C/C++整型，定義、表示、範圍，再看整型

    今天複習到C++的變數與基本類型，再看整形。

    一般情況下，我們會認為表示整數的資料類型叫做是整型，但實際上，C++中的整型包括表示整數、字元和布爾值的算術類型。理解這一點很簡單，首先，整數就是通常指的整數，比如-655536，-200，-100,0,50，65535等；而字元char類型的資料也是可以參加算術運算的，比如，字元'a'等於整型97的，可通過if('a'==97) cout<<"Yes"<<endl;驗證，程式輸出是YES，表示字元'a'與整數97是相等的；布爾bool類型也是可以參與算術運算的，例如，char a = 'a';bool b = true;printf("%d\n",a+b);則輸出的結果是98，表示a=97，b=1，而輸出是（97+1）==98；因此，嚴格的來說，整型是表示整數、字元和布爾值等算術類型的合稱。對於C++語言而言，整型就是包括整數型、字元型、布爾型。

整數型有：short、int、long等三種，其中，int為預設的整型，int類型的資料是一個機器字長，即你的CPU處理的位元，假設你的CPU是32位的，則一個int就是4個位元組。short類型是半個機器字長，則為int的一半；而long則為通常是一或者兩個機器字長，但在32位機器中，通常int與long是相同的，所以sizeof(int)==sizeof(long)==4是正確的。

字元類型有：char和wchar_t兩種，其中，char為大家所知的單位元組資料類型，8位元據。wchar_t是C++定義的，用於儲存擴充字元集的，比如中文字元，實際上wchar_t是用unsigned short類型來定義資料的。

布爾類型：用bool關鍵字來申明，其值只有真和假，即true和false，true的int類型值為1，false的int類型值為0。0值算術類型都代表著false，而任何非0值都代表著true。布爾類型通常正規的定義和初始化如，bool b = true，當然也可以定義和初始如bool b1=1，bool b2='b'等等；然而，假設有程式 bool b = 'b';cout<<b<<endl;printf("%c\n",b);則程式輸出為1和@臉型符號@，為什麼不是98或者true或者'b'，這不僅說明了任何非0數值都是true，而且也證明了bool類型的true值就是1，所以，任何值為true的bool值輸出總是為1，而將1作為字元輸出時就是@臉型字元@。這個例子也證明了在本人發表的隨筆《if語句，C、C++、Java》一文中提到的，if(“xxxx”)內的條件運算式是true的原因。

 

    不過，通常來說，整型主要是用以描述整數的，這種說法比較通用化，對於其他程式設計語言來說也是友善的說法。比如在java語言中，算術類型之間的轉換還是必須嚴格的按照強制轉型進行的。

     整型（除bool類型外）可以分為帶符號signed和無符號unsigned類型。帶符號類型signed可以表示正負數、0，而無符號數則只能表示0和正數。預設情況下是帶符號數的，例如 int i;相當於signed int i; 而要定義無符號數必須顯示在前面加上unsigned加以說明，例如，unsigned int i。然而，對於char類型，char類型可以有三種類型：普通char、signed char和unsigned char，即便如此，char類型只有兩種表示方式，即signed char和unsigned char。

    帶符號數與無符號數的區別在於，帶符號數使用資料中的最高位作為符號位，剩餘的坐資料位元，而無符號數則使用全部的位bit作為資料位元。假設以8位為例，則無符號資料使用全部的8位來表示資料，則資料的表示範圍從0—255。而帶符號使用最高位（第7位，從0位開始算）為符號位，該位若是1則表示負數，若是0表示正數，剩下的7位用來表示資料，則資料表示範圍從-128—127。

    整型是有表示範圍的，那麼如果在整型賦值時超過了類型所表示的範圍，會有什麼發生呢？

那麼我們來看看以下幾個程式。（條件：實驗機器是32位）

第一題：

short i = (short)65535;
 printf("%d\n",i);

程式輸出的是：-1.

第二題：

short i = (short)65538;
 printf("%d\n",i);

程式輸出的是：2.

第三題：

 short i = (short)-32769;
 printf("%d\n",i);

程式輸出的是：32767

為什麼這樣？為什麼輸出的不是我們賦予的預期值？

當然，這是賦予的值超出了資料的表示範圍導致的。那麼，為什麼得到這樣的值？

現在我們針對第一題，首先我們將65535十六進位表示為0xffff，轉化為二進位是11111111 11111111剛好是16位，short類型是半個機器字長，因此為16位。由於此時i被定義為帶符號數，最高位（第15位為1，負數），0xffff則正是-1的在機器中的補碼。所以，輸出剛好是-1。如果程式改為：

unsigned short i = (short)65535;
 printf("%d\n",i);

則輸出正好是65535；

針對第二題，變數i同樣定義為帶符號，首先將65538轉換為二進位，則為1 00000000 00000010是17位二進位，由於short類型只有16位，因此，只截取出後16位00000000 00000010，可見，結果正式帶符號數+2。那麼，如果把i定義為無符號數，或輸出什麼呢？還會是+2嗎？同樣的道理，17位二進位中，只照截取00000000 00000010部分，而無符號數只是把最高位算進資料位元中，固然，00000000 00000010整體還是2。

針對第三題，首先我們將-32769用二進位補碼錶示為1 01111111 11111111是17位，因此，截取後16位01111111 11111111，而後16位的帶符號數就是+32767。這就是為什麼會得到這樣的一些結果了。

偶然複習到C++的整型，結合一些自身經驗，再看C/C++整型罷，歡迎指正！