Arithmetic types

(另请参阅 类型 了解类型系统概述，以及 C 库提供的类型相关工具列表 。)

字符类型

• signed char — 用于有符号字符表示的类型。
• unsigned char — 用于无符号字符表示的类型。亦用于检查 对象表示 （原始内存）。
• char — 用于字符表示的类型。等价于 signed char 或 unsigned char 之一（具体取决于实现定义且可通过编译器命令行开关控制），但 char 是独立类型，与 signed char 和 unsigned char 均不相同。

注意标准库还定义了 typedef 名称 wchar_t 、 char16_t 和 char32_t (C11起) 来表示宽字符 以及 char8_t 用于UTF-8字符 (C23起) 。

整数类型

• short int （也可写作 short ，可使用关键字 signed ）
• unsigned short int （也可写作 unsigned short ）
• int （也可写作 signed int ）

这是平台最优的整数类型，保证至少为16位。当前大多数系统使用32位（参见下文数据模型）。

• unsigned int （也可写作 unsigned ），是 int 的无符号对应类型，实现模运算。适用于位操作。
• long int （也可写作 long ）
• unsigned long int （也可写作 unsigned long ）

注意：与所有类型说明符一样，允许任意顺序： unsigned long long int 和 long int unsigned long 声明的是同一类型。

以下表格汇总了所有可用的整数类型及其属性：

除了最小比特位数外，C标准还保证

1 == sizeof ( char ) ≤ sizeof ( short ) ≤ sizeof ( int ) ≤ sizeof ( long ) ≤ sizeof ( long long ) .

注意：这允许一种极端情况，即 字节 大小为64位，所有类型（包括 char ）均为64位宽，且 sizeof 对每种类型都返回 1 。

注意：有符号和无符号整数类型的整数运算定义不同。请参阅 算术运算符 ，特别是 整数溢出 部分。

数据模型

每个实现对于基本类型大小所做的选择统称为 数据模型 。目前获得广泛认可的数据模型主要有四种：

32 位系统：

• LP32 或 2/4/4 ( int 为16位， long 和指针为32位)

• Win16 API

• ILP32 或 4/4/4 ( int 、 long 和指针均为32位)；

• Win32 API
• Unix 及类Unix系统（Linux, Mac OS X）

64 位系统：

• LLP64 或 4/4/8 ( int 和 long 为32位，指针为64位)

• Win64 API

• LP64 或 4/8/8 ( int 为32位， long 和指针为64位)

• Unix及类Unix系统 (Linux, Mac OS X)

其他模型非常罕见。例如 ILP64 （ 8/8/8 ： int 、 long 和指针均为 64 位）仅出现在某些早期的 64 位 Unix 系统中（例如 Cray 上的 Unicos ）。

请注意，精确宽度整数类型自 C99 起可在 <stdint.h> 中使用。

实数浮点类型

C语言有 三种或六种 (since C23) 用于表示实浮点值的类型：

• float — 单精度浮点类型。若支持则匹配 IEEE-754 binary32 格式 。
• double — 双精度浮点类型。若支持则匹配 IEEE-754 binary64 格式 。
• long double — 扩展精度浮点类型。若支持则优先匹配 IEEE-754 binary128 格式 ；否则若支持则匹配 IEEE-754 binary64 扩展格式 ；否则匹配精度优于 binary64 且范围不小于 binary64 的非 IEEE-754 扩展浮点格式；否则匹配 IEEE-754 binary64 格式。
  • binary128 格式被部分 HP-UX、SPARC、MIPS、ARM64 和 z/OS 实现所采用。
  • 最知名的 IEEE-754 binary64 扩展格式是 80 位 x87 扩展精度格式。该格式被许多 x86 和 x86-64 实现所采用（一个显著例外是 MSVC，其将 long double 实现为与 double 相同的格式，即 binary64 ）。

