C 中的整數：一點歷史

整數是編程中最基礎的數據類型，堪稱編程的基石。程序員的工作就是賦予這些數字意義，無論軟件多麼複雜，最終都歸結於整數運算，因為處理器只理解整數。

為了表示負數，我們引入了二進制補碼；為了表示小數，我們創造了科學計數法，於是有了浮點數。但歸根結底，一切仍然離不開0和1。

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整數的簡史

在C語言中， int幾乎是默認類型。儘管編譯器可能會發出警告，但在許多情況下，你仍然可以寫下這樣的代碼：

 <code class="language-c">main(void) { return 0; }</code>

從技術角度來看，這與以下代碼等效：

 <code class="language-c">int main(void) { return 0; }</code>

這種做法源於當時的編程習慣：如果程序員沒有指定類型，默認使用整數是合理的。

C語言的設計初衷也考慮到了這一點。最初， int並沒有標準的大小。在PDP-11處理器（C語言最初誕生的平台）上，尋址空間為16位，因此int也是16位是合情合理的。當時的設想是， int的大小會隨著處理器的發展而增長。

尺寸之謎

這種做法帶來了一些問題。如果int的大小因平台而異，那麼為不同處理器編譯的程序行為就會有所不同，這與C語言“平台無關”的理念相悖。

與int不同， char的大小始終明確定義： 8位，有符號。儘管名稱如此， char並非文本字符的抽像類型，而只是一個8位整數。例如，字符“a”在編譯時會被轉換為數字97 ，簡單明了。

其他類型，例如short和long呢？其大小由編譯器決定：

 <code class="language-c">short // 编译器自行决定大小long // 编译器自行决定大小</code>

編譯器實現者可以自由地決定其具體大小。

ANSI C (1989) 帶來的規範

ANSI C標準制定了一些規則：

• char ：至少8位
• short ：至少16位
• int ：至少與short一樣大（16位或32位）
• long ：至少32位

這帶來了一定的規範，但int的大小仍然不夠清晰。 C99標準引入了<stdint.h></stdint.h>頭文件，情況有所改善。

現在我們有了固定大小的整數類型：

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

從此以後，編譯器必須使用固定大小的類型來實現這個頭文件。

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整數的現狀

如今，使用GCC和Clang等現代編譯器，整數的大小更加可預測：

類型	大小
char	8 bits
short	16 bits
int	32 bits
long	64 bits (32位系統上為32位)
long long	64 bits

儘管long long仍然有些特殊，但至少帶來了一致性（老實說，我覺得long long很酷）。

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最佳實踐

現在我們有了<stddef.h></stddef.h>和<stdint.h></stdint.h>這樣的頭文件。只在必要時使用int ，例如main函數的返回類型。對於其他情況，最好使用<stdint.h></stdint.h>中固定大小的整數類型；對於數組索引或循環計數，請使用<stddef.h></stddef.h>中的size_t 。希望這些建議能幫助你避免一些麻煩。

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