Fundamental types

From cppreference.net

< cpp ‎ | language

(См. также type для обзора системы типов и the list of type-related utilities предоставляемые библиотекой C++)

Следующие типы в совокупности называются фундаментальными типами :

(возможно, с cv-квалификаторами) void

(возможно cv-квалифицированный) std::nullptr_t

(начиная с C++11)

Содержание

void

void — тип с пустым набором значений. Это неполный тип , который не может быть завершён (следовательно, объекты типа void запрещены). Не существует массивов из void , а также ссылок на void . Однако указатели на void и функции , возвращающие тип void ( процедуры в других языках) разрешены.

std::nullptr_t

Определено в заголовке `<cstddef>`
typedef decltype ( nullptr ) nullptr_t ;		(начиная с C++11)

std::nullptr_t - это тип литерала нулевого указателя nullptr . Это отдельный тип, который сам по себе не является типом указателя или типом указателя на член. Все его prvalues являются константами нулевого указателя .

sizeof ( std:: nullptr_t ) равен sizeof ( void * ) .

(начиная с C++11)

Целочисленные типы

Стандартные целочисленные типы

int — базовый целочисленный тип. Ключевое слово int может быть опущено, если используются любые из перечисленных ниже модификаторов. Если модификаторы длины отсутствуют, гарантируется ширина не менее 16 бит. Однако на 32/64-битных системах практически всегда гарантируется ширина не менее 32 бит (см. ниже).

Модификаторы

Изменяет базовый целочисленный тип. Может комбинироваться в любом порядке. Только один модификатор из каждой группы может присутствовать в имени типа.

Знаковость:

signed — целевой тип будет иметь знаковое представление (используется по умолчанию, если опущено)

unsigned — целевой тип будет иметь беззнаковое представление

Размер:

short — целевой тип будет оптимизирован по занимаемому пространству и будет иметь ширину не менее 16 бит.

long — целевой тип будет иметь ширину не менее 32 бит.

long long — целевой тип будет иметь ширину не менее 64 бит.

(начиная с C++11)

Примечание: как и со всеми спецификаторами типа, допустим любой порядок: unsigned long long int и long int unsigned long обозначают один и тот же тип.

Свойства

В следующей таблице приведены все доступные стандартные целочисленные типы и их свойства в различных распространенных моделях данных:

**Примечание:** В данном фрагменте HTML весь текст находится внутри тегов ` `, которые содержат C++ код. Согласно вашим инструкциям, текст внутри таких тегов (включая ключевые слова C++ как "unsigned char") не переводится, чтобы сохранить техническую точность и корректность кода. **Примечание:** В данном фрагменте HTML весь текст находится внутри тегов ` `, которые содержат исключительно C++ ключевые слова (`unsigned`, `short`, `int`). Согласно вашим инструкциям, C++ специфические термины и текст внутри тегов кода не подлежат переводу, поэтому весь контент оставлен без изменений. **Примечание:** В данном фрагменте HTML весь текст находится внутри тегов ` `, которые содержат C++ код. Согласно инструкциям: - Текст внутри тегов `


         `, `
         `, ` $` не переводится
- C++ специфические термины не переводятся
- HTML теги и атрибуты сохраняются без изменений
Поскольку весь текст представляет собой C++ ключевые слова (`unsigned`, `int`), перевод не требуется.$

**Примечание:** Текст внутри тегов ` ` не был переведен, так как содержит C++ специфичные термины (`long int`), которые согласно требованиям должны сохраняться в оригинальном виде. HTML структура и форматирование полностью сохранены. **Примечание:** В данном фрагменте HTML все текстовые элементы уже являются C++ ключевыми словами (`unsigned`, `long`, `int`) и техническими обозначениями (`C++11`), которые согласно инструкциям не подлежат переводу. Поэтому перевод не требуется, исходный код остается без изменений. **Объяснение:** - HTML-теги и атрибуты сохранены без изменений - Текст внутри тегов ` ` не переведен, так как это C++ код - Ключевые слова C++ (`unsigned`, `long`, `int`) сохранены в оригинале - Форматирование и структура HTML полностью сохранены

