", x); // 0X64

6.浮点数类型

任何有小数点的数值，都会被编译器解释为浮点数。所谓“浮点数”就是使用 m * be 的形式，存储一个数值， m 是小数部分， b 是基数（通常是 2 ）， e 是指数部分。这种形式是精度和数值范围的一种结合，可以表示非常大或者非常小的数。浮点数的类型声明使用 float 关键字，可以用来声明浮点数变量。

float c = 10.5;

上面示例中，变量 c 的就是浮点数类型。
float 类型占用4个字节（32位），其中8位存放指数的值和符号，剩下24位存放小数的值和符号。float 类型至少能够提供（十进制的）6位有效数字，指数部分的范围为（十进制的） -37 到 37 ，即数值范围为10-37到1037。有时候，32位浮点数提供的精度或者数值范围还不够，C 语言又提供了另外两种更大的浮点数类型。double ：占用8个字节（64位），至少提供13位有效数字。long double ：通常占用16个字节。注意，由于存在精度限制，浮点数只是一个近似值，它的计算是不精确的，比如 C 语言里面 0.1 + 0.2并不等于 0.3 ，而是有一个很小的误差。

if (0.1 + 0.2 == 0.3) // false

C 语言允许使用科学计数法表示浮点数，使用字母 e 来分隔小数部分和指数部分。

double x = 123.456e+3; // 123.456 x 10^3
// 等同于
double x = 123.456e3;

上面示例中， e 后面如果是加号 + ，加号可以省略。注意，科学计数法里面 e 的前后，不能存在空格。另外，科学计数法的小数部分如果是 0.x 或 x.0 的形式，那么 0 可以省略。

0.3E6
// 等同于
.3E6
3.0E6
// 等同于
3.E6

7.布尔类型

C 语言原来并没有为布尔值单独设置一个类型，而是使用整数 0 表示伪，所有非零值表示真。

int x = 1;
if (x) {
  printf("x is true!\n");
}

上面示例中，变量 x 等于 1 ，C 语言就认为这个值代表真，从而会执行判断体内部的代码。C99 标准添加了类型 _Bool ，表示布尔值。但是，这个类型其实只是整数类型的别名，还是使用 0 表示伪， 1 表示真，下面是一个示例。

_Bool isNormal;
isNormal = 1;
if (isNormal)
  printf("Everything is OK.\n");

头文件 stdbool.h 定义了另一个类型别名 bool ，并且定义了 true 代表 1 、 false 代表 0 。只要加载这个头文件，就可以使用这几个关键字。

#include <stdbool.h>
bool flag = false;

上面示例中，加载头文件 stdbool.h 以后，就可以使用 bool 定义布尔值类型，以及 false 和 true 表示真伪。

8.字面量的类型

字面量（literal）指的是代码里面直接出现的值。

int x = 123;

上面代码中， x 是变量， 123 就是字面量。编译时，字面量也会写入内存，因此编译器必须为字面量指定数据类型，就像必须为变量指定数据类型一样。一般情况下，十进制整数字面量（比如 123 ）会被编译器指定为 int 类型。如果一个数值比较大，超出了 int 能够表示的范围，编译器会将其指定为 long int 。如果数值超过了 long int ，会被指定为unsigned long 。如果还不够大，就指定为 long long 或 unsigned long long 。小数（比如 3.14 ）会被指定为 double 类型。

9.字面量后缀

有时候，程序员希望为字面量指定一个不同的类型。比如，编译器将一个整数字面量指定为 int 类型，但是程序员希望将其指定为 long 类型，这时可以为该字面量加上后缀 l 或 L ，编译器就知道要把这个字面量的类型指定为 long 。

int x = 123L;

上面代码中，字面量 123 有后缀 L ，编译器就会将其指定为 long 类型。这里 123L 写成 123l ，效果也是一样的，但是建议优先使用 L ，因为小写的 l 容易跟数字 1 混淆。八进制和十六进制的值，也可以使用后缀 l 和 L 指定为 Long 类型，比如 020L 和 0x20L 。

int y = 0377L;
int z = 0x7fffL;

如果希望指定为无符号整数 unsigned int ，可以使用后缀 u 或 U 。

int x = 123U;

L 和 U 可以结合使用，表示 unsigned long 类型。 L 和 U 的大小写和组合顺序无所谓。

int x = 123LU;

