C语言中各种数据类型中所占的字节和取值范围

问题：C语言数据类型取值范围，是根据什么定义这个范围取值?
首先，在计算机中所有数据都是用一个一个的二进制位（0或1）存储的，单位称为：位（bit）；
然后，每8位二进制数（比如01010001）代表一个字节(byte)大小，即1字节=8位；
再然后，C语言每个数据类型都是有固定字节大小的，比如char类型是一个字节即8位，而int类型的大小与具体计算机cpu的机器字长有关，如果是16位cpu，int类型就是2字节=16位大小，如果是32位cpu，int类型就是4字节=32位大小；
最后，每个数据类型的取值范围就是由其字节大小决定的，如char类型的取值范围是-2^7 ~ 2^7-1（涉及到二进制数与十进制数之间的转换方面的知识，此处不再讲，详情可查阅相关进制换算资料）。

 

 

C语言中基本类型包括字节型（char）、整型（int）和浮点型（float/double）。

定义基本类型变量时，可以使用符号属性signed、unsigned（对于char、int），和长度属性short、long（对于int、double）对变量的取值区间和精度进行说明。

下面列举了Dev-C++下基本类型所占位数和取值范围：

符号属性  长度属性  基本型  所占位数   取值范围    输入符举例   输出符举例

无         无        char    8        -2^7 ～ 2^7-1     %c        %c、%d、%u  

signed      无        char     8        -2^7 ～ 2^7-1     %c         %c、%d、%u

unsigned    无        char    8        0 ～ 2^8-1        %c         %c、%d、%u

[signed]    short      [int]    16        -2^15 ～2^15-1    %hd        %hd

unsigned   short       [int]    16        0 ～2^16-1  %hu、%ho、%hx   %hu、%ho、%hx

[signed]    无          int     32       -2^31 ～ 2^31-1    %d         %d 

Unsigned   无         [int]    32       0 ～ 2^32-1   %u、%o、%x     %u、%o、%x

[signed]    long       [int]    32        -2^31 ～ 2^31-1    %ld        %ld

unsigned   long        [int]    32       0 ～ 2^32-1   %lu、%lo、%lx   %lu、%lo、%lx

[signed]    longlong    [int]    64       -2^63 ～ 2^63-1   %I64d      %I64d

unsigned   longlong    [int]    64       -2^63 ～ 2^63-1    %I64d      %I64d

unsigned   longlong    [int]   640 ～ 2^64-1 %I64u、%I64o、%I64x  %I64u、%I64o、%I64x

无         无        float     32       +/-3.40282e+038   %f、%e、%g   %f、%e、%g 

无         无       double   64        +/-1.79769e+308   %lf、%le、%lg  %f、%e、%g

无        long      double    96       +/- 1.79769e+308 %Lf、%Le、%Lg  %Lf、%Le、%Lg 
说明：
1. 注意! 表中的每一行，代表一种基本类型。“[]”代表可省略。
    例如：char、signedchar、unsigned char是三种互不相同的类型；
int、short、long也是三种互不相同的类型。可以使用C++的函数重载特性进行验证，如:
    void Func(char ch) {}
    void Func(signed char ch) {}
    void Func(unsigned char ch) {}
是三个不同的函数。

2. char/signed char/unsigned char型数据长度为1字节；
    char为有符号型，但与signed char是不同的类型。
注意! 并不是所有编译器都这样处理，char型数据长度不一定为1字节，char也不一定为有符号型。

3. 将char/signed char转换为int时，会对最高符号位1进行扩展，从而造成运算问题。
    所以,如果要处理的数据中存在字节值大于127的情况，使用unsigned char较为妥当。程序中若涉及位运算，也应该使用unsigned型变量。

4. char/signed char/unsigned char输出时，使用格式符%c（按字符方式）；或使用%d、%u、%x/%X、%o，按整数方式输出；输入时，应使用%c，若使用整数方式，Dev-C++会给出警告，不建议这样使用。

5. int的长度，是16位还是32位，与编译器字长有关。
    16位编译器（如TC使用的编译器）下，int为16位；32位编译器（如VC使用的编译器cl.exe）下，int为32位。

6. 整型数据可以使用%d（有符号10进制）、%o（无符号8进制）或%x/%X（无符号16进制）方式输入输出。而格式符%u，表示unsigned，即无符号10进制方式。

7. 整型前缀h表示short，l表示long。
   输入输出short/unsignedshort时，不建议直接使用int的格式符%d/%u等，要加前缀h（%hd或%hu）。这个习惯性错误，来源于TC。TC下，int的长度和默认符号属性，都与short一致，于是就把这两种类型当成是相同的，都用int方式进行输入输出。

8. 关于long long类型的输入输出："%lld"和"%llu"是linux下gcc/g++用于long long int类型(64 bits)输入输出的格式符。而"%I64d"和"%I64u"则是Microsoft VC++库里用于输入输出__int64类型的格式说明。Dev-C++使用的编译器是Mingw32，Mingw32是x86-win32 gcc子项目之一，编译器核心还是linux下的gcc。进行函数参数类型检查的是在编译阶段，gcc编译器对格式字符串进行检查，显然它不认得"%I64d"，所以将给出警告“unknownconversion type character `I' in format”。对于"%lld"和"%llu"，gcc理所当然地接受了。
    Mingw32在编译期间使用gcc的规则检查语法，在连接和运行时使用的却是Microsoft库。这个库里的printf和scanf函数当然不认识linux gc下"%lld"和"%llu"，但对"%I64d"和"%I64u"，它则是乐意接受，并能正常工作的。

9. 浮点型数据输入时可使用%f、%e/%E或%g/%G，scanf会根据输入数据形式，自动处理。
    输出时可使用%f（普通方式）、%e/%E（指数方式）或%g/%G（自动选择）。

10. 浮点参数压栈的规则：float(4 字节)类型扩展成double(8字节)入栈。所以在输入时，需要区分float(%f)与double(%lf)，而在输出时，用%f即可。printf函数将按照double型的规则对压入堆栈的float(已扩展成double)和double型数据进行输出。如果在输出时指定%lf格式符，gcc/mingw32编译器将给出一个警告。
11. Dev-C++(gcc/mingw32)可以选择float的长度，是否与double一致。
12. 前缀L表示long（double）。
    虽然long double比double长4个字节，但是表示的数值范围却是一样的。long double类型的长度、精度及表示范围与所使用的编译器、操作系统等有关。