先生と生徒の会話形式で理解しよう

生徒

「C言語で数を扱うとき、どの型を使えばよいのか分からなくて困っています。intやshortやlongがあるみたいですけど、何が違うんですか？」

先生

「その疑問はとても大切です。C言語では整数を扱うときにいくつかの型が用意されていて、使い分けを意識することでメモリも節約できますし、処理速度も安定します。」

生徒

「つまり、小さな整数ならsmallな型、大きな整数ならbigな型という感じですか？」

先生

「そういうイメージで覚えると初心者でも理解しやすいですね。それでは、整数型の基本から順番に確認してみましょう。」

1. 整数型とは？C言語で数を扱う基本

C言語の整数型は、小数点を含まない数を扱うために使うデータ型です。例えばゼロやプラスの数やマイナスの数などを安全に保存できます。整数型を正しく選ぶと、メモリ使用量や計算速度が無駄にならず、より効率的なプログラムになります。

C言語でよく使われる整数型にはshort、int、longがあります。同じ整数でも、大きな数を扱うのか、小さな数を扱うのかによって、使う型が変わります。プログラミング初心者の多くは何となくintだけを使いがちですが、実際には用途によって選び分けることが重要です。

2. short型の範囲と使い方

shortは小さな整数を扱うための型で、メモリの消費が少ない特徴があります。一般的な環境では約マイナス三万二千からプラス三万二千程度の範囲を扱えます。とても大きな整数を扱う必要がない場合に向いています。


#include <stdio.h>
int main(void){
    short age = 20;
    printf("%d\n", age);
    return 0;
}

例えば年齢や人数のような大きくない値を保存するときに便利です。こうした小さな値ばかりなのに大きな型を使ってしまうと、実際には必要のないメモリが浪費されます。

3. int型の範囲と使い方

intは最もよく使われる整数型です。一般的な環境では約マイナス二十億からプラス二十億を扱えます。普通のプログラムで扱う整数なら、多くの場合このintで足りてしまいます。


#include <stdio.h>
int main(void){
    int score = 100;
    printf("%d\n", score);
    return 0;
}

点数や金額、ゲームのスコアなど、普通の整数を扱う場面では迷ったらintを選んでおけば問題ありません。初心者から上級者まで幅広く利用される基本的な整数型です。

4. long型の範囲と使い方

longはとても大きな整数を扱うための型です。環境によって違いがありますが、intより大きく安全に扱えるように設計されています。天文学的な数値や大量のデータ件数など、普通では収まらない巨大な数を保存できるメリットがあります。


#include <stdio.h>
int main(void){
    long population = 7000000000;
    printf("%ld\n", population);
    return 0;
}

地球の人口のようにとても大きな数を扱うときにlongを使うことで、データが途中で壊れてしまうようなトラブルを避けられます。

5. short・int・longを比べて理解する

shortは小さな数用、intは一般的な整数用、longは大きな数用というイメージを持つと覚えやすいです。もし必要な範囲より小さな型を選んでしまうと、大きな数を保存できずに値が壊れてしまうことがあります。この現象はオーバーフローと呼ばれ、プログラムのバグの原因になります。

逆に、必要以上に大きな型ばかり使うとメモリが無駄になります。特に組み込み機器のように限られたメモリで動く場合、型の選び方がとても重要です。初心者のうちは難しく考え過ぎなくても大丈夫ですが、数字の大きさを意識して選ぶ癖をつけると上達が早くなります。

6. 範囲を実際に確認してみる

C言語には定義済みの範囲定数があり、プログラムから確認できます。環境による違いを正確に知りたいときに便利な方法です。


#include <stdio.h>
#include <limits.h>
int main(void){
    printf("short最小値:%d\n", SHRT_MIN);
    printf("short最大値:%d\n", SHRT_MAX);
    printf("int最小値:%d\n", INT_MIN);
    printf("int最大値:%d\n", INT_MAX);
    printf("long最小値:%ld\n", LONG_MIN);
    printf("long最大値:%ld\n", LONG_MAX);
    return 0;
}