Спецификатор типа	Эквивалентный тип	Ширина в битах по модели данных
Спецификатор типа	Эквивалентный тип	Стандарт C++	LP32	ILP32	LLP64	LP64
signed char	signed char	как минимум 8	8	8	8	8
unsigned char	unsigned char	как минимум 8	8	8	8	8
short	short int	как минимум 16	16	16	16	16
short int
signed short
signed short int
unsigned short	unsigned short int
unsigned short int	unsigned short int
int	int	как минимум 16	16	32	32	32
signed
signed int
unsigned	unsigned int
unsigned int	unsigned int
long	long int	как минимум 32	32	32	32	64
long int
signed long
signed long int
unsigned long	unsigned long int
unsigned long int	unsigned long int
long long	long long int (C++11)	как минимум 64	64	64	64	64
long long int
signed long long
signed long long int
unsigned long long	unsigned long long int (C++11)
unsigned long long int	unsigned long long int (C++11)

Примечание: целочисленная арифметика определяется по-разному для знаковых и беззнаковых целочисленных типов. См. арифметические операторы , в частности целочисленные переполнения .

std::size_t - это беззнаковый целочисленный тип результата оператора sizeof , а также оператора sizeof... и оператора alignof (начиная с C++11) .

Расширенные целочисленные типы

Расширенные целочисленные типы определяются реализацией. Обратите внимание, что типы целых чисел фиксированной ширины обычно являются псевдонимами стандартных целочисленных типов.

(since C++11)

Логический тип

bool — целочисленный тип, способный хранить одно из двух значений:


          true

или


          false

. Значение sizeof ( bool ) определяется реализацией и может отличаться от 1 .

Символьные типы

Символьные типы — это целочисленные типы, используемые для представления символов.

signed char — тип для представления знакового символа.

unsigned char — тип для представления беззнакового символа. Также используется для исследования представлений объектов (сырой памяти).

char — тип для представления символов, который может быть наиболее эффективно обработан на целевой системе (имеет то же представление и выравнивание, что и либо signed char , либо unsigned char , но всегда является отдельным типом). Строки многобайтовых символов используют этот тип для представления кодовых единиц. Для каждого значения типа unsigned char в диапазоне

255

, преобразование значения в char и затем обратно в unsigned char воспроизводит исходное значение. (начиная с C++11) Знаковость типа char зависит от компилятора и целевой платформы: по умолчанию для ARM и PowerPC обычно беззнаковый, для x86 и x64 — обычно знаковый.

wchar_t — тип для представления широких символов (см. широкие строки ). Имеет тот же размер, знаковость и выравнивание, что и один из целочисленных типов, но является отдельным типом. На практике он составляет 32 бита и содержит UTF-32 в Linux и многих других системах, отличных от Windows, но 16 бит и содержит кодовые единицы UTF-16 в Windows. Стандарт ранее требовал, чтобы wchar_t был достаточно большим для представления любой поддерживаемой кодовой точки символа. Однако это требование не может быть выполнено в Windows, и поэтому оно считается дефектом и было удалено.

char16_t — тип для представления символов UTF-16, должен быть достаточно большим для представления любой кодовой единицы UTF-16 (16 бит). Имеет тот же размер, знаковость и выравнивание, что и std::uint_least16_t , но является отдельным типом.

char32_t — тип для представления символов UTF-32, должен быть достаточно большим для представления любой кодовой единицы UTF-32 (32 бита). Имеет тот же размер, знаковость и выравнивание, что и std::uint_least32_t , но является отдельным типом.

(начиная с C++11)

char8_t — тип для представления символов UTF-8, должен быть достаточно большим для представления любой кодовой единицы UTF-8 (8 бит). Имеет тот же размер, знаковость и выравнивание, что и unsigned char (и, следовательно, тот же размер и выравнивание, что и char и signed char ), но является отдельным типом.

(начиная с C++20)

Помимо минимального количества битов, стандарт C++ гарантирует, что

1 == sizeof ( char )

≤

sizeof ( short )

≤

sizeof ( int )

≤

sizeof ( long )

≤

sizeof ( long long ) .

Примечание: это допускает крайний случай, когда байты имеют размер 64 бита, все типы (включая char ) имеют ширину 64 бита, и sizeof возвращает 1 для каждого типа.

