C语言的基本精神是让实现选择标准类型的长度,但是这种指导思想使可移植代码难以编写。C99中引入了stdint.h和inttypes.h,对整数类型的定义和格式转换进行了规范。这种扩展整数类型的定义非常清晰,从类型名字上就可以看出它的长度,这有利于编写可移植的代码。stint.h对整数类型进行定义,inttypes.h包含了stdint.h并增加了可移植的格式控制串和转换函数。
1、stdint.h: 定义标准的扩展整数类型。包括准确长度类型intN_t、最小长度类型int_leastN_t、快速长度类型int_fastN_t、指针长度类型intptr_t、最大长度类型intmax_t(N为类型宽度)。
定义规则:
1)类型的长度用宽度N参数化,如intN_t,N常常有8,16,32,64。
2)若要定义某种类型,则该类型的带符号和无符号类型、类型长度都要定义。如定义int32_t,则有uint32_t类型。
3)要用...MIN和...MAX宏定义类型的范围。如INT32_MIN,INT32_MAX,UINT32_MAX。
4)在inttypes.h要用PRIcKN和SCNcKN定义打印该类型的printf和scanf格式控制字符串。c表示转换操作符,有d,i,o,u,x或X;K表示种类,为空或者LEAST,FAST,PTR,MAX;N是该类型的宽度。
解释:
(1)准确长度类型:具有准确长度,没有填充位,在stdint.h是可选的。类型intN_t, uintN_t,范围INTN_MIN, INTN_MAX, UINTN_MAX,inttypes.h中的控制字符串PRIcN, SCNcN。
最小长度类型:具有指定长度的最小类型,至少要对N=8,16,32,64定义这些类型。宏INTN_C(constant), UINTN_C(constant)用于把传进来的常数扩展成相应类型的常量(即在后面加常量修饰符,如U,L,LL,ULL)。
快速长度类型:具有指定最小长度的最快类型。至少要对N=8,16,32,64定义这些类型。
指针长度类型:intptr_t, uintptr_t,分别是带符号和无符号整数类型,可以放置任何对象指针。范围INTPTR_MIN, INTPTR_MAX, UINTPTR_MAX。
最大长度类型:intmax_t, uintmax_t,最大带符号和无符号整数类型,所有C语言实现都要定义。宏INTMAX_C(), UINTMAX_C()用于把传进来的常数扩展成相应类型的常量。
(2)GNU实现中,各种扩展整数类型与我们通常使用的整数类型长度一致,即8位使用char类型,16位使用sort类型,32位使用int类型,64位在64位平台使用long类型,在32位平台上使用long long类型,注意32平台上的long一般和int一样大。只有快速类型有点区别,在32位平台上,16位和32位快速类型均使用int(这样才能快速地按字寻址),64位快速类型使用long long;在64位平台上,16位、32位和64位快速类型均使用long。最大类型与字长度一致,指针类型也与字长度一致。
(3)有符号整数范围为-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。无符号整数类型范围为0~2**N-1。
(4)ptrdiff_t,size_t,wchar_t,wint_t与sig_atomic_t类型的范围也在stdint.h中定义,有PTRDIFF_MIN/PTRDIFF_MAX, SIZE_MAX, WCHAR_MIN/WCHAR_MAX, WINT_MIN/WINT_MAX, SIG_ATOMIC_MIN/SIG_ATOMIC_MAX。在32位平台的GNU实现中,ptrdiff_t一般为int类型(在64位平台上则为long类型),size_t为unsigned int类型(在64位平台上则为unsigned long类型),wchar_t一般为int类型,wint_t一般为unsigned int类型,sig_atomic_t通常为int类型。
2、inttypes.h: 定义扩展整数类型的printf和scanf格式控制字符串,用于实现可移植的格式化输出或输入。还定义了一些与stdlib.h中对应的基本算术函数和转换函数。imaxabs和imaxdiv函数类似于stdlib.h中的abs和div函数,imaxabs(x)返回最大类型整数x的绝对值,imaxdiv(n,d)计算最大类型整数的除法n/d,得出的商和余数分别放在imaxdiv_t结构的quot和rem成员中。strtoimax和strtoumax函数将字符串转换成最大类型的整数,与stdlib.h中的strtol和strtoul类似。wcstoimax和wcstoumax函数将宽字符串转换成最大类型的整数,与wchar.h中的wcstol和wcstoul类似。
注意对于inttypes.h和stdlib.h中的绝对值函数和除法运算函数,很容易实现,编译器通常把它们当作内部函数(标准C中允许这样做),因此在glibc中并没有这些函数的源代码。
3、strtoimax和strtoumax函数: 将字符串转换成intmax_t类型的整数,一个为有符号,一个为无符号。其实现都是调用内部函数来完成的。
4、wcstoimax和wcstoumax函数: 将宽字符串转换成intmax_t类型的整数,一个为有符号,一个为无符号。其实现也都是调用内部函数来完成的。
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