C 和 C++ 中整数/算术类型的大小保证答案

【问题标题】：size guarantee for integral/arithmetic types in C and C++C 和 C++ 中整数/算术类型的大小保证
【发布时间】：2010-11-03 21:23:27
【问题描述】：

我知道 C++ 标准明确保证只有 char、signed char 和 unsigned char 的大小。它还保证short 至少和char 一样大，int 和short 一样大等等。但是没有明确保证sizeof(int) 的绝对值。这是我脑海中的信息，我快乐地生活在它身上。然而，前段时间，我在 SO（找不到）中看到一条评论，在 C 中 long 保证至少为 4 个字节，并且该要求由 C++“继承”。是这样吗？如果是这样，我们对 C++ 中算术类型的大小还有哪些其他隐含保证？请注意，我对这个问题中跨不同平台的实际保证绝对不感兴趣，只是理论保证。

【问题讨论】：

"在网上某处，有人说了什么，我读到了，但现在找不到了，我也不确定它到底是什么，我忘记了它是什么事实基于 (if 它是基于任何) 以及它的推理是什么。但是，请你对它的推理提出异议并确认或否认它吗？里面藏着一个埃里温广播电台的笑话，但现在我已经刺了它 5 分钟，它很害怕，不会从它的藏身之处出来。 :)
@sbi：哦，拜托，你在夸大其词:)。顺便说一句，我 am 来自埃里温 :)
在 C 中，绝对不能保证 long 至少有 4 个字节宽。这当然也适用于 C++。但是，long 总是 sizeof long 字节。
@eq-: 不能保证 long 必须至少为 4 字节宽，但它确实暗示它必须根据最小范围至少为 32 位宽给。这几乎总是意味着 4 个字节，因为在大多数（但不是全部！）架构上一个字节是 8 位。
@In silico：是的，我很迂腐。然而，如今 long 绝不意味着 [原文如此] 4 字节 - 在 64 位 *NIX 操作系统中拥有 64 位长度是很常见的（可以说事实上）。

标签： c++ c sizeof primitive-types

【解决方案1】：

18.2.2 保证 <climits> 与 C 库头 <limits.h> 具有相同的内容。

ISO C90 标准很难掌握，考虑到 C++ 依赖它，这是一种耻辱，但是“数值限制”部分（在我有一次追踪的随机草案中编号为 2.2.4.2 并且撒了谎） around) 给出了<limits.h> 中INT_MAX 等常量的最小值。例如ULONG_MAX必须至少为4294967295，由此推断long的宽度至少为32位。

C99 标准中也有类似的限制，但当然不是 C++03 引用的限制。

这不保证long至少有4个字节，因为在C和C++中“字节”基本上被定义为“字符”，不能保证CHAR_BIT在 C 或 C++ 中为 8。 CHAR_BIT == 8 由 POSIX 和 Windows 保证。

【讨论】：

谢谢！我会接受这个答案，因为它涵盖了所有方面。我也感谢所有其他答案，因为它们都带有有价值的信息。
根据pmg的帖子，CHAR_BIT >= 8是有保证的。你也这么理解吗？
@Mark：是的，这个限制也在我的 C89 草案中（同一部分）。它肯定在 C99 (5.2.4.2.1/1) 中，物有所值。我真的应该得到一份值得信赖的 C89 或 C90 副本，但上次我真的需要一个，我们办公室里有一个。

【解决方案2】：

不了解 C++。在 C 中你有

附件 E （资料性的）实施限制 [#1] 标题的内容如下，按字母顺序。所示的最小幅度应被实现定义的幅度替换为相同的标志。这些值都应为常量表达式适合在#if 预处理指令中使用。这组件在 5.2.4.2.1 中进一步描述。 #define CHAR_BIT 8 #define CHAR_MAX UCHAR_MAX 或 SCHAR_MAX #define CHAR_MIN 0 或 SCHAR_MIN #define INT_MAX +32767 #define INT_MIN -32767 #define LONG_MAX +2147483647 #define LONG_MIN -2147483647 #define LLONG_MAX +9223372036854775807 #define LLONG_MIN -9223372036854775807 #define MB_LEN_MAX 1 #define SCHAR_MAX +127 #define SCHAR_MIN -127 #define SHRT_MAX +32767 #define SHRT_MIN -32767 #define UCHAR_MAX 255 #define USHRT_MAX 65535 #define UINT_MAX 65535 #define ULONG_MAX 4294967295 #define ULLONG_MAX 18446744073709551615

