C 语言中 布尔 bool 型变量扩充的使用，头文件为 stdbool.h

 

一、简介

1. 布尔一词的由来

在科学领域，很多专业术语的命名都是以科学家的名字来命名的，布尔也不例外。

乔治·布尔（George Boole，1815.11.2～1864），1815年11月2日生于英格兰的林肯。19世纪最重要的数学家之一，出版了《逻辑的数学分析》 ，这是它对符号逻辑诸多贡献中的第一次。1854年，他出版了《思维规律的研究》，这是他最著名的著作。在这本书中布尔介绍了现在以他的名字命名的布尔代数。

2. 布尔型

布尔（Boolean）是计算机科学领域中的一种逻辑数据类型，顾名思义，用于逻辑运算。该数据类型只有两个可能的值，true 和 false，数字化的表示可以分别对应 1 和 0。在 C 语言中，通常情况下将 0 抽象地表示成 假（false），而 非0 则抽象地表示成（true）。在某些情况下我们会将 int 类型当做布尔型使用，以数字 1 代表真，以数字 0 代表假。
 

二、使用

注意：使用布尔型定义需要头文件 stdbool.h，本头文件在 C99 标准中引入。

1. 内存占用

从理论上讲，布尔型数据只有 1 和 0 两种可能，所以占用应该是 1 bit 也就是 1/8 个字节，但是实际在 C 语言中的占用达到了 1 个字节，与 char 类型一致。如下：

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
int main(void)
{
	printf("bool 型的占用大小为 %llu\n", sizeof(bool));
	printf("char 型的占用大小为 %llu\n", sizeof(char));
}

输出结果：

bool 型的占用大小为 1
char 型的占用大小为 1

注：格式说明符 %llu 对应的数据类型为 unsigned long long，即 sizeof 函数返回值类型
 
综上，bool 型在空间占用上比 int 更小，与 char 相比使用起来会更加严谨。

2. 赋值

常规定义与赋值

#include <stdbool.h>
int main(void)
{
	bool status_true = true;    /* 实际存储的值为 1 */
	bool status_false = false;  /* 实际存储的值为 0 */
}

数值赋值

与 C 语言传统一致，非0 代表 true，而 0 则代表 false。

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
int main(void)
{
	bool a = -8, b = 0, c = 6;
	printf("a = %d, b = %d, c = %d", a, b, c);
}

输出结果：

a = 1, b = 0, c = 1

由此可见，变量 a 的值为 true，变量 b 的值为 false，变量 c 的值为 true。

3. 函数定义

某些判断函数也可以直接使用 bool 型进行定义，如下判断非负整数中的素数：

#include <stdbool.h>
#include <math.h>
bool isPrime(unsigned int n)
{
	bool isTrue = true;
	if (n == 0 || n == 1) isTrue = false;
	if (n > 3)
	{
		unsigned int limit = (unsigned int)sqrt(n) + 1;
		for (unsigned int i = 2; i <= limit ; i++)
		{
			if (!(n % i))
			{
				isTrue = false;
				break;
			}
		}
	}
	return isTrue;
}

返回值可直接用于如 if 语句的这类语句进行判断。
 

三、附录

1. stdbool.h 的内容

在 Visual Studio 2019 中该文件的定义如下，仅做参考：

//      Copyright (c) Microsoft Corporation. All rights reserved.
//
// The C Standard Library <stdbool.h> header.
//
#ifndef _STDBOOL
#define _STDBOOL

#define __bool_true_false_are_defined	1

#ifndef __cplusplus

#define bool	_Bool
#define false	0
#define true	1

#endif /* __cplusplus */

#endif /* _STDBOOL */

2. bool 型自定义方式

以下列出几种可能的方式供参考，主要在不支持 C99 标准的编译器中使用。

① 枚举 enum

typedef enum { false, true }bool;

② 宏定义 #define

#define bool int
#define true 1
#define false 0

③ 类型自定义 typedef + 不变变量（常量） const

typedef int bool;
const bool true = 1;
const bool false = 0;

 
注意：本文前两部分的部分内容仅在支持 C99 标准及以上的编译器中可运行。
以上。