2.2　整数

整数是最常见的、最简单的数据形式。在C语言中，我们不仅要学习如何表示整数，还要掌握其存放方式。

2.2.1　整数的进制表示

进制是一种计数方式。它决定了数字的表示方式及进位方式。在C语言中，整数可以使用4种进制进行表示。这4种进制分别是二进制、八进制、十进制与十六进制。

1. 用二进制表示整数

在用二进制表示整数时，要为整数添加一个前缀“0b”，如图2.5所示。将用二进制表示的整数称为二进制数。

2. 用八进制表示整数

二进制是计算机中最先使用的进制。随着计算机处理的数据越来越大，程序员使用二进制表示和读取数据也越来越麻烦，于是便产生了八进制。例如，有些游戏有8个大关卡，每个大关卡有8个小关卡，这些都符合“逢八进一”的规则，如图2.6所示。

在用八进制表示整数时，要为整数添加一个前缀数字“0”，如图2.7所示。将用八进制表示的整数称为八进制数。八进制数的每位可以使用0～7，遵循“逢八进一”的规则。

【示例2-1】输出一个八进制数。

程序如下：

运行程序，输出以下内容：

从程序运行结果可以看出，输出的八进制数6没有前缀，这样就无法与十进制数进行区分。为了解决这个问题，使用%#o占位符可以使输出的八进制数带前缀。

【示例2-2】输出带前缀的八进制数。

程序如下：

运行程序，输出以下内容：

注意：使用%o占位符可以使输出的八进制数不带前缀；使用%#o占位符可以使输出的八进制数带前缀0。

助记：%o中的字母o来源于英文单词octal（意思为八进制的）。

二进制数转换为八进制数就是将二进制数从右向左每3位合并为1位。下面将一个二进制数111111转换为八进制数77，如图2.8所示。

在转换时，有时会发现二进制数的位数无法以3位为单元进行分隔，此时就必须使用0来补位。下面将一个二进制数10011011转换为八进制数233，如图2.9所示。

八进制数向二进制数转换的思路是八进制数的1位转换为二进制数的3位，而运算的顺序是从低位向高位依次进行。下面将一个八进制数17转换为二进制数1111，如图2.10所示。

3. 用十进制表示整数

由于人有10个手指头，而十进制相对符合人的人体构造，所以十进制是人们最常用的进制。假如人和小鸡一样有8个指头，如图2.11所示，那么可能现在人们最常用的就是八进制。

将用十进制表示的整数称为十进制数。十进制数的每位可以使用0～9，遵循“逢十进一”的规则。由于十进制数有负值，所以不能以数字“0”开始，但可以以负号开始，如图2.12所示。

【示例2-3】输出一个十进制数。

程序如下：

运行程序，输出以下内容：

助记：%d中的字母d来源于英文单词decimal（意思为十进制的）。

十进制数转换为二进制数会使用到辗除法。辗除法就是“除模取余”法。“除模取余”就是指将一个进制数转化成另一个进制数时，另一个进制数就是模，用将要转化的进制数除以模，取其余数即可。下面将十进制数19转换为二进制数10011，如图2.13所示。

4. 用十六进制表示整数

随着计算机处理的数据不断增加，人们发现使用八进制也无法满足人们的需求，因此程序员创造出了十六进制。将用十六进制表示的整数称为十六进制数。例如，颜色的表示分为RGB模式与CMYK模式。其中，CMYK模式就是使用6位十六进制数来表示颜色的，如#FF0000。

在用十六进制表示整数时，要在整数前加“0X”或“0x”，如图2.14所示。十六进制数的每位可以使用0～9、A～F，遵循“逢十六进一”的规则。

【示例2-4】输出一个十六进制数。

程序如下：

运行程序，输出以下内容：

从程序运行结果可以看出，输出的十六进制数5d没有前缀，如果想要在其前加前缀，就要使用%#x占位符。

助记：%x中的字母x来源于英文单词hex（意思为十六进制）。

【示例2-5】输出一个带前缀的十六进制数。

程序如下：

运行程序，输出以下内容：

从程序运行结果可以看出，输出的十六进制数0x5d带前缀，但其字母部分d为小写。如果想要输出字母部分为大写的带前缀的十六进制数，就要使用占位符%#X。

【示例2-6】输出字母部分为大写的带前缀的十六进制数。

程序如下：

运行程序，输出以下内容：

注意：使用%x占位符可以使输出的十六进制数不带前缀且字母部分为小写。使用%X占位符可以使输出的十六进制数不带前缀且字母部分为大写。使用%#x占位符可以使输出的十六进制数带前缀0x且字母部分为小写。使用%#X占位符可以使输出的十六进制数带前缀0X且字母部分为大写。

