C语言整数类型（short、int、long、long long）

整数是编程中常用的一种数据，C语言通常使用int来定义整数（int 是 integer 的简写），这在《给小白讲变量和数据类型》中已经进行了详细讲解。

在现代操作系统中，int 一般占用 4 个字节（Byte）的内存，共计 32 位（Bit）。如果不考虑正负数，当所有的位都为 1 时它的值最大，为 2³²-1 = 4,294,967,295 ≈ 43亿，这是一个很大的数，实际开发中很少用到，而诸如 18、520、1024 等较小的数使用频率反而较高。

使用 4 个字节保存较小的整数绰绰有余，会空闲出两三个字节来，这些字节就白白浪费掉了，不能再被其他数据使用。现在个人电脑的内存都比较大了，配置低的也有 2G，浪费一些内存不会带来明显的损失；而在C语言被发明的早期，或者在低端单片机中，内存都是非常稀缺的资源，所有的程序都在尽力节省内存。

反过来说，43 亿虽然已经很大，但要表示全球人口数量还是不够，必须要让整数占用更多的内存，才能表示更大的值，比如占用 6 个字节或者 8 个字节。

让整数占用更少的内存可以在 int 前边加 short，让整数占用更多的内存可以在 int 前边加 long，还不够的话可以在 int 前面加两个 long，例如：

short int a = 18;
short int b, c = 520;
long int m = 102023;
long int n, p = 562131;
long long int x = 12233720;
long long int y, z = 92949685;

这样 a、b、c 各自只占用 2 个字节的内存，m、n、p 可能占用 8 个字节，x、y、z 各自占用 8 个字节。

也可以将 int 省略，只写 short、long 和 long long，如下所示：

short a = 18;
short b, c = 520;
long m = 102023;
long n, p = 562131;
long long x = 12233720;
long long y, z = 92949685;

这样的写法更加简洁，实际开发中常用。

int 是基本的整数类型，short、long 和 long long 是在 int 的基础上进行的扩展，short 可以节省内存，long 和 long long 可以容纳更大的值。

short、int、long 是C语言中常见的整数类型，long long 在某些场景中也会用到。其中，int 称为整型，short 称为短整型，long 称为长整型，long long 称为超长整形。

整型的长度

细心的读者可能会发现，上面我们在描述 short、int、long、long long 类型的长度时，只对 short 和 long long 使用肯定的说法，而对 int、long 使用了“一般/可能”等不确定的说法。这种描述的言外之意是，short 和 long long 的长度是确定的，分别是 2 和 8 个字节，而 int、long 的长度无法确定，在不同的环境下有不同的表现。

一种数据类型占用的字节数，称为该数据类型的长度。例如，short 占用 2 个字节的内存，那么它的长度就是 2。

实际情况也确实如此，C语言并没有严格规定 short、int、long、long long 的长度，只做了宽泛的限制：

short 至少占用 2 个字节。
int 建议为一个机器字长。32 位环境下机器字长为 4 字节，64 位环境下机器字长为 8 字节。
short 的长度不能大于 int，long 的长度不能小于 int，long long 不能小于 long。

总结起来，它们的长度（所占字节数）关系为：

2 ≤ short ≤ int ≤ long ≤ long long

这就意味着，short 并不一定真的“短”，long 也并不一定真的“长”，它们有可能和 int 占用相同的字节数。同样，long long 也不一定真的比 long 长，它们占用的字节数可能相同。

在 16 位环境下，short 的长度为 2 个字节，int 也为 2 个字节，long 为 4 个字节，long long 为 8 个字节。在单片机/嵌入式领域，16 位环境很少使用了，一般使用 8/32/64 位环境；在 PC 和服务器领域，16 位环境早就已经消失了。

对于 32 位的 Windows、Linux 和 macos，short 的长度为 2 个字节，int 为 4 个字节，long 也为 4 个字节，long long 为 8 个字节。PC 和服务器上的 32 位操作系统占有率越来越低，基本都被 64 位替代了；而单片机/嵌入式领域，使用 32 位环境越来越多了，8 位环境越来越少了。

在 64 位环境下，不同的操作系统会有不同的结果，如下所示：

操作系统	short	int	long	long long
Win64（64位 Windows）	2	4	4	8
类Unix系统（包括 Unix、Linux、macOS、BSD、Solaris 等）	2	4	8	8

目前我们使用较多的 PC 系统为 Win 7/8/10/11、macOS、Linux，在这些系统中，short、int 和 long long 的长度都是固定的，分别为 2、4 和 8，大家可以放心使用，只有 long 的长度在 Win64 和类 Unix 系统下会有所不同，使用时要注意移植性。

sizeof 操作符

获取某个数据类型的长度可以使用 sizeof 操作符，如下所示：

#include <stdio.h>
int main()
{
    short a = 10;
    int b = 100;

    int short_length = sizeof a;
    int int_length = sizeof(b);
    int long_length = sizeof(long);
    int longlong_length = sizeof(long long);

    printf("short=%d, int=%d, long=%d, longlong=%d\n", short_length, int_length, long_length, longlong_length);

