C语言中的整型位数和CPU的关系问题总结

本文探讨了在8位CPU如8051单片机上C语言整型的实际位宽问题。虽然CPU为8位,int类型却占用了16位。文章深入分析了这一现象的原因,指出这不仅与CPU位数有关,更受到C语言标准及编译器的影响,并详细列举了C99标准中关于不同类型整数的规定。

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在我们的C语言中有很多的类型,其中整型的位宽应该是针对于CPU的位数而言的(我的学习理解),然后就出现了一个问题,对于8051单片机来说,CPU是8位的,然而int类型占用的是两个字节,也就是16位,那通过更进一步的了解发现,这个不仅仅和CPU的位数有关,主要和C语言标准有关(这里可以说是和编译器有关,因为所有的C编译器都是根据C语言标准走的)

那么由于C标准定义了int类型和short类型的最小占用字节数是16位,所以在8位CPU上面的int和short类型都是两个字节,也就是16位,但是我们所用的单片机课本里没有列出short的字节长度,但是short这个变量仍然存在,个人觉得在单片机中没有使用short的必要(前提是8位和16位的单片机)下面抄录了部分C标准定义的内容作为记录。

这里抄录的部分内容来自:https://blog.youkuaiyun.com/u012842205/article/details/50943609

C语言的实现一般由编译器和标准库开发者提供,而这部分开发者有很多,常见的编译器有微软的vc,GNU的gcc,Borland的TC,Intel也有自己的C编译器。各个提供者都有自己的想法,都可能会往语言特性中加入一些新的扩展实现,比如一些关键字,一些标准没有的标准库函数,或是一些标准库函数的返回值与其他的不一样等等。但他们都会遵循C语言标准,即是我们常听说的C99、C90/C89、C11等等。

C标准定义:

int类型是一个类型系列,在C语言中,基本的int 类型包括char,long,int,short,bool(_Bool关键字,C99)。C99标准中说明了,实现必须等于或大于<limits.h>的定义。
以下列出所有C标准中定义的类型(C99):
char: 机器上最小的地址单元。头文件中对应CHAR_BIT,8 bits;
signed char:与char长度相同,范围必须能承载至少[-127,+127],即8 bits大小,其中一位用作符号位;
unsigned char:与char长度相同,但无符号位,范围大小为[0, 2^CHAR_BIT - 1],8 bits;

short或者short int或者signed short或者signed short int:这四种为带符号的short类型,必须能承载至少[-32767, +32768]范围,也即是至少16bits长度。

unsigned short或者unsigned short int: 同short相同, 但无符号,长度至少16bits。

int或者signed int:基本的int,必须能至少承载[-32767, +32767]范围,也即是说,至少16bits长度。

unsigned int:同int,但无符号,长度至少16bits。

long或者long int或者signed long或者signed long int:

long 型的整数,必须能承载至少[-2147483647, +2147483647]范围,也就是至少32bits长度。(注:只有一个long)

long long或者long long int或者signed long long或者signed long long int:

long long 类型,必须至少能承载[-9223372036854775807, +9223372036854775807],也就是至少64bits长度。


<think>好的,用户问的是在C语言整型为什么叫整型。首先,我需要先回忆一下整型的基本概念。整型在C语言里指的是整数类型,比如int、short、long这些,用来存储没有小数部分的数值。那为什么叫“整型”呢?可能用户刚接触编程,对术语的来源不太清楚。 首先,考虑“整型”这个词的中文翻译。“整”在中文里通常指完整、没有零头的,对应英文的“integer”,也就是整数。所以整型应该是对integer type的直接翻译,表示这种类型用来存储整数。 接下来,可能需要解释一下integer这个词的来源。在数学中,integer指的是整数,包括正整数、负整数零。C语言中的整型类型正是用来表示这些数学中的整数,因此得名。这样用户就能理解命名的来源了。 然后,用户可能想知道整型在C语言中的具体表现,比如占多少字节,范围是多少。不过问题主要是问为什么叫这个名字,所以可能需要简要带过这些细节,或者提到这些类型设计是为了准确表示整数,而浮点型区分开来,浮点型用来表示有小数部分的数。 还要考虑用户可能的背景。如果用户是刚开始学编程,可能需要更基础的解释,比如区分不同的数据类型,为什么需要分类型。这时候可以举例说明,比如int用于整数,float用于小数,这样程序处理数据更高效,占用内存更合理。 另外,可能需要提到C语言作为静态类型语言,变量需要先声明类型,整型就是其中一种基础类型,用来做整数运算。这也是为什么它被称为整型,因为它处理的是整数数据。 有没有可能用户有更深层次的疑问?比如是否整型只能表示数学上的所有整数?这时候需要指出计算机中的整型有范围限制,受限于存储空间,比如32位int的范围是-2^31到2^31-1,但这是实现细节,名称还是来源于其数学概念。 总结一下,回答的结构应该是:先解释“整型”对应integer,即整数类型;然后说明在C语言中的作用,存储整数,浮点型区分;最后可以简要提到其在计算机中的实现限制。这样用户不仅能知道名称的由来,还能理解其用途背景。</think>在C语言中,整型(英文为**integer types**)之所以被称为"整型",是因为它专门用于表示数学中的**整数集合**。具体可以从以下几个角度理解: --- ### 1. **词源角度** - 英文术语**integer**直接来自拉丁语,原意为"完整的、未分割的",对应数学中不包含小数部分的整数(如-3, 0, 5等)。 - 中文翻译"整型"中的"整"字,也强调了"完整、无小数部分"的特性。 --- ### 2. **功能角度** - **存储整数**:整型变量(如`int`, `short`, `long`等)用于存储数学意义上的整数,例如: ```c int age = 25; // 正整数 int temperature = -10; // 负整数 ``` - **与浮点型区分**:C语言中另有`float``double`类型用于存储带小数部分的数值,而整型专门处理离散的整数运算(如计数、索引等)。 --- ### 3. **计算机实现角度** - **二进制表示**:整型在内存中以二进制补码形式存储,直接映射数学中的整数概念(范围受限于存储位数,如32位`int`的范围为`-2^31`到`2^31-1`)。 - **高效运算**:CPU整型数据的加减乘除等操作有专用指令,速度快于浮点运算。 --- ### 4. **类型系统设计** - C语言是**静态类型语言**,要求明确区分数据类型整型作为基础类型之一,直接对应数学中的整数需求,例如: ```c int sum = 1 + 2; // 整型运算,结果为3(无舍入误差) ``` --- ### 总结 | 角度 | 解释 | |--------------|----------------------------------------------------------------------| | **词源** | 对应数学中的整数(integer),"整"强调无小数部分。 | | **功能** | 存储操作整数,与浮点型形成互补。 | | **实现** | 通过二进制补码直接表示整数,支持高效运算。 | | **类型系统** | 作为基础类型,明确区分整数与其他数据类型(如字符、浮点数)。 | 因此,"整型"这一名称直观体现了它的核心用途:**处理完整的、无小数部分的数值**。
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