Типы с плавающей запятой

Стандартные типы с плавающей точкой

Следующие три типа и их cv-квалифицированные версии в совокупности называются стандартными типами с плавающей запятой.

float — тип с плавающей точкой одинарной точности. Обычно используется формат IEEE-754 binary32 .

double — тип с плавающей точкой двойной точности. Обычно используется формат IEEE-754 binary64 .

long double — тип с плавающей точкой расширенной точности. Не обязательно соответствует типам, определённым стандартом IEEE-754.

Формат IEEE-754 binary128 используется в некоторых реализациях HP-UX, SPARC, MIPS, ARM64 и z/OS.
Наиболее известный расширенный формат IEEE-754 binary64 — 80-битный формат расширенной точности x87 . Он используется во многих реализациях x86 и x86-64 (заметным исключением является MSVC, который реализует long double в том же формате, что и double , т.е. binary64).
На PowerPC может использоваться double-double .

Расширенные типы с плавающей запятой

Расширенные типы с плавающей запятой определяются реализацией. Они могут включать типы с плавающей запятой фиксированной ширины .

(начиная с C++23)

Свойства

Типы с плавающей запятой могут поддерживать специальные значения :

бесконечность (положительная и отрицательная), см. INFINITY
отрицательный ноль , - 0.0 . Он сравнивается как равный положительному нулю, но имеет значение в некоторых арифметических операциях, например 1.0 / 0.0 == INFINITY , но 1.0 / - 0.0 == - INFINITY ), и для некоторых математических функций, например sqrt (std::complex)
не-число (NaN), которое не сравнивается ни с чем (включая само себя). Несколько битовых шаблонов представляют NaN, см. std::nan , NAN . Обратите внимание, что C++ не делает специальных различий для сигнальных NaN, кроме обнаружения их поддержки с помощью std::numeric_limits::has_signaling_NaN , и рассматривает все NaN как тихие.

Числа с плавающей точкой могут использоваться с арифметическими операторами + , - , / , и * , а также с различными математическими функциями из <cmath> . Как встроенные операторы, так и библиотечные функции могут вызывать исключения с плавающей точкой и устанавливать errno , как описано в math errhandling .

Выражения с плавающей точкой могут иметь больший диапазон и точность, чем указано в их типах, см. FLT_EVAL_METHOD . Выражения с плавающей точкой также могут быть сконтрактированы , то есть вычисляться так, как если бы все промежуточные значения имели бесконечный диапазон и точность, см. #pragma STDC FP_CONTRACT . Стандарт C++ не ограничивает точность операций с плавающей точкой.

Некоторые операции над числами с плавающей запятой зависят от состояния окружения чисел с плавающей запятой и изменяют его (наиболее заметно - направление округления).

Неявные преобразования определены между типами с плавающей точкой и целочисленными типами.

См. limits of floating-point types и std::numeric_limits для дополнительной информации, ограничений и свойств типов с плавающей точкой.

Диапазон значений

В следующей таблице приведены справочные данные по ограничениям распространенных числовых представлений.

До C++20 стандарт C++ допускал любое представление знаковых целых чисел, и минимальный гарантированный диапазон N-битных знаковых целых чисел был от $-(2 N-1 -1)$ до $+2 N-1 -1$ (например, −127 до 127 для 8-битного знакового типа), что соответствует пределам обратного кода или прямого кода .

Однако все компиляторы C++ используют дополнительный код , и начиная с C++20 это единственное представление, разрешенное стандартом, с гарантированным диапазоном от $-2 N-1$ до $+2 N-1 -1$ (например, −128 до 127 для знакового 8-битного типа).

8-битные представления в дополнительном коде и со знаком и величиной для char были запрещены начиная с C++11 (посредством решения CWG issue 1759 ), поскольку кодовая единица UTF-8 со значением 0x80, используемая в строковом литерале UTF-8 должна быть сохраняема в объекте типа char .

Диапазон для типа с плавающей точкой T определяется следующим образом:

Минимальный гарантированный диапазон — это от самого отрицательного конечного числа с плавающей запятой, представимого в T , до самого положительного конечного числа с плавающей запятой, представимого в T .
Если отрицательная бесконечность представима в T , диапазон T расширяется до всех отрицательных действительных чисел.
Если положительная бесконечность представима в T , диапазон T расширяется до всех положительных действительных чисел.

