Files

T

horacio f3dfba9a1c Refactor code structure for improved readability and maintainability

2026-10-13 16:51:57 -03:00

21 KiB

Raw Blame History

Capítulo 14 — Tipos más usados de C

Capítulo avanzado. Se apoya en tipos primitivos (02), operadores (03), arreglos (06), punteros (07) y struct (08).

Recorre los tipos "con nombre" más usados de C —size_t, wchar_t, NULL, bool, los enteros de ancho exacto y los caracteres Unicode— y de qué cabecera sale cada uno. El objetivo es que sepas cuándo NO alcanza con un int.

14.1 ¿Por qué no alcanza con un `int`?

Un int resuelve muchísimos casos, pero no responde de forma portable tres preguntas:

¿Cuánto pesa esto? → sizeof no devuelve un int, devuelve size_t.
¿Cuántos bits ocupa este número? → para garantizar ese tamaño están intN_t / uintN_t.
¿Cuál es el carácter más grande que puedo guardar? → un char (1 byte) no alcanza; hay wchar_t y char32_t.

¿Qué es el "ancho" de un tipo? Es cuántos bits ocupa el número en memoria. int32_t ocupa siempre 32 bits (4 bytes) en cualquier máquina; int, en cambio, mide 32 bits en la mayoría de los equipos de hoy, pero 16 en otros. Cuando el tamaño tiene que ser siempre el mismo —un archivo, un protocolo de red, hardware— no confíes en int: usá int32_t (con signo) o uint32_t (sin signo), donde ese número es el ancho en bits.

La respuesta de C fueron typedefs con nombre que se comportan igual en cualquier plataforma. Casi ninguno es palabra del lenguaje: son alias que aporta una cabecera, y por eso importa saber de dónde sale cada uno.

La idea central. No elegís size_t ni uint32_t por capricho: son los tipos que la implementación garantiza que representan cierto valor en cualquier máquina. int y long no dan esa garantía: cambian de tamaño según la plataforma.

Los modelos de datos: por qué cambian los tamaños

El estándar no fija que int mida 4 bytes; solo exige un orden creciente (char ≤ short ≤ int ≤ long ≤ long long). Las decisiones reales de cada sistema son el modelo de datos (valores en bits):

Tipo	LP32	ILP32	LLP64	LP64
`int`	16	32	32	32
`long`	32	32	32	64
puntero / `size_t`	32	32	64	64

ILP32: Windows y Unix de 32 bits. LLP64: Windows 64 (long sigue en 32, punteros 64).
LP64: Linux y macOS 64 (long y punteros en 64). LP32: Windows de 16 bits (histórico).

Lo que te tiene que quedar grabado: en 64 bits, un int mide 32 bits pero un puntero mide 64. Por eso int no puede guardar una dirección, ni un tamaño mayor a 2 GiB. Ese es el motivo de que existan size_t y los tipos de ancho fijo.

14.2 El mapa de los tipos

Casi ningún tipo "con nombre" es palabra del lenguaje: son typedefs de una cabecera. Estos son los que vas a usar todo el tiempo (tamaño típico en un sistema de 64 bits):

Tipo	Bytes	Para qué
`char`, `int`, `long`, `float`, `double`, …	—	los primitivos de siempre
`size_t`	8	tamaños y conteos
`wchar_t`	2 / 4	carácter ancho
`NULL`	= puntero	puntero nulo
`int8_t` … `int64_t` / `uint8_t` … `uint64_t`	1 / 2 / 4 / 8	entero de ancho exacto
`bool`	1	verdadero / falso
`char16_t` / `char32_t`	2 / 4	Unicode UTF-16 / UTF-32
`char8_t`	1	Unicode UTF-8
`float16_t` … `float128_t`	2 / 4 / 8 / 16 †	flotante de ancho exacto

† Solo desde C23 (<stdfloat.h>) y opcional: flotantes de ancho exacto (16 / 32 / 64 / 128 bits) que en el C clásico (C99–C17) no existen.

Regla práctica. Incluí la cabecera del tipo que usás: si usás uint32_t, incluí <stdint.h>; si usás size_t, <stddef.h>.

14.3 `size_t` — los tamaños

Cabecera: <stddef.h>

Entero sin signo. Es el tipo del resultado de sizeof, el que devuelven strlen y fread, y el que reciben malloc y memcpy. Mide 4 bytes en 32 bits y 8 en 64. Su máximo es SIZE_MAX (<stdint.h>).

En vez de int. Guardar un tamaño en un int desborda si pasa de ~2 GiB. Y comparar un int con un size_t es una trampa silenciosa: el int se convierte a sin signo.

int i = -1;
size_t n = 5;
if (i < n) { /* NO entra: -1 se volvió 18446744073709551615 (SIZE_MAX) */ }

Cuidado. size_t no tiene signo: size_t x = 5; x -= 10; da SIZE_MAX - 4, no -5. Nunca lo uses en un for inverso (for (size_t i = n - 1; i >= 0; i--) es infinito). Se imprime con %zu.

