Области значений
Область значений — это интервал от минимального до максимального значения, которое может быть представлено в переменной данного типа. В таблице 3.3 приведен размер занимаемой памяти и области значений переменных для каждого типа. Поскольку переменных типа void не существует, он не включен в эту таблицу.
Таблица 3.3.
Размер памяти и область значений типов
| Тип | Представление в памяти | Область значений | |||
| char
| 1 байт | от -128 до 127 | |||
| int | зависит от реализации | ||||
| short | 2 байта | от -32768 до 32767 | |||
| long | 4 байта | от -2.147.483.648 до 2.147.483.647 | |||
| unsigned char | 1 байт | от 0 до 255 | |||
| unsigned | зависит от реализации | ||||
| unsigned short | 2 байта | от 0 до 65535 | |||
| unsigned long | 4 байта | от 0 до 4.294.967.295 | |||
| float | 4 байта | стандартный формат IEEE | |||
| double | 8 байтов | стандартный формат IEEE | |||
| long
double | 10 байтов | стандартный формат IEEE |
Тип char может использоваться для хранения буквы, цифры или другого символа из множества представимых символов. Значением объекта типа char является код, соответствующий данному символу. Тип char интерпретируется как однобайтовое целое с областью значений от -128 до 127. Тип unsigned char
может содержать значения в интервале от 0 до 255. В частности, буквы русского алфавита имеют коды, соответствующие типу unsigned
char.
Следует отметить, что представление в памяти и область значений для типов int и unsigned int не определены в языке Си. В большинстве систем программирования размер типа int (со знаком или без знака) соответствует реальному размеру целого машинного слова. Например, на 16-разрядном компьютере тип int занимает 16 разрядов, или 2 байта. На 32-разрядном компьютере тип int занимает 32 разряда, или 4 байта. Таким образом, тип int эквивалентен либо типу short int
(короткое целое), либо типу long int
(длинное целое), в зависимости от компьютера. Аналогично, тип unsigned
int эквивалентен либо типу unsigned
short int, либо типу unsigned long int. Однако рассматриваемые в данной книге компиляторы языка Си, разработанные для моделей IBM PC с 16-разрядным машинным словом, при работе на IBM PC/AT с процессором Intel 80386 (имеющим 32-разрядное машинное слово) отводят для типа int
и unsigned int только 16 разрядов.
Спецификации типов int и unsigned
int широко используются в программах на Си, поскольку они позволяют наиболее эффективно работать с целыми значениями на данном компьютере. Однако, поскольку размер типов int
и unsigned int
является машинно-зависимым, программы, зависящие от конкретного размера типа int или unsigned int на каком-либо компьютере, могут быть непереносимы на другой компьютер. Переносимость программ можно повысить, если использовать для ссылки на размер типа данных операцию sizeof.
Порядок размещения байтов в памяти для базовых целых типов следующий (по возрастанию адресов):
для типа short — b0, b1;
для типа long — b0, b1, b2, b3,
где b0—младший байт.
Архитектура процессора Intel 8086/88 позволяет размещать переменные различного размера в памяти, как с четного, так и с нечетного адреса. Однако в последнем случае обращение к переменным будет более медленным. В СП TC существует опция компиляции, задающая выравнивание всех объектов, занимающих более одного байта, на границу четного адреса. Память при этом будет использоваться менее эффективно, но скорость обращения к переменным возрастет. В СП MSC по умолчанию производится выравнивание на границу четного адреса. В версии 5.0 СП MSC существует опция компиляции, обеспечивающая выравнивание на границу, заданную программистом. Вопросы выравнивания структур рассматриваются в разделе 3.4.3.
Согласно правилам преобразования типов в языке Си (см. раздел 5 "Выражения"), не всегда возможно использовать в выражении максимальное или минимальное значение для константы данного типа.
Допустим, требуется использовать в выражении значение -32768 типа short. Константное выражение -32768 состоит из арифметической операции отрицания (-),
предшествующей значению константы 32768. Поскольку значение 32768 слишком велико для типа short, компилятор языка Си представляет его типом long и, следовательно, константа -32768 будет иметь тип long. Значение -32768 может быть представлено типом short только путем явного приведения его к типу short с помощью выражения (short) (?32768). Информация при этом не будет потеряна, поскольку значение -32768 может быть представлено двумя байтами памяти.
Восьмеричные и шестнадцатеричные
константы могут иметь знаковый или беззнаковый тип, в зависимости от их значения (см. раздел 1.2.1). Однако метод присвоения компилятором языка Си типов восьмеричным и шестнадцатеричным константам гарантирует, что в выражениях они будут вести себя как беззнаковые целые (поскольку их знаковый бит всегда равен нулю).
СП ТС
позволяет явно присваивать константам беззнаковый тип с помощью суффикса u.
Для представления значений с плавающей точкой используется стандартный формат IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.). Значения типа float
занимают 4 байта, состоящих из бита знака, 7-битовой двоичной экспоненты и 24-битовой мантиссы. Мантисса представляет число в интервале от 1.0 до 2.0. Поскольку старший бит мантиссы всегда равен единице, он не хранится в памяти. Это представление дает область значений приблизительно от 3.4Е-38 до 3.4Е+38.
Значения типа double занимают 8 байтов. Их формат аналогичен формату float, за исключением того, что экспонента занимает 11 битов, а мантисса 52 бита плюс неявный старший бит, единичный. Это дает область значений приблизительно от 1.7Е-308 до 1.7Е+308.
Значения типа long double
занимают 80 битов; их область значений—от 3.4Е-4932 до 1.1Е+4932. Формат их аналогичен формату double, однако, мантисса длиннее на 16 битов.
