C言語ですべてのデータ型の範囲を表形式で表示するプログラムの作成方法

C言語で扱えるデータ型には、int(整数型)、short int、signed char、unsigned char、float、double など、さまざまな種類があります。それぞれの型が保持できる値の範囲(最小値・最大値)を正しく把握しておくことは、バグのない安全なプログラムを書くうえで非常に重要です。

データ型とは

データ型とは、変数に格納できる値の集合とその種類を定義するものです。用途に応じた適切なデータ型を選択することで、メモリを効率的に利用しながら正確な処理を行うことができます。

C言語のデータ型は、大きく次の2つに分類されます。

• 基本データ型(プリミティブ型)
• 派生データ型(配列・ポインタ・構造体など)

本記事では、基本データ型について詳しく解説します。

基本データ型

Cコンパイラは、次の4つの基本的なデータ型をサポートしています。

• 整数型(integer)
• 文字型(character)
• 浮動小数点型(floating-point)
• 倍精度浮動小数点型(double precision floating-point)

整数型(Integer)

整数型は、整数値を格納するためのデータ型です。符号付き(signed)と符号なし(unsigned)の両方の形式があり、さらに short int、int、long int の3つのサイズが用意されています。

※ サイズと範囲は処理系(コンパイラやOS)によって異なる場合があります。上記は一般的な32ビット環境での例です。

文字型(Character)

文字型は、1文字を格納するためのデータ型です。内部的には文字は整数(ASCIIコード)として保存されており、たとえば 'A' のASCIIコードは 65 です。

浮動小数点型(Floating-point)

• 実数(小数点を含む数値)を格納するために使用します。
• 有効桁数が約6〜7桁程度でよければ「float」を使用します。
• より高い精度(約15〜16桁)が必要な場合は「double」を使用します。
• double 以上の精度が必要な場合は「long double」を使用します。

サンプルプログラム

次のCプログラムでは、ヘッダーファイル limits.h に定義された定数を使用して、各基本データ型の最小値と最大値を表形式で出力します。

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

int main(void){
    printf("DATA TYPE\t\t RANGE\n");
    printf("-----------\t---------\n");
    printf("short min\t\t%d\n", SHRT_MIN);
    printf("short max\t\t%d\n", SHRT_MAX);
    printf("int min\t\t\t%d\n", INT_MIN);
    printf("int max\t\t\t%d\n", INT_MAX);
    printf("char min\t\t%d\n", CHAR_MIN);
    printf("char max\t\t%d\n", CHAR_MAX);
    printf("long min\t\t%ld\n", LONG_MIN);
    printf("long max\t\t%ld\n", LONG_MAX);
    printf("unsigned char\t\t%u\n", UCHAR_MAX);
    printf("unsigned long\t\t%lu\n", ULONG_MAX);
    printf("unsigned int\t\t%u\n", UINT_MAX);
    printf("unsigned short\t\t%u\n", USHRT_MAX);
    return 0;
}

実行結果

実行すると、次のように各データ型の範囲が出力されます。

DATA TYPE           RANGE
-----------         ---------
short min           -32768
short max           32767
int min             -2147483648
int max             2147483647
char min            -128
char max            127
long min            -2147483648
long max            2147483647
unsigned char       255
unsigned long       4294967295
unsigned int        4294967295
unsigned short      65535

このように、limits.h を利用すれば、実行環境における各データ型の正確な範囲を簡単に確認できます。環境によってサイズや範囲が異なることがあるため、移植性の高いコードを書く際には必ず確認しておきましょう。