对于浮点数，编译器默认指定为 double 类型，如果希望指定为其他类型，需要在小数后面添加后缀f （float）或 l （long double）。

科学计数法也可以使用后缀。
1.2345e+10F
1.2345e+10L

总结一下，常用的字面量后缀有下面这些。
f 和 F ： float 类型。
l 和 L ：对于整数是 long int 类型，对于小数是 long double 类型。
ll 和 LL ：Long Long 类型，比如 3LL 。
u 和 U ：表示 unsigned int ，比如 15U 、 0377U 。
u 还可以与其他整数后缀结合，放在前面或后面都可以，比如 10UL 、 10ULL 和 10LLU 都是合法的。
下面是一些示例。

int           x = 1234;
long int      x = 1234L;
long long int x = 1234LL
unsigned int           x = 1234U;
unsigned long int      x = 1234UL;
unsigned long long int x = 1234ULL;
float x       = 3.14f;
double x      = 3.14;
long double x = 3.14L;

10.溢出

每一种数据类型都有数值范围，如果存放的数值超出了这个范围（小于最小值或大于最大值），需要更多的二进制位存储，就会发生溢出。大于最大值，叫做向上溢出（overflow）；小于最小值，叫做向下溢出（underflow）。一般来说，编译器不会对溢出报错，会正常执行代码，但是会忽略多出来的二进制位，只保留剩下的位，这样往往会得到意想不到的结果。所以，应该避免溢出。

unsigned char x = 255;
x = x + 1;
printf("%d\n", x); // 0

上面示例中，变量 x 加 1 ，得到的结果不是 256 ，而是 0 。因为 x 是 unsign char 类型，最大值是255 （二进制 11111111 ），加 1 后就发生了溢出， 256 （二进制 100000000 ）的最高位 1 被丢弃，剩下的值就是 0 。
再看下面的例子。

unsigned int ui = UINT_MAX;  // 4,294,967,295
ui++;
printf("ui = %u\n", ui); // 0
ui--;
printf("ui = %u\n", ui); // 4,294,967,295

上面示例中，常量 UINT_MAX 是 unsigned int 类型的最大值。如果加 1 ，对于该类型就会溢出，从而得到 0 ；而 0 是该类型的最小值，再减 1 ，又会得到 UINT_MAX 。溢出很容易被忽视，编译器又不会报错，所以必须非常小心。

for (unsigned int i = n; i >= 0; --i) // 错误

上面代码表面看似乎没有问题，但是循环变量 i 的类型是 unsigned int，这个类型的最小值是 0 ，不可能得到小于0的结果。当 i 等于0，再减去 1 的时候，并不会返回 -1 ，而是返回 unsigned int 的类型最大值，这个值总是大于等于 0 ，导致无限循环。为了避免溢出，最好方法就是将运算结果与类型的极限值进行比较。

unsigned int ui;
unsigned int sum;
// 错误
if (sum + ui > UINT_MAX) too_big();
else sum = sum + ui;
// 正确
if (ui > UINT_MAX - sum) too_big();
else sum = sum + ui;

上面示例中，变量 sum 和 ui 都是 unsigned int 类型，它们相加的和还是 unsigned int 类型，这就有可能发生溢出。但是，不能通过相加的和是否超出了最大值 UINT_MAX ，来判断是否发生了溢出，因为sum + ui 总是返回溢出后的结果，不可能大于 UINT_MAX 。正确的比较方法是，判断 UINT_MAX - sum与 ui 之间的大小关系。

下面是另一种错误的写法。
unsigned int i = 5;
unsigned int j = 7;
if (i - j < 0) // 错误
  printf("negative\n");
else
  printf("positive\n");

上面示例的运算结果，会输出 positive 。原因是变量 i 和 j 都是 unsigned int 类型， i - j 的结果也是这个类型，最小值为 0 ，不可能得到小于 0 的结果。正确的写法是写成下面这样。

if (j > i) // ....

11.sizeof 运算符

sizeof 是 C 语言提供的一个运算符，返回某种数据类型或某个值占用的字节数量。它的参数可以是数据类型的关键字，也可以是变量名或某个具体的值。

// 参数为数据类型
int x = sizeof(int);
// 参数为变量
int i;
sizeof(i);
// 参数为数值
sizeof(3.14);

上面的第一个示例，返回得到 int 类型占用的字节数量（通常是 4 或 8 ）。第二个示例返回整数变量占用字节数量，结果与前一个示例完全一样。第三个示例返回浮点数 3.14 占用的字节数量，由于浮点数的字面量一律存储为 double 类型，所以会返回 8 ，因为 double 类型占用的8个字节。sizeof 运算符的返回值，C 语言只规定是无符号整数，并没有规定具体的类型，而是留给系统自己去决定， sizeof 到底返回什么类型。不同的系统中，返回值的类型有可能是 unsigned int ，也有可能是unsigned long ，甚至是 unsigned long long ，对应的 printf() 占位符分别是 %u 、 %lu和 %llu 。这样不利于程序的可移植性。C 语言提供了一个解决方法，创造了一个类型别名 size_t ，用来统一表示 sizeof 的返回值类型。该别名定义在 stddef.h 头文件（引入 stdio.h 时会自动引入）里面，对应当前系统的 sizeof 的返回值类型，可能是 unsigned int ，也可能是 unsigned long 。C 语言还提供了一个常量 SIZE_MAX ，表示 size_t 可以表示的最大整数。所以， size_t 能够表示的整数范围为 [0, SIZE_MAX] 。
printf() 有专门的占位符 %zd 或 %zu ，用来处理 size_t 类型的值。

printf("%zd\n", sizeof(int));

