5.2　基本类型

C有一系列的基本类型和构造派生类型C的方法，我们将在第6章中描述它们。

主要是由于历史的原因，基本类型的系统有点复杂，而且指定这些类型的语法也不是很直观。第一级规范完全由语言的关键字完成，比如signed、int和double。第一级主要根据C语言的内部结构来组织的。在此之上是通过头文件实现的第二级规范，我们已经看到了一些示例：size_t和bool。第二级是按类型语义组织的，指定特定类型给程序员带来了什么属性。

我们将从这些类型的第一级规范开始。正如我们前面所讨论的（要点5.2），C语言中的所有基本值都是数字，但有不同种类的数字。作为一个主要的区别，我们有两类不同的数字，每一类都有两个子类：无符号整数C、有符号整数C、实浮点数C和复浮点数C。这四个类中的每个都包含几个类型。根据表5.1按四个主要类型分类的基类型，它们是不同的。灰色背景的类型不支持算术运算，它们在做算术之前需要被提升。char类型很特殊，因为它可以是无符号的，也可以是有符号的，这取决于平台。该表中的所有类型都被视为不同的类型，即使它们具有同样的类和精度。

它们的精度C决定了特定类型允许的值的合法范围[1]。表5.1概述了18种基类型。

从表中可以看到，有六种类型不能直接用于算术运算，即所谓的窄类型C。在算术表达式中使用它们之前，需要将它们提升C到更广泛的类型之一。如今，在任何实际的平台上，这种提升是把同一值的signed int作为窄类型，而不管窄类型是否是有符号的。

要点5.10　在进行算术运算之前，窄整数类型被提升为signed int。

注意，在窄整数类型中，我们有两个重要的成员：char和bool。第一个是C的类型，它处理文本的可打印字符，第二个保存真值，false和true。正如我们之前所说，对于C来说，这些只是某种数字。

剩下的12个未提升的类型被分成了4类。

要点5.11　四个基类型的每一个都有三个不同的未提升类型。

与许多人认为的相反，C标准并没有规定这12种类型的精度：它只是限制了它们。它们依赖于许多由实现定义C的因素。

该标准规定的一件事情是，有符号类型值的范围必须根据其等级相互包括：

但这一包含并不需要很严格。例如，在许多平台上，int和long的值集合是相同的，尽管类型被认为是不同的。类似的包含有六种无符号类型：

但是请记住，对于任何算术或比较运算，窄无符号类型都会提升为signed int，而不是unsigned int，如图所示。

比较有符号类型和无符号类型的范围比较困难。显然，无符号类型永远不能包含有符号类型的负值。对于非负值，我们有以下包含相应等级的类型的值：

也就是说，对于给定的等级，有符号类型的非负值适合无符号类型。在任何现代平台上，这种包含都是严格的：无符号类型有不适合有符号类型的值。例如，一个常见的最大值对是231-1 =2147483 647（对于signed int）和232-1 = 4294967295（对于unsigned int）。

由于整型类型之间的相互关系依赖于平台，因此以一种可移植的方式为给定的目的选择“最佳”类型可能是一项烦琐的任务。幸运的是，我们可以从编译器实现中获得一些帮助，它为我们提供了typedef，比如表示某些特性的size_t。

要点5.12　对大小、基数或序数使用size_t。

请记住，无符号类型是最方便的类型，因为它们是唯一具有与数学属性定义一致的算术类型：模运算。它们不能在溢出时发出信号，但可以进行最佳优化。在5.7.1节中对它们有更详细的描述。

要点5.13　对不能为负的比较小的数使用unsigned。

如果你的程序确实需要正值和负值，但是不能有分数值，那么就使用有符号类型（参见5.7.5节）。

要点5.14　对带有符号的比较小的数使用signed。

要点5.15　对带有符号的比较大的差数使用ptrdiff_t。

如果你想使用诸如0.5或3.77189E+89这样的值进行小数计算，请使用浮点类型（参见5.7.7节）。

要点5.16　对浮点计算使用double。

要点5.17　对复杂计算使用double complex。

C标准定义了许多其他类型，其中包括其他对特殊用例建模的算术类型，表5.2列出了其中一些。第二对表示平台支持的最大宽度类型。这也是预处理器执行各种算术或比较的类型。

time_t和clock_t这两种类型用于处理时间。它们是语义类型，因为不同平台的时间计算精度不同。以秒为单位的时间可以用于算术的方法是difftime函数：它计算两个时间戳的差。clock_t值表示平台的处理器时钟周期模型，因此时间单位通常远小于一秒。可以使用CLOCKS_PER_SEC将这些值转换为秒。

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[1]这里使用的术语精度是受限制的，因为C标准定义了它。它不同于浮点计算的精度。