実行できるC++ドキュメント: データ型

Q: C++の基本的なデータ型は何ですか？

基本型は整数（short、int、long、long long）、浮動小数点数（float、double、long double）、文字型の char、真偽型の bool です。各整数型はさらに signed または unsigned になり得ます。それ以外のすべて - std::string、配列、自作のクラス - はこれらの上に構築されています。

Q: C++における int と long の違いは何ですか？

どちらも整数を格納しますが、long は少なくとも int と同じ幅を持つことが保証されています（64ビットプラットフォームではしばしば64ビットですが、Windowsでは32ビットのみ）。規格は最小サイズだけを定めているので、幅を保証したい場合は の int32t や int64t のような固定幅型を使ってください。

Q: C++の int は何ビットですか？

規格は int が少なくとも16ビットであることだけを保証しますが、現代のほぼすべてのデスクトップとサーバーでは32ビットです。サイズはプラットフォーム依存なので、決して決めつけないでください - 確認するには sizeof(int) を出力するか、正確な幅が必要なときは int32_t のような の型を使いましょう。

C++で型が重要な理由

変数のページでは、int age = 30; のように明示的な型で値を宣言しました。この型は単なるラベルではありません - コンパイラに何バイト確保するか、それらのバイトをどう解釈するか、どの演算が許されるかを伝えます。型を間違えると、気づかないうちに精度を失ったり、オーバーフローしたり、未定義動作を引き起こしたりします。

C++は組み込み型をいくつかのファミリーにまとめています。整数、浮動小数点数、文字型、そして真偽型です。それぞれを見たうえで、人がつまずくルールを確認しましょう。

基本型

1つのプログラムに各コア型を1つずつ示します。リテラルのサフィックス（L、f、u）と char のシングルクォートに注目してください。

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int    count = 42;          // 整数、通常は32ビット
    long long big = 9000000000LL; // より広い整数、LL サフィックス
    double price = 19.99;       // 64ビットの小数（小数のデフォルト）
    float  ratio = 0.5f;        // 32ビットの小数 - f に注意
    char   grade = 'A';         // 1文字、シングルクォート
    bool   passed = true;       // true か false だけ

    cout << count << " " << big << "\n";
    cout << price << " " << ratio << "\n";
    cout << grade << " " << passed << "\n"; // bool は 1 / 0 として出力される
}

bool はデフォルトで true/false ではなく 1 または 0 として出力されます。char はシングルクォートを使います - 'A' は1文字ですが、"A"（ダブルクォート）は文字列リテラルで、まったく別の型です。この2つの間違いは初期段階で非常によくあります。

サイズは固定ではない

これはJavaのような言語から来た人にとって最大の驚きです。C++規格は最小サイズと相対的な順序（short ≤ int ≤ long ≤ long long）だけを保証します。実際のサイズはコンパイラとプラットフォームに依存します。常に sizeof で確認してください。

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    cout << "char:      " << sizeof(char)      << " byte\n";  // 常に 1
    cout << "short:     " << sizeof(short)     << " bytes\n";
    cout << "int:       " << sizeof(int)       << " bytes\n";
    cout << "long:      " << sizeof(long)      << " bytes\n";
    cout << "long long: " << sizeof(long long) << " bytes\n";
    cout << "double:    " << sizeof(double)    << " bytes\n";
}

典型的な64ビットLinuxビルドでは int = 4、long = 8 と表示されます。しかし64ビットWindowsでは long はわずか4バイトです。この移植性のギャップこそが、long が64ビットだと仮定するコードを書くべきでない理由です。

正確な幅が必要なときは、<cstdint> の固定幅整数型に頼りましょう。

#include <iostream>
#include <cstdint>
using namespace std;

int main() {
    int8_t   a = -120;          // ちょうど8ビット、signed
    uint16_t b = 65000;         // ちょうど16ビット、unsigned
    int32_t  c = 2000000000;    // ちょうど32ビット
    int64_t  d = 9000000000LL;  // ちょうど64ビット、すべてのプラットフォームで

    cout << (int)a << " " << b << " " << c << " " << d << "\n";
}

ファイル形式、ネットワークプロトコル、あるいはマシン間で同一に振る舞う必要のあるものには int32_t/int64_t を使ってください。キャスト (int)a に注目 - 8ビット型をストリームに送ると数値ではなく文字として出力されるので、先にキャストしましょう。

