C 语言 int 的范围

17 Mar 2025 | 5 分钟阅读

在本文中，我们将讨论 C 语言中 int 的范围，并附带程序。

Int 的范围

数据类型及其大小和范围在 C 编程中扮演着重要角色。 sizeof() 运算符返回存储特定形式的值在内存中所需的字节数。然而，为了防止编程中出现溢出和下溢错误，我们必须了解某种类型的范围。 C 为每种整数形式指定了精确的最小存储大小。例如，short 至少需要两个字节，long 至少需要四个字节。编译器决定数据类型的大小和范围。因此，我们不应该在程序中硬编码大小和范围值。

在没有 C 库的情况下手动查找数据类型的范围

给定公式定义了有符号类型的最小和最大范围

-(2^N-1) 到 2^N-1 - 1（其中 N 是 sizeof(type) * 8（它是整数类型使用的总位数））。

给定公式定义了无符号类型的最小和最大范围

0 到 (2^N-1) + (2^N-1 - 1)

示例

让我们举个例子来查找 C 编程中整数的范围。

#include <stdio.h>
void printUnsignedRange(int bytes)
{
    int bits = 8 * bytes;   
    unsigned long long to = (1LLU << (bits - 1)) + ((1LL << (bits - 1)) - 1);;    
    printf(" 0 to %llu\n\n", to);
}
void printSignedRange(int bytes)
{
    int bits = 8 * bytes;   
    long long from  = -(1LL << (bits - 1));
    long long to    =  (1LL << (bits - 1)) - 1;
    printf(" %lld to %lld\n\n", from, to);
}
int main()
{
    /* print the range of integer type */
    printf("Range of int =");
    printSignedRange(sizeof(int));   
    printf("Range of unsigned int =");
    printUnsignedRange(sizeof(unsigned int)); 
    /* print the range of character type */
    printf("Range of char =");
    printSignedRange(sizeof(char));
    printf("Range of unsigned char =");
    printUnsignedRange(sizeof(unsigned char));
    /*print the range of long type */
    printf("Range of long =");
    printSignedRange(sizeof(long));  
    printf("Range of unsigned long =");
    printUnsignedRange(sizeof(unsigned long)); 
    /* print the range of short type */
    printf("Range of short =");
    printSignedRange(sizeof(short));
    printf("Range of unsigned short =");
    printUnsignedRange(sizeof(unsigned short));
    /* print the range of long long type */
    printf("Range of long long =");
    printSignedRange(sizeof(long long));  
    printf("Range of unsigned long long =");
    printUnsignedRange(sizeof(unsigned long long));
    return 0;
}

输出：执行此代码后，我们将获得如下所示的输出

Range of int = -2147483648 to 2147483647
Range of unsigned int = 0 to 4294967295
Range of char = -128 to 127
Range of unsigned char = 0 to 255
Range of long = -9223372036854775808 to 9223372036854775807
Range of unsigned long = 0 to 18446744073709551615
Range of short = -32768 to 32767
Range of unsigned short = 0 to 65535
Range of long long = -9223372036854775808 to 9223372036854775807
Range of unsigned long long = 0 to 18446744073709551615

使用 C 库查找数据类型的范围

上面描述的获取任何形式范围的方法很有趣，但不建议使用。通常建议使用预定义 C 库的功能。

Limits.h 和 float.h 是 C 编程中定义最小和最大常量的两个头文件。 limits.h 指定整数类型和字符类型的常量。小和最大尺寸范围，总位数等等。 float.h 定义了浮点数。

示例

现在，让我们举个例子来理解如何使用 C 库查找整数的范围。

#include <stdio.h>
#include <limits.h>
#include <float.h>

int main()
{
    /* print the range of signed integer type */
    printf("Range of signed int %d to %d\n", INT_MIN, INT_MAX);
   /* print the range of unsigned integer type */
    printf("Range of unsigned int 0 to %u\n\n", UINT_MAX);
    /* print the range of signed char type */
    printf("Range of signed char %d to %d\n", SCHAR_MIN, SCHAR_MAX);
    /* print the range of unsigned char type */
    printf("Range of unsigned char 0 to %d\n\n", UCHAR_MAX);
    /* print the range of signed long integer type */
    printf("Range of signed long int %ld to %ld\n", LONG_MIN, LONG_MAX);
    /* print the range of unsigned long integer type */
    printf("Range of unsigned long int 0 to %lu\n\n", ULONG_MAX);
    /* print the range of signed short integer type */
    printf("Range of signed short int %d to %d\n", SHRT_MIN, SHRT_MAX);
    /* print the range of unsigned short integer type */
    printf("Range of unsigned short int 0 to %d\n\n", USHRT_MAX);
    /* print the range of float type */
    printf("Range of float %e to %e\n", FLT_MIN, FLT_MAX);
    /* print the range of double type */
    printf("Range of double %e to %e\n", DBL_MIN, DBL_MAX);
    /* print the range of long double type */
    printf("Range of long double %Le to %Le\n", LDBL_MIN, LDBL_MAX);
    return 0;
}

输出： 执行上述代码后，我们将得到如下输出

输出是

Range of signed int -2147483648 to 2147483647
Range of unsigned int 0 to 4294967295
Range of signed char -128 to 127
Range of unsigned char 0 to 255
Range of signed long int -9223372036854775808 to 9223372036854775807
Range of unsigned long int 0 to 18446744073709551615
Range of signed short int -32768 to 32767
Range of unsigned short int 0 to 65535
Range of float 1.175494e-38 to 3.402823e+38
Range of double 2.225074e-308 to 1.797693e+308
Range of long double 3.362103e-4932 to 1.189731e+4932

示例

编写一个程序，读取一个整数类型并对照给定的范围进行检查，看它属于哪个范围。

#include <stdio.h>
int main() {
	int x;
	printf("\nInput an integer: "); 
	scanf("%d", &x);
	if(x >=0 && x <= 25) 
	{
		printf("Range [0, 25]\n");
	} 
	else if(x >=26 && x <= 40) 
	{
		printf("Range (26,50]\n");
	} 
	else if(x >=41 && x <= 60) 
	{
		printf("Range (45,75]\n");
	} 
	else if(x >61 && x <= 80) {
		printf("Range (61,80]\n");
	} 
	else 
	{
	printf("Outside the range\n");
	}	
	return 0;
}

输出： 执行上述代码后，我们将得到如下输出

输出是

Input an integer: 28
Range [26,50]

示例

sizeof() 运算符用于确定整数形式或某些其他类型的大小。下面给出的程序演示了如何使用 sizeof() 运算符来确定系统中各种整数类型的大小。

#include <stdio.h> 
int main()
{
    printf("sizeof(short) = %d bytes\n",sizeof(short));
    printf("sizeof(int) = %d bytes\n",sizeof(int));
    printf("sizeof(unsigned int) = %d bytes\n",sizeof(unsigned int));
    printf("sizeof(long) = %d bytes\n",sizeof(long));
    return 0;
}

输出： 执行上述代码后，我们将得到如下输出

输出是

sizeof(short) = 2 bytes
sizeof(int) = 4 bytes
sizeof(unsigned int) = 4 bytes
sizeof(long) = 8 bytes

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