Урок №31. целочисленные типы данных: short, int и long

Целочисленные типы

В языке C существует несколько типов целых чисел. Они различаются между собой объемом памяти, отводимым под переменную, а также возможностью присваивания положительных и отрицательных значений. От объема памяти, т. е. от количества выделяемых байтов под переменную, зависит, каким может быть максимально возможное значение, записанное в данную переменную. Следует отметить, что в языке Си объем памяти, выделяемый под конкретный тип, может зависеть от операционной системы.

Так, если под переменную какого-либо целочисленного типа выделяется 2 байта, что составляет 16 бит, и ей можно присваивать только положительные числа и ноль, то эти числа будут в диапазоне от 0 до 65535, т. к. 216 = 65536, но одна вариация забирается на нуль. Если же тип допускает отрицательные числа, то диапазон допустимых значений уже будет лежать в пределах от -32768 до +32767.

Часто в программах используется тип int. Вот пример, где происходит объявление и определение (присваивание значений) целочисленных переменных, а также вывод их значений на экран:

#include <stdio.h>
int main() {
    int lines, i;
    int count = ;

    lines = 100;
    i = -1;
    printf("%5d %5d %5d\n", i, count+10, lines);
}

Обратите внимание, что в языке C присваивать значение можно при объявлении переменных. Обычно под переменную типа int, которая может принимать как положительные так и отрицательные значения, отводится 4 байта, что равно 32-м битам

Отсюда допустимый диапазон значений будет лежать в пределах от -2 147 483 648 до 2 147 483 647. Если в исходном коде на C мы объявим переменную int max, присвоим ей максимально допустимое значение, а потом будем его увеличивать, то сообщений об ошибке не будет ни на этапе компиляции, ни на этапе выполнения

Обычно под переменную типа int, которая может принимать как положительные так и отрицательные значения, отводится 4 байта, что равно 32-м битам. Отсюда допустимый диапазон значений будет лежать в пределах от -2 147 483 648 до 2 147 483 647. Если в исходном коде на C мы объявим переменную int max, присвоим ей максимально допустимое значение, а потом будем его увеличивать, то сообщений об ошибке не будет ни на этапе компиляции, ни на этапе выполнения.

#include <stdio.h>

int main() {
    int max = 2147483647;

    printf("%d\n", max+1);
    printf("%d\n", max+2);
    printf("%d\n", max+10);
}

Результат будет таким:

-2147483648
-2147483647
-2147483639

Чтобы понять, почему такое происходит, представьте себе числовую ось не в виде прямой, а в виде окружности. Когда мы достигаем конца, двигаясь например по часовой стрелке, то это значит, что мы пришли в начало. Поэтому, продолжая движение по часовой стрелке, следующее число, которое мы увидим за максимально возможным, – это самое минимальное. Данную особенность языка Си следует иметь в виду при выполнении арифметических действий.

То же самое с минимумом int. Если мы начнем из него вычитать, т. е. двигаться против часовой стрелки, то перескочим максимальную границу и будем идти в направлении уменьшения уже от нее:

#include <stdio.h>

int main() {
    int min = -2147483648;

    printf("%d\n", min-1);
    printf("%d\n", min-2);
    printf("%d\n", min-10);
}

Результат:

2147483647
2147483646
2147483638

Помимо типа int в языке программирования C существуют другие (модифицированные) целочисленные типы:

• short — отводится меньше байтов, чем на int;

• long — отводится больше байтов, чем на int (не всегда, зависит от системы);

• unsigned — столько же байт как у int, но без отрицательных чисел; в результате чего знаковый разряд освобождается, и количество положительных значений увеличивается;

• unsigned short;

• unsigned long.

При выводе длинных чисел следует дополнять спецификацию формата буквой l перед буквой формата. Например:

printf("%ld\n", i);
printf("%15ld\n", i);

Выбор правильного типа данных для целых чисел в Go

Узнать, к какому типу данных компилятор Go относит определенную переменную, можно через функцию . У нее есть специальный символ , что выводит тип переменной. Это показано в примере ниже.