Signed と unsigned

すべての整数型には2つの種類があります。signed 型は負の値を保持できますが、unsigned 型は保持できず、負の範囲を引き換えにより大きな正の最大値を得ます。素の int はデフォルトで signed です。

#include <iostream>
#include <climits>
using namespace std;

int main() {
    unsigned int u = 0;
    u = u - 1;          // -1 にはならない
    cout << u << "\n";  // 4294967295 に巻き戻る（unsigned int の最大値）

    cout << "int max:  " << INT_MAX << "\n";
    cout << "uint max: " << UINT_MAX << "\n";
}

符号なしの 0 から減算すると、負になるのではなく巨大な正の数に巻き戻ります。これは人を絶えず引っかけます - 特に .size() が返す size_t（符号なし型）で起こります。

vector<int> v = {1, 2, 3};
// 危険: v.size() は符号なしです。v が空だと v.size() - 1 は巨大な数に
// 巻き戻り、ループはほぼ永遠に回り続けます。
for (size_t i = 0; i <= v.size() - 1; i++) { /* ... */ }

i < v.size() を使い（決して <= size() - 1 を使わない）、あるいは範囲ベースの for ループで問題そのものを回避しましょう。

整数オーバーフローは未定義動作

符号なしの巻き戻り（これは明確に定義されている）とは異なり、符号付き整数のオーバーフローはC++では未定義動作です。コンパイラは何でもできます - ゴミを返す、最適化でチェックを消す、クラッシュする、など。

#include <iostream>
#include <climits>
using namespace std;

int main() {
    int maxInt = INT_MAX;            // 2147483647
    cout << maxInt << "\n";
    cout << maxInt + 1 << "\n";      // 未定義動作 - しばしば負に巻き戻る

    long long safe = (long long)maxInt + 1; // 加算の前に昇格する
    cout << safe << "\n";            // 2147483648、正しい
}

対処法はどの言語でもオーバーフローの罠と同じです。より広い型で算術を行うことです。加算が64ビットで起こるように、+ の前に片方のオペランドを long long にキャストしましょう。結果を後からキャストしても遅すぎます - オーバーフローはすでに起きています。

適切な型を選ぶ

ほとんどのコードではデフォルトで問題ありません。整数には int、小数には double です。理由があるときだけ別のものに手を伸ばしましょう。

型	一般的なサイズ	使う場面
`int`	32ビット	整数のデフォルト
`long long`	64ビット	約20億を超える値: タイムスタンプ、大きなカウンター
`double`	64ビット	小数のデフォルト - 良い精度
`float`	32ビット	精度を犠牲にできる、メモリの厳しい配列
`bool`	1バイト	true/false のフラグ
`int32_t` / `int64_t`	正確	クロスプラットフォーム形式、プロトコル、ビット操作

覚えておくべき落とし穴がいくつかあります。float は有効な十進数で約7桁しかないため、0.1f + 0.2f は正確には 0.3 になりません - 本当にメモリを節約する必要がない限り double を選びましょう。また char はプラットフォームによって signed か unsigned のどちらにもなり得るので、生のバイトに対して算術を行う場合は signed char か unsigned char と明示してください。

次へ: auto キーワード

毎回型を書き出すのは面倒で、型が長かったり名付けにくかったりすることもあります。C++では auto キーワードでコンパイラに型を推論させられます - auto x = 42; は x を int にし、auto it = v.begin(); は冗長なイテレータ型を打つ手間を省きます。次のページでは、auto がコードを明確にする場面と、隠しすぎてしまう場面を扱います。

よくある質問

C++の基本的なデータ型は何ですか？

基本型は整数（short、int、long、long long）、浮動小数点数（float、double、long double）、文字型の char、真偽型の bool です。各整数型はさらに signed または unsigned になり得ます。それ以外のすべて - std::string、配列、自作のクラス - はこれらの上に構築されています。

C++における int と long の違いは何ですか？

どちらも整数を格納しますが、long は少なくとも int と同じ幅を持つことが保証されています（64ビットプラットフォームではしばしば64ビットですが、Windowsでは32ビットのみ）。規格は最小サイズだけを定めているので、幅を保証したい場合は <cstdint> の int32_t や int64_t のような固定幅型を使ってください。

C++の int は何ビットですか？

規格は int が少なくとも16ビットであることだけを保証しますが、現代のほぼすべてのデスクトップとサーバーでは32ビットです。サイズはプラットフォーム依存なので、決して決めつけないでください - 確認するには sizeof(int) を出力するか、正確な幅が必要なときは int32_t のような <cstdint> の型を使いましょう。