Lekce 4 - Typový systém v céčku podruhé: Datové typy

V předešlém cvičení, Řešené úlohy k 1.-3. lekci Céčka, jsme si procvičili nabyté zkušenosti z předchozích lekcí.

Nyní se na datové typy podíváme více zblízka a vysvětlíme si, kdy jaký použít. Dnešní tutoriál bude hodně teoretický, ale o to více bude praktický ten příští. Na konci si vytvoříme pár jednoduchých ukázek.

Pozn.: Velikosti a přítomnost některých datových typů se může někdy různit podle zvoleného standardu céčka a cílové architektury počítače.

Celočíselné datové typy

Podívejme se nyní na tabulku vestavěných celočíselných datových typů v Céčku. Všimněte si typu int, který již známe z minulé lekce.

Datový typ	Rozsah	Velikost
char	-128 až 127	8 bitů
short	-32 768 až 32 767	16 bitů
int	-32 768 až 32 767 nebo -2 147 483 648 až 2 147 483 647	16 nebo 32 bitů (běžně 32 bitů)
long int	-2 147 483 648 až 2 147 483 647	32 bitů
long long int	-9 223 372 036 854 775 808 až 9 223 372 036 854 775 807	64 bitů

Poznámka: U velikostí datových typů záleží na operačním systému, tedy zda je 16 bitový nebo 32/64 bitový. Pro vás budou platit obvykle ty vyšší hodnoty.

Možná si teď říkáte, že je divné, že char je číslo, když jsme ho uvedli jako znak v předchozích dílech. My však můžeme char použít jako číslo a zároveň jako znak (při výpisu buď použijeme %d jako číslo a nebo %c jako znak). Je to proto, že znaky jsou ve skutečnosti uloženy jako jejich číselné kódy, tzv. ASCII hodnoty.

Další otázka, která vás asi napadá, je: Proč máme tolik možných typů pro uložení čísla? Odpověď je prostá - záleží na jeho velikosti. Čím větší číslo, tím více spotřebuje paměti. Pro věk uživatele tedy můžeme zvolit char, protože se asi nedožije více, než 127 let. Představte si databázi milionu uživatelů nějakého systému. Když zvolíme místo charu int, bude zabírat 4x (nebo 2x) více místa. Naopak, když budeme mít funkci k výpočtu faktoriálu, stěží nám bude stačit rozsah typu int a použijeme long int.

Nad výběrem datového typu nemusíte moc přemýšlet a většinou se používá jednoduše int. Typ řešte pouze v případě, když jsou proměnné v nějakém poli (obecně kolekci) a je jich tedy více, potom se vyplatí zabývat se paměťovými nároky. Tabulky sem dávám spíše pro úplnost.

Desetinná čísla

U desetinných čísel je situace poněkud jednodušší, máme na výběr pouze dva datové typy. Samozřejmě se opět liší v rozsahu hodnot, dále však ještě v přesnosti (vlastně počtu des. míst). Typ double má již dle názvu dvojnásobnou přesnost oproti float.

Datový typ	Rozsah	Přesnost	Velikost
float	1.2E-38 to 3.4E+38	6 číslic	32 bitů
double	2.3E-308 to 1.7E+308	15 číslic	64 bitů
long double	3.4E-4932 to 1.1E+4932	19 číslic	80 bitů

Pozor, vzhledem k tomu, že desetinná čísla jsou v počítači uložena ve dvojkové soustavě, dochází k určité ztrátě přesnosti. Odchylka je sice téměř zanedbatelná, nicméně když budete programovat např. finanční systém, nepoužívejte tyto datové typy pro uchování peněz, mohlo by dojít k malým odchylkám. Velikost long double se může lišit dle implementace.

Když do float chceme dosadit přímo ve zdrojovém kódu, měli bychom použít suffix f, u double sufix nepíšeme, jakékoli desetinné číslo ve zdrojovém kódu bez suffixu f je bráno jako double:

float f = 10.1f;
double d = 10.02;

Jako desetinný separátor používáme ve zdrojovém kódu vždy tečku, nehledě na to, jaké máme v operačním systému regionální nastavení (například v českém prostředí se tradičně používá desetinná čárka).

char

Podívejme se ještě blíže na typ char, který může reprezentovat buď celé číslo nebo znak.

