stdint.hで定義されている型の使い方

Question

C11ではstdint.hを読み込みintN_tのようにNビットを指定し型宣言をするようですが、その使い方は例えばlong aと宣言されている変数をint64_t aと置き換えるだけでいいのですか?
そして、それらはC++でも同じように、cstdintを読み込み、上のように型宣言をしなければいけないのですか(安全面や移植性を考慮して)
また、char型とint8_t型での違いはあるのですか?(もちろんchar型に限らず!)

参考リンク : 2016年、C言語はどう書くべきか http://postd.cc/how-to-c-in-2016-1/

Answer 1

「2016年、C言語はどう書くべきか」はとても考えさせるし、あるところは賛同できるし、他の所ではそれはないだろうと思うところもあるような、そんな文章です。多くの賛成と反対があり、これが絶対に良いとも悪いとも言えないと言うことだけは言えると思います。

さて、intN_tを使えという話ですが、単純にlongをint64_tに置き換えるだけで済むのか…という話ではありません。

一つはAPIや関数です。printfのフォーマット文字列も"%ld"ではなく"%" PRId64を使う必要があります。fseekの第2引数はlongですが、int64_tをそのまま渡せるとは限りません。場合によっては、正しくキャストする必要があります。

次に、longは32bit以上であることは保証されていますが、64bitであるとは限りません。32bit環境のほとんどでは32bitですし、64bit環境でもWindows上では32bit、UNIX/Linuxでは64bitと、OSやアーキテクチャによって異なります。単純な置き換えで完全に互換なわけではありません。

面倒になってきましたが、では、なぜintN_tを使えと言うのかです。それは、ビット数をプログラマーが確定できると言うことです。intやlongは環境によってそのビット数が異なります。longを使うのであれば、32bit以上ということしか保証されず、ちょうど32bitであると前提にすることはできません。もし、そのようなコードを書くのであれば、プリプロセッサで分岐したコードを書く必要があるでしょう。しかし、int32_tであれば32bitであることが保証されます。32bitを前提にしたコードを書くことができるでしょう。

さて、これらの正体は何か？実際、int32_tはintやlongのtypedefです。もし、コンパイラが32bitの整数値の型を持っていない場合は、コンパイル時にエラーになります。C11としてもint32_t等は必須では無く、オプションです。ただ、現在のほとんどの環境では存在するでしょう(存在しない環境を私は知りません)。もし、32bit以上という事だけが必要条件なら、int_fast32_tやint_least32_tを使った方が良いかもしれません。これらはオプションでは無く、必ず存在するからです。

また、char型とint8_t型での違いはあるのですか?(もちろんchar型に限らず!)

同じである場合もあるし、違う場合もあります。まず、charはsigned charとunsigned charのどちらかになりますが、どちらになるのかは環境依存です。つまり、charがuint8_tの場合もあり得ます。次にcharの大きさは1Byteですが、C11の仕様上は1Byteは8bit以上としか定められていません。つまり、charが9bitのシステムもあり得るのです(私はそのようなシステムを見たことありませんが、仕様上はあり得るという話です)。そのようなシステムの場合はint8_tやuint8_tは存在せず、charと同じと言うことはありません。

Comments

[退会済みユーザー]

ありがとうございます!
参考になりました!

[yohhoy]

> charはsigned charとunsigned charのどちらかになりますが、どちらになるのかは環境依存です。

すごく細かい突っ込みですが、「charはsigned char/unsigned charのいずれかに同義となる」訳ではなく、char/signed char/unsigned charの3つが異なる型として存在したうえで、「charが符号付き/符号なしになるかは環境依存」ですね。

[raccy]

そうですね、charは、signed charまたはunsigned charのどちらかと、幅(range)、表現(representation)、振る舞い(behavior)が全く同じになるとだけしかC11の仕様書には書いてないですね。

Answer 2

こんにちは。

その使い方は例えばlong aと宣言されている変数をint64_t aと置き換えるだけでいいのですか?

コンパイラによってlong型のサイズは異なります。
対象のソース・コードが対応しているコンパイラのlong型のサイズを調べて正しいサイズのものに置き換えるべきですね。その他の型も同様です。

そして、それらはC++でも同じように、cstdintを読み込み、上のように型宣言をしなければいけないのですか

多くの処理系に移植されることを想定しているようなプログラムならそのように宣言した方が移植が楽になるのは確実ですね。
他の処理系で走ることを想定していない場合はあまり気にしなくても良いと思います。例えば、Windows APIをバリバリ直接呼ぶようなプログラムの場合はWindowsだけで考えればよいですので、マイクロソフトの推奨に従った方が良いように思います。

Comments

[raccy]

Windows APIを呼ぶこと前提なら`WORD`や`LPTSTR`とかを使えが良いのかも知れませんね。

[退会済みユーザー]

ありがとうございます!
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