Целочисленные значения в программировании

В программировании пользователям предстоит иметь дело с самыми разными компонентами. Одним из ключевых моментов создания приложений является изучение так называемых типов данных. В зависимости от них система будет резервировать память в устройстве, а затем вести обработку тех или иных параметров.

В данной статье будет рассмотрен наиболее распространенный вариант – целочисленные значения. Они пригодятся каждому разработчику. Встречаются подобные компоненты не только в программировании, но и в математике.

Тип данных – определение

Тип данных – термин, имеющий несколько значений. К ним относят следующие варианты:

1. Класс электронных материалов, который характеризуется членами класса и операциями, которые к ним применяются.
2. Категория абстрактного множества значений, параметров. Может быть набором операция для того или иного атрибута.
3. Допустимое множество значений.

Так описывают определение возможного значения и его смысл, способ хранения электронных материалов на устройстве. Присутствует тип данных в большинстве современных языков программирования.

Самые распространенные типы

В разработке и математике, а также информатике выделяют самые разные типы значений. Вот наиболее распространенные из них:

• логические;
• целочисленные;
• с плавающей запятой;
• указатели;
• строковые;
• абстрактные;
• идентификационные.

Целочисленные типы являются самыми простыми. Пользователи работают с ними в первую очередь.

Целое – это…

Целочисленный тип данных – один из самых элементарных, простейших и наиболее распространенных типов данных. Встречается практически по всех языках программирования. Отображает число, которое не имеет запятой. Помогает представлять в коде целые.

Множество таких чисел – это конечное подмножество бесконечного множества целых чисел, которое ограничено максимальным и минимальным значениями.

Виды в программировании

Стоит обратить внимание на то, что рассматриваемый вариант в программировании может включать в себя различные «подвиды»:

1. Беззнаковые целые. Это «параметры», которые не имеют в своем составе знаков.
2. Знаковые числа. Они могут быть положительными или отрицательными.

Число будет кодироваться в системе старшим битом машинного слова. Обычно, если соответствующий показатель равен единице, «объект» выступает в качестве отрицательного. Исключение – когда оно не имеет определения в качестве беззнакового.

Диапазоны

Необходимо также помнить о том, что в машинном изображении множества целых их количество напрямую зависит от длины слова, выражаемого в битах. 1 байт (8 бит) дает диапазон от -128 до 127. При беззнаковом варианте – от 0 до 255.

При применении 32-разрядного машинного слова целое число со знаком имеет значения: — 2 147 483 648 и до 2 147 483 647. Всего 1 0000 0000 возможных вариаций.

Ограничения машинных слов обусловливается конкретными аппаратными возможностями. Единственный существенный «стоп» — это конечная емкость памяти и время на исполнение.

Форма представления

Каждый компонент в программировании как-то выражается. В случае с целыми числами речь идет о фиксированной по размерам цепочке битов. Соответствующая последовательность из 0 и 1 – двоичная запись. Именно такой код применяется в современных компьютерах для интерпретации данных.

Стоит запомнить следующие особенности:

1. Некоторые языки программирования предусматривают коротки и длинные целые (short и long соответственно). А еще – стандартную длину.
2. В «классическом» варианте длина совпадает с размерами машинных слов на задействованных устройствах.
3. Для 16-разрядных операционных систем задается слово int. Составляет 2 байта. Совпадает с типом short int.
4. Для 32-бит «размер» равен 4 байтам. Отвечает длинным целым – long int.
5. В некоторых системах допускается применение long long. Оно равняется 8 байтам.

Целочисленных значений в программировании может быть несколько — как беззнаковые, так и со знаками.

Без знаков

Это – только неотрицательные числа. Все разряды кода здесь будут представлены значениями числа, а максимум соответствует единичным значениям кода во всех разрядах.

В C и C++ для обозначения подобных компонентов принято использовать префикс unsigned. В C# — u. Такое число помогает проводить адресацию памяти и представление символов.

Некоторые языки программирования (пример – Java) не имеют беззнаковых целых чисел. Исключение – символьная интерпретация.

Со знаками

Целые значения в двоичном коде со знаком представляются несколькими способами:

• прямой;
• обратный.

Знак получает кодировку в старшем разряде числа. Здесь ноль будет соответствовать +, а единица – -.

Иногда на практике встречаются «экзотические» методы представления чисел положительного характера «с минусом». Пример – система счисления по основанию -2. Но самый распространенный вариант – это дополнительный код.

Максимальное положительное представлено кодом 0111…111, а максимальное по модулю отрицательное – 1000…000. Код в виде 111…111 – это «минус единица».

