変数の種類（２進数、１０進数、１６進数）

　変数の種類を説明するにあたり、２進数と１６進数の話しをしておこうと思います。変数の種類を説明するだけでこのページを終わらせてしまうのは短かすぎるので・・・。もちろん、関係があるから説明するのであって、Ｃ言語を説明していく上で何かの時に当たり前のように使うかも知れないので、今のうちに解説しておきます。

　パソコンの内部ではプログラムが 0 と 1 で処理をしているのは重々ご存じかと思います。その扱うデータも 0 と 1 の集まりです。0 か 1 の１桁だけならば、２通りのデータしか表すことしかできません。２桁になると 00 01 10 11 の４通りのデータが表せます。３桁になると 000 001 010 100 011 110 101 111 と言う感じで８通りとなります。２の階乗で増えていき、７桁で128通り、８桁で256通りとなります。コンピュータは一般にこの８桁 256 通りを一区切りとしてデータを扱っています。つまり、00000000 でデータ一つの単位です。具体的に表すと、01000001 はアルファベット半角大文字の A を表します。対応はアスキーコード表なるものがあるので、そちらを参考にして下さい。普通、Ｃ言語に触れている本で有れば、表が載っているのが普通です、多分・・・。

　01000001 は A を表すと先に書きましたが、８桁の数字を使って表すのは手間が掛かるし、場所もとります。このようなデータの話しをする場合、２進数と共に用いられるのが１６進数です。何故、１６進数が出てくるのかは後ほど説明するとして、まずは数え方から。普段の生活で僕たちが使っているのは１０進数で９の次に桁上がりをして、１０になります。１６進数では１５まで数えてから桁上がりをします。１０進数で言う１０〜１５までをＡ〜Ｆで表します。つまり、１６進数の数え方は次のようになります。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f (桁上がり)
11 12 13 14 15 16 17 18 19 1a 1b 1c 1d 1e 1f 20
と言った感じです。１６進数では一桁で１６通りのデータを表すことが出来、２桁になると１６の２乗で２５６通りのデータを表すことが出来ます。２５６と言う数字、ちょっと前に書きました。２進数の８桁で表す事の出来るデータの種類です。つまり、２進数８桁を１６進数では２桁で表せるわけです。ここに１６進数を用いる理由があるようです。（この辺は我流なので本当のところは・・・？）具体的には２進数 01000001 は A を表し、１６進数では４１，１０進数では６６です。２進数 11111111 は１６進数では ff で１０進数では 256 ですね。ややこしいですが、ゆっくり整理して下さい。

　２進数で 00000000 のひとつの 0 をビット(bit)といい、８ビットで１バイト(byte)と言います。パソコンのハードディスクやメモリの容量を表す単位でバイトは「メガバイト」や「ギガバイト」などの単位で使われています。以降では「バイト」等は平気で使います。

　２進数、１６進数でかなりのスペースをとってしまいましたが、ここからは変数の説明です。

　変数は先のページでちょっとだけ触れましたが、ここでは「データを入れる入れ物」としておきましょう。その箱に名前を付けて、その名前を使ってプログラムを作ります。データが数字ならば「Ａと言う箱とＢと言う箱に入っているデータをかけ算して画面に表示せよ」がプログラムになります。この「箱」を使うことによって、プログラムは実行されるときにその箱に入るだけの大きさのデータならば何でも入れる事が出来、実際の計算はコンピュータがやってくれます。

　ここではこの「箱」の種類を説明しておきます。具体的には使ってみないと分からないと思うので、種類だけ。表わされるデータには文字の場合、数字の場合がります。（ちなみに、色も３原色で数字のデータとして取り扱われたりもしています）

　半角英数の場合、１バイトで十分すべての場合を表すことが出来るので（７桁でも 128 通りあるから）、プログラムでも１バイトのデータとして扱います。全角となると平仮名、カタカナ（半角除く）、漢字があるのでとても１バイト２５６通りでは表しきれないので２バイト必要になりますが、１バイトの「箱」２つを用いて１６ビットで表します。これら文字データは「char型」という、「箱」を用います。もちろん数字のデータも扱えます。２５６通りまでは。「箱」の種類を正式には「変数の型」と言います。

　次に数字データは整数、小数や小さな数字、億などの大きな数字などで用いる変数の型が変わります。詳しくはこのページの最後の表を見て下さい。

　また、変数の先頭ビットは符号に使われています。つまり、先頭ビットが 0 か 1 で正負を表すわけです。扱う数字がすべて正の数であれば符号のビットの分も使ってデータを表すこともできます。先頭を符号として扱う場合、８ビットの「箱」では７ビットでデータを表す事になり２の７乗分、正負０〜１２７までのデータしか扱えませんが、８ビットすべて使うと０〜２５５の２５６まで扱えるというわけです。（ここは正確には間違っていて、−０と＋０が存在してしまうのでパソコンはもう少し、ややこしいことをして正負の判断とそのデータの絶対値を識別しています。これを説明するには「補数」の説明をしないといけないのでここでははしょります。）要するに「符号無しの数字型」もあると覚えて下さい。

　ちょっと、難しくなりましたが、実際にプログラムを作っている最中に、「先頭のビットが 0 だから・・・」なんて考えて作るのではなく、「Ａと言う変数に -1 が入っているから・・・」と言う風に考えるので直上までの「ここからは変数の説明です」から始まる文を深く考えないように。あくまでも、参考ですから。このページでは２進数と１６進数、そして次の様な変数型の種類がある事だけを頭の片隅に置いておいて下さい。

　で、回りくどくなりましたが、変数のサイズと名前、格納できるデータの範囲を示します。サイズ等はＣＰＵによって違ってくるのでここではインテル系の最近のＣＰＵについて、要するに Windows が動いている普通のパソコンでの主な変数型の例です。

　最近のインテル系は long と int のサイズが同じですが、コンパイラによっては違うものもあるので、「同じサイズ」と覚えるのではなく、区別しておきましょう。