14.4 `wchar_t` — caracteres anchos

Cabecera: <stddef.h>

Un char ocupa 1 byte: alcanza para A o z, pero no para ñ, € ni 😀. Para poder guardar cualquier carácter existe un tipo "ancho": wchar_t.

Wide significa "ancho": un carácter ancho ocupa más de un byte (2 o 4), así que entra completo en un solo wchar_t. Para escribir uno se antepone una L:

char     c  = 'A';        /* 1 byte */
wchar_t  wc = L'ñ';       /* carácter ancho: lleva el prefijo L */
wchar_t *ws = L"corazón"; /* cadena ancha: cada carácter, un wchar_t */

Y así como strlen recorre una cadena normal, wcslen recorre una cadena ancha (wchar_t *).

Plataforma	`wchar_t`	Codificación
Windows	2 bytes	UTF-16
Linux / macOS	4 bytes	UTF-32

El mismo wchar_t mide 2 bytes en Windows y 4 en Linux: código que asume uno u otro se rompe al portarlo. Para Unicode portable preferí char32_t (<uchar.h>), cuyo ancho no depende de la plataforma. Sus primos: char16_t (UTF-16) y char8_t (UTF-8, C23).

En vez de int. Meter el carácter en un int tampoco arregla nada: int no es un tipo de carácter y confunde. Y wchar_t tampoco tiene ancho fijo (2 o 4 bytes, ver la tabla), así que la clave no es "agrandar" el tipo, sino elegir el correcto. Se imprimen con %lc (carácter) y %ls (cadena), previo setlocale.

14.5 `NULL` — el puntero nulo

Cabecera: <stddef.h>

NULL es una macro que expone una constante de puntero nulo (típicamente ((void*)0)). Representa "este puntero no apunta a nada": es lo que devuelve malloc al fallar y contra lo que se compara.

En vez de int (y sin mezclar). No confundas tres cosas distintas: '\0' (carácter nulo, para cadenas), 0 (número, para enteros) y NULL (puntero). int x = NULL; compila, pero es un error conceptual.

14.6 `bool` — verdadero o falso

Cabecera: <stdbool.h> (C99; en C23, palabra clave)

bool es un macro que expande a _Bool (C99), junto con true y false. Ocupa 1 byte. En C23 son palabras clave y ya no hace falta la cabecera.

En vez de int. int flag = 1; no dice qué es ese 1; bool done = true; sí. Además la conversión es distinta: (bool)0.5 es verdadero, mientras que (int)0.5 es 0. Cuándo NO usarlo: si necesitás más de dos estados, un enum expresa mejor la intención.

14.7 Enteros de ancho exacto

Cabecera: <stdint.h>

Estos resuelven el "¿int o long?" de una vez: su número de bits es exacto y no cambia entre plataformas. Son los preferidos para protocolos, archivos binarios y hardware.

Tipo	Bytes	Mínimo	Máximo
`int8_t`	1	-128	127
`uint8_t`	1	0	255
`int16_t`	2	-32 768	32 767
`uint16_t`	2	0	65 535
`int32_t`	4	-2 147 483 648	2 147 483 647
`uint32_t`	4	0	4 294 967 295
`int64_t`	8	-9 223 372 036 854 775 808	9 223 372 036 854 775 807
`uint64_t`	8	0	18 446 744 073 709 551 615

Los tipos sin signo arrancan en 0 y llegan hasta 2ⁿ − 1. Los con signo reparten esos bits: la mitad para negativos, por eso int8_t llega a 127 (no a 128). Cada máximo tiene su nombre en <stdint.h>: INT8_MAX, UINT8_MAX, INT64_MAX, UINT64_MAX, …

En vez de int. Un int mide 4 bytes en 64 bits, pero 2 en LP32: no garantiza 32 bits. int32_t sí. Para imprimir uno de estos tipos, convertí explícitamente a un tipo estándar de igual o mayor ancho, así el formato coincide:

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
uint64_t big = 123456789012345ULL;
printf("%llu\n", (unsigned long long)big);

Ojo: uint8_t y unsigned char casi siempre miden 1 byte, pero no son lo mismo. uint8_t es para bytes de datos; unsigned char, para memoria cruda. Y intN_t es opcional en el estándar: existe solo si la plataforma tiene ese ancho exacto.

¿Y los float? En el C clásico (C99–C17) no hay intN_t para la coma flotante: float, double y long double miden 4, 8 y 8 o 16 bytes según la máquina, sin garantía del estándar. Solo desde C23 existe <stdfloat.h> con float16_t, float32_t, float64_t y float128_t (los _FloatN): el equivalente de intN_t. Son nuevos y opcionales, mucho menos portables.

14.8 ¿Tengo que dejar de usar `int`?

No. Estos tipos no reemplazan a int: lo complementan para casos puntuales. El int sigue siendo el tipo por defecto para números enteros comunes.

Seguí usando int salvo que tengas un motivo concreto: contadores, cuentas, índices chicos, resultados de operaciones, o valores que le pasás a funciones que ya devuelven o reciben int (getchar, strcmp, printf).

