说明：整个C标准库解剖系列环境为Ubuntu 8.04，编译器为gcc 4.2.4，由于linux系统中只有C标准库的头文件（在/usr/include下），函数库被编译成了程序库，没有源代码，因此对源代码的解剖用的是glibc 2.9，可从GNU的官方站点上下载。
类型相关定义包括limits.h、float.h、stddef.h、stdbool.h、stdarg.h、iso646.h、stdint.h共7个头文件。除了stdint.h外，其余6个文件在gcc编译器的/usr/lib/gcc/i486-linux-gnu/4.2.4/include目录下。stdint.h在/usr/include中，是C99中引入的，提供了扩展整数的基本定义，放到后面再解剖吧。
1、limits.h： 定义了整数类型的范围。/usr/include下也有limits.h，它会自己先定义各个整数类型范围，这样当不用gcc来构建你的程序时就可以使用这些值。如果使用gcc编译器来构建你的程序，则会使用gcc编译器自己的limits.h（前面的定义都会#undef掉）。由于这个limits.h会用到gcc内置的limits.h，因此我们解剖/usr/include下的limits.h。
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- #ifndef _LIBC_LIMITS_H_
- #define _LIBC_LIMITS_H_ 1
- #include <features.h> /* 选项的宏，如ISOC99选项、POSIX选项、XOPEN选项等 */
- #define MB_LEN_MAX 16 /* 支持区域设置的多字节字符宽度为16位 */
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- #if !defined __GNUC__ || __GNUC__ < 2
- # ifndef _LIMITS_H
- # define _LIMITS_H 1
- #include <bits/wordsize.h> /* 定义了表示字的位数的__WORDSIZE宏，64位平台上值为64，32位平台上值为32 */
- # define CHAR_BIT 8 /* char类型的宽度为8位 */
- # define SCHAR_MIN (-128) /* signed char的最小值为-2^7，补码表示为10000000，没有对应的正数，其反数还是自己 */
- # define SCHAR_MAX 127 /* signed char的最大值为2^7-1=01111111 */
- # define UCHAR_MAX 255 /* unsigend char的最大值为2^8-1=11111111（最小值为0） */
- # ifdef __CHAR_UNSIGNED__ /* 根据预定义宏来确定是让char=unsigned char还是char=signed char */
- # define CHAR_MIN 0
- # define CHAR_MAX UCHAR_MAX
- # else
- # define CHAR_MIN SCHAR_MIN /* gcc中使用了这个，即char=signed char */
- # define CHAR_MAX SCHAR_MAX
- # endif
- # define SHRT_MIN (-32768) /* signed short int的最小值为-2^15 */
- # define SHRT_MAX 32767 /* signed short int的最小值为2^15-1 */
- # define USHRT_MAX 65535 /* unsigned short int的最大值为2^16-1（最小值为0） */
- # define INT_MIN (-INT_MAX - 1) /* int的最小值为-2^31 */
- # define INT_MAX 2147483647 /* int的最大值为2^31-1 */
- # define UINT_MAX 4294967295U /* unsigned int的最大值为2^32-1（最小值为0） */
- # if __WORDSIZE == 64 /* 64位的x86平台，这个宏在<bits/wordsize.h>中 */
- # define LONG_MAX 9223372036854775807L /* signed long int最大值为2^63-1 */
- # else /* 32位的x86平台 */
- # define LONG_MAX 2147483647L /* signed long int最大值为2^31-1 */
- # endif
- # define LONG_MIN (-LONG_MAX - 1L) /* signed long int最小值为-2^31 */
- # if __WORDSIZE == 64
- # define ULONG_MAX 18446744073709551615UL /* 64平台：unsigend long int最大值为2^64-1 */
- # else
- # define ULONG_MAX 4294967295UL /* 32位平台：unsigned long int最大值为2^32-1 */
- # endif
- # ifdef __USE_ISOC99 /* <feature.h>中宏：long long类型为C99标准引入的 */
- # define LLONG_MAX 9223372036854775807LL /* signed long long int最大值为2^63-1 */
- # define LLONG_MIN (-LLONG_MAX - 1LL) /* signed long long int最小值为-2^63 */
- # define ULLONG_MAX 18446744073709551615ULL /* unsigned long long int最大值为2^64-1 */
- # endif /* ISO C99 */
- # endif /* limits.h */
- #endif /* GCC 2. */
- #endif /* !_LIBC_LIMITS_H_ */
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- #if defined __GNUC__ && !defined _GCC_LIMITS_H_ /* _GCC_LIMITS_H_是GCC的文件定义 */