Листинг 1

Go

year := 2018
fmt.Printf(«Type %T for %v\n», year, year) // Выводит: Type int for 2018

Вместо повторения переменной дважды можно указать , чтобы тот использовал первый аргумент для второго специального символа для форматирования:

Go

days := 365.2425
fmt.Printf(«Type %T for %v\n», days) // Выводит: Type float64 for 365.2425

Задание для проверки:

Какие типы данных Go присвоит тексту в кавычках, целому числу, вещественному числу и слову true (без кавычек)? Напишите простой код, где будут объявляться переменные с различными значениями. Запустите программу и посмотрите, к какому типу Go отнесет каждую переменную.

Размер основных типов данных в C++

Возникает вопрос: «Сколько памяти занимают переменные разных типов данных?». Вы можете удивиться, но размер переменной с любым типом данных зависит от компилятора и/или архитектуры компьютера!

Язык C++ гарантирует только их минимальный размер:

Фактический размер переменных может отличаться на разных компьютерах, поэтому для его определения используют оператор sizeof.

Оператор sizeof — это унарный оператор, который вычисляет и возвращает размер определенной переменной или определенного типа данных в байтах. Вы можете скомпилировать и запустить следующую программу, чтобы выяснить, сколько занимают разные типы данных на вашем компьютере:

#include <iostream>

int main()
{
std::cout << «bool:\t\t» << sizeof(bool) << » bytes» << std::endl;
std::cout << «char:\t\t» << sizeof(char) << » bytes» << std::endl;
std::cout << «wchar_t:\t» << sizeof(wchar_t) << » bytes» << std::endl;
std::cout << «char16_t:\t» << sizeof(char16_t) << » bytes» << std::endl;
std::cout << «char32_t:\t» << sizeof(char32_t) << » bytes» << std::endl;
std::cout << «short:\t\t» << sizeof(short) << » bytes» << std::endl;
std::cout << «int:\t\t» << sizeof(int) << » bytes» << std::endl;
std::cout << «long:\t\t» << sizeof(long) << » bytes» << std::endl;
std::cout << «long long:\t» << sizeof(long long) << » bytes» << std::endl;
std::cout << «float:\t\t» << sizeof(float) << » bytes» << std::endl;
std::cout << «double:\t\t» << sizeof(double) << » bytes» << std::endl;
std::cout << «long double:\t» << sizeof(long double) << » bytes» << std::endl;
return 0;
}

Вот результат, полученный на моем компьютере:

Ваши результаты могут отличаться, если у вас другая архитектура, или другой компилятор

Обратите внимание, оператор sizeof не используется с типом void, так как последний не имеет размера

Если вам интересно, что значит в коде, приведенном выше, то это специальный символ, который используется вместо клавиши TAB. Мы его использовали для выравнивания столбцов. Детально об этом мы еще поговорим на соответствующих уроках.

Интересно то, что sizeof — это один из 3-х операторов в языке C++, который является словом, а не символом (еще есть new и delete).

Вы также можете использовать оператор sizeof и с переменными:

#include <iostream>

int main()
{
int x;
std::cout << «x is » << sizeof(x) << » bytes» << std::endl;
}

Результат выполнения программы:

На следующих уроках мы рассмотрим каждый из фундаментальных типов данных языка С++ по отдельности.

Календарные типы данных

Целое число

Целые числа — это целые числа. Они могут быть положительными или отрицательными. Они должны быть без десятичных значений.

Мы можем использовать функцию int(), чтобы получить целочисленное представление объекта. В объекте должен быть реализован метод __int __(), который возвращает целое число.

Давайте рассмотрим несколько примеров.

x = 10
print(type(x))

x = int("10")
print(type(x))


class Data:
    id = 0

    def __init__(self, i):
        self.id = i

    def __int__(self):
        return self.id


d = Data(10)

x = int(d)
print(x)
print(type(x))

Вывод:

<class 'int'>
<class 'int'>
10
<class 'int'>

Класс String предоставляет метод __int __(), поэтому мы можем легко преобразовать строку в int с помощью метода int().

