說明：整個C標準庫解剖系列環境為Ubuntu 8.04，編譯器為gcc 4.2.4，由于linux系統中只有C標準庫的頭文件（在/usr/include下），函數庫被編譯成了程序庫，沒有源代碼，因此對源代碼的解剖用的是glibc 2.9，可從GNU的官方站點上下載。
類型相關定義包括limits.h、float.h、stddef.h、stdbool.h、stdarg.h、iso646.h、stdint.h共7個頭文件。除了stdint.h外，其余6個文件在gcc編譯器的/usr/lib/gcc/i486-linux-gnu/4.2.4/include目錄下。stdint.h在/usr/include中，是C99中引入的，提供了擴展整數的基本定義，放到后面再解剖吧。
1、limits.h： 定義了整數類型的范圍。/usr/include下也有limits.h，它會自己先定義各個整數類型范圍，這樣當不用gcc來構建你的程序時就可以使用這些值。如果使用gcc編譯器來構建你的程序，則會使用gcc編譯器自己的limits.h（前面的定義都會#undef掉）。由于這個limits.h會用到gcc內置的limits.h，因此我們解剖/usr/include下的limits.h。
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- #ifndef _LIBC_LIMITS_H_
- #define _LIBC_LIMITS_H_ 1
- #include <features.h> /* 選項的宏，如ISOC99選項、POSIX選項、XOPEN選項等 */
- #define MB_LEN_MAX 16 /* 支持區域設置的多字節字符寬度為16位 */
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- #if !defined __GNUC__ || __GNUC__ < 2
- # ifndef _LIMITS_H
- # define _LIMITS_H 1
- #include <bits/wordsize.h> /* 定義了表示字的位數的__WORDSIZE宏，64位平臺上值為64，32位平臺上值為32 */
- # define CHAR_BIT 8 /* char類型的寬度為8位 */
- # define SCHAR_MIN (-128) /* signed char的最小值為-2^7，補碼表示為10000000，沒有對應的正數，其反數還是自己 */
- # define SCHAR_MAX 127 /* signed char的最大值為2^7-1=01111111 */
- # define UCHAR_MAX 255 /* unsigend char的最大值為2^8-1=11111111（最小值為0） */
- # ifdef __CHAR_UNSIGNED__ /* 根據預定義宏來確定是讓char=unsigned char還是char=signed char */
- # define CHAR_MIN 0
- # define CHAR_MAX UCHAR_MAX
- # else
- # define CHAR_MIN SCHAR_MIN /* gcc中使用了這個，即char=signed char */
- # define CHAR_MAX SCHAR_MAX
- # endif
- # define SHRT_MIN (-32768) /* signed short int的最小值為-2^15 */
- # define SHRT_MAX 32767 /* signed short int的最小值為2^15-1 */
- # define USHRT_MAX 65535 /* unsigned short int的最大值為2^16-1（最小值為0） */
- # define INT_MIN (-INT_MAX - 1) /* int的最小值為-2^31 */
- # define INT_MAX 2147483647 /* int的最大值為2^31-1 */
- # define UINT_MAX 4294967295U /* unsigned int的最大值為2^32-1（最小值為0） */
- # if __WORDSIZE == 64 /* 64位的x86平臺，這個宏在<bits/wordsize.h>中 */
- # define LONG_MAX 9223372036854775807L /* signed long int最大值為2^63-1 */
- # else /* 32位的x86平臺 */
- # define LONG_MAX 2147483647L /* signed long int最大值為2^31-1 */
- # endif
- # define LONG_MIN (-LONG_MAX - 1L) /* signed long int最小值為-2^31 */
- # if __WORDSIZE == 64
- # define ULONG_MAX 18446744073709551615UL /* 64平臺：unsigend long int最大值為2^64-1 */
- # else
- # define ULONG_MAX 4294967295UL /* 32位平臺：unsigned long int最大值為2^32-1 */
- # endif
- # ifdef __USE_ISOC99 /* <feature.h>中宏：long long類型為C99標準引入的 */
- # define LLONG_MAX 9223372036854775807LL /* signed long long int最大值為2^63-1 */
- # define LLONG_MIN (-LLONG_MAX - 1LL) /* signed long long int最小值為-2^63 */
- # define ULLONG_MAX 18446744073709551615ULL /* unsigned long long int最大值為2^64-1 */
- # endif /* ISO C99 */
- # endif /* limits.h */
- #endif /* GCC 2. */
- #endif /* !_LIBC_LIMITS_H_ */
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- #if defined __GNUC__ && !defined _GCC_LIMITS_H_ /* _GCC_LIMITS_H_是GCC的文件定義 */