- # include_next <limits.h>
- #endif
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- #if defined __USE_ISOC99 && defined __GNUC__
- # ifndef LLONG_MIN
- # define LLONG_MIN (-LLONG_MAX-1)
- # endif
- # ifndef LLONG_MAX
- # define LLONG_MAX __LONG_LONG_MAX__
- # endif
- # ifndef ULLONG_MAX
- # define ULLONG_MAX (LLONG_MAX * 2ULL + 1)
- # endif
- #endif
- #ifdef __USE_POSIX
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- # include <bits/posix1_lim.h>
- #endif
- #ifdef __USE_POSIX2
- # include <bits/posix2_lim.h>
- #endif
- #ifdef __USE_XOPEN
- # include <bits/xopen_lim.h>
- #endif
解释：
（1）/usr/include/limits.h的实现中，char=unsigned char占8位，short占16位，int占32位，long在64位平台上占64位，在32位平台上占32位，C99标准引入的long long占64位。它们都有singed和unsigned两种，默认都是带符号整数(signed)。带符号整数在当前大多数体系结构上一般都用二进制补码表示（当然C标准也支持用其他一些编码表示），即正数用直接编码，符号位为0；负数表示为对应正数各位取反然后加1，符号位为1。带符号整数范围为-2**(n-1)~2**(n-1)-1，其中最小负数-2**(n-1)=100...0没有对应正数，其反数还是自己。无符号整数用直接二进制编码，范围为0~2**n-1。如果使用gcc的limits.h，则每个宏的值依赖于gcc编译器内置的定义，一般跟这里的值一致。
（2）UCHAR_MAX必须等于2**CHAR_BIT-1，且对带符号整数一般有MIN=-MAX-1。
（3）feature.h文件中定义了一些表示编译选项的宏，如ISOC99选项、POSIX选项、XOPEN选项等。bits/wordsize.h定义了表示字的位数的__WORDSIZE宏，64位平台上值为64，32位平台上值为32。它们都在/usr/include下。
（4）如果要新遵循C99标准，则有些gcc版本的<limits.h>可能没有定义LLONG_MIN、LLONG_MAX和ULLONG_MAX，则这里需要进行定义。如果使用POSIX标准，则还要添加一些POSIX中的东西。
2、float.h： 定义了浮点数类型的特征。
解释：
（1）浮点数的形式为x=s*(b**e)*[f1*b**(-1)+f2*b**(-2)+...+fp*b**(-p)], emin<=e<=emax(**表示求幂)。s是符号位，b是进制基数，e是指数值，p是b进制的有效位数，0<=fk<b。
（2）IEEE的浮点数表示法：单精度float型有1位符号位S，8位指数E，23位尾数M。转换成数值V=(-1)**S*1.M*2**(E-127)。例如16.5=00010000.1=1.00001*2**4（成为规格化数），则符号位为0，指数位为4+127=131=10000011（因为指数可以为负，8位有符号数的范围为-128~127，为了统一用无符号数表示，要加上127），尾数为00001000000000000000000，拼接起来即得到16.5的内存表示01000001100001000000000000000000。
（3）常用的宏有FLT_DIG/DBL_DIG/LDBL_DIG、FLT_MIN/DBL_MIN/LDBL_MIN、FLT_MAX/DBL_MAX/LDBL_MAX。
3、stddef.h： 定义了ptrdiff_t、size_t、wchar_t、wint_t类型和offsetof。有一大堆兼容不同平台的条件编译宏，这对我们没什么用，略去。
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- typedef __PTRDIFF_TYPE__ ptrdiff_t;
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- #if !(defined (__GNUG__) && defined (size_t))
- typedef __SIZE_TYPE__ size_t;
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- #ifdef __BEOS__
- typedef long ssize_t;
- #endif
- #endif
- typedef _BSD_RUNE_T_ rune_t;
- #ifndef _RUNE_T_DECLARED
- typedef __rune_t rune_t;
- #define _RUNE_T_DECLARED
- #endif
- #ifndef __WCHAR_TYPE__
- #define __WCHAR_TYPE__ int
- #endif
- #ifndef __cplusplus /* C中才要定义wchar_t，C++中wchar_t为内置类型 */
- typedef __WCHAR_TYPE__ wchar_t;
- #endif
- #ifndef __WINT_TYPE__
- #define __WINT_TYPE__ unsigned int
- #endif
- typedef __WINT_TYPE__ wint_t;
- #ifndef __cplusplus
- #define NULL ((void *)0) /* C中定义NULL指针常量为(void*)0 */
- #else
- #define NULL 0 /* C++中定义NULL指针常量为0 */
- #endif
- #ifdef _STDDEF_H