    return 0;
}

在 32 位环境以及 Win64 环境下的运行结果为：

short=2, int=4, long=4, longlong=8

在 64 位 Linux 和 macOS 下的运行结果为：

short=2, int=4, long=8, longlong=8

sizeof 用来获取某个数据类型或变量所占用的字节数，如果后面跟的是变量名称，那么可以省略( )，如果跟的是数据类型，就必须带上( )。

需要注意的是，sizeof 是C语言中的操作符，不是函数，所以可以不带( )，后面会详细讲解。

不同整型的输出

使用不同的格式控制符可以输出不同类型的整数，它们分别是：

%hd用来输出 short int 类型，hd 是 short decimal 的简写；
%d用来输出 int 类型，d 是 decimal 的简写；
%ld用来输出 long int 类型，ld 是 long decimal 的简写；
%lld用来输出 long long int 类型，lld 是 long long decimal 的简写；

下面的例子演示了不同整型的输出：

#include <stdio.h>
int main()
{
    short a = 18;
    int b = 520;
    long c = 1024;
    long long d = 102023;
    printf("a=%hd, b=%d, c=%ld, d=%lld\n", a, b, c, d);
    return 0;
}

运行结果：
a=18, b=520, c=1024, d=102023

在编写代码的过程中，我建议将格式控制符和数据类型严格对应起来，养成良好的编程习惯。当然，如果你不严格对应，一般也不会导致错误，例如，很多初学者都使用%d输出所有的整数类型，请看下面的例子：

#include <stdio.h>
int main()
{
    short a = 18;
    int b = 520;
    long c = 1024;
    long long d = 102023;
    printf("a=%d, b=%d, c=%d, d=%d\n", a, b, c, d);
    return 0;
}

运行结果仍然是：
a=18, b=520, c=1024, d=102023

当使用%d输出 short，或者使用%ld输出 short、int，又或者使用%lld输出 short、int 和 long 时，不管值有多大，都不会发生错误，因为格式控制符足够容纳这些值。

当使用%hd输出 int、long、long long，或者使用%d输出 long、long long，又或者使用%ld输出 long long 时，如果要输出的值比较小（就像上面的情况），一般也不会发生错误，如果要输出的值比较大，就很有可能发生错误，例如：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int m = 306587;
    long n = 28166459852;
    printf("m=%hd, n=%hd\n", m, n);
    printf("n=%d\n", n);

    return 0;
}

在 64 位 Linux 和 macOS 下（long 的长度为 8）的运行结果为：
m=-21093, n=4556
n=-1898311220

输出结果完全是错误的，这是因为%hd容纳不下 m 和 n 的值，%d也容纳不下 n 的值。感兴趣的话，还可以在 Windows 环境中测试用%ld输出较大的 long long 类型整数（比如 28166459852），会发现输出结果也是错误的。

读者需要注意，当格式控制符和数据类型不匹配时，编译器会给出警告，提示程序员可能会存在风险。

编译器的警告是分等级的，不同程度的风险被划分成了不同的警告等级，而使用%d输出 short、long 和 long long 类型的风险较低，如果你的编译器设置只对较高风险的操作发出警告，那么此处你就看不到警告信息。

不同整形的后缀

读到这里，大家已经学完了 short、int、long 和 long long 四种整数类型，假设程序中有一个整数 100，它是什么类型的呢？

实际开发中用到的整数，它们的值通常不会很大，类型默认为 int。如果整数的值很大，需要占用比 int 更多的内存，它的类型可能是 long、long long 等（还可能是无符号整形，后续会讲）。

举个简单的例子：

long a = 100;
int b = 294;

单纯看 100 和 294 这两个整数，它们的类型都是 int。分析这两行代码：

第一行：变量 a 的类型是 long，整数 100 的类型是 int，它们的类型不同，编译器会先将 100 的类型转换成 long，再将它赋值给 a；
第二行：变量 b 的类型是 int，整数 294 的类型是 int，它们的类型相同，编译器直接将 294 赋值给变量 b。

关于数据类型的转换，这里先简单了解一下，我们将在《C语言数据类型转换》一节中深入探讨。

对于数值不是很大的整数，我们也可以手动指定它们的类型为 long 和 long long，具体写法是：

整数后面紧跟 l（小写的 L）或者 L，表明它的类型是 long；
整数后面紧跟 ll（小写的 LL）或者 LL，表明它的类型是 long long。

举个简单的例子：

int a = 10;
long b = 100L;
long long c = 1000LL;
short d = 32L;

其中，10 的类型是 int，100 和 32 的类型是 long，1000 的类型是 long long。我们习惯把 L、LL 这样的类型标识叫做整数的后缀。

再次强调，一个整数赋值给某个变量时，它们的类型不一定相同，比如将 100L 赋值给 b，它们的类型是相同的；再比如将 32L 赋值给 d，它们的类型是不同的，编译器会先将 32 转换为 short 类型，然后再赋值给 d。

对于初学者，很少会用到数字的后缀，加不加往往没有什么区别，也不影响实际编程。但是既然系统地学习 C语言，这个知识点还是要掌握的，否则哪天看到别人的代码这样写，你却不明白怎么回事，那就尴尬了。

C语言整数类型（short、int、long、long long）

整型的长度

sizeof 操作符

不同整型的输出

不同整形的后缀

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