Целочисленные типы

В C# определены девять целочисленных типов: char, byte, sbyte, short, ushort, int, uint, long и ulong. Но тип char применяется, главным образом, для представления символов и поэтому рассматривается далее. Остальные восемь целочисленных типов предназначены для числовых расчетов. Ниже представлены их диапазон представления чисел и разрядность в битах.

Тип	Разрядность в битах	Диапазон представления чисел
byte	8	0-255
sbyte	8	-128 — 127
short	16	-32 768 — 32 767
ushort	16	0 — 65 535
int	32	-2 147 483 648 — 2 147 483 647
uint	32	0 — 4 294 967 295
long	64	-9 223 372 036 854 775 808 — 9 223 372 036 854 775 807
ulong	64	0 — 18 446 744 073 709 551 615

Как следует из приведенной выше таблицы, в C# определены оба варианта различных целочисленных типов: со знаком и без знака. Целочисленные типы со знаком отличаются от аналогичных типов без знака способом интерпретации старшего разряда целого числа. Так, если в программе указано целочисленное значение со знаком, то компилятор C# сгенерирует код, в котором старший разряд целого числа используется в качестве флага знака. Число считается положительным, если флаг знака равен 0, и отрицательным, если он равен 1. Отрицательные числа практически всегда представляются методом дополнения до двух, в соответствии с которым все двоичные разряды отрицательного числа сначала инвертируются, а затем к этому числу добавляется 1.

Целочисленные типы со знаком имеют большое значение для очень многих алгоритмов, но по абсолютной величине они наполовину меньше своих аналогов без знака. Вот как, например, выглядит число 32 767 типа short в двоичном представлении.

0111111111111111

Если установить старший разряд этого числа равным 1, чтобы получить значение со знаком, то оно будет интерпретировано как -1, принимая во внимание формат дополнения до двух. Но если объявить его как значение типа ushort, то после установки в 1 старшего разряда оно станет равным 65 535.

Вероятно, самым распространенным в программировании целочисленным типом является тип int. Переменные типа int нередко используются для управления циклами, индексирования массивов и математических расчетов общего назначения. Когда же требуется целочисленное значение с большим диапазоном представления чисел, чем у типа int, то для этой цели имеется целый ряд других целочисленных типов. Так, если значение нужно сохранить без знака, то для него можно выбрать тип uint, для больших значений со знаком — тип long, а для больших значений без знака — тип ulong. В качестве примера ниже приведена программа, вычисляющая расстояние от Земли до Солнца в дюймах. Для хранения столь большого значения в ней используется переменная типа long.

// Вычислить расстояние от Земли до Солнца в дюймах.

using System;

class Inches {
  static void Main() {
    long inches;
    long miles;

    miles = 93000000;  // 93 000 000 миль до Солнца

    // 5 280 футов в миле, 12 дюймов в футе
    inches = miles * 5280 * 12;

    Console.WriteLine("Расстояние до Солнца: " +
                       inches + " дюймов.");
  }
}

Вот как выглядит результат выполнения этой программы.

Расстояние до Солнца:  58 92480000000 дюймов.

Очевидно, что этот результат нельзя было бы сохранить в переменной типа int или uint.

Самыми мелкими целочисленными типами являются byte и sbyte. Тип byte представляет целые значения без знака в пределах от 0 до 255. Переменные типа byte особенно удобны для обработки исходных двоичных данных, например байтового потока, поступающего от некоторого устройства. А для представления мелких целых значений со знаком служит тип sbyte. Ниже приведен пример программы, в которой переменная типа byte используется для управления циклом, где суммируются числа от 1 до 100.

// Использовать тип byte.

using System;

class Use_byte {
  static void Main() {
    byte x;
    int sum;

    sum = 0;

    for (x = 1; x <= 100; x++)
      sum = sum + x;

    Console.WriteLine("Сумма чисел от 1 до 100 равна " + sum);
  }
}

Результат выполнения этой программы выглядит следующим образом.

Сумма чисел от 1 до 100 равна 5050

В приведенном выше примере программы цикл выполняется только от 1 до 100, что не превышает диапазон представления чисел для типа byte, и поэтому для управления этим циклом не требуется переменная более крупного типа.

Если же требуется целое значение, большее, чем значение типа byte или sbyte, но меньшее, чем значение типа int или uint, то для него можно выбрать тип short или ushort.