所以char short int long long long

和

CHAR_BIT * sizeof (char) >= 8
CHAR_BIT * sizeof (short) >= 16
CHAR_BIT * (int) 的大小 >= 16
CHAR_BIT * sizeof (long) >= 32
CHAR_BIT * sizeof (long long) >= 64

【讨论】：

sizeof(char) == 1 每个定义。 sizeof 以 char 为单位的度量
stackoverflow.com/questions/271076/…

【解决方案3】：

是的，C++ 类型大小继承自 C89。

我现在找不到规范。但它在Bible。

【讨论】：

C++ 标准中的哪个条款暗示来自 C89 的保证也适用于 C++？
我不记得章节和段落，抱歉。但它只是委托给 C89 标准。
@Armen: 18.2.2/2: "内容与C标准库头<limits.h>相同。"

【解决方案4】：

请注意，这些类型的保证范围比大多数机器上的范围小一：

signed char -127 ... +127 保证，但大多数二进制补码机器有 -128 ... + 127

对于较大的类型也是如此。

【讨论】：

可能会考虑互补的可能性。

【解决方案5】：

您阅读的内容有几个不准确之处。这些不准确之处要么存在于源代码中，要么您可能记错了。

首先，关于 C 和 C++ 之间的一个特殊区别的迂腐评论。 C 语言不保证整数类型的相对大小（以字节为单位）。 C 语言只保证它们的相对范围。确实int 的范围总是至少与short 的范围一样大，以此类推。但是，C 标准正式允许拥有sizeof(short) > sizeof(int)。在这种情况下，short 中的额外位将用作 填充位，不用于值表示。显然，这只是标准中的法律语言所允许的，并不是任何人在实践中都可能遇到的。

另一方面，在 C++ 中，语言规范对类型的相对范围和相对大小做出了保证，因此在 C++ 中除了上述范围之外从 C 继承的关系保证sizeof(int) 大于或等于sizeof(short)。

其次，C 语言标准保证每种整数类型的最小范围（这些保证在 C 和 C++ 中都存在）。知道给定类型的最小范围后，您总是可以说出这种类型需要多少个形成值的位（作为最小位数）。例如，确实需要类型long 具有至少32 个值形成位才能满足其范围要求。如果您想将其重新计算为 bytes，这将取决于您对术语 byte 的理解。如果您专门谈论 8 位字节，那么确实键入 long 将始终包含至少四个 8 位字节。然而，这并不意味着sizeof(long) 总是至少为 4，因为在 C/C++ 术语中，术语 byte 指的是char 对象。 char 对象不限于 8 位。在某些实现中很可能有 32 位 char 类型，这意味着 C/C++ 字节中的 sizeof(long) 可以合法地为 1，例如。

【讨论】：

【解决方案6】：

C 标准没有明确规定 long 必须至少为 4 个字节，但它们确实为不同的整数类型指定了最小范围，这意味着最小大小。

例如，unsigned long 的最小范围是 0 到 4,294,967,295。您需要至少 32 位来表示该范围内的每个数字。所以是的，long 的标准保证（间接）至少是 32 位。

C++ 继承了 C 的数据类型，所以你必须去看看 C 标准。在这种情况下，C++ 标准实际上引用了 C 标准的部分内容。

【讨论】：

这可以在 C++ 标准中找到吗？
标准保证 long 至少有 32 位（不是 4 字节：一个字节可以是 32 位长）
我的 C++ 标准副本不包括这个。 (2003)

【解决方案7】：

请注意某些机器的字符超过 8 位这一事实。例如，TI C5x 上的 IIRC，long 是 32 位，但 sizeof(long)==2 因为 chars、shorts 和 int 都是 16 位，sizeof(char)==1。

【讨论】：