C 语言(C99) 对 64 位整数类型的支持

前几天跟同事闲聊 64 位操作系统时，有人问起 64 位平台上，C 语言的数据类型如何确定的问题。以及跨平台（跨 16 位、32 位和 64 位平台）程序如何选用合适的数据类型。

我查了一下资料，记录如下：

char 通常被定义成 8 位宽。

int 通常被定义成 16 位或 32 位宽（或更高），它取决于平台。编译器将在这两者间选择最合适的字宽。

short 通常被定义成 16 位宽。

long 通常被定义成 32 位宽。

C99 为 C 语言扩展了新的整数类型 long long ，通常被定义成 64 位宽。（GNU C 亦支持）

但是 C 标准并没有定义具体的整数类型的宽度，只定义了 long long 的级别高于 long ，long 的级别高于 int ，int 的级别高于 short ，short 的级别高于 char 。（另外有 _Bool 永远是最低级别）。级别高的整数类型的宽度大于等于级别较低的整数类型。

char 的宽度用宏 CHAR_BIT 定义出来，通常为 8 ，而除了位域类型外，其它所有类型的位宽都必须是它的整数倍。

如果需要精确确定整数类型的宽度，在 C99 以及 GNU C 中，需要包含 stdint.h ，使用其中几种扩展的整数类型。

int16_t 可以保证整数长度为精确的 16 位。同样，int8_t 可以保证整数长度为精确的 8 位。类似的还有 int32_tint64_t 以及无符号类型 uint8_t 等等。

int_least16_t 可以得到一个当前平台所支持的至少有 16 位宽的最短整数类型。（其它同类型的可以类推）

int_fast32_t 可以得到当前平台下得到处理速度最快的至少为 32 位的整数类型。

intmax_t 可以获得当前平台所支持的最大宽度的整数类型。

在书写整数常数时，在数字后加上 L 表示是一个 long 类型的整数，加上 U 表示是一个 unsigned 整数，加上 LL 表示是一个 long long 类型整数。但是由于 long long 这些并不能确定准确字宽，有此需求时，可以借助宏 INTn_C(value) 来转换。例如，想指定一个 64 位整数常数 0x1234 ，可以写成 INT64_C(0x1234) 。若在当前平台上 int_least64_t 就是 long long int 的话，这个宏会被展开成 0x1234LL 。

最后再提一个很重要的扩展类型：intptr_t （无符号版本写成 uintptr_t）这个类型可以被安全的在 void * 和 整数间转换，对于写跨 64 位平台的程序非常重要。也就是说，当你需要把指针作为一个整数来运算时，转换成 intptr_t才是安全的，可以在运算完毕安全的转回指针类型。

C 语言中，指针和整数之间的转换经常用到（多用于需要精确控制数据在内存中的精确布局时），在 32 位平台上，由于指针类型的字宽和 int 相同，所以我们不太在意这个问题。但是到了 64 位平台上，由于目前几乎所有 64 位系统都采用 LP64 模型，既整数依旧是 32 位，而指针是 64 位的。intptr_t 这个数据类型就成了安全跨平台编程的保证。

最后，附上 C99 标准文档技术修正第三版 ISO/IEC 9899:TC3