C 中的整數：一點歷史

整數是計算中最基本的資料結構－如果我們甚至可以稱它們為「結構」的話。身為程式設計師，我們的工作就是賦予這些數字意義。無論軟體多麼複雜：最終它只是一個整數，而你的處理器只能理解整數。

如果我們需要負數，我們發明了二進位補碼。如果我們需要小數，我們會創建一種科學記數法，然後——砰——我們就有了一個浮點數。歸根究底，還是無法逃避零和一。

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整數的小歷史

在C中，int幾乎是自然型。儘管編譯器可能會抱怨，但到處都有一些標誌，大多數都會允許你寫這樣的東西：

main(void) {
    return 0;
}

從技術上講，這與：

int main(void) {
    return 0;
}

這種行為來自於當時的常識：如果程式設計師沒有指定類型，則預設為整數是合理的。

C 的設計就是考慮到了這個想法。最初，int 沒有標準大小。 PDP-11 處理器（最初建立 C 的機器）使用 16 位元定址。因此，我們假設 int 也是 16 位元才有意義。這個想法是，int 的大小會隨著處理器的發展而成長。

神秘的尺寸

這種方法產生了一些問題。如果 int 的大小因平台而異，則為不同處理器編譯的程式的行為可能會有所不同。這打破了 C 是一種「不可知論」語言可以編譯成不同架構的想法。

與 int 不同，例如，char 總是具有明確定義的大小：8 位，有符號。儘管有它的名字，char 並不是文字字元的抽象類型。它只是一個 8 位數。例如，文字「a」在編譯時轉換為數字 97，簡單明了。

其他類型呢，例如短的和長的？這個想法很簡單：

short <= int <= long

編譯器實現者可以完全自由地決定具體大小。

ANSI C (1989) 帶來了一些秩序

根據ANSI C標準，建立了一些規則：

• 字元：至少 8 位元
• 短：至少 16 位
• int：short 或更大的大小（16 或 32 位元）
• 長：至少 32 位

這個組織有所幫助，但至少可以說 int 的大小仍然令人困惑。 C99 標準引入了 stdint.h 標頭，情況有所改善。

現在我們有固定大小的種類：

• int8_t：8 位元
• int16_t：16位元
• int32_t：32位元
• int64_t：64位元

從那時起，編譯器就需要用固定大小的型別來實現這個頭。

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整數的目前狀態

如今，使用 GCC 和 Clang 等現代編譯器，大小更可預測：

Type	Size
char	8 bits
short	16 bits
int	32 bits
long	64 bits (32 bits on 32-bit systems)
long long	64 bits

雖然long long還是有些奇特，但至少帶來了一些一致性（說實話，我甚至覺得long long很時尚）。

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怎麼辦？

今天，我們已經配備了像 stddef.h 和 stdint.h 這樣的標頭。僅在必要時使用 int，例如 main 函數的傳回類型。對於原型以外的任何內容，最好使用 stdint.h 中的固定大小整數，對於數組索引或循環，請使用 stddef.h 中的 size_t。我希望這能讓您免去一些麻煩。

謝謝您堅持到這裡 — 下次見！

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