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- #define offsetof(TYPE, MEMBER) __builtin_offsetof (TYPE, MEMBER)
- #endif
ptrdiff_t是两个指针相减所得的带符号整型，一般用long类型表示。size_t是sizeof运算得到的无符号整型，一般用unsigned int或unsigned long表示。宽字符类型wchar_t也在stddef.h中定义，这里为int类型。wint_t用于无符号的宽字符类型中，这里为unsigned int类型。offsetof宏用于计算结构成员的地址偏移字节数。
4、stdbool.h： 是C99中增加的，定义了布尔类型bool，及其两个常量false=0、true=1。__bool_true_false_are_defined=1是标识布尔类型定义是否完成的信号。这些定义与C++中的一致，因此标准C++并不需要另外再支持stdbool.h，但GCC提供了这个扩展，使得在C++中可以支持<stdbool.h>。
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- #ifndef _STDBOOL_H
- #define _STDBOOL_H
- #ifndef __cplusplus
- #define bool _Bool /* C中 */
- #define true 1
- #define false 0
- #else /* C++中 */
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- #define _Bool bool
- #define bool bool
- #define false false
- #define true true
- #endif /* __cplusplus */
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- #define __bool_true_false_are_defined 1
- #endif /* stdbool.h */
5、stdarg.h： 访问可变参数表的类型和函数（用宏实现）。当你需要编写有可变参数表的函数时，比如myfunc(int *a,...)，你就可以用stdarg.h中的各个函数来遍历“...”中的各个实参，以完成该函数的功能。略去没有用的一大堆用于兼容不同平台的条件编译宏，如下：
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- #ifndef __GNUC_VA_LIST
- #define __GNUC_VA_LIST
- typedef __builtin_va_list __gnuc_va_list;
- #endif
- #ifdef _STDARG_H
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- #define va_start(v,l) __builtin_va_start(v,l)
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- #define va_end(v) __builtin_va_end(v)
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- #define va_arg(v,l) __builtin_va_arg(v,l)
- #if !defined(__STRICT_ANSI__) || __STDC_VERSION__ + 0 >= 199900L
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- #define va_copy(d,s) __builtin_va_copy(d,s)
- #endif
- #define __va_copy(d,s) __builtin_va_copy(d,s)
- typedef __gnuc_va_list va_list;
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- #endif /* _STDARG_H */
解释：
（1）va_list类型：用这种类型来定义遍历可变参数列表的状态变量ap。
（2）va_start(ap,lt)：让ap的内部指针指向第一个可变参数。需要用lt来指定可变参数表前面的最后一个固定参数。遍历开始必须先调用这个函数。
（3）var_arg(ap,type)：获取当前ap内部指针指向的参数值，然后把指针移动下一个参数，下一个参数的类型要用type指定。
（4）va_end(ap)：完成对可变参数表的遍历，会对ap和参数表作必要的整理工作。遍历结束时必须要调用这个函数。
（5）va_copy(dest,src)：c99中引入，将src复制到dest中，dest和src均为va_list型状态变量。这样就生成指向当前参数的第二个状态变量，然后可以独立的使用src和dest来遍历可变参数表。dest中也要像src中一样调用va_end。
6、iso646.h： 为逻辑运算符定义一些方便使用的宏，是C89增补1中增加的。
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- #ifndef _ISO646_H
- #define _ISO646_H
- #ifndef __cplusplus
- #define and &&
- #define and_eq &=
- #define bitand &
- #define bitor |
- #define compl ~
- #define not !
- #define not_eq !=
- #define or ||
- #define or_eq |=
- #define xor ^
- #define xor_eq ^=
- #endif
- #endif
之所以要为&&、|、!、^等这些运算符定义一个宏，是因为在ISO 646的字符集中要使用这些特殊的符号可能不方便，而用等价的宏名and、bitor、not、xor就比较方便了，在C++中这些宏名是关键字。C89增补1还提供了一些能在ISO 646中方便使用的字符来拼写{、}之类的符号。如<%、%>、<:、:>、%:、%:%分别等价于字符{、}、[、]、#、##。
