<cstdint> 是 C++11 引入的一个头文件,它定义了一组固定宽度的整数类型,这些类型在不同的平台上具有相同的大小和表示范围。
为什么使用 <cstdint>
在 C++ 中,标准整数类型(如 int、long 等)的大小和表示范围依赖于编译器和平台。这可能导致在不同平台上编译的程序行为不一致。使用 <cstdint> 中定义的固定宽度整数类型可以避免这些问题,因为它们在所有平台上具有相同的大小和表示范围。
定义和语法
<cstdint> 定义了以下整数类型:
此外,还定义了最大宽度的整数类型:
以及用于位操作的类型:
实例
下面是一个使用 <cstdint> 的简单示例,展示了如何声明和使用这些类型。
#include <iostream>#include <cstdint> int main() { // 声明固定宽度的整数类型 int8_t a = -128; // 最小值 uint8_t b = 255; // 最大值 int16_t c = -32768; uint16_t d = 65535; int32_t e = -2147483648; uint32_t f = 4294967295U; // 使用 U 后缀表示无符号常量 int64_t g = -9223372036854775807LL; // 使用 LL 后缀表示长长整型常量 uint64_t h = 18446744073709551615ULL; // 使用 ULL 后缀表示无符号长长整型常量 // 输出结果 std::cout << "int8_t: " << static_cast<int>(a) << std::endl; std::cout << "uint8_t: " << static_cast<unsigned int>(b) << std::endl; std::cout << "int16_t: " << c << std::endl; std::cout << "uint16_t: " << d << std::endl; std::cout << "int32_t: " << e << std::endl; std::cout << "uint32_t: " << f << std::endl; std::cout << "int64_t: " << g << std::endl; std::cout << "uint64_t: " << h << std::endl; return 0;}
输出结果:
int8_t: -128 uint8_t: 255 int16_t: -32768 uint16_t: 65535 int32_t: -2147483648 uint32_t: 4294967295 int64_t: -9223372036854775807 uint64_t: 18446744073709551615
定宽整数类型
定宽整数类型确保了变量具有固定的宽度,这在需要精确控制数据大小和布局的情况下非常有用。它们的命名形式为 intN_t 和 uintN_t,其中 N 表示位宽。
#include <cstdint>#include <iostream> int main() { int8_t a = -128; uint8_t b = 255; int32_t c = 2147483647; uint64_t d = 18446744073709551615U; std::cout << "a = " << static_cast<int>(a) << std::endl; std::cout << "b = " << static_cast<unsigned>(b) << std::endl; std::cout << "c = " << c << std::endl; std::cout << "d = " << d << std::endl; return 0;}
最小宽度整数类型
最小宽度整数类型确保了变量具有至少指定的位宽,这在需要最低位宽保证但不需要精确控制位宽的情况下非常有用。它们的命名形式为 int_leastN_t 和 uint_leastN_t。
#include <cstdint>#include <iostream> int main() { int_least8_t a = -128; uint_least8_t b = 255; int_least32_t c = 2147483647; uint_least64_t d = 18446744073709551615U; std::cout << "a = " << static_cast<int>(a) << std::endl; std::cout << "b = " << static_cast<unsigned>(b) << std::endl; std::cout << "c = " << c << std::endl; std::cout << "d = " << d << std::endl; return 0;}
最快宽度整数类型
最快宽度整数类型确保了变量具有至少指定的位宽,并且在给定系统上尽可能快。它们的命名形式为 int_fastN_t 和 uint_fastN_t。
#include <cstdint>#include <iostream> int main() { int_fast8_t a = -128; uint_fast8_t b = 255; int_fast32_t c = 2147483647; uint_fast64_t d = 18446744073709551615U; std::cout << "a = " << static_cast<int>(a) << std::endl; std::cout << "b = " << static_cast<unsigned>(b) << std::endl; std::cout << "c = " << c << std::endl; std::cout << "d = " << d << std::endl; return 0;}
特殊类型
#include <cstdint>#include <iostream> int main() { intmax_t max_int = INTMAX_MAX; uintmax_t max_uint = UINTMAX_MAX; intptr_t ptr_int = reinterpret_cast<intptr_t>(&max_int); uintptr_t ptr_uint = reinterpret_cast<uintptr_t>(&max_uint); std::cout << "max_int = " << max_int << std::endl; std::cout << "max_uint = " << max_uint << std::endl; std::cout << "ptr_int = " << ptr_int << std::endl; std::cout << "ptr_uint = " << ptr_uint << std::endl; return 0;}
边界值宏
<cstdint> 还定义了一组宏,用于表示这些类型的边界值。
#include <cstdint>#include <iostream> int main() { std::cout << "INT8_MIN = " << static_cast<int>(INT8_MIN) << std::endl; std::cout << "INT8_MAX = " << static_cast<int>(INT8_MAX) << std::endl; std::cout << "UINT8_MAX = " << static_cast<unsigned>(UINT8_MAX) << std::endl; std::cout << "INT32_MIN = " << INT32_MIN << std::endl; std::cout << "INT32_MAX = " << INT32_MAX << std::endl; std::cout << "UINT32_MAX = " << UINT32_MAX << std::endl; return 0;}
<cstdint> 提供了一组固定宽度的整数类型,这些类型在不同的平台上具有相同的大小和表示范围。使用这些类型可以提高代码的可移植性和可预测性。在编写跨平台的 C++ 程序时,推荐使用 <cstdint> 中定义的类型。