Предельные значение для разрядностей

Тип целых чисел имеет «максимумы». Ниже будет представлена информация для предельных десятичных «цифр» с учетом разрядностей. Во внимание принимается ситуация, когда для выражения используется дополнительный код:

Пример – для 128 битов максимум – это 17014118 346046 9 2314316 873037 15884 41057 27, для 64 – 9 223 372 036 854 775807 (и – 9 223 372 036 854 775 808 – это минимум). В табличке сначала прописано максимально значение целого без знака, далее – предельные «параметры» со знаковой интерпретацией.

Теперь, когда с типами «электронных материалов» удалось ознакомиться в общих чертах, можно приступать к более серьезным задачам. Речь идет о выполнении всевозможных операций. Здесь важную роль имеет диапазон принимаемых значений заданной переменной.

Операции

Существуют различные операции, которые можно выполнять над целочисленными «компонентами» в программировании. Далее каждый вариант можно рассмотреть более подробно. Информация пригодится и новичкам, и тем, кто долгое время пишет коды.

Арифметика

Арифметические операции – первое, с чем предстоит столкнуться пользователям. Чаще всего встречаются следующие варианты:

1. Сравнение. Для достижения вычислительных целей применяется «рано», «не равно», «больше», «меньше», «больше/меньше или равно».
2. Инкремент и декремент. Помогает увеличивать или уменьшать число на единицу.
3. Сложение и вычитание.
4. Умножение. Носит название «мультипликации».
5. Деление. Сюда можно отнести получение остатка от деления. Некоторые процессоры обрабатывают соответствующие операции с рассмотренным типом информации за одну единственную инструкцию.
6. Инверсия знака, а также получение абсолютного значения.
7. Получение знака. Результат – это «единица» для положительных и «минус единица» — для отрицательных чисел. 0 применяется для нуля.
8. Возведение в степень.

В большинстве современных популярных языков программирования есть операторы, которые при использовании позволяют быстро и легко выполнять перечисленные манипуляции. Рассматриваемый тип переменных встречается крайне часто. Это – «база» для любого кода. А арифметические операции позволяют осуществлять управление ими и обеспечение тех или иных условий утилиты.

По битам

Битовые операции к рассматриваемому типу тоже применимы. Базируются на основе позиционного двоичного кодирования. Обрабатываются быстрее арифметических.

Выделяют следующие их варианты:

1. Битовый сдвиг влево. Сопровождается дополнением нулями. Напоминает умножение числа на степень двойки.
2. Битовый сдвиг вправо. Это – деление на степень двойки.
3. Узнавание знака по старшему биту.
4. Чтение и установка младшего бита. Дает возможность управления четностью.
5. Побитовое «и» над определенным количеством младших бит. При использовании предоставляет возможность уточнения остатка от деления на степень двойки.
6. Побитовое «или». С последующим инкрементом округляет рассматриваемое значение типа на «итог», равный степени двойки.

Последний подход применяется тогда, когда нужно выровнять адреса и размеры на конкретные «параметры».

Строки

У целочисленных значений предусматриваются также работа со строками. Компонент должен быть получен из string или наоборот. Для преобразований обычно требуется использование средства задания форматирования. Они напрямую зависят от языка программирования.

А вот – самые распространенные представления чисел строчками:

1. Десятичное число. Когда получается строчка, можно задавать определители разрядов. А еще – количество знаков. Обязательно прописывать у соответствующего типа знак.
2. Если число в системе счисления – это степень двойки. Тут задаются разделители групп цифр, минимальное их количество. Встречаются в программировании чаще остальных.
3. Римское число.
4. Словесное представление. Тут сумма представлена словами. Пример – прописью.

Есть и еще один важный момент, на который стоит обратить внимание при работе с типом «целое число». Это – перечислимые.

О перечислимых

Перечислимые – тоже тип, который относится к целочисленным. Переменные тут будут принимать конечный заранее установленный набор «параметров». Значение определялось ранее числом байтов, но теперь – нет.

В Питоне перечислимые – подтип целого. Задействует слова False и true. Они при приведении к целочисленному значению принимают 0 и 1 соответственно.

Теперь понятно, что такое тип информации. И какие варианты существуют в программировании. 1 см – это целое, а 1,35 – нет. Чтобы лучше разобраться в выбранном направлении стоит посетить компьютерные дистанционные курсы.

Хотите освоить современную IT-специальность? Огромный выбор курсов по востребованным IT-направлениям есть в Otus!