Pro reprezentaci znaku použijeme char takto:

{C_CONSOLE}
char z = 'A';
printf("%c", z);
{/C_CONSOLE}

A když chceme, aby char reprezentoval číslo:

{C_CONSOLE}
char i = 127;
printf("%d", i);
{/C_CONSOLE}

unsigned typy

Většinu datových typů můžeme ještě předsadit klíčovým slovem unsigned, např. vytvoříme proměnnou typu unsigned int a podobně, ale pozor, nefunguje to pro čísla desetinná. Sign označuje znaménko čísla a unsigned znamená, že číslo znaménko nemůže obsahovat. Výsledkem je, že je taková proměnná vždy nezáporná a vejde se do ni proto i 2x větší číslo, jelikož není využita záporná část. Uveďme si příklad u typu char:

Typ	Rozsah
char	-128 až 127
unsigned char	0 až 255

Zkusme jsi nyní něco naprogramovat Vytvoříme si "tabulku" s různými datovými typy a jejich velikostmi. Založíme si nový projekt s názvem Tabulka a jeho kód upravíme takto:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>

int main(int argc, char** argv) {

    return (EXIT_SUCCESS);
}

Pro názornost jsem vymazal šedou dokumentaci, ale klidně si ji tam nechte. Změna spočívá v includování limits.h, což nám umožňuje přístup k funkcím pro zjištění nejvyšší hodnoty datových typů.

Pro zjištění velikosti datového typu použijeme funkci sizeof(), která nám vrátí velikost datového typu v bajtech.

Pro zjištění rozsahu použijeme konstanty (ty si vysvětlíme později) ze souboru limits.h, který jsme si includovali.

Zmíněnou funkci tedy vyzkoušejme:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>

int main(int argc, char** argv) {

int velikostIntu = sizeof(int); // Ukládáme si velikost intu.
printf("Int zabírá %d bajt/y/ů místa \n", velikostIntu); // Vypisujeme velikost intu

    return (EXIT_SUCCESS);
}

A toto by měl být výsledek:

Konzolová aplikace
Int zabírá 4 bajt/y/ů místa

Nyní jsme vyzkoušeli, že funkce sizeof() nám vrátí velikost zadaného datového typu. Pojďme vyzkoušet ještě konstanty ze souboru limits.h, které by nám měly vrátit největší možné číslo zadaného datového typu:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>

int main(int argc, char** argv) {

int maximalniRozsah = INT_MAX; // Ukládáme maximalní rozsah intu
printf("Maximální rozsah intu je %d \n", maximalniRozsah); // Vypisujeme maximální rozsah intu

    return (EXIT_SUCCESS);
}

A toto by měl být výsledek (pokud nemáte jiný typ procesoru, viz. výše):

Konzolová aplikace
Maximální rozsah intu je 2147483647

Když teď víme, že nám konstanty i funkce fungují, můžeme se vrhnout do programování konzolové tabulky Kód bude vypadat asi tak to:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>

int main(int argc, char** argv) {

int maxInt = INT_MAX;
short maxShort = SHRT_MAX;
char maxChar = CHAR_MAX;
char sizeInt = sizeof(int);
char sizeShort = sizeof(short);
char sizeChar = sizeof(char);
printf("INT: zabírá %d bajt/y/ů a největší možné číslo je %d\n", sizeInt, maxInt);
printf("SHORT: zabírá %d bajt/y/ů a největší možné číslo je %d\n", sizeShort, maxShort);
printf("CHAR: zabírá %d bajt/y/ů a největší možné číslo je %d\n", sizeChar, maxChar);

    return (EXIT_SUCCESS);
}

Takto by měl vypadat výsledek:

Konzolová aplikace
INT: zabírá 4 bajt/y/ů a největší možné číslo je 2147483647
SHORT: zabírá 2 bajt/y/ů a největší možné číslo je 32767
CHAR: zabírá 1 bajt/y/ů a největší možné číslo je 127

To bychom měli.

V příští lekci, Podmínky (větvení) v jazyce C, nás čekají podmínky

 

Měl jsi s čímkoli problém? Stáhni si vzorovou aplikaci níže a porovnej ji se svým projektem, chybu tak snadno najdeš.