C語言整型數據完整教程：常量表示、變量分類、存儲與溢出

整型是 C 語言最基礎、使用最頻繁的數據類型。本文系統整理整型常量的多進制表示、變量分類與內存佈局、補碼存儲機制、定義規則與溢出行為，建立扎實的類型系統認知。

一、整型常量的多進制表示

後綴：擴展範圍與屬性

• L/l：長整型（4 字節），如 158L、0x10000L(65536)。
• U/u：無符號型，如 358u、0x38Au。
• 可組合：0xA5Lu 表十六進制無符號長整數 165。

關鍵差異： 158（基本整型，2 字節）vs 158L（長整型，4 字節），數值相同但佔用空間與運算提升規則不同。

二、整型變量在內存中的存放：補碼機制

• 正數： 補碼 = 原碼。
• 負數： 絕對值二進制 → 按位取反 → +1。

例：-10 的補碼（16 位）

+10: 0000 0000 0000 1010
取反: 1111 1111 1111 0101
+1:  1111 1111 1111 0110  → 0xFFF6

最高位為符號位：0 正、1 負。

三、整型變量分類與範圍（16 位機為例）

四、變量定義語法與規範

type name1, name2, ...;

範例

int a, b, c;
long x, y;
unsigned p, q;

三大規範

1. 一行可定義多個同類型變數，逗號分隔。
2. 最後必須以分號結尾。
3. 定義必須先於使用，通常置於函式開頭。

五、實戰範例

範例 3-2：基本運算

main() {
    int a=12, b=-24, c, d;
    unsigned u=10;
    c = a + u;  // 22
    d = b + u;  // -14 (有符號運算)
    printf("a+u=%d, b+u=%d\n", c, d);
}

範例 3-3：溢出演示

main() {
    int a = 32767, b;
    b = a + 1;  // -32768 (溢出環繞)
    printf("%d, %d\n", a, b);
}

範例 3-4：混合類型運算與自動轉換

main() {
    long x=5, y=6;
    int a=7, b=8, c, d;
    c = x + a;  // long + int → long 結果，再截斷賦給 int
    d = y + b;
    printf("c=%d, d=%d\n", c, d);  // 12, 14
}

不同類型運算時，編譯器自動按「整型提升 → 算術轉換」規則處理，結果類型為較高者，賦值時再截斷/擴展。

總結

掌握進制前後綴、補碼存儲、類型範圍與字節數、定義規範、溢出環繞行為與混合運算自動轉換，是寫出正確、可移植 C 程式的基石。現代系統多為 32/64 位，int 通常 4 字節，但標準僅保證 short ≤ int ≤ long，跨平台代碼應使用 stdint.h 定寬類型（int32_t 等）。