- # include_next <limits.h>
- #endif
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- #if defined __USE_ISOC99 && defined __GNUC__
- # ifndef LLONG_MIN
- # define LLONG_MIN (-LLONG_MAX-1)
- # endif
- # ifndef LLONG_MAX
- # define LLONG_MAX __LONG_LONG_MAX__
- # endif
- # ifndef ULLONG_MAX
- # define ULLONG_MAX (LLONG_MAX * 2ULL + 1)
- # endif
- #endif
- #ifdef __USE_POSIX
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- # include <bits/posix1_lim.h>
- #endif
- #ifdef __USE_POSIX2
- # include <bits/posix2_lim.h>
- #endif
- #ifdef __USE_XOPEN
- # include <bits/xopen_lim.h>
- #endif
解釋：
（1）/usr/include/limits.h的實現中，char=unsigned char占8位，short占16位，int占32位，long在64位平臺上占64位，在32位平臺上占32位，C99標準引入的long long占64位。它們都有singed和unsigned兩種，默認都是帶符號整數(signed)。帶符號整數在當前大多數體系結構上一般都用二進制補碼表示（當然C標準也支持用其他一些編碼表示），即正數用直接編碼，符號位為0；負數表示為對應正數各位取反然后加1，符號位為1。帶符號整數范圍為-2**(n-1)~2**(n-1)-1，其中最小負數-2**(n-1)=100...0沒有對應正數，其反數還是自己。無符號整數用直接二進制編碼，范圍為0~2**n-1。如果使用gcc的limits.h，則每個宏的值依賴于gcc編譯器內置的定義，一般跟這里的值一致。
（2）UCHAR_MAX必須等于2**CHAR_BIT-1，且對帶符號整數一般有MIN=-MAX-1。
（3）feature.h文件中定義了一些表示編譯選項的宏，如ISOC99選項、POSIX選項、XOPEN選項等。bits/wordsize.h定義了表示字的位數的__WORDSIZE宏，64位平臺上值為64，32位平臺上值為32。它們都在/usr/include下。
（4）如果要新遵循C99標準，則有些gcc版本的<limits.h>可能沒有定義LLONG_MIN、LLONG_MAX和ULLONG_MAX，則這里需要進行定義。如果使用POSIX標準，則還要添加一些POSIX中的東西。
2、float.h： 定義了浮點數類型的特征。
解釋：
（1）浮點數的形式為x=s*(b**e)*[f1*b**(-1)+f2*b**(-2)+...+fp*b**(-p)], emin<=e<=emax(**表示求冪)。s是符號位，b是進制基數，e是指數值，p是b進制的有效位數，0<=fk<b。
（2）IEEE的浮點數表示法：單精度float型有1位符號位S，8位指數E，23位尾數M。轉換成數值V=(-1)**S*1.M*2**(E-127)。例如16.5=00010000.1=1.00001*2**4（成為規格化數），則符號位為0，指數位為4+127=131=10000011（因為指數可以為負，8位有符號數的范圍為-128~127，為了統一用無符號數表示，要加上127），尾數為00001000000000000000000，拼接起來即得到16.5的內存表示01000001100001000000000000000000。
（3）常用的宏有FLT_DIG/DBL_DIG/LDBL_DIG、FLT_MIN/DBL_MIN/LDBL_MIN、FLT_MAX/DBL_MAX/LDBL_MAX。
3、stddef.h： 定義了ptrdiff_t、size_t、wchar_t、wint_t類型和offsetof。有一大堆兼容不同平臺的條件編譯宏，這對我們沒什么用，略去。
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- typedef __PTRDIFF_TYPE__ ptrdiff_t;
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- #if !(defined (__GNUG__) && defined (size_t))
- typedef __SIZE_TYPE__ size_t;
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- #ifdef __BEOS__
- typedef long ssize_t;
- #endif
- #endif
- typedef _BSD_RUNE_T_ rune_t;
- #ifndef _RUNE_T_DECLARED
- typedef __rune_t rune_t;
- #define _RUNE_T_DECLARED
- #endif
- #ifndef __WCHAR_TYPE__
- #define __WCHAR_TYPE__ int
- #endif
- #ifndef __cplusplus /* C中才要定義wchar_t，C++中wchar_t為內置類型 */
- typedef __WCHAR_TYPE__ wchar_t;
- #endif
- #ifndef __WINT_TYPE__
- #define __WINT_TYPE__ unsigned int
- #endif
- typedef __WINT_TYPE__ wint_t;
- #ifndef __cplusplus
- #define NULL ((void *)0) /* C中定義NULL指針常量為(void*)0 */
- #else
- #define NULL 0 /* C++中定義NULL指針常量為0 */
- #endif
- #ifdef _STDDEF_H
