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

--

--

char

8

-2^7 ~ 2^7-1

%c

%c、%d、%u

signed

--

char

8

-2^7 ~ 2^7-1

%c

%c、%d、%u

unsigned

--

char

8

0 ~ 2^8-1

%c

%c、%d、%u

[signed]

short

[int]

16

-2^15 ~ 2^15-1

 

%hd

unsigned

short

[int]

16

0 ~ 2^16-1

 

%hu、%ho、%hx

[signed]

--

int

32

-2^31 ~ 2^31-1

 

%d

unsigned

--

[int]

32

0 ~ 2^32-1

 

%u、%o、%x

[signed]

long

[int]

32

-2^31 ~ 2^31-1

 

%ld

unsigned

long

[int]

32

0 ~ 2^32-1

 

%lu、%lo、%lx

[signed]

long long

[int]

64

-2^63 ~ 2^63-1

 

%I64d

unsigned

long long

[int]

64

0 ~ 2^64-1

 

%I64u、%I64o、%I64x

--

--

float

32

+/- 3.40282e+038

 

%f、%e、%g

--

--

double

64

+/- 1.79769e+308

%lf、%le、

%lg

%f、%e、%g

--

long

double

96

+/- 1.79769e+308

%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:

   voidFunc(char ch) {}

    void Func(signed char ch) {}

    void Func(unsigned char ch) {}

是三个不同的函数。

2.   char/signedchar/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/signedchar/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longlong 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-win32gcc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 typecharacter `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linuxgc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。