C 中的整数：一点历史

整数是编程中最基础的数据类型，堪称编程的基石。程序员的工作就是赋予这些数字意义，无论软件多么复杂，最终都归结于整数运算，因为处理器只理解整数。

为了表示负数，我们引入了二进制补码；为了表示小数，我们创造了科学计数法，于是有了浮点数。但归根结底，一切仍然离不开0和1。

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整数的简史

在C语言中，int几乎是默认类型。尽管编译器可能会发出警告，但在许多情况下，你仍然可以写下这样的代码：

main(void) {
    return 0;
}

从技术角度来看，这与以下代码等效：

int main(void) {
    return 0;
}

这种做法源于当时的编程习惯：如果程序员没有指定类型，默认使用整数是合理的。

C语言的设计初衷也考虑到了这一点。最初，int并没有标准的大小。在PDP-11处理器（C语言最初诞生的平台）上，寻址空间为16位，因此int也是16位是合情合理的。当时的设想是，int的大小会随着处理器的发展而增长。

尺寸之谜

这种做法带来了一些问题。如果int的大小因平台而异，那么为不同处理器编译的程序行为就会有所不同，这与C语言“平台无关”的理念相悖。

与int不同，char的大小始终明确定义：8位，有符号。尽管名称如此，char并非文本字符的抽象类型，而只是一个8位整数。例如，字符“a”在编译时会被转换为数字97，简单明了。

其他类型，例如short和long呢？其大小由编译器决定：

short  // 编译器自行决定大小
long   // 编译器自行决定大小

编译器实现者可以自由地决定其具体大小。

ANSI C (1989) 带来的规范

ANSI C标准制定了一些规则：

• char：至少8位
• short：至少16位
• int：至少与short一样大（16位或32位）
• long：至少32位

这带来了一定的规范，但int的大小仍然不够清晰。C99标准引入了<stdint.h></stdint.h>头文件，情况有所改善。

现在我们有了固定大小的整数类型：

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

从此以后，编译器必须使用固定大小的类型来实现这个头文件。

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整数的现状

如今，使用GCC和Clang等现代编译器，整数的大小更加可预测：

类型	大小
char	8 bits
short	16 bits
int	32 bits
long	64 bits (32位系统上为32位)
long long	64 bits

尽管long long仍然有些特殊，但至少带来了一致性（老实说，我觉得long long很酷）。

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最佳实践

现在我们有了<stddef.h></stddef.h>和<stdint.h></stdint.h>这样的头文件。只在必要时使用int，例如main函数的返回类型。对于其他情况，最好使用<stdint.h></stdint.h>中固定大小的整数类型；对于数组索引或循环计数，请使用<stddef.h></stddef.h>中的size_t。希望这些建议能帮助你避免一些麻烦。

感谢您的阅读！

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