2.4 整型

原文 from http://www.learncpp.com/cpp-tutorial/24-integers/

整型的变量如-1，0，3，4。C++中含有四种不同的整型变量，char，short，int和long。这些整型之间唯一的不同点是它们占有的内存大小，更大的整型能够保存更大的数值。你可以用sizeof操作符查看具体的大小。

在这个教程中，我们假设：

• a char is 1 byte
• a short is 2 bytes
• an int is either 2 or 4 bytes
• a long is 4 bytes

声明一些变量：

char chChar;
short int nShort;    // "short int" is technically correct
short nShort2;       // "short" is preferred shorthand
int nInteger;
long int nLong;      // "long int" is technically correct
long nLong2;         // "long" is preferred shorthand

虽然short int和long int是正确的用法，但是，我们更喜欢用简单的方式short 和 long 来代替它们。添加了int前缀使得类型更不好与int类型的变量进行区别。这回导致错误（如，溢出），如果带有short或long会不小心错过。（后两句话翻译的很别扭，大概是说将short int当成int，int当成了long int会发生溢出的错误）

因为char，short，int，long的大小取决于编译器或计算机架构，它能够通过整型的占用内存的大小来指出整型数值而不是名字。我们通常通过变量类型分配到的位或字节的数量来读取整型数值。

上一节中提到，分配到n位的变量能够是2^n不同的值。一个数据类型就具有它的取值范围。整型具有两种不同的范围，取决于它们是有符号的还是无符号的。

 

有符号和无符号变量

有符号整型能够存储正数和负数。声明变量是有符号的，你可以使用相应的关键词

signed char chChar;
signed short nShort;
signed int nInt;
signed long nLong;

一个字节的有符号整型的范围是-128到127.任何一个在-128到127（包括）内的数字都能安全的放到一个字节中。

有时，我们事先知道我们不会使用负数。这样通常使用unsigned整型。

unsigned char chChar;
unsigned short nShort;
unsigned int nInt;
unsigned long nLong;

一个字节的无符号整型变量的范围在0到255.

将变量声明为无符号整型，说明变量不能用来存储负数，但是能够存储更大的整数。

如果我们没有将变量声明为signed或者是unsigned？所有的变量除了char都是默认为signed的。char可能默认成signed或是unsigned，不过通常是signed。

 

short nShort; // signed by default
int nInt; // signed by default
long nLong; // signed by default
char chChar; // can be signed or unsigned by default, but probably signed.

 

对于新手，经常会将unsigned和signed搞混。下面是一个简单的方法来记住它们之间的区别：为了区分正负数，我们通常使用负号。如果一个标记没有提供，我们认为是正数。因此，一个带符号的整数可以区分正和负数。一个整数没有符号，被认为都是正数。

Size/Type	Range
1 byte signed	-128 to 127
1 byte unsigned	0 to 255
2 byte signed	-32,768 to 32,767
2 byte unsigned	0 to 65,535
4 byte signed	-2,147,483,648 to 2,147,483,647
4 byte unsigned	0 to 4,294,967,296
8 byte signed	-9,223,372,036,854,775,807 to 9,223,372,036,854,775,807
8 byte unsigned	0 to 18,446,744,073,709,551,615

从数学上来讲，n位符号变量的范围在-(2^(n-1))到(2^(n-1))-1。n位无符号变量范围在(2^n)-1。

如果把大范围的数据放入到小范围的类型中呢？

 

溢出

用二进制表示，从0到15为：0, 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111, 1000, 1001, 1010, 1011, 1101, 1111.正如你所见的，数值越大，需要更多的位来存储。因为我们的变量都具有一定的位数，它限制了能够存储的最大的数值。

假设一个变量分配到4位。上面的所有的数字都能够存储到这个变量中。但是当我们将5位的数值赋值到你的变量时会发生什么呢？溢出就发生了，超出4位的部分就会丢失。

溢出在当一个变量的存储空间不够时发生丢失的现象。

我们来查看一下下面的代码：

#include <iostream>

int main()
{
    using namespace std;
    unsigned short x = 65535; // largest 2-byte unsigned value possible
    cout << "x was: " << x << endl;
    x = x + 1; // We desire 65536, but we get overflow!
    cout << "x is now: " << x << endl;
}

得到如下的结果：

x was: 65535
x is now: 0

 

同样当我们在底部溢出时：

#include <iostream>

int main()
{
    using namespace std;
    unsigned short x = 0; // smallest 2-byte unsigned value possible
    cout << "x was: " << x << endl;
    x = x - 1; // We expect -1, we get overflow!
    cout << "x is now: " << x << endl;
}

 

结果如下：

x was: 0
x is now: 65535

对于符号整型也具有类似的现象：

#include <iostream>

int main()
{
    using namespace std;
    signed short x = 32767; // largest 2-byte signed value possible
    cout << "x was: " << x << endl;
    x = x + 1; // We desire 32768, but we get overflow!
    cout << "x is now: " << x << endl;
}

 

结果是什么呢？？

 

整数位数的修正

一些编译器对整数的位数提供了修正。由于它不是标准C++的一部分，我们将它放在了附录A.6-fixed width integers中。不过还是建议读一下。