Если объект не реализует метод __int __(), функция int() выдает ошибку TypeError.

Обычно целые числа определяются на основе 10. Но мы также можем определять их в двоичном, восьмеричном и шестнадцатеричном формате.

i = 0b1010
print(i)  # 10

i = 0xFF
print(i)  # 255

i = 0o153
print(i)  # 107

См. такжеSee also

• Сводка типов данныхData types summary
• Глоссарий редактора Visual Basic (VBE)Visual Basic Editor (VBE) Glossary
• Темы по основам Visual BasicVisual Basic conceptual topics

Поддержка и обратная связьSupport and feedback

Есть вопросы или отзывы, касающиеся Office VBA или этой статьи?Have questions or feedback about Office VBA or this documentation? Руководство по другим способам получения поддержки и отправки отзывов см. в статье Поддержка Office VBA и обратная связь.Please see Office VBA support and feedback for guidance about the ways you can receive support and provide feedback.

Константы

В качестве констант могут использоваться целые, вещественные числа, символы, строки символов, логические константы.

Константу необходимо объявить в описательной части с помощью зарезервированного слова const.

Формат объявления константы

 Const <имя константы>= <значение>; 

Если в программе используются несколько констант, допускается использование только одного ключевого слова Const, описание каждой константы заканчивается точкой с запятой. Блок констант заканчивается объявлением другого раздела или объявлением блока исполняемых операторов.

Пример:

Const {объявление раздела констант}
year=2003; {константа целого типа, т.к. нет в записи десятичной точки}
time=14.05; {константа вещественного типа}
N=24; {константа целого типа, т.к. нет в записи десятичной точки}
P=3.14; {константа вещественного типа}
A=true; {константа логического типа}
str1=’7’; {константа символьного типа}
str2=’A’; {константа символьного типа}
str3=’Turbo’; {константа строкового типа}
Var {объявление раздела переменных}
X,y:integer; {переменные целого типа}

Моя критика

Если вкратце, то знание и постоянное использование всех этих правил сильно нагружает мышление. Допущение же ошибки в их применении приводит к риску написания неверного или непортируемого кода. При этом такие ошибки могут как всплыть сразу, так и таиться в течение дней или даже долгих лет.
Сложности начинаются с битовой ширины базовых целочисленных типов, которая зависит от реализации. Например, может иметь 16, 32, 64 бита или другое их количество. Всегда нужно выбирать тип с достаточным диапазоном. Но иногда использование слишком обширного типа (например, необычного 128-битного ) может вызвать сложности или даже внести уязвимости. Усугубляется это тем, что такие типы из стандартных библиотек, как , не имеют связи с другими типами вроде беззнакового или ; стандарт позволяет им быть шире или уже.
Правила преобразования совершенно безумны. Что еще хуже, практически везде допускаются неявные преобразования, существенно затрудняющие аудит человеком. Беззнаковые типы достаточно просты, но знаковые имеют очень много допустимых реализаций (например, обратный код, создание исключений). Типы с меньшим рангом, чем , продвигаются автоматически, вызывая труднопонимаемое поведение с диапазонами и переполнение. Когда операнды отличаются знаковостью и рангами, они преобразуются в общий тип способом, который зависит от определяемой реализацией битовой ширины. Например, выполнение арифметики над двумя операндами, как минимум один из которых имеет беззнаковый тип, приведет к преобразованию их обоих либо в знаковый, либо в беззнаковый тип в зависимости от реализации.
Арифметические операции изобилуют неопределенным поведением: знаковое переполнение в , деление на нуль, битовые сдвиги. Несложно создать такие условия неопределенного поведения по случайности, но сложно вызвать их намеренно или обнаружить при выполнении, равно как выявить их причины. Необходима повышенная внимательность и усилия для проектирования и реализации арифметического кода, исключающего переполнение/UB. Стоит учитывать, что впоследствии становится сложно отследить и исправить код, при написании которого не соблюдались принципы защиты от переполнения/UB.
Присутствие и версии каждого целочисленного типа удваивает количество доступных вариантов. Это создает дополнительную умственную нагрузку, которая не особо оправдывается, так как типы со знаком способны выполнять практически все те же функции, что и беззнаковые.
Ни в одном другом передовом языке программирования нет такого числа правил и подводных камней касательно целочисленных типов, как в С и C++. Например:В Java целые числа ведут себя одинаково в любой среде. В этом языке определено конкретно 5 целочисленных типов (в отличие от C/C++, где их не менее 10). Они имеют фиксированную битовую ширину, практически все из них имеют знаки (кроме ), числа со знаком должны находиться в дополнительном коде, неявные преобразования допускают только их варианты без потерь, а вся арифметика и преобразования определяются точно и не вызывают неоднозначного поведения. Целочисленные типы в Java поддерживают быстрое вычисление и эффективное упаковывание массивов в сравнении с языками вроде Python, где есть только переменного размера.
Java в значительной степени опирается на 32-битный тип , особенно для перебора массивов. Это означает, что этот язык не может эффективно работать на малопроизводительных 16-битных ЦПУ (часто используемых во встраиваемых микроконтроллерах), а также не может непосредственно работать с большими массивами в 64-битных системах

