Целое, целочисленный тип данных (англ. Integer), в информатике — один из простейших и самых распространённых типов данных в языках программирования. Служит для представления целых чисел. Множество чисел этого типа представляет собой подмножество бесконечного множества целых чисел, ограниченное максимальным и минимальным значениями. Если используется 32-разрядное машинное слово, то беззнаковое целое будет представлять значения 0..2³²−1 ≈ 4×10⁹.^[1]

Представление

В памяти типовой компьютерной системы целое число представлено в виде цепочки битов фиксированного (кратного 8) размера. Эта последовательность нолей и единиц — ни что иное, как двоичная запись числа, поскольку обычно для представления чисел в современной компьютерной технике используется позиционный двоичный код. Диапазон целых чисел, как правило, определяется количеством байтов в памяти компьютера, отводимых под одну переменную.

Многие языки программирования предлагают выбор между короткими (англ. short), длинными (англ. long) и целыми стандартной длины. Длина стандартного целого типа, как правило, совпадает с размером машинного слова на целевой платформе. Для 16-разрядных операционных систем - этот тип (int) составляет 2 байта и совпадает с типом short int (можно использовать как short, опуская слово int), для 32-разрядных операционных систем он будет равен 4 байтам и совпадает с длинным целым long int (можно использовать как long, опуская слово int), и в этом случае будет составлять 4 байта. Короткое целое short int, для 16-разрядных операционных систем, 32-разрядных операционных систем, 64-разрядных операционных систем составляет — 2 байта. Также в некоторых языках может использоваться тип данных двойное длинное long long, который составляет 8 байт.

Для 64-разрядных операционных систем учитывая разность моделей данных (LP64, LLP64, ILP64), представление целого типа на разных моделях данных может отличаться между собой. Тип int и long может составлять как 4 так и 8 байт.

Стоит отметить, что каждый язык программирования реализует свою сигнатуру представления целых чисел, которая может отличатся от международных стандартов, но обязана его/их поддерживать. К примеру можно отнести кросс-платформенную библиотеку Qt, где целое представляется типом qintX и quintX, где X-8,16,32,64.

Целые типы подразделяются на беззнаковые (англ. unsigned) и знаковые (англ. signed).

Беззнаковые целые

Беззнаковые целые представляют только неотрицательные числа, при этом все разряды кода используются для представления значения числа и максимальное число соответствует единичным значениям кода во всех разрядах: 111..111. m-байтовая переменная целого типа без знака, очевидно, принимает значения от 0 до +2^8m-1;

В C и C++ для обозначения беззнаковых типов используется префикс unsigned. В C# в качестве показателя беззнаковости используется префикс u (англ. unsigned). Например, для объявления беззнакового целого, равное по размеру одному машинному слову используется тип uint.

Беззнаковые целые, в частности, используются для адресации памяти, представления символов.

Иногда в литературе^[2] встречается рекомендации не использовать беззнаковые целые, поскольку он может быть не реализован процессором компьютера, однако вряд ли этот совет следует считать актуальным — большинство современных процессоров (в том числе x86-совместимые^[3]) одинаково хорошо работают как со знаковыми, так и с беззнаковыми целыми.

В некоторых языках, например java, беззнаковые целые типы (за исключением символьного) отсутствуют.^[4]

Целые со знаком

Существует несколько различных способов представления целых значений в двоичном коде в виде величины со знаком (англ.)русск.. В частности можно назвать прямой и обратный коды. Знак кодируется в старшем разряде числа: 0 соответствует положительным, а 1 отрицательным числам.

Могут быть использованы и более экзотические представления отрицательных чисел, такие, как, например, систему счисления по основанию -2.^[5]

Однако для большинства современных процессоров обычным представлением знаковых числа является дополнительный код. Максимальное положительное число представляется двоичным кодом 0111...111, максимальное по модулю отрицательное кодом 1000...000, а код 111...111 соответствует -1. Такое представление чисел соответствует наиболее простой реализации арифметических логических устройств процессора на логических вентилях, позволяет использовать один и тот же алгоритм сложения и вычитания как для беззнаковых чисел, так и для чисел со знаком (отличие — только в условиях, при которых считается, что наступило арифметическое переполнение).

m-байтовая переменная целого типа со знаком принимает значения от −2^8m-1 до +2^8m-1-1.

Операции над целыми

К целочисленным значениям применимы арифметические операции и математические функции, в том числе операция целочисленного деления и операция взятия остатка от деления. Помимо математических, к целым числам применимы битовые операции, работающие с внутренним, двоичным представлением целых чисел.

Перечислимый тип

К целым относится также перечислимый тип. Переменные перечислимого типа принимают конечный заранее заданный набор значений. Размер набора не определяется числом байтов, используемых для представления целочисленных значений переменных такого типа.

См. также

• Прямой код
• Обратный код
• Дополнительный код
• Арифметика произвольной точности

Примечания