浮点类型可能支持特殊值：

• infinity （正无穷与负无穷），参见 INFINITY
• negative zero （负零）， - 0.0 。其值与正零相等，但在某些算术运算中具有特殊意义，例如 1.0 / 0.0 == INFINITY ，而 1.0 / - 0.0 == - INFINITY ）
• not-a-number （非数值），不与任何值相等（包括其自身）。存在多种位模式表示 NaN，参见 nan 、 NAN 。注意 C 语言不会特别处理信号型 NaN（由 IEEE-754 定义），而是将所有 NaN 视为静默型。

实浮点数可与 算术运算符 + - / * 以及 <math.h> 中的各种数学函数一起使用。如 math_errhandling 所述，内置运算符和库函数都可能触发浮点异常并设置 errno 。

浮点表达式可能具有比其类型所指示的更大范围和精度，详见 FLT_EVAL_METHOD 。 赋值 、 return 和 强制类型转换 会将范围和精度限制为与声明类型相关的范围与精度。

浮点表达式也可能被 收缩 ，即计算时如同所有中间值都具有无限范围和精度，详见 #pragma STDC FP_CONTRACT 。

浮点数的某些操作会受 浮点环境 状态影响并修改其状态（最显著的是舍入方向）。

隐式转换 在实浮点类型与整型、复数类型及虚数类型之间定义。

有关浮点类型的更多详细信息、限制和属性，请参阅 浮点类型限制 以及 <math.h> 库文档。

#include <complex.h>
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    double complex z = 1 + 2*I;
    z = 1 / z;
    printf("1/(1.0+2.0i) = %.1f%+.1fi\n", creal(z), cimag(z));
}

1/(1.0+2.0i) = 0.2-0.4i

float a[4] = {1, 2, 3, 4};
float complex z1, z2;
memcpy(&z1, a, sizeof z1); // z1 变为 1.0 + 2.0i
memcpy(&z2, a+2, sizeof z2); // z2 变为 3.0 + 4.0i

#include <complex.h>
#include <math.h>
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    double complex z = (1 + 0*I) * (INFINITY + I*INFINITY);
//  教科书公式将给出
//  (1+i0)(∞+i∞) ⇒ (1×∞ – 0×∞) + i(0×∞+1×∞) ⇒ NaN + I*NaN
//  但C给出复无穷大
    printf("%f%+f*i\n", creal(z), cimag(z));
//  教科书公式将给出
//  cexp(∞+iNaN) ⇒ exp(∞)×(cis(NaN)) ⇒ NaN + I*NaN
//  但C给出 ±∞+i*nan
    double complex y = cexp(INFINITY + I*NAN);
    printf("%f%+f*i\n", creal(y), cimag(y));
}

inf+inf*i 
inf+nan*i

关键词

• bool , true , false , char , int , short , long , signed , unsigned , float , double 。
• _Bool , _BitInt , _Complex , _Imaginary , _Decimal32 , _Decimal64 , _Decimal128 。

取值范围

下表提供了常见数值表示范围的参考。

在C23之前，C标准允许使用任何有符号整数表示方式，且N位有符号整数的最小保证范围是从 \(\scriptsize -(2^{N-1}-1)\) -(2 N-1
-1) 到 \(\scriptsize +2^{N-1}-1\) +2 N-1
-1 （例如8位有符号类型为 -127 到 127 ），该范围对应 反码 或 原码 表示的极限值。

然而，所有主流数据模型（包括ILP32、LP32、LP64、LLP64）及几乎所有C编译器均采用 二进制补码 表示法（目前已知的唯一例外是UNISYS系统的部分编译器），且自C23标准起，这成为标准唯一允许的表示方式，其保证的取值范围为 \(\scriptsize -2^{N-1}\) -2 N-1
至 \(\scriptsize +2^{N-1}-1\) +2 N-1
-1 （例如8位有符号类型的取值范围为 -128 至 127 ）。

1. ↑ 对象表示通常在32/64位平台上分别占用96/128位。

注意：实际（与保证的最小值相对）范围可在库头文件 <limits.h> 和 <float.h> 中获取。

参见