int型と整数の世界

整数はプログラムでいちばんよく使う値です。個数、点数、年、回数。それを入れる基本の箱がintです。

int の大きさと範囲

多くの環境で int は4バイト＝32ビットです。32個の0と1で表せる組み合わせは約42億通り。半分を負の数に使うので、扱える範囲はこうなります。

-2147483648 〜 2147483647（およそ ±21億）

限界値は暗記せず、調べられるようにしておきます。

#include <stdio.h>
#include <limits.h>

int main(void) {
    printf("intの最大 %d\n", INT_MAX);
    printf("intの最小 %d\n", INT_MIN);
    return 0;
}

limits.h というヘッダファイルに、その環境の限界値が用意されています。数字を覚えるより、INT_MAX と書けるほうが実務的です。

int の仲間たち

・short … おおむね2バイト。小さい整数用。
・long long … 8バイト。約 ±922京。21億で足りないときはこれ。
・unsigned int … 負を捨てる代わりに、0〜約42億まで使える。

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int       tsuujou = 1234;
    long long ookii   = 9000000000LL;    // 90億。int には入らない
    unsigned int seinomi = 4000000000U;  // 40億。unsigned なら入る

    printf("%d\n", tsuujou);
    printf("%lld\n", ookii);
    printf("%u\n", seinomi);
    return 0;
}

型が変われば書式指定子も変わります。long long は %lld、unsigned int は %u です。ここを間違えると表示だけが壊れるので、値がおかしいときは書式も疑います。

動く例——整数だけで計算する

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int nedan = 480;
    int kosuu = 7;
    int goukei = nedan * kosuu;

    printf("合計 %d 円\n", goukei);
    printf("3人で割ると 1人 %d 円\n", goukei / 3);
    return 0;
}

合計は3360円、3人で割ると1120円。ちょうど割り切れましたが、割り切れないときは小数にならず切り捨てられます。これは大きな事件なので、専用のトピックで扱います。

罠・注意

21億を超えると壊れる。 秒数やバイト数の合計、掛け算の結果は意外と簡単に超えます。何が起きるかはこのトラック最後のオーバーフローのトピックで見ます。

小数は入らない。 int n = 3.9; は 3 です。四捨五入ではなく切り捨て。

int の大きさは環境で変わりうる。 「必ず4バイト」ではありません。知りたいときは sizeof で測ります。

ビット「21億もいらないでしょ」と思ったところが、あとで事故になるんだ。合計や積を作るときだけは桁を意識してみて。

まとめ

int は多くの環境で32ビット、範囲はおよそ ±21億。限界値は limits.h の INT_MAX / INT_MIN。足りないときは long long、負が不要なら unsigned int。小数は入らず、黙って切り捨てられます。