C++基本数据类型的字节数范围大小溢出处理

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了C++基本数据类型的字节数范围大小溢出处理相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

    C++有几种基本的数据类型:char、int、float、double,这些数据类型的字节数、范围大小根据操作系统、编译器的不同而不同。

图(1) C++基本数据类型的字节数

  • 在Windows上,同一种基本数据类型,其win32与win64的字节数是一致的;比如,int在win32、win64都是4个字节。
  • 在Linux上,大部分基本数据类型,其32位与64位的字节数是一致的;只有long类型的不相同(当然,long long除外,long long在32位、64位的Linux上,都是8字节)。比如,float在32位、64位的Linux上,都是4个字节;double在32位、64位的Linux上都是8个字节。

    当前,在Windows,有些复合数据类型,在不同位数上,其字节数是不同的。比如,string、size_t这类复合数据类型,string在win32上占28个字节,而在win64位上占40个字节。size_t在win32上占4个字节,而在win64位上占8个字节。

1、Windows系统

1.1 32位的编译器

32位 Windows上的数据类型与范围
type:           ************size**************
bool:           所占字节数:1   最大值:1               最小值:0
char:           所占字节数:1   最大值:127             最小值:-128
signed char:    所占字节数:1   最大值:127             最小值:-128
unsigned char:  所占字节数:1   最大值:255             最小值:0
wchar_t:        所占字节数:2   最大值:65535           最小值:0
short:          所占字节数:2   最大值:32767           最小值:-32768
int:            所占字节数:4   最大值:2147483647      最小值:-2147483648
unsigned:       所占字节数:4   最大值:4294967295      最小值:0
long:           所占字节数:4   最大值:2147483647      最小值:-2147483648
unsigned long:  所占字节数:4   最大值:4294967295      最小值:0
double:         所占字节数:8   最大值:1.79769e+308    最小值:2.22507e-308
long double:    所占字节数:8   最大值:1.79769e+308    最小值:2.22507e-308
float:          所占字节数:4   最大值:3.40282e+38     最小值:1.17549e-38
size_t:         所占字节数:4   最大值:4294967295      最小值:0
string:         所占字节数:28
type:           ************size**************

1.2 64位的编译器

64位 Windows上的数据类型与范围

type:           ************size**************
bool:           所占字节数:1   最大值:1                       最小值:0
char:           所占字节数:1   最大值:127                     最小值:-128
signed char:    所占字节数:1   最大值:127                     最小值:-128
unsigned char:  所占字节数:1   最大值:255                     最小值:0
wchar_t:        所占字节数:2   最大值:65535                   最小值:0
short:          所占字节数:2   最大值:32767                   最小值:-32768
int:            所占字节数:4   最大值:2147483647              最小值:-2147483648
unsigned:       所占字节数:4   最大值:4294967295              最小值:0
long:           所占字节数:4   最大值:2147483647              最小值:-2147483648
unsigned long:  所占字节数:4   最大值:4294967295              最小值:0
double:         所占字节数:8   最大值:1.79769e+308            最小值:2.22507e-308
long double:    所占字节数:8   最大值:1.79769e+308            最小值:2.22507e-308
float:          所占字节数:4   最大值:3.40282e+38             最小值:1.17549e-38
size_t:         所占字节数:8   最大值:18446744073709551615    最小值:0
string:         所占字节数:40
type:           ************size**************

    Windows获取数据类型的字节数、范围大小的案例程序,如下:
    //getSize.cpp

#include<iostream>  
#include <limits>

using namespace std;

int main()