К сравнению, C/C++ позволяет писать код, эффективно работающий на 16, 32 и/или 64-битных ЦПУ, но при этом требует от программиста особой осторожности.
В Python есть всего один целочисленный тип, а именно. В сравнении с C/C++ это сводит на нет все рассуждения на тему битовой ширины, знаковости и преобразований, так как во всем коде правит один тип

Тем не менее за это приходится платить низкой скоростью выполнения и несогласованным потреблением памяти.
В JavaScript вообще нет целочисленного типа. Вместо этого в нем все выражается через математику (в C/C++). Из-за этого битовая ширина и числовой диапазон оказываются фиксированными, числа всегда имеют знаки, преобразования отсутствуют, а переполнение считается нормальным.
Язык ассемблера для любой конкретной машинной архитектуры (x86, MIPS и т.д.) определяет набор целочисленных типов фиксированной ширины, арифметические операции и преобразования – с редкими случаями неопределенного поведения или вообще без них.

Целочисленные литералыInteger literals

Целочисленные литералы могут быть:Integer literals can be

• десятичным числом: без префикса;decimal: without any prefix
• шестнадцатеричным числом: с префиксом или ;hexadecimal: with the or prefix
• двоичными: с префиксом или (доступно в C# 7.0 и более поздних версиях).binary: with the or prefix (available in C# 7.0 and later)

В приведенном ниже коде показан пример каждого из них.The following code demonstrates an example of each:

В предыдущем примере также показано использование в качестве цифрового разделителя, который поддерживается, начиная с версии C# 7.0.The preceding example also shows the use of as a digit separator, which is supported starting with C# 7.0. Цифровой разделитель можно использовать со всеми видами числовых литералов.You can use the digit separator with all kinds of numeric literals.

Тип целочисленного литерала определяется его суффиксом следующим образом:The type of an integer literal is determined by its suffix as follows:

• Если литерал не имеет суффикса, его типом будет первый из следующих типов, в котором может быть представлено его значение: , , , .If the literal has no suffix, its type is the first of the following types in which its value can be represented: , , , .

  Примечание

  Литералы интерпретируется как положительные значения.Literals are interpreted as positive values. Например, литерал представляет число типа , хотя он имеет то же битовое представление, что и число типа .For example, the literal represents the number of the type, though it has the same bit representation as the number of the type. Если вам требуется значение определенного типа, приведите литерал к этому типу.If you need a value of a certain type, cast a literal to that type. Используйте оператор , если представить значение литерала в целевом типе невозможно.Use the operator, if a literal value cannot be represented in the target type. Например, выдает .For example, produces .

