C 中的整数：一点历史

整数是计算中最基本的数据结构——如果我们甚至可以称它们为“结构”的话。作为程序员，我们的工作就是赋予这些数字以意义。无论软件多么复杂：最终它只是一个整数，而你的处理器只能理解整数。

如果我们需要负数，我们发明了二进制补码。如果我们需要小数，我们会创建一种科学记数法，然后——砰——我们就有了一个浮点数。归根结底，还是无法逃避零和一。

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整数的小历史

在C中，int几乎是自然类型。尽管编译器可能会抱怨，但到处都有一些标志，大多数都会允许你写这样的东西：

main(void) {
    return 0;
}

从技术上讲，这与：

int main(void) {
    return 0;
}

这种行为来自于当时的常识：如果程序员没有指定类型，则默认为整数是合理的。

C 的设计就是考虑到了这个想法。最初，int 没有标准大小。 PDP-11 处理器（最初创建 C 的机器）使用 16 位寻址。因此，我们假设 int 也是 16 位才有意义。这个想法是，int 的大小会随着处理器的发展而增长。

神秘的尺寸

这种方法产生了一些问题。如果 int 的大小因平台而异，则为不同处理器编译的程序的行为可能会有所不同。这打破了 C 是一种“不可知论”语言可以编译成不同架构的想法。

与 int 不同，例如，char 始终具有明确定义的大小：8 位，有符号。尽管有它的名字，char 并不是文本字符的抽象类型。它只是一个 8 位数字。例如，文字“a”在编译时转换为数字 97，简单明了。

其他类型呢，比如短的和长的？这个想法很简单：

short <= int <= long

编译器实现者可以完全自由地决定具体大小。

ANSI C (1989) 带来了一些秩序

根据ANSI C标准，建立了一些规则：

• 字符：至少 8 位
• 短：至少 16 位
• int：short 或更大的大小（16 或 32 位）
• 长：至少 32 位

这个组织有所帮助，但至少可以说 int 的大小仍然令人困惑。 C99 标准引入了 stdint.h 标头，情况有所改善。

现在我们有固定大小的类型：

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

从那时起，编译器就需要用固定大小的类型来实现这个头。

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整数的当前状态

如今，使用 GCC 和 Clang 等现代编译器，大小更加可预测：

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

虽然long long还是有些奇特，但至少带来了一些一致性（说实话，我什至觉得long long很时尚）。

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该怎么办？

今天，我们已经配备了像 stddef.h 和 stdint.h 这样的标头。仅在必要时使用 int，例如 main 函数的返回类型。对于原型之外的任何内容，最好使用 stdint.h 中的固定大小整数，对于数组索引或循环，请使用 stddef.h 中的 size_t。我希望这能让您免去一些麻烦。

感谢您坚持到这里 — 下次见！

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