Les variables et leurs types

Il existe 3 grands types de variables basiques en C :

• les entiers
• les réels
• les caractères

Contrairement à python, chaque variable de C a un type qui ne peut changer. On déclare une variable de cette façon :

type nom = valeur;

On peut connaître la taille d'une variable grâce à l'opérateur sizeof.

#include <stdio.h>

int main() {

int i = 1;
double d = 3.14;
char c = 'A';

printf("Taille d'un entier : %luB\n", sizeof(i));
printf("Taille d'un réel : %luB\n", sizeof(d));
printf("Taille d'un caractère : %luB\n", sizeof(c));
}

Le code ci-dessus donne le résultat suivant sur ma machine :

Taille d'un entier : 4B
Taille d'un réel : 8B
Taille d'un caractère : 1B

#include <stdio.h>

int main() {

int i = 1;
double d = 3.14;
char c = 'A';

printf("Un entier : %i\n", i);
printf("Un réel : %f\n", d);
printf("Un caractère : %c\n", c);
}

La fonction printf et son fonctionnement est un bon moyen pour réaffirmer que la valeur d'une donnée dépend de son type (presque) indépendamment de sa valeur binaire effective. Prenez le code suivant comme exemple où l'on utilise la fonction printf sur une même variable selon deux types différents :

#include <stdio.h>

int main() {

int i = -1;

printf("Entier (signé) : %i\n", i);
printf("Entier non signé : %u\n", i);
printf("flottant : %f\n", i);
}

• le premier affichage on utilise le format %i pour représenter un entier signé
• le premier affichage on utilise le format %u pour représenter un entier non signé (il ne peut que être positif)

Il est crucial de se rappeler qu'une donnée peut se voir de multiple façon selon le type par le prisme duquel on la regarde.

Entiers

Le type int est l'entier par défaut en C. Il est signé, ce qui signifie qu'il peut être positif ou négatif. Sa taille n'est pas définie et peut donc être variable selon l'architecture. Il est habituellement codé sur 4B pour les machines de bureaux.

Types d'entiers

Ce type entier peut être spécifié pour moduler sa taille :

• short int
• long int
• long long int

Et on peut rendre le type non signé en ke faisant précéder de unsigned. Par exemple : unsigned short int

L'intérêt d'utiliser des entiers non signés est double :

• on peut en aller plus loin
• les nombres cyclent du maximum à 0 (ce comportement est non définit pour les entiers signés)

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


int main() {

unsigned int i = UINT_MAX;

printf(" un entier non signé : %u\n", i);
i += 1;
printf(" un entier non signé : %u\n", i);
}

Représentation des entiers

TBD : nombre décimal, binaire, hexadécimal (pour les adresses) ou octal (utilisé pour les droits.)
insister sur le fait que ce n'est qu'une représentation d'un nombre binaire
un long int peut très bien être 2 int à la suite, signé ou non : exemple
little/ big endian selon le système.

Réels

Le type réel double est codé selon le format double précision de la représentation ds nombre en virgule flottante, sur 8B.

• le format en simple précision sur 4B, noté float, existe aussi mains n'est plus recommandé pour les calculs.
• le format long double existe également. Il est codé sur 16B.

Char

TBD en C que des nombre + représentation via son type. Donc char est un type entier avec des astuces pour en faire des caractères.

Le type char est le plus petit adressage possible, sur 1B (sur toutes les implémentations actuelles). Il correspond aussi à la représentation d'un caractère ASCII sur 7b.

L'encodage par défaut actuel, UTF-8, encode également ses caractères sur des bytes, mais les caractères autres que les caractères ASCII sont codées sur plus d'un byte. Remplacez la ligne 7 de l'exemple par :

char c = 'é';

et le code ne compilera plus car é est codé sur 2 bytes et ne rentrera plus dans un unique char :

Les caractères s'écrivent entre quote ' et sont remplacé par leur code selon l'encodage par défaut (souvent utf8).

printf(" un caractère : %c\n", 65);
printf(" un caractère : %i\n", 'A');

TBD représentation d'un char :

• caractère ASCII : remplacé par un nombre
• si plus, de toute façon pas 1 caractère donc doit être représenté par un tableau. Donner exemple
• entier < 128
• si > 128 : doit être unsigned (c'est dans la spécif C)

TBD exemple char et unsigned char. Sur mac et sur linux.

Cast

Un type peut être converti en un autre. Ceci peut se faire de manière implicite :

int i = 42;
double k = i;

Ou de façon explicite en faisant précéder la variable par le type cible :

int i = 42;
double k = (double)i / 13; 

Lorsque vous manipulez des nombres et vous voulez vous assurer que ce sont les opérations réelles qui sont utilisées, même si vous manipulez des entiers, écrivez-les sous la forme de réels. Par exemple :

1.0 / 3

vous assurera d'utiliser la division réelle.

TBD exemple plus tordu entre 1 int valant 128 et 1 (signed/unsigned) char.

Définition de nouveaux types

Le C ne possède qu'un nombre limité de types qui correspondant à une taille de stockages et pas à leurs utilisations. Il est alors courant de renommer ces types pour rendre leur usage explicite et faciliter la lecture du code.

Par exemple le type de retour de sizeof est size_t. Ce type correspond chez moi à un entier long non signé (il est défini dans le fichier stddef.h).

Ce renommage utilise l'opérateur typedef :

typedef unsigned long int size_t;

L'opérateur typedef renomme un type (unsigned long long) en un autre (size_t)

Ce type est défini pour pouvoir contenir le nombre maximum d'élément d'un ensemble. Attention, cette quantité est dépendante de la structure. Elle vaut $2^{64}$ pour une architecture x64 mais peut–être plus petite pour un Raspberry PI par exemple.

C utilise cette techniques à de nombreux endroits, et nous l'utiliserons aussi lorsque cela nous permettra de :

• raccourcir les notations (avec les structures par exemple)
• d'être pus clair

#include <stdio.h>

int main() {

typedef signed char petit_entier;

petit_entier i = 12;


printf(" un petit entier : %i\n", i);

}

Quel type utiliser quand

Si pas de contrainte de taille :

• entier : int
• si énumération ou comptage positif size_t
• réel : double

Les variables peuvent être Qualifiées. Cette qualification est utilisée par le compilateur pour optimiser le code produit, il n'a pas d'autre utilité en C.

Le qualifier se place au début de la déclaration, Par exemple :

const double PI = 3.14

Il existe 3 types de qualifier :

• const : la variable est constante. Le compilateur va produire une erreur lorsque le code tentera de la modifier.
• volatile : la variable peut être modifiée en dehors du code (lorsque la variable correspond à des données partagées via le réseau par exemple), le compilateur ne doit pas cacher la variable par exemple
• restrict : assure le compilateur que cette donnée ne sera pas accessible par une autre variable. Cela évite le pointer aliasing.

Opérations

• opérations mathématiques
• opérateur bit à bit

int i = 12;

printf(" un int : %i\n", i++);
printf(" un int : %i\n", i);