上面代码中，不管 sizeof 返回值的类型是什么， %zd 占位符（或 %zu ）都可以正确输出。
如果当前系统不支持 %zd 或 %zu ，可使用 %u （unsigned int）或 %lu （unsigned long int）代替。

12.类型的自动转换

某些情况下，C 语言会自动转换某个值的类型。

赋值运算

赋值运算符会自动将右边的值，转成左边变量的类型。
（1）浮点数赋值给整数变量
浮点数赋予整数变量时，C 语言直接丢弃小数部分，而不是四舍五入。

int x = 3.14;

上面示例中，变量 x 是整数类型，赋给它的值是一个浮点数。编译器会自动把 3.14 先转为 int 类型，丢弃小数部分，再赋值给 x ，因此 x 的值是 3 。这种自动转换会导致部分数据的丢失（ 3.14 丢失了小数部分），所以最好不要跨类型赋值，尽量保证变量与所要赋予的值是同一个类型。注意，舍弃小数部分时，不是四舍五入，而是整个舍弃。

int x = 12.99;

上面示例中， x 等于 12 ，而不是四舍五入的 13 。
（2）整数赋值给浮点数变量
整数赋值给浮点数变量时，会自动转为浮点数。

float y = 12 * 2;

上面示例中，变量 y 的值不是 24 ，而是 24.0 ，因为等号右边的整数自动转为了浮点数。
（3）窄类型赋值给宽类型
字节宽度较小的整数类型，赋值给字节宽度较大的整数变量时，会发生类型提升，即窄类型自动转为宽类型。
比如， char 或 short 类型赋值给 int 类型，会自动提升为 int 。

char x = 10;
int i = x + y;

上面示例中，变量 x 的类型是 char ，由于赋值给 int 类型，所以会自动提升为 int 。
（4）宽类型赋值给窄类型
字节宽度较大的类型，赋值给字节宽度较小的变量时，会发生类型降级，自动转为后者的类型。这时可能会发生截值（truncation），系统会自动截去多余的二进制位，导致难以预料的结果。

int i = 321;
char ch = i; // ch 的值是 65 （321 - 256）

上面例子中，变量 ch 是 char 类型，宽度是8个二进制位。变量 i 是 int 类型，将 i 赋值给 ch ，后者只能容纳 i （二进制形式为 101000001 ，共9位）的后八位，前面多出来的二进制位被丢弃，保留后八位就变成了 01000001 （十进制的65，相当于字符 A ）。浮点数赋值给整数类型的值，也会发生截值，浮点数的小数部分会被截去。

double pi = 3.14159;
int i = pi; // i 的值为 3

上面示例中， i 等于 3 ， pi 的小数部分被截去了。

13.混合类型的运算

不同类型的值进行混合计算时，必须先转成同一个类型，才能进行计算。转换规则如下：
（1）整数与浮点数混合运算时，整数转为浮点数类型，与另一个运算数类型相同。

3 + 1.2 // 4.2

上面示例是 int 类型与 float 类型的混合计算， int 类型的 3 会先转成 float 的 3.0 ，再进行计算，得到 4.2 。
（2）不同的浮点数类型混合运算时，宽度较小的类型转为宽度较大的类型，比如 float 转为
double ， double 转为 long double 。
（3）不同的整数类型混合运算时，宽度较小的类型会提升为宽度较大的类型。比如 short 转为 int ，
int 转为 long 等，有时还会将带符号的类型 signed 转为无符号 unsigned 。
下面例子的执行结果，可能会出人意料。

int a = -5;
if (a < sizeof(int)）
  do_something();

上面示例中，变量 a 是带符号整数， sizeof(int) 是 size_t 类型，这是一个无符号整数。按照规则，signed int 自动转为 unsigned int，所以 a 会自动转成无符号整数 4294967291 （转换规则是 -5 加上无符号整数的最大值，再加1），导致比较失败， do_something() 不会执行。
所以，最好避免无符号整数与有符号整数的混合运算。因为这时 C 语言会自动将 signed int 转为unsigned int ，可能不会得到预期的结果。