    cout << "type: \\t\\t" << "************size**************" << endl;
    cout << "bool: \\t\\t" << "所占字节数:" << sizeof(bool);
    cout << "\\t最大值:" << (numeric_limits<bool>::max)();
    cout << "\\t\\t最小值:" << (numeric_limits<bool>::min)() << endl;
    cout << "char: \\t\\t" << "所占字节数:" << sizeof(char);
    cout << "\\t最大值:" << (int)(numeric_limits<char>::max)();
    cout << "\\t\\t最小值:" << (int)(numeric_limits<char>::min)() << endl;
    cout << "signed char: \\t" << "所占字节数:" << sizeof(signed char);
    cout << "\\t最大值:" << (int)(numeric_limits<signed char>::max)();
    cout << "\\t\\t最小值:" << (int)(numeric_limits<signed char>::min)() << endl;
    cout << "unsigned char: \\t" << "所占字节数:" << sizeof(unsigned char);
    cout << "\\t最大值:" << (int)(numeric_limits<unsigned char>::max)();
    cout << "\\t\\t最小值:" << (int)(numeric_limits<unsigned char>::min)() << endl;
    cout << "wchar_t: \\t" << "所占字节数:" << sizeof(wchar_t);
    cout << "\\t最大值:" << (numeric_limits<wchar_t>::max)();
    cout << "\\t\\t最小值:" << (numeric_limits<wchar_t>::min)() << endl;
    cout << "short: \\t\\t" << "所占字节数:" << sizeof(short);
    cout << "\\t最大值:" << (numeric_limits<short>::max)();
    cout << "\\t\\t最小值:" << (numeric_limits<short>::min)() << endl;
    cout << "int: \\t\\t" << "所占字节数:" << sizeof(int);
    cout << "\\t最大值:" << (numeric_limits<int>::max)();
    cout << "\\t最小值:" << (numeric_limits<int>::min)() << endl;
    cout << "unsigned: \\t" << "所占字节数:" << sizeof(unsigned);
    cout << "\\t最大值:" << (numeric_limits<unsigned>::max)();
    cout << "\\t最小值:" << (numeric_limits<unsigned>::min)() << endl;
    cout << "long: \\t\\t" << "所占字节数:" << sizeof(long);
    cout << "\\t最大值:" << (numeric_limits<long>::max)();
    cout << "\\t最小值:" << (numeric_limits<long>::min)() << endl;
    cout << "unsigned long: \\t" << "所占字节数:" << sizeof(unsigned long);
    cout << "\\t最大值:" << (numeric_limits<unsigned long>::max)();
    cout << "\\t最小值:" << (numeric_limits<unsigned long>::min)() << endl;
    cout << "double: \\t" << "所占字节数:" << sizeof(double);
    cout << "\\t最大值:" << (numeric_limits<double>::max)();
    cout << "\\t最小值:" << (numeric_limits<double>::min)() << endl;
    cout << "long double: \\t" << "所占字节数:" << sizeof(long double);
    cout << "\\t最大值:" << (numeric_limits<long double>::max)();
    cout << "\\t最小值:" << (numeric_limits<long double>::min)() << endl;
    cout << "float: \\t\\t" << "所占字节数:" << sizeof(float);
    cout << "\\t最大值:" << (numeric_limits<float>::max)();
    cout << "\\t最小值:" << (numeric_limits<float>::min)() << endl;
    cout << "size_t: \\t" << "所占字节数:" << sizeof(size_t);
    cout << "\\t最大值:" << (numeric_limits<size_t>::max)();
    cout << "\\t最小值:" << (numeric_limits<size_t>::min)() << endl;
    cout << "string: \\t" << "所占字节数:" << sizeof(string) << endl;
    // << "\\t最大值:" << (numeric_limits<string>::max)() << "\\t最小值:" << (numeric_limits<string>::min)() << endl;  
    cout << "type: \\t\\t" << "************size**************" << endl;

    system("pause");
    return 0;

2、Linux系统

2.1 32位编译器

32位 Linux上的数据类型与范围
type:           ************size**************
bool:           所占字节数:1   最大值:1               最小值:0
char:           所占字节数:1   最大值:Del            最小值:€
signed char:    所占字节数:1   最大值:Del            最小值:€
unsigned char:  所占字节数:1   最大值:255             最小值:0
wchar_t:        所占字节数:2   最大值:65535           最小值:0
short:          所占字节数:2   最大值:32767           最小值:-32768
int:            所占字节数:4   最大值:2147483647      最小值:-2147483648
unsigned:       所占字节数:4   最大值:4294967295      最小值:0
long:           所占字节数:4   最大值:2147483647      最小值:-2147483648
unsigned long:  所占字节数:4   最大值:4294967295      最小值:0
double:         所占字节数:8   最大值:1.79769e+308    最小值:2.22507e-308
long double:    所占字节数:8   最大值:1.79769e+308    最小值:2.22507e-308
float:          所占字节数:4   最大值:3.40282e+38     最小值:1.17549e-38
size_t:         所占字节数:4   最大值:4294967295      最小值:0
string:         所占字节数:28

