C++当中long int vs long long int & long double vs double

C++当中long int vs long long int & long double vs double

内容

在 C/C++ 中，double、long double 和 long int、long long 的区别主要在于 精度、存储大小和用途。以下是详细对比：

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一、浮点类型：double vs long double

特性	double (双精度)	long double (扩展双精度)
存储大小	通常 8 字节 (64 位)	通常 10~16 字节 (如 80 位或 128 位)
有效十进制精度	约 15~17 位	约 18~34 位
标准要求	必须支持，精度 >= float	由编译器实现决定，精度 >= double
典型用途	通用高精度计算	科学计算、金融等需要超高精度的场景
性能	较快	较慢（依赖硬件支持）
字面值后缀	0.0（默认 double）	0.0L 或 0.0l

示例代码

double a = 3.141592653589793;     // 双精度
long double b = 3.1415926535897932385L; // 扩展双精度

注意事项

• 跨平台差异：
  例如，在 x86 架构中，long double 通常是 80 位扩展双精度（实际存储为 12 或 16 字节），而在 ARM 或某些编译器中可能等同于 double。
• 精度陷阱：
  long double 的精度和范围依赖硬件支持，需检查编译器的文档（如 sizeof(long double)）。

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二、整数类型：long int vs long long int

特性	long int (长整型)	long long int (长长整型)
存储大小	至少 4 字节 (32 位)	至少 8 字节 (64 位)
最小值范围	-2³¹ ~ 2³¹-1	-2⁶³ ~ 2⁶³-1
典型用途	兼容旧代码、32 位系统	处理超大数据（如时间戳、哈希值）
字面值后缀	L（如 123456789L）	LL（如 123456789012345LL）
跨平台一致性	不统一（见下表）	统一为 64 位

不同系统的存储差异

系统/编译器	long int 大小	long long int 大小
Windows (x64)	4 字节 (32 位)	8 字节 (64 位)
Linux/macOS (x64)	8 字节 (64 位)	8 字节 (64 位)

示例代码

long int li = 2147483647L;          // 32 位或 64 位，依平台而定
long long int lli = 9223372036854775807LL; // 固定 64 位

注意事项

• 可移植性问题：
  long int 的大小在 Windows 和 Linux/macOS 中不同，优先用 long long 或固定大小类型（如 int64_t）。
• 溢出风险：
  long int 在 32 位系统中可能溢出，而 long long 更安全。

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三、总结与建议

浮点类型

1. 通用场景用 double：
   大多数计算（如物理模拟、图形渲染）足够精确。
2. 超高精度用 long double：
   科学计算或金融领域（但需验证编译器支持）。

整数类型

1. 优先用 long long：
   需要大范围整数时（如处理 64 位时间戳）。
2. 跨平台用固定类型：
   如 <cstdint> 中的 int64_t、uint64_t 替代 long 或 long long。

代码示例

#include <cstdint>

// 明确使用固定大小的类型
int64_t timestamp = 1628064000000LL; 
uint64_t hash = 0xFFFFFFFFFFFFFFFFULL;

// 高精度浮点计算
long double pi = 3.1415926535897932385L;

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四、扩展：如何验证类型大小？

使用 sizeof 运算符和 <climits> 头文件：

#include <iostream>
#include <climits>

int main() {
    std::cout << "double 大小: " << sizeof(double) << " 字节\n";
    std::cout << "long double 大小: " << sizeof(long double) << " 字节\n";
    std::cout << "long int 范围: " << LONG_MIN << " ~ " << LONG_MAX << "\n";
    std::cout << "long long 范围: " << LLONG_MIN << " ~ " << LLONG_MAX << "\n";
    return 0;
}

输出示例（Linux x64）：

double 大小: 8 字节
long double 大小: 16 字节
long int 范围: -9223372036854775808 ~ 9223372036854775807
long long 范围: -9223372036854775808 ~ 9223372036854775807

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通过合理选择类型，可以平衡精度、性能和可移植性。