C语言 <inttypes.h> 标准库详解
专门用于处理精确宽度整数类型的库 – 让整数大小不再模糊，跨平台编程更方便！
什么是inttypes.h？
inttypes.h 是C语言的标准库头文件，主要用来解决整数类型在不同平台上大小不一致的问题。
在C语言中，基本类型如 int、long 的长度会因操作系统和硬件平台而有所不同：
- 在32位系统上，
int通常是32位 - 在16位系统上，
int可能是16位 long在Windows和Linux上也可能不同
这就导致了一个严重问题——当我们需要确保整数大小固定时（例如文件格式、网络通信、硬件寄存器操作），基本类型就不够可靠。
inttypes.h 通过定义一系列精确宽度的整数类型解决了这个问题，让程序员可以明确指定整数的大小（如8位、16位、32位、64位）。
为什么要使用inttypes.h？
使用 inttypes.h 主要有三大好处：
- 跨平台一致性：确保代码在不同平台上有相同的行为
- 精确控制内存：明确知道每个整数占用的内存大小
- 格式化输入输出：提供统一的格式化宏，解决
printf和scanf中的类型问题
重要提醒
使用这些类型需要包含头文件：#include <inttypes.h>
在大多数系统上，inttypes.h 会自动包含 stdint.h，所以你不需要单独包含 stdint.h。
精确宽度整数类型
这些类型的宽度是绝对固定的，当平台不支持时会编译失败：
| 类型名 | 含义 | 位数 | 取值范围 |
|---|---|---|---|
int8_t |
有符号8位整数 | 8 | -128 到 127 |
uint8_t |
无符号8位整数 | 8 | 0 到 255 |
int16_t |
有符号16位整数 | 16 | -32,768 到 32,767 |
uint16_t |
无符号16位整数 | 16 | 0 到 65,535 |
int32_t |
有符号32位整数 | 32 | -2,147,483,648 到 2,147,483,647 |
uint32_t |
无符号32位整数 | 32 | 0 到 4,294,967,295 |
int64_t |
有符号64位整数 | 64 | -9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807 |
uint64_t |
无符号64位整数 | 64 | 0 到 18,446,744,073,709,551,615 |
最快最小宽度类型
这些类型保证至少指定的宽度，但编译器会选择当前平台上处理速度最快的类型：
int_fast8_t– 至少8位的有符号整数uint_fast8_t– 至少8位的无符号整数int_fast16_t– 至少16位的有符号整数uint_fast16_t– 至少16位的无符号整数int_fast32_t– 至少32位的有符号整数uint_fast32_t– 至少32位的无符号整数int_fast64_t– 至少64位的有符号整数uint_fast64_t– 至少64位的无符号整数
例如，在32位平台上，int_fast16_t 可能会被定义为32位整数，因为32位操作可能比16位更快。
最小宽度类型
这些类型保证至少具有指定的宽度，但可能更宽：
int_least8_t– 至少8位的有符号整数uint_least8_t– 至少8位的无符号整数int_least16_t– 至少16位的有符号整数uint_least16_t– 至少16位的无符号整数int_least32_t– 至少32位的有符号整数uint_least32_t– 至少32位的无符号整数int_least64_t– 至少64位的有符号整数uint_least64_t– 至少64位的无符号整数
当你关心最小存储空间但能接受更大的宽度时，可以使用这些类型。
最大宽度整数类型
这些类型可以容纳当前平台能处理的最大整数值：
intmax_t– 当前平台最大的有符号整数类型uintmax_t– 当前平台最大的无符号整数类型
当你需要处理可能非常大的整数，但不确定具体平台限制时，可以使用这些类型。
指针整数类型
这些类型用来安全地在指针和整数之间转换：
intptr_t– 能够安全存储指针的有符号整数类型uintptr_t– 能够安全存储指针的无符号整数类型
// 将指针转换为整数
void* ptr = malloc(100);
uintptr_t int_val = (uintptr_t)ptr;
// 将整数转换回指针
void* new_ptr = (void*)int_val;
void* ptr = malloc(100);
uintptr_t int_val = (uintptr_t)ptr;
// 将整数转换回指针
void* new_ptr = (void*)int_val;
格式化输入输出宏
这是 inttypes.h 的一个重要功能，提供了用于 printf 和 scanf 的格式化宏：
格式：PRI{fmt}{size} 和 SCN{fmt}{size}
{fmt}– 格式：d(有符号十进制), u(无符号十进制), o(八进制), x(十六进制){size}– 大小：8, 16, 32, 64, PTR, MAX等
示例：
PRId32– 打印 int32_tPRIu64– 打印 uint64_tPRIxPTR– 以十六进制打印指针SCNd16– 读取 int16_t
完整代码示例
精确宽度整数使用示例
#include <inttypes.h>
#include <stdio.h>
// 定义精确宽度的整数类型
int32_t my_int32 = 1000;
uint64_t my_uint64 = 123456789012345;
// 使用正确的格式宏打印
printf(“32-bit integer: %” PRId32 “\n”, my_int32);
printf(“64-bit unsigned integer: %” PRIu64 “\n”, my_uint64);
// 使用宏定义的最小宽度类型
int_least16_t small_num = 32000;
printf(“small number: %” PRIdLEAST16 “\n”, small_num);
#include <stdio.h>
// 定义精确宽度的整数类型
int32_t my_int32 = 1000;
uint64_t my_uint64 = 123456789012345;
// 使用正确的格式宏打印
printf(“32-bit integer: %” PRId32 “\n”, my_int32);
printf(“64-bit unsigned integer: %” PRIu64 “\n”, my_uint64);
// 使用宏定义的最小宽度类型
int_least16_t small_num = 32000;
printf(“small number: %” PRIdLEAST16 “\n”, small_num);
输入输出格式化示例
#include <inttypes.h>
#include <stdio.h>
int64_t big_number;
uint32_t medium_number;
// 读取64位整数输入
printf(“Enter a big number: “);
scanf(“%” SCNd64, &big_number);
// 读取32位无符号整数
printf(“Enter a medium number: “);
scanf(“%” SCNu32, &medium_number);
// 打印结果
printf(“You entered: %” PRId64 ” and %” PRIu32 “\n”,
big_number, medium_number);
#include <stdio.h>
int64_t big_number;
uint32_t medium_number;
// 读取64位整数输入
printf(“Enter a big number: “);
scanf(“%” SCNd64, &big_number);
// 读取32位无符号整数
printf(“Enter a medium number: “);
scanf(“%” SCNu32, &medium_number);
// 打印结果
printf(“You entered: %” PRId64 ” and %” PRIu32 “\n”,
big_number, medium_number);
inttypes.h 要点总结
- 使用
inttypes.h处理跨平台整数大小问题 - 精确宽度类型（如
int32_t）保证固定位数 - 最小宽度类型（如
int_least8_t）保证最小位数 - 最快最小宽度类型（如
int_fast16_t）优化性能 -
intmax_t/uintmax_t表示平台最大整数 - 使用
PRI...和SCN...宏进行安全的格式化输入输出 - 指针整数类型
intptr_t/uintptr_t用于指针转换 - 在需要精确控制整数大小时优先使用这些类型
掌握了 <inttypes.h>，你的C程序将具有更好的可移植性和可靠性！