2.2 64位编译器

64位 Linux上的数据类型与范围

type:           ************size**************
bool:           所占字节数:1   最大值:1                     最小值:0
char:           所占字节数:1   最大值:DEL                  最小值:€
signed char:    所占字节数:1   最大值:DEL                  最小值:€
unsigned char:  所占字节数:1   最大值:255                   最小值:0
wchar_t:        所占字节数:2   最大值:65535                 最小值:0
short:          所占字节数:2   最大值:32767                 最小值:-32768
int:            所占字节数:4   最大值:2147483647            最小值:-2147483648
unsigned:       所占字节数:4   最大值:4294967295            最小值:0
long:           所占字节数:8   最大值:9223372036854775807   最小值:-9223372036854775807
unsigned long:  所占字节数:8   最大值:18446744073709551615  最小值:0
double:         所占字节数:8   最大值:1.79769e+308          最小值:2.22507e-308
long double:    所占字节数:8   最大值:1.79769e+308          最小值:2.22507e-308
float:          所占字节数:4   最大值:3.40282e+38           最小值:1.17549e-38
size_t:         所占字节数:8   最大值:18446744073709551615  最小值:0
string:         所占字节数:40
type:           ************size**************

3、越界与溢出

    当变量的取值超过其最大值时,如果再加1,则出现越界,变量会从最大值变为最小值,即 MAX+1 → MIN,这里以Windows 64位上的long、int的最大值越界为例,进行说明。
    long、int的最大值都为2147483647,若再加1,则出现越界,直接变成最小值 -2147483648,如图表(1)所示:

表(1) 数据的上溢、下溢
最大值 MaxMax+1(上溢)最小值 MinMin-1(下溢)
bool1101
char127-128-128127
signed char127-128-128127
unsigned char25500255
wchar_t655350065535
short32767-32768-3276832767
int2147483647-2147483648-21474836482147483647
unsigned4294967295004294967295
long2147483647-2147483648-21474836482147483647
unsigned long4294967295004294967295

    注意,bool在C++中是使用unsigned int表示的,所以bool的最大值加1不会溢出(1+1 < 4294967295 ),要加上unsigned int的最大值4294967295才会上溢出变为0(1+ 4294967295溢出,变为0)。

    //LongMax.cpp

#include<iostream>  
#include <limits>

using namespace std;

#pragma warning(disable:4804) 
#pragma warning(disable:4146) 

void LongMax()

    cout << "bool: \\t\\t" << "所占字节数:" << sizeof(bool);
    cout << "\\t最大值:" << (numeric_limits<bool>::max)();
    cout << "\\t\\t最小值:" << (numeric_limits<bool>::min)() << endl;
    cout << "char: \\t\\t" << "所占字节数:" << sizeof(char);
    cout << "\\t最大值:" << (int)(numeric_limits<char>::max)();
    cout << "\\t\\t最小值:" << (int)(numeric_limits<char>::min)() << endl;
    cout << "signed char: \\t" << "所占字节数:" << sizeof(signed char);
    cout << "\\t最大值:" << (int)(numeric_limits<signed char>::max)();
    cout << "\\t\\t最小值:" << (int)(numeric_limits<signed char>::min)() << endl;
    cout << "unsigned char: \\t" << "所占字节数:" << sizeof(unsigned char);
    cout << "\\t最大值:" << (int)(numeric_limits<unsigned char>::max)();
    cout << "\\t\\t最小值:" << (int)(numeric_limits<unsigned char>::min)() << endl;
    cout << "short: \\t\\t" << "所占字节数:" << sizeof(short);
    cout << "\\t最大值:" << (numeric_limits<short>::max)();
    cout << "\\t\\t最小值:" << (numeric_limits<short>::min)() << endl;
    cout << "int: \\t\\t" << "所占字节数:" << sizeof(int);
    cout << "\\t最大值:" << (numeric_limits<int>::max)();
    cout << "\\t最小值:" << (numeric_limits<int>::min)() << endl;
    cout << "unsigned int:\\t" << "所占字节数:" << sizeof(unsigned int);
    cout << "\\t最大值:" << (numeric_limits<unsigned>::max)();
    cout << "\\t最小值:" << (以上是关于C++基本数据类型的字节数范围大小溢出处理的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

C语言基本整型的数据范围啥意思

java中,当要处理的整数太大,超出了long的范围,应该用啥基本类型去处理,实现对这个数的加减法运算

基本数据类型范围大小&&字节大小

JAVACard 基本数据类型的运算及溢出问题

基本数据类型大小和范围

C++ short/int/long/long long 等数据类型大小