Поскольку отрицательная и положительная бесконечность представимы в ISO/IEC/IEEE 60559 форматах, все вещественные числа лежат в пределах диапазона представимых значений типа с плавающей запятой, соответствующего стандарту ISO/IEC/IEEE 60559.

Тип	Размер в битах	Формат	Диапазон значений
Тип	Размер в битах	Формат	Приблизительный	Точный
символьный	8	signed		−128 до 127
	8	unsigned		0 до 255
	16	UTF-16		0 до 65535
	32	UTF-32		0 до 1114111 ( 0x10ffff )
целочисленный	16	signed	± 3.27 · 10 ⁴	−32768 до 32767
	16	unsigned	0 до 6.55 · 10 ⁴	0 до 65535
	32	signed	± 2.14 · 10 ⁹	−2,147,483,648 до 2,147,483,647
	32	unsigned	0 до 4.29 · 10 ⁹	0 до 4,294,967,295
	64	signed	± 9.22 · 10 ¹⁸	−9,223,372,036,854,775,808 до 9,223,372,036,854,775,807
	64	unsigned	0 до 1.84 · 10 ¹⁹	0 до 18,446,744,073,709,551,615
двоичный с плавающей точкой	32	IEEE-754	минимальный субнормальный: ± 1.401,298,4 · 10 ⁻⁴⁵ минимальный нормальный: ± 1.175,494,3 · 10 ⁻³⁸ максимальный: ± 3.402,823,4 · 10 ³⁸	минимальный субнормальный: ±0x1p−149 минимальный нормальный: ±0x1p−126 максимальный: ±0x1.fffffep+127
	64	IEEE-754	минимальный субнормальный: ± 4.940,656,458,412 · 10 ⁻³²⁴ минимальный нормальный: ± 2.225,073,858,507,201,4 · 10 ⁻³⁰⁸ максимальный: ± 1.797,693,134,862,315,7 · 10 ³⁰⁸	минимальный субнормальный: ±0x1p−1074 минимальный нормальный: ±0x1p−1022 максимальный: ±0x1.fffffffffffffp+1023
	80 ^{[примечание 1]}	x86	минимальный субнормальный: ± 3.645,199,531,882,474,602,528 · 10 ⁻⁴⁹⁵¹ минимальный нормальный: ± 3.362,103,143,112,093,506,263 · 10 ⁻⁴⁹³² максимальный: ± 1.189,731,495,357,231,765,021 · 10 ⁴⁹³²	минимальный субнормальный: ±0x1p−16445 минимальный нормальный: ±0x1p−16382 максимальный: ±0x1.fffffffffffffffep+16383
	128	IEEE-754	минимальный субнормальный: ± 6.475,175,119,438,025,110,924, 438,958,227,646,552,5 · 10 ⁻⁴⁹⁶⁶ минимальный нормальный: ± 3.362,103,143,112,093,506,262, 677,817,321,752,602,6 · 10 ⁻⁴⁹³² максимальный: ± 1.189,731,495,357,231,765,085, 759,326,628,007,016,2 · 10 ⁴⁹³²	минимальный субнормальный: ±0x1p−16494 минимальный нормальный: ±0x1p−16382 максимальный: ±0x1.ffffffffffffffffffffffffffff p+16383

↑ Представление объекта обычно занимает 96/128 бит на 32/64-битных платформах соответственно.

Примечание: фактические (в отличие от гарантированных минимальных) ограничения значений, представимых этими типами, доступны в интерфейсе числовых ограничений C и std::numeric_limits .

Модели данных

Выборы, сделанные каждой реализацией относительно размеров фундаментальных типов, в совокупности известны как модель данных . Четыре модели данных получили широкое распространение:

32-битные системы:

LP32 или 2/4/4 ( int — 16-битный, long и указатель — 32-битные)

Win16 API

ILP32 или 4/4/4 ( int , long и указатель — 32-битные);

Win32 API
Unix и Unix-подобные системы (Linux, macOS)

64-битные системы:

LLP64 или 4/4/8 ( int и long 32-битные, указатель 64-битный)

Win32 API (также называемый Windows API) с целью компиляции 64-битный ARM (AArch64) или x86-64 (также известный как x64)

LP64 или 4/8/8 ( int 32-битный, long и указатель 64-битные)

Unix и Unix-подобные системы (Linux, macOS)

Другие модели встречаются очень редко. Например, ILP64 ( 8/8/8 : int , long , и указатель являются 64-битными) встречалась только в некоторых ранних 64-битных Unix-системах (например, UNICOS на Cray ).