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- #define offsetof(TYPE, MEMBER) __builtin_offsetof (TYPE, MEMBER)
- #endif
ptrdiff_t是兩個指針相減所得的帶符號整型，一般用long類型表示。size_t是sizeof運算得到的無符號整型，一般用unsigned int或unsigned long表示。寬字符類型wchar_t也在stddef.h中定義，這里為int類型。wint_t用于無符號的寬字符類型中，這里為unsigned int類型。offsetof宏用于計算結構成員的地址偏移字節數。
4、stdbool.h： 是C99中增加的，定義了布爾類型bool，及其兩個常量false=0、true=1。__bool_true_false_are_defined=1是標識布爾類型定義是否完成的信號。這些定義與C++中的一致，因此標準C++并不需要另外再支持stdbool.h，但GCC提供了這個擴展，使得在C++中可以支持<stdbool.h>。
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- #ifndef _STDBOOL_H
- #define _STDBOOL_H
- #ifndef __cplusplus
- #define bool _Bool /* C中 */
- #define true 1
- #define false 0
- #else /* C++中 */
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- #define _Bool bool
- #define bool bool
- #define false false
- #define true true
- #endif /* __cplusplus */
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- #define __bool_true_false_are_defined 1
- #endif /* stdbool.h */
5、stdarg.h： 訪問可變參數表的類型和函數（用宏實現）。當你需要編寫有可變參數表的函數時，比如myfunc(int *a,...)，你就可以用stdarg.h中的各個函數來遍歷“...”中的各個實參，以完成該函數的功能。略去沒有用的一大堆用于兼容不同平臺的條件編譯宏，如下：
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- #ifndef __GNUC_VA_LIST
- #define __GNUC_VA_LIST
- typedef __builtin_va_list __gnuc_va_list;
- #endif
- #ifdef _STDARG_H
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- #define va_start(v,l) __builtin_va_start(v,l)
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- #define va_end(v) __builtin_va_end(v)
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- #define va_arg(v,l) __builtin_va_arg(v,l)
- #if !defined(__STRICT_ANSI__) || __STDC_VERSION__ + 0 >= 199900L
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- #define va_copy(d,s) __builtin_va_copy(d,s)
- #endif
- #define __va_copy(d,s) __builtin_va_copy(d,s)
- typedef __gnuc_va_list va_list;
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- #endif /* _STDARG_H */
解釋：
（1）va_list類型：用這種類型來定義遍歷可變參數列表的狀態變量ap。
（2）va_start(ap,lt)：讓ap的內部指針指向第一個可變參數。需要用lt來指定可變參數表前面的最后一個固定參數。遍歷開始必須先調用這個函數。
（3）var_arg(ap,type)：獲取當前ap內部指針指向的參數值，然后把指針移動下一個參數，下一個參數的類型要用type指定。
（4）va_end(ap)：完成對可變參數表的遍歷，會對ap和參數表作必要的整理工作。遍歷結束時必須要調用這個函數。
（5）va_copy(dest,src)：c99中引入，將src復制到dest中，dest和src均為va_list型狀態變量。這樣就生成指向當前參數的第二個狀態變量，然后可以獨立的使用src和dest來遍歷可變參數表。dest中也要像src中一樣調用va_end。
6、iso646.h： 為邏輯運算符定義一些方便使用的宏，是C89增補1中增加的。
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- #ifndef _ISO646_H
- #define _ISO646_H
- #ifndef __cplusplus
- #define and &&
- #define and_eq &=
- #define bitand &
- #define bitor |
- #define compl ~
- #define not !
- #define not_eq !=
- #define or ||
- #define or_eq |=
- #define xor ^
- #define xor_eq ^=
- #endif
- #endif
之所以要為&&、|、!、^等這些運算符定義一個宏，是因為在ISO 646的字符集中要使用這些特殊的符號可能不方便，而用等價的宏名and、bitor、not、xor就比較方便了，在C++中這些宏名是關鍵字。C89增補1還提供了一些能在ISO 646中方便使用的字符來拼寫{、}之類的符號。如<%、%>、<:、:>、%:、%:%分別等價于字符{、}、[、]、#、##。
