【C语言教程】【常用类库】（八）类型变体 - ＜stdint.h＞ 和 ＜stddef.h＞

8. 类型变体 - <stdint.h> 和 <stddef.h>

C语言提供了标准库头文件<stdint.h>和<stddef.h>，用于定义精确的定长整数类型和处理指针及对象大小。使用这些类型可以提高代码的可移植性和可读性。

8.1. 定长整数类型

定长整数类型是<stdint.h>中提供的一组精确长度的整数类型，确保了在不同平台上整数的长度是一致的。

8.1.1. int8_t, int16_t, int32_t, int64_t

这些类型分别表示8位、16位、32位和64位的有符号整数。在编写需要特定字长的跨平台代码时非常有用。

• 使用场景：适用于需要精确控制整数位数的场合，如网络协议、文件格式和嵌入式系统中。

• 示例：

  #include <stdint.h>
  int8_t smallInt = -10;       // 8位有符号整数
  int16_t mediumInt = 300;     // 16位有符号整数
  int32_t largeInt = 20000;    // 32位有符号整数
  int64_t veryLargeInt = 1000000; // 64位有符号整数
  

8.1.2. 无符号类型：uint8_t, uint16_t

这些是对应位数的无符号整数类型，它们只表示非负数。

• 使用场景：适用于不需要负数且需要准确控制数据位宽度的情况。

• 示例：

  #include <stdint.h>
  uint8_t smallUInt = 250;     // 8位无符号整数
  uint16_t mediumUInt = 60000; // 16位无符号整数
  

8.1.3. 最大宽度整数类型：intmax_t, uintmax_t

这些类型用于表示可以容纳任何可能范围的有符号和无符号整数，是保证在所有平台上长整数处理的安全选项。

• 使用场景：适用于需要处理最大位数的整数运算。

• 示例：

  #include <stdint.h>
  intmax_t maxSignedInt = INTMAX_MAX;   // 最大宽度有符号整数
  uintmax_t maxUnsignedInt = UINTMAX_MAX; // 最大宽度无符号整数
  

8.2. 指针和对象大小

<stddef.h>定义了与指针操作和对象大小有关的标准类型。

8.2.1. size_t 和 ptrdiff_t

• size_t：用于表示对象大小的无符号整数类型。通常用于数组索引和内存大小。

  • 使用场景：当需要表达大小或数量时，例如malloc、sizeof的返回类型。

  • 示例：

    #include <stddef.h>
    size_t arraySize = sizeof(myArray);
    

• ptrdiff_t：用于表示指针差值，是一个有符号整数类型。

  • 使用场景：用于指针运算的结果，如两个指针间的差。

  • 示例：

    #include <stddef.h>
    ptrdiff_t difference = ptr2 - ptr1;
    

8.2.2. uintptr_t 的使用场景

• uintptr_t：是一个无符号整数类型，可以存储一个指针。主要用于将指针转换为整数进行诸如地址计算的操作。

  • 使用场景：适用于指针整数转换而不丢失信息的操作。

  • 示例：

    #include <stdint.h>
    uintptr_t ptrValue = (uintptr_t) myPointer;
    

通过使用这些类型，程序可以在多种架构和操作系统上以一致的方式运行，提高了代码的可移植性和稳健性。