Interi, Limiti e Costanti

Il C è un linguaggio di sistema, il che significa che ti dà un controllo enorme su come i numeri vengono salvati in memoria. Questo capitolo esplora i tipi aritmetici, iniziando dagli interi.

Signed e Unsigned

Gli interi in C si dividono in due grandi famiglie:

• Signed (Con segno): Possono rappresentare numeri negativi, zero e positivi (es. int, signed char). Di default, se scrivi solo int, il compilatore lo intende come con segno.
• Unsigned (Senza segno): Possono rappresentare solo lo zero e i numeri positivi (es. unsigned int).

Contesto Storico

Nei primi sistemi (come il PDP-11, dove il C è nato), la memoria era preziosa (spesso solo pochi KB). Permettere allo sviluppatore di scegliere con cura la dimensione (es. char a 8-bit, int a 16-bit) e la natura (signed/unsigned) della variabile era essenziale per massimizzare le prestazioni.

Gli unsigned sono più semplici da gestire per il computer (usano il sistema binario puro), mentre per i numeri negativi i sistemi moderni usano una rappresentazione chiamata Complemento a Due. Dato che un unsigned int non deve sprecare un bit per il segno (il bit più a sinistra), può immagazzinare un numero massimo positivo grande circa il doppio rispetto a un int normale.

Il Complemento a Due

Ecco come appare un numero con segno a 8-bit in complemento a due:

I limiti: <limits.h>

La dimensione esatta di un intero (es. 16 bit, 32 bit, 64 bit) dipende dall’architettura del tuo computer. Per scrivere codice portabile, il C fornisce la libreria <limits.h>, che contiene delle macro costanti con i valori massimi e minimi per la tua macchina.

Best Practice

Non assumere mai che int sia 32-bit o 64-bit se devi fare affidamento su dimensioni esatte (ad esempio, per salvare dati su file o protocolli di rete). In quei casi, usa la libreria <stdint.h> che fornisce tipi a dimensione fissa come int32_t e uint64_t.

Alcune macro famose:

• INT_MAX e INT_MIN (Valori massimo e minimo di un int)
• UINT_MAX (Valore massimo di un unsigned int)
• SCHAR_MAX e SCHAR_MIN (Valori per un signed char)

Standard MISRA C

Gli standard industriali critici, come il MISRA C (usato in automotive e aerospaziale), vietano l’uso dei tipi base (int, char, short) per definire variabili numeriche generiche, obbligando sempre l’uso di tipi a dimensione specifica (int32_t, ecc.) per evitare comportamenti inaspettati tra piattaforme diverse.

Costanti Intere (Literals)

Quando scrivi un numero nel codice, stai creando una “costante”. In C, puoi scrivere i numeri in diverse basi matematiche e aggiungere dei suffissi per forzarne il tipo:

• Decimale: 71 (Inizia sempre con una cifra da 1 a 9).
• Ottale (Base 8): 0777 (Inizia sempre con uno 0).
• Esadecimale (Base 16): 0xDEADBEEF (Inizia con 0x o 0X).
• Suffissi: Puoi aggiungere U per indicare unsigned, L per long e LL per long long. Esempio: 71U o 18446744073709551615ULL.

Attenzione agli Ottali

Attenzione a non mettere zero davanti a numeri decimali per estetica o per allineare le colonne nel codice. Il C li leggerà come ottali! (Es: 012 non vale 12 decimale, ma 10).

💻 Esercizio Pratico

Scrivi un programma che include <limits.h> e stampa il valore di INT_MAX.

🧠 Verifica le tue conoscenze

🧠Nel tuo codice scrivi `int codice = 012;`. Che valore decimale ha la variabile 'codice'?

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🧠Perché per applicazioni mission-critical (es. aerospace) si evitano i tipi come `int` e `long`?

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