• Если у литерала есть суффикс или , его типом будет первый из следующих типов, в котором может быть представлено его значение: , .If the literal is suffixed by or , its type is the first of the following types in which its value can be represented: , .

• Если у литерала есть суффикс или , его типом будет первый из следующих типов, в котором может быть представлено его значение: , .If the literal is suffixed by or , its type is the first of the following types in which its value can be represented: , .

  Примечание

  Строчную букву можно использовать в качестве суффикса.You can use the lowercase letter as a suffix. Однако при этом выдается предупреждение компилятора, так как букву можно перепутать с цифрой .However, this generates a compiler warning because the letter can be confused with the digit . Для ясности используйте .Use for clarity.

• Если у литерала есть суффикс , , , , , , или , его тип — .If the literal is suffixed by , , , , , , , or , its type is .

Если значение, представленное целочисленным литералом, превышает UInt64.MaxValue, происходит ошибка компиляции CS1021.If the value represented by an integer literal exceeds UInt64.MaxValue, a compiler error CS1021 occurs.

Если определенный тип целочисленного литерала — , а значение, представленное литералом, находится в диапазоне целевого типа, значение можно неявно преобразовать в , , , , , , или :If the determined type of an integer literal is and the value represented by the literal is within the range of the destination type, the value can be implicitly converted to , , , , , , or :

Как показано в предыдущем примере, если значение литерала выходит за пределы диапазона целевого типа, возникает ошибка компилятора CS0031.As the preceding example shows, if the literal’s value is not within the range of the destination type, a compiler error CS0031 occurs.

Можно также использовать приведение для преобразования значения, представленного целочисленным литералом, в тип, отличный от определенного типа литерала:You can also use a cast to convert the value represented by an integer literal to the type other than the determined type of the literal:

Типы данных SQL

Типы данных SQL разделяются на три группы:
— строковые;
— с плавающей точкой (дробные числа);
— целые числа, дата и время.

1. Типы данных SQL строковые

   Типы данных SQL	Описание
   	Строки фиксированной длиной (могут содержать буквы, цифры и специальные символы). Фиксированный размер указан в скобках. Можно записать до 255 символов
   	Может хранить не более 255 символов.
   	Может хранить не более 255 символов.
   	Может хранить не более 65 535 символов.
   	Может хранить не более 65 535 символов.
   	Может хранить не более 16 777 215 символов.
   	Может хранить не более 16 777 215 символов.
   	Может хранить не более 4 294 967 295 символов.
   	Может хранить не более 4 294 967 295 символов.
   	Позволяет вводить список допустимых значений. Можно ввести до 65535 значений в SQL Тип данных ENUM список. Если при вставке значения не будет присутствовать в списке ENUM, то мы получим пустое значение. Ввести возможные значения можно в таком формате:
   	SQL Тип данных SET напоминает ENUM за исключением того, что SET может содержать до 64 значений.

2. Типы данных SQL с плавающей точкой (дробные числа) и целые числа

   Типы данных SQL	Описание
   	Может хранить числа от -128 до 127
   	Диапазон от -32 768 до 32 767
   	Диапазон от -8 388 608 до 8 388 607
   	Диапазон от -2 147 483 648 до 2 147 483 647
   	Диапазон от -9 223 372 036 854 775 808 до 9 223 372 036 854 775 807
   	Число с плавающей точкой небольшой точности.
   	Число с плавающей точкой двойной точности.
   	Дробное число, хранящееся в виде строки.

3. Типы данных SQL — Дата и время

   Типы данных SQL	Описание
   	Дата в формате ГГГГ-ММ-ДД
   	Дата и время в формате
   	Дата и время в формате timestamp. Однако при получении значения поля оно отображается не в формате timestamp, а в виде ГГГГ-ММ-ДД ЧЧ:ММ:СС
   	Время в формате
   	Год в двух значной или в четырехзначном формате.

