Переносимые типы: stdint.h И inttypes.h

К этому моменту вы, скорее всего, уже обратили внимание, что язык С предлагает широкое разнообразие целочисленных типов, и это можно только приветствовать. И, вероятно, вы также заметили, что одно и то же имя типа не обязательно означает одно и то же в разных системах, что не столь отрадно. Было бы замечательно, если бы язык С располагал типами, смысл которых не зависит от системы. Начиная со стандарта С99, нечто подобное было достигнуто.

Это было сделано в языке за счет создания дополнительных имен для существующих типов. Секрет в том, что эти новые имена определены в заголовочном файле stdint.h. Например, int32_t представляет тип для 32-битного целого значения со знаком. В системе, в которой используется 32-битный тип int, указанный заго­ловочный файл может определять int32_t в качестве псевдонима типа int. В дру­гой системе, где применяется 16-битный тип int и 32-битный тип long, это же имя, int32_t, может быть определено как псевдоним для типа long. Тогда при создании программы с использованием int32_t в качестве типа и включении заголовочного файла stdint.h компилятор будет заменять тип int или long так, как это подходит для конкретной системы.

Рассмотренные альтернативные имена являются примерами целочисленных типов с точной шириной. Тип int32_t содержит в точности 32 бита — ни больше и ни меньше. Не исключено, что целевая система не поддерживает эти варианты, так что целочис­ленные типы с точной шириной следует считать необязательными.

А что, если система не способна поддерживать типы с точной шириной? Стандарты С99 и СИ предоставляют вторую категорию альтернативных имен, которые являются обязательными. Этот набор имен гарантирует, что тип достаточно велик, чтобы удов­летворять спецификации, и нет других типов, которые могут выполнить нужную ра­боту, но имеют меньший размер. Эти типы называются типами с минимальной шириной. Например, int_least8_t представляет собой псевдоним наименьшего доступного типа, который может хранить 8-битное целочисленное значение со знаком. Если бы наименьший тип в конкретной системе был 16-битным, то тип int8_t не определялся бы. Однако тип int_least8_t был бы доступным и, скорее всего, реализованным как 16-битный целочисленный тип.

Конечно, есть программисты, которых больше заботит быстродействие, чем рас­ход памяти. Для них стандарты С99 и C11 определяют набор типов, которые обеспе­чат максимально быстрые вычисления. Эти типы называются высокоскоростными ти­пами с минимальной шириной. Например, тип int_fast8_t может быть определен как альтернативное имя для целочисленного типа данных вашей системы, который обес­печивает высокоскоростные вычисления с участием 8-битных значений со знаком.

Наконец, некоторых программистов устраивает только максимально возмож­ный в системе целочисленный тип; такому типу соответствует имя intmax_t и он может хранить любое допустимое целочисленное значение со знаком. Аналогично, uintmax_t представляет тип наибольшего допустимого целочисленного значения без знака. Кстати, указанные типы могут быть больше, чем long long и unsigned long, т.к. реализациям С разрешено определять типы, выходящие за рамки обязательных. Например, некоторые компиляторы ввели тип long long еще до того, как он стал частью стандарта.

Стандарты С99 и С11 не только предоставляют эти новые переносимые имена ти­пов, но также содействуют с вводом и выводом значений таких типов. Например, фун­кция printf () требует определенных спецификаторов для конкретных типов. В листинге 3.6 приведен краткий пример, иллюстрирующий применение переносимого типа и связанного с ним спецификато­ра. Заголовочный файл inttypes.h включает и файл заголовка stdint.h, поэтому в программе придется включать только файл inttypes.h.

Листинг 3.6. Программа altnames.c

/* altnames.c -- переносимые имена для целочисленных типов */

#include <stdio.h>

#include <inttypes.h> // поддерживает переносимые типы int main (void)

{

int32_t me32; // me32 -- это 32-битная переменная со знаком

me32 = 45933945;

printf("Сначала предположим, что int32_t является int: ");

printf("me32 = %d\n", те32);

printf("Далее не будем делать никаких предположений.\п");

printf("Вместо этого воспользуемся \"макросом\" из файла inttypes.h: ");

printf("me32 = %" PRId32 "\n", me32);

return 0;

}

Ниже показан вывод программы; обратите внимание, что в рассматриваемом при­мере также используется управляющая последовательность \" для отображения двой­ных кавычек:

Сначала предположим, что int32_t является int: rne32 = 45933945

Далее не будем делать никаких предположений.

Вместо этого воспользуемся "макросом" из файла inttypes.h: rne32 = 45933945