Примечания

Макрос тестирования возможностей	Значение	Стандарт	Функция
`__cpp_unicode_characters`	`200704L`	(C++11)	Новые символьные типы ( char16_t и char32_t )
`__cpp_char8_t`	`201811L`	(C++20)	char8_t
`__cpp_char8_t`	`202207L`	(C++23)	char8_t исправление совместимости и переносимости ( разрешение инициализации массивов `(unsigned) char` из строковых литералов UTF-8 )

Ключевые слова

void , bool , true , false , char , char8_t , char16_t , char32_t , wchar_t , int , short , long , signed , unsigned , float , double

Отчёты о дефектах

Следующие отчеты о дефектах, изменяющих поведение, были применены ретроактивно к ранее опубликованным стандартам C++.

DR	Применяется к	Поведение в опубликованной версии	Корректное поведение
CWG 238	C++98	ограничения, накладываемые на реализацию чисел с плавающей точкой, не были указаны	указано как отсутствие ограничений
CWG 1759	C++11	char не гарантировал возможность представления UTF-8 кодовой единицы 0x80	гарантировано
CWG 2689	C++11	cv-квалифицированный std::nullptr_t не был фундаментальным типом	является
CWG 2723	C++98	диапазоны представимых значений для типов с плавающей точкой не были указаны	указаны
P2460R2	C++98	wchar_t требовалось, чтобы он мог представлять различные коды для всех элементов наибольшего расширенного набора символов, указанного среди поддерживаемых локалей	не требуется

Ссылки

Стандарт C++23 (ISO/IEC 14882:2024):

6.8.2 Фундаментальные типы [basic.fundamental]

Стандарт C++20 (ISO/IEC 14882:2020):

6.8.1 Фундаментальные типы [basic.fundamental]

Стандарт C++17 (ISO/IEC 14882:2017):

6.9.1 Фундаментальные типы [basic.fundamental]

Стандарт C++14 (ISO/IEC 14882:2014):

3.9.1 Фундаментальные типы [basic.fundamental]

Стандарт C++11 (ISO/IEC 14882:2011):

3.9.1 Фундаментальные типы [basic.fundamental]

Стандарт C++03 (ISO/IEC 14882:2003):

3.9.1 Фундаментальные типы [basic.fundamental]

Стандарт C++98 (ISO/IEC 14882:1998):

3.9.1 Фундаментальные типы [basic.fundamental]

Смотрите также

C documentation для arithmetic types

Compiler support
Freestanding and hosted
Language
Standard library
Standard library headers
Named requirements
Feature test macros (C++20)
Language support library
Concepts library (C++20)
Diagnostics library
Memory management library
Metaprogramming library (C++11)
General utilities library
Containers library
Iterators library
Ranges library (C++20)
Algorithms library
Strings library
Text processing library
Numerics library
Date and time library
Input/output library
Filesystem library (C++17)
Concurrency support library (C++11)
Execution control library (C++26)
Technical specifications
Symbols index
External libraries

Comments
ASCII
Punctuation
Names and identifiers
Types
Fundamental types
Objects
Scope
Object lifetime
Storage duration and linkage
Definitions and ODR
Name lookup
Qualified name lookup
Unqualified name lookup
The as-if rule
Undefined behavior
Memory model
Multi-threaded executions and data races (C++11)
Character sets and encodings
Phases of translation
The `main` function
Modules (C++20)
Contracts (C++26)

cppreference.net

Namespaces

Variants

Fundamental types

Содержание

void

std::nullptr_t

Целочисленные типы

Стандартные целочисленные типы

Модификаторы

Свойства

Расширенные целочисленные типы

Логический тип

Символьные типы

Типы с плавающей запятой

Стандартные типы с плавающей точкой

Расширенные типы с плавающей запятой

Свойства

Диапазон значений

Модели данных

Примечания

Ключевые слова

Отчёты о дефектах

Ссылки

Смотрите также