Примеры переполнения

Рассмотрим переменную unsigned, которая состоит из 4-х бит. Любое из двоичных чисел, перечисленных в таблице выше, поместится внутри этой переменной.

«Но что произойдет, если мы попытаемся присвоить значение, которое занимает больше 4-х бит?». Правильно! Переполнение. Наша переменная будет хранить только 4 наименее значимых (те, что справа) бита, все остальные — потеряются.

Например, если мы попытаемся поместить число 21 в нашу 4-битную переменную:

Число 21 занимает 5 бит (10101). 4 бита справа (0101) поместятся в переменную, а крайний левый бит (1) просто потеряется. Т.е. наша переменная будет содержать 0101, что равно 101 (нуль спереди не считается), а это уже число 5, а не 21.

Примечание: О конвертации чисел из двоичной системы в десятичную и наоборот будет отдельный урок, где мы всё детально рассмотрим и обсудим.

Теперь рассмотрим пример в коде (тип short занимает 16 бит):

#include <iostream>

int main()
{
unsigned short x = 65535; // наибольшее значение, которое может хранить 16-битная unsigned переменная
std::cout << «x was: » << x << std::endl;
x = x + 1; // 65536 — это число больше максимально допустимого числа из диапазона допустимых значений. Следовательно, произойдет переполнение, так как переменнная x не может хранить 17 бит
std::cout << «x is now: » << x << std::endl;
return 0;
}

Результат выполнения программы:

Что случилось? Произошло переполнение, так как мы попытались присвоить переменной  значение больше, чем она способна в себе хранить.

Для тех, кто хочет знать больше: Число 65 535 в двоичной системе счисления представлено как 1111 1111 1111 1111. 65 535 — это наибольшее число, которое может хранить 2-байтовая (16 бит) целочисленная переменная без знака, так как это число использует все 16 бит. Когда мы добавляем 1, то получаем число 65 536. Число 65 536 представлено в двоичной системе как 1 0000 0000 0000 0000, и занимает 17 бит! Следовательно, самый главный бит (которым является 1) теряется, а все 16 бит справа — остаются. Комбинация 0000 0000 0000 0000 соответствует десятичному 0, что и является нашим результатом.

Аналогичным образом, мы получим переполнение, использовав число меньше минимального из диапазона допустимых значений:

#include <iostream>

int main()
{
unsigned short x = 0; // наименьшее значение, которое 2-байтовая unsigned переменная может хранить
std::cout << «x was: » << x << std::endl;
x = x — 1; // переполнение!
std::cout << «x is now: » << x << std::endl;
return 0;
}

Результат выполнения программы:

Переполнение приводит к потере информации, а это никогда не приветствуется. Если есть хоть малейшее подозрение или предположение, что значением переменной может быть число, которое находится вне диапазона допустимых значений используемого типа данных — используйте тип данных побольше!

Правило: Никогда не допускайте возникновения переполнения в ваших программах!

Решение

объявляет указатель на стек, который указывает на указатель (и) в куче. Каждый из этих указателей указывает на целое число или массив целых чисел в куче.

Это:

означает, что вы объявили указатель на стек и инициализировали его так, чтобы он указывал на массив из 100 указателей в куче. Пока что каждый из этих 100 указателей никуда не указывает. Под «нигде» я подразумеваю, что они не указывают ни на действительный кусок памяти, ни на s. Они не инициализируются, поэтому они содержат некоторое значение мусора, которое было в памяти до размещения указателей. Вы должны назначить им что-то разумное в цикле перед использованием

Обратите внимание, что — указатели не гарантированно указывают на смежные области памяти, если вы присваиваете возвращаемые значения им. Например, если вы выделите память для каждого из них как , не будет ссылаться , но приведет к неопределенному поведению

И это:

указатель на стек, который указывает на массив из 100 целых чисел в куче

6