不用sizeof()求系统int型位数

本文介绍了几种计算整型变量在内存中所占字节数的方法,包括利用无符号整型来计算位数的方法及利用整型数组的两个相邻元素的地址之差来确定整型大小的方法。

腾讯在线笔试的时候遇到了这一题,突然发现自己想到的方法有限,所以把自己想到的和网上给出的一些方法总结起来。

自己想到的方法

  • 利用无符号整型来计算位数,无符号整型的最大值所有位都是1,可以求出所有的位数
int byteOfInt()
{
    unsigned int MAX_INT  = ~0;
    int bits = 0;
    while (MAX_INT) {
        ++bits;
        MAX_INT >>= 1; //也可以这么写MAX_INT = MAX_INT - 1;
    }
    return bits / 8;
}

这里的一个注意事项就是要使用无符号整型,因为如果有符号整型的话第一位是符号位,这就牵扯到包含有符号位的整型值的右移操作,有符号的数字右移是前面填充的是符号位。MSDN这一句话说的比较到位:

* 右移运算符将导致 shift-expression 中的位模式向右移动 additive-expression 所指定的位数。 对于无符号数字,因移位运算而空出的位上将用零填充。 对于有符号数字,符号位用于填充空出的位。 也就是说,如果数字为正,则使用 0;如果数字为负,则使用 1。*
所以最后得到的bits会比实际上的位数少1位

网上的方法

利用整型数组的两个相邻元素的地址之差来确定整型大小

#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{

        int a[2];
        printf("%x %x\n", &a[0], &a[1]);

        int nbytes;
        nbytes = int(&a[1]) - int(&a[0]);
        printf("%d\n", nbytes);

        int nbytes2;
        nbytes2 = &a[1] - &a[0];
        printf("%d\n", nbytes2);

        return 0;
}

这段代码在我的64位机器上是运行不了了,因为64位机器的指针长度在我的系统下是8字节了,因此需要用long long类型来接收,为了防止不同编译器在不同系统下对这个的限制,所以最好还是使用long long类型来处理:

    int a[2];
    unsigned long long add1 = (unsigned long long)&a[0];
    unsigned long long add2 = (unsigned long long)&a[1];
    printf("%llu", add1);
    printf("%llu", add2);
    return add2 - add1;

下面的宏定义也可以实现相同的效果
c
#define MySizeOf(value) ((char*)(&value+1) - (char*)(&value))

<think>好的,我现在需要回答用户关于C语言中int位数、字节数以及存储范围的问题。用户已经提供了一些站内引用,我需要结合这些引用来给出准确的回答。 首先,用户提到的引用[1]、[3]和[4]都涉及int的大小。根据引用[1],int和long int在常用编译器中通常是4字节,short是2字节,char是1字节。但引用[3]提到int/unsigned int为2字节,这可能是因为不同编译环境或系统架构导致的差异。比如,在16位系统中,int可能是2字节,而在32位或64位系统中是4字节。需要明确指出这种差异取决于编译器和系统。 接下来,关于位数和字节数的关系,1字节等于8位,所以4字节的int就是32位。存储范围方面,有符号int通常是-2^31到2^31-1,即-2147483648到2147483647,而无符号则是0到2^32-1。但若int是2字节(16位),范围会相应缩小。需要分情况讨论。 用户可能混淆了不同环境下的情况,所以需要强调C标准的规定:int至少为2字节,具体实现由编译器决定。同时,建议使用sizeof运算符来检查当前环境中的大小,这样更可靠。 还要注意引用[2]中的例子,展示了int的声明和使用,可以结合这些代码示例来说明如何获取int的大小。比如使用sizeof(int)来输出字节数,进而计算位数。 最后,用户可能想知道如何确定自己系统中的int大小,所以提供示例代码会很有帮助。同时,存储范围的正确计算方法和不同情况下的变化也需要详细解释,避免用户误解。 总结回答的结构:先说明字节数和位数的关系,然后讨论不同编译环境下的差异,接着给出具体范围的计算方法,最后提供代码示例和验证方法。需要确保引用正确的参考资料,并在末尾添加相关问题以扩展用户的了解。</think>### C语言中`int`类的存储特性详解 #### 一、核心存储指标 1. **字节数**: - 根据C标准,`int`类**最小为2字节**,具体大小由编译器和系统架构决定[^1][^3] - 现代常见环境下的典分配: | 系统架构 | 编译器示例 | int字节数 | 位数 | |---------------|------------------|-----------|--------| | 16位系统 | Turbo C | 2字节 | 16位 | | 32/64位系统 | GCC/Clang/MSVC | 4字节 | 32位 | 2. **存储范围**: - 有符号(`signed int`): $$ \text{范围} = [-2^{(n-1)}, 2^{(n-1)}-1] $$ 其中$n$为位数,例如: - 16位:-32768 ~ 32767 - 32位:-2147483648 ~ 2147483647 - 无符号(`unsigned int`): $$ \text{范围} = [0, 2^{n}-1] $$ 例如: - 16位:0 ~ 65535 - 32位:0 ~ 4294967295 #### 二、验证方法 ```c #include <stdio.h> #include <limits.h> int main() { printf("字节数: %zu\n", sizeof(int)); // 使用sizeof运算符获取存储空间 printf("位数: %d\n", CHAR_BIT * sizeof(int));// 每字节8位的标准计算 printf("有符号范围: %d ~ %d\n", INT_MIN, INT_MAX); printf("无符号范围: 0 ~ %u\n", UINT_MAX); return 0; } ``` > *输出示例(32位系统):* > 字节数: 4 > 位数: 32 > 有符号范围: -2147483648 ~ 2147483647 > 无符号范围: 0 ~ 4294967295 #### 三、关键注意事项 1. **跨平台差异** - 嵌入式系统中可能出现`int`为2字节(如ARM Cortex-M0) - C标准库`<stdint.h>`提供明确宽度的类: ```c int32_t // 强制4字节有符号整 uint16_t // 强制2字节无符号整 ``` 2. **存储原理** - 二进制补码存储格式(有符号数)[^4] - 大端序/小端序字节排列影响内存布局 3. **溢出行为** ```c int a = INT_MAX; a += 1; // 有符号溢出是未定义行为(UB) unsigned int b = UINT_MAX; b += 1; // 无符号溢出为合法循环(0) ``` #### 四、历史演变 | C标准版本 | 年份 | int最小要 | 典实现变化 | |-----------|--------|-------------|------------------------| | C89 | 1989 | 2字节 | DOS时代普遍2字节 | | C99 | 1999 | 2字节 | 32位系统转向4字节 | | C11 | 2011 | 2字节 | 64位系统保持4字节[^1] |
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