14.整数类型的运算

两个相同类型的整数运算时，或者单个整数的运算，一般来说，运算结果也属于同一类型。但是有一个例外，宽度小于 int 的类型，运算结果会自动提升为 int 。

unsigned char a = 66;
if ((-a) < 0) printf("negative\n");
else printf("positive\n");

上面示例中，变量 a 是 unsigned char 类型，这个类型不可能小于0，但是 -a 不是 unsigned char 类型，会自动转为 int 类型，导致上面的代码输出 negative。
再看下面的例子。

unsigned char a = 1;
unsigned char b = 255;
unsigned char c = 255;
if ((a - 5) < 0) do_something();
if ((b + c) > 300) do_something();

上面示例中，表达式 a - 5 和 b + c 都会自动转为 int 类型，所以函数 do_something() 会执行两次。

15.函数

函数的参数和返回值，会自动转成函数定义里指定的类型。

int dostuff(int, unsigned char);
char m = 42;
unsigned short n = 43;
long long int c = dostuff(m, n);

上面示例中，参数变量 m 和 n 不管原来的类型是什么，都会转成函数 dostuff() 定义的参数类型。下面是返回值自动转换类型的例子。

char func(void) {
  int a = 42;
  return a;
}

上面示例中，函数内部的变量 a 是 int 类型，但是返回的值是 char 类型，因为函数定义中返回的是这个类型。

16.类型的显式转换

原则上，应该避免类型的自动转换，防止出现意料之外的结果。C 语言提供了类型的显式转换，允许手动转换类型。
只要在一个值或变量的前面，使用圆括号指定类型 (type) ，就可以将这个值或变量转为指定的类型，这叫做“类型指定”（casting）。

(unsigned char) ch

上面示例将变量 ch 转成无符号的字符类型。

long int y = (long int) 10 + 12;

上面示例中， (long int) 将 10 显式转为 long int 类型。这里的显示转换其实是不必要的，因为赋值运算符会自动将右边的值，转为左边变量的类型。

17.可移植类型

C 语言的整数类型（short、int、long）在不同计算机上，占用的字节宽度可能是不一样的，无法提前知道它们到底占用多少个字节。
程序员有时控制准确的字节宽度，这样的话，代码可以有更好的可移植性，头文件 stdint.h 创造了一些新的类型别名。
（1）精确宽度类型(exact-width integer type)，保证某个整数类型的宽度是确定的。
int8_t ：8位有符号整数。
int16_t ：16位有符号整数。
int32_t ：32位有符号整数。
int64_t ：64位有符号整数。
uint8_t ：8位无符号整数。
uint16_t ：16位无符号整数。
uint32_t ：32位无符号整数。
uint64_t ：64位无符号整数。
上面这些都是类型别名，编译器会指定它们指向的底层类型。比如，某个系统中，如果 int 类型为32位， int32_t 就会指向 int ；如果 long 类型为32位， int32_t 则会指向 long 。下面是一个使用示例。

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
int main(void) {
  int32_t x32 = 45933945;
  printf("x32 = %d\n", x32);
  return 0;
}

上面示例中，变量 x32 声明为 int32_t 类型，可以保证是32位的宽度。
（2）最小宽度类型（minimum width type），保证某个整数类型的最小长度。
int_least8_t
int_least16_t
int_least32_t
int_least64_t
uint_least8_t
uint_least16_t
uint_least32_t
uint_least64_t
上面这些类型，可以保证占据的字节不少于指定宽度。比如， int_least8_t 表示可以容纳8位有符号整数的最小宽度的类型。
（3）最快的最小宽度类型（fast minimum width type），可以使整数计算达到最快的类型。
int_fast8_t
int_fast16_t
int_fast32_t
int_fast64_t
uint_fast8_t
uint_fast16_t
uint_fast32_t
uint_fast64_t
上面这些类型是保证字节宽度的同时，追求最快的运算速度，比如 int_fast8_t 表示对于8位有符号整数，运算速度最快的类型。这是因为某些机器对于特定宽度的数据，运算速度最快，举例来说，32位计算机对于32位数据的运算速度，会快于16位数据。
（4）可以保存指针的整数类型。
intptr_t ：可以存储指针（内存地址）的有符号整数类型。
uintptr_t ：可以存储指针的无符号整数类型。
（5）最大宽度整数类型，用于存放最大的整数。
intmax_t ：可以存储任何有效的有符号整数的类型。
uintmax_t ：可以存放任何有效的无符号整数的类型。
上面的这两个类型的宽度比 long long 和 unsigned long 更大。