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C++ 标准库 <cstdint>
<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：
int8_t：8位有符号整数uint8_t：8位无符号整数int16_t：16位有符号整数uint16_t：16位无符号整数int32_t：32位有符号整数uint32_t：32位无符号整数int64_t：64位有符号整数uint64_t：64位无符号整数
此外，还定义了最大宽度的整数类型：
intmax_t：最大宽度的有符号整数uintmax_t：最大宽度的无符号整数
以及用于位操作的类型：
intptr_t：足够大的有符号整数，可以存储指针的值uintptr_t：足够大的无符号整数，可以存储指针的值
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。
实例
#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;
}
#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。
int8_t,int16_t,int32_t,int64_t: 有符号定宽整数类型。uint8_t,uint16_t,uint32_t,uint64_t: 无符号定宽整数类型。
实例
#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;
}
#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。
int_least8_t,int_least16_t,int_least32_t,int_least64_t: 有符号最小宽度整数类型。uint_least8_t,uint_least16_t,uint_least32_t,uint_least64_t: 无符号最小宽度整数类型。
实例
#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;
}
#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。
int_fast8_t,int_fast16_t,int_fast32_t,int_fast64_t: 有符号最快宽度整数类型。uint_fast8_t,uint_fast16_t,uint_fast32_t,uint_fast64_t: 无符号最快宽度整数类型。
实例
#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;
}
#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
intmax_t: 能够表示的最大有符号整数类型。uintmax_t: 能够表示的最大无符号整数类型。intptr_t: 足够大的有符号整数类型，用于存储指针。uintptr_t: 足够大的无符号整数类型，用于存储指针。
实例
#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;
}
#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。
INT8_MIN,INT8_MAX,UINT8_MAXINT16_MIN,INT16_MAX,UINT16_MAXINT32_MIN,INT32_MAX,UINT32_MAXINT64_MIN,INT64_MAX,UINT64_MAX
实例
#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;
}
#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。