二进制数转换为十六进制数就是将二进制数从右向左每4位合并为1位。下面将一个二进制数10101100转换为十六进制数0xAC，如图2.15所示。

在转换时，有时会发现二进制数无法以4位为单元进行分隔，此时就要使用0来补位。例如，下面将一个二进制数11011转换为十六进制数0x1B，如图2.16所示。

在十六进制数转换为二进制数时，要把十六进制数的1位转换成二进制数的4位，而运算的顺序是从低位向高位依次进行的。下面将十六进制数73转换为二进制数，如图2.17所示。

助记：二进制数、八进制数、十进制数及十六进制数之间的转换如表2.3所示。

2.2.2　整数类型

整数类型大体分为有符号整数类型和无符号整数类型。由于计算机的存储空间是有限的，所以在处理整数时要控制整数所占的存储空间大小。根据整数所占存储空间大小，有符号整数类型又分为整型、短整型、长整型3种。无符号整数类型又分为无符号整型、无符号短整型、无符号长整型3种。

1. 有符号整数类型

1）整型

在C语言中，整型是整数的默认保存类型，使用说明符int表示。一个整型数据占4个字节，如图2.18所示。

由于存储空间有限，整型数据的取值范围是-231～（231-1），即-2 147 483 648～2 147 483 647，如图2.19所示。

【示例2-7】输出整数的字节长度，判断整数是否会被默认保存为整型。

程序如下：

运行程序，输出以下内容：

【示例2-8】输出一个整型数据占几个字节。

程序如下：

运行程序，输出以下内容：

助记：int来源于英文单词integer（意思为整数）。

2）短整型

短整型是较小整数的保存类型，使用说明符short表示。一个短整型数据占2个字节，如图2.20所示。

短整型数据的取值范围是-215～（215-1），即-32 768～32 767，如图2.21所示。

【示例2-9】输出一个短整型数据占几个字节。

程序如下：

运行程序，输出以下内容：

助记：short的意思为短的。

3）长整型

长整型是较大整数的保存类型，使用说明符long表示。一个长整型数据占4个字节，如图2.22所示。

长整型数据的取值范围是-231～（231-1），即-2 147 483 648～2 147 483 647，如图2.23所示。

【示例2-10】输出一个短整型数据占几个字节。

程序如下：

运行程序，输出以下内容：

长整型数据要在数字后面加字母l或L，如355L。

【示例2-11】输出带L后缀的长整型数据的字节长度。

程序如下：

运行程序，输出以下内容：

助记：long的意思为长的。

2. 无符号整数类型

无符号整数类型数据只包含正数，这样就能将二进制数的符号位作为整数位。无符号整数类型数据比有符号整数类型数据的取值范围大一倍，如图2.24所示。

在有符号整数类型说明符前添加前缀unsigned，即构成对应的无符号整数类型说明符。在无符号整数类型数据后要加后缀字母u或U。

1）无符号整型

无符号整型使用说明符unsigned int表示。一个无符号整型数据占4个字节。无符号整型数据的取值范围为0～4 294 967 295。

2）无符号短整型

无符号短整型使用说明符undigned short表示。一个无符号短整型数据占2个字节。无符号短整型数据范围为0～65 535。

3）无符号长整型

无符号长整型使用说明符unsigned long表示。无符号长整型数据占4个字节。无符号长整型数据范围为0～4 294 967 295。

当处理的数据只有正整数时，此时使用无符号整数类型数据可以更好地利用计算机的存储空间，从而提高计算效率。

注意：随着时间推移，新增了很多编译器。这些编译器都能对C语言进行编译，导致不同编译器下的整数类型数据长度会有不同，以上的讲解都是基于Visual C++6.0与Visual Studio 2010进行讲解的。

助记：unsigned的意思为无符号的。

总结前面讲解的所有整数类型，如表2.4所示。