C言語基礎｜算術型と基本型

第7章からは、C言語の“型”をちゃんと体系立てて理解していきます。
これまで int と double を中心に進めてきましたが、C言語には「整数っぽい型」「小数っぽい型」だけでもたくさん種類があります。

型の違いが分かるようになると、

変数に入れられる値の範囲がイメージできる。
計算結果がなぜそうなるか（切り捨て・桁落ちなど）を説明できる。
printf や scanf の指定（%d や %f など）をミスりにくい。
速度・メモリの使い方も判断できる。

みたいに、プログラムが一気に“安定して書ける”ようになります。

算術型とは何か

C言語で「算術演算（足す・引く・掛ける・割る）ができる型」をまとめて 算術型 と呼びます。
今まで使ってきた int や double も算術型の仲間です。

表：算術演算の例（型が関わるポイント）

演算	例	型が関わる理由
加算	a + b	結果の型がどうなるかが重要
減算	a - b	符号付き/符号なしで結果が変わることがある。
乗算	a * b	桁あふれ（オーバーフロー）しやすい。
除算	a / b	整数除算か実数除算かで結果が変わる。

この章では、こういう「型による挙動の違い」を、順番にクリアにしていきます。

算術型の分類（全体像）

算術型は、大きく 整数型 と 浮動小数点型 に分かれます。

図：主要な算術型の分類

この図が伝えたいこと

「整数を表す型」がたくさんある（char も整数の仲間）
「実数を表す型」も3種類ある（精度やサイズが違う）
enum も整数の一種として扱われる（ただし“基本型”ではない）

整数型（integer type）

整数型は「小数点なしの値」を表します。
さらに中で、文字型、int 系型、列挙型に分かれます。

整数型の内訳（ざっくり）

種類	主な型	ざっくり用途	ひとこと
文字型	char, signed char, unsigned char	文字データや小さめ整数	文字も内部では数
int 系型	short, int, long, long long（signed/unsigned）	通常の整数計算	一番よく使う
列挙型	enum ...	決まった選択肢を数で表す	意味づけが強い

浮動小数点型（floating type）

浮動小数点型は「小数点を含む実数」を表します。
double をよく使ってきたのは「精度が高くて扱いやすい」からでした。

浮動小数点型のざっくり比較

型	特徴	よくある使いどころ
float	比較的軽いが精度は低め	大量データでメモリ重視
double	バランスが良い（よく使う）	通常の実数計算全般
long double	さらに高精度な場合がある	精度最優先の計算

基本型（basic type）って何？

ここ、ちょっと用語がややこしいんだけど、イメージはシンプルです。

基本型：キーワードだけで型名が書ける、基本の型たち
例：int / double / char / long など
基本型ではない算術型：代表が enum（列挙型）

算術型と基本型の関係

呼び名	含まれるもの	含まれないもの
算術型	整数型＋浮動小数点型（enum含む）	ポインタ型、配列型など
基本型	文字型＋int系型＋浮動小数点型	enum

広義の整数と狭義の整数（本書の注意点）

文脈によって「整数型」の指し方がぶれることがあります。

広い意味の整数型：文字型＋int系型＋列挙型
狭い意味の整数：文字型と列挙型を除いて int 系型だけを指すことがある

ただ、学習中はそこまで神経質にならなくてOK。
まずは「char も整数の仲間」という感覚が持てれば十分です。

サンプルプログラム

ここでは 割り算の結果が型で変わる を短い例で確認します。

プロジェクト名：chap7-1-1　ソースファイル名：chap7-1-1.c

Visual Studio でこのプログラムを実行するには、SDLチェック設定を変更しておく必要があります。
１．プロジェクト名を右クリックして、「プロパティ」をクリックします。
２．「C/C++」→「全般」→「SDLチェック」を「いいえ」に切り替えて「OK」をクリックします。

// 算術型の入口：整数除算と実数除算の違いを確認する

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int a = 7;
    int b = 2;

    int    q1 = a / b;                 // 整数除算
    double q2 = (double)a / b;         // 実数除算（型変換してから割る）

    puts("型によって割り算の結果が変わります。");
    printf("a / b を int で受け取ると：%d\n", q1);
    printf("a / b を double で計算すると：%.1f\n", q2);

    return 0;
}

このプログラムで起きていること

行の意図	実際に起きること	ポイント
q1 = a / b	7 / 2 は 3 になる	整数同士の除算は小数が捨てられる。
q2 = (double)a / b	7.0 / 2 で 3.5	片方を実数にすると実数除算になる。

登場する命令の書式と役割

#include の書式

書式：#include <stdio.h>
役割：printf や puts などの入出力関数を使うための情報を取り込む

puts の書式

書式：puts(文字列);
役割：文字列を表示して改行する

printf の書式

書式：printf(書式文字列, 値, 値, ...);
役割：書式指定して値を表示する

型変換（キャスト）の書式

書式：(型名)式
役割：計算の途中で型を明示的に変える
例：(double)a は a を double として扱う、という意味