Pasá a un tipo preciso solo cuando exista un motivo:

size_t → tamaños y conteos: sizeof, strlen, índices de arreglos, malloc.
intN_t / uintN_t → el ancho tiene que ser exacto: archivos binarios, protocolos de red, registros de hardware, o datos que deben ocupar lo mismo en cualquier máquina.
bool → una respuesta sí/no.
wchar_t / char32_t → un carácter que no entra en un char.

Y ojo con el revés: usar un tipo chico "por las dudas" también trae problemas. int8_t llega hasta 127 (ver la tabla de 13.7): si lo usás para contar, se desborda enseguida. Y encima la aritmética se hace en int igual.

/* MAL: contar hasta 1000 con un int8_t (máximo 127) */
int8_t i = 0;
for (i = 1; i <= 1000; i++) { /* i nunca pasa de 127: el bucle se rompe */ }

/* BIEN: un int común alcanza de sobra */
for (int i = 1; i <= 1000; i++) { /* ... */ }

#include <stdint.h>
int8_t a = 100, b = 100;
int c = a + b;   /* 200: la suma se calcula en int, y al achicar se desborda */

Situación	Tipo
Un número entero común (contar, sumar, cuentas)	`int`
Tamaño o conteo (`sizeof`, `strlen`, `malloc`)	`size_t`
Posición en un arreglo	`size_t`
Dato de ancho exacto (archivo, protocolo, hardware)	`intN_t` / `uintN_t`
Una condición (sí / no)	`bool`
Un carácter fuera de `char`	`char32_t` / `wchar_t`

Regla corta. int por defecto. Cambiá de tipo solo cuando tengas un motivo —ancho exacto, tamaño, signo o un carácter—. Si no hay motivo, quedate con int.

14.9 ¿Los tipos chicos ahorran memoria?

Depende de dónde. Guardar muchos valores en tipos chicos sí ahorra memoria; una variable suelta, no.

Una variable sola: no ahorra. El compilador la guarda en un registro o le reserva un espacio alineado, así que int8_t i; e int i; terminan ocupando lo mismo. Y encima la aritmética se hace en int.
Un arreglo grande: sí, mucho. Un millón de elementos:

#include <stdint.h>
int8_t small[1000000];   /* 1 000 000 bytes  (≈ 1 MB) */
int    large[1000000];   /* 4 000 000 bytes  (≈ 4 MB) */

Como campos de una struct: puede achicar la estructura (el tipo chico ocupa menos), aunque el padding puede comerse parte del ahorro. Conviene medir con sizeof.

#include <stdint.h>
struct Color1 { uint8_t r, g, b; };   /* 3 bytes  */
struct Color2 { int r, g, b; };       /* 12 bytes */

Cuándo vale la pena un tipo chico. Cuando guardás muchos valores y cada byte cuenta: imágenes, audio, sensores, buffers leídos de un archivo o de la red, tablas grandes. Ahí uint8_t o int16_t hacen una diferencia real.

Lo que NO te da: velocidad. La CPU trabaja con palabras (int), así que operar con tipos chicos suele ser igual o más lento (hay que extender el signo). El motivo para usarlos es memoria (y el ancho exacto), no rendimiento.

14.10 Errores comunes

Comparar un int negativo con sizeof o strlen (el -1 se vuelve SIZE_MAX).
Guardar un tamaño (sizeof, tamaño de un archivo) en un int.
for (size_t i = n - 1; i >= 0; i--): nunca termina.
Asumir sizeof(wchar_t), o que int == int32_t.
Imprimir size_t con %d en vez de %zu.
Confundir '\0', 0 y NULL.

14.11 Ejercicios

De noob a pro, con dificultad creciente. Cada ejercicio declara sus conceptos objetivo; resolvelos usando esos conceptos. Trae un escenario de prueba (entrada/salida esperada, nunca el algoritmo) para que compares lo que imprimís. Compilá con un estándar moderno (C11 o C23) y avisos activos (-Wall -Wextra).

Ejercicio 14.1 — Radiografía de tipos

Conceptos · sizeof, size_t, printf (%zu), tipos de <stddef.h> y <stdint.h>

Contexto · Vas a portar un programa a otra máquina y querés saber, antes de confiar en él, qué tamaño tiene cada tipo. Simplificación: solo imprimís tamaños.

Consigna · Imprimí una tabla con el tamaño en bytes de: char, int, long, void *, size_t, wchar_t, bool, int32_t y uint8_t. Usá %zu para el tamaño e incluí la cabecera de cada tipo.

Entrada · Ninguna. Salida · Una fila por tipo, con nombre y tamaño.

Escenario de prueba ·

LP64 (Linux/macOS 64-bit)          LLP64 (Windows 64-bit)
  int .......... 4                    int .......... 4
  long ......... 8   <--               long ......... 4   <-- ¡ojo!
  void* ........ 8                    void* ........ 8
  size_t ....... 8                    size_t ....... 8
  wchar_t ...... 4   <--              wchar_t ...... 2   <-- ¡ojo!
  bool ......... 1                    bool ......... 1
  int32_t ...... 4   (siempre)        int32_t ...... 4   (siempre)
  uint8_t ...... 1   (siempre)        uint8_t ...... 1   (siempre)

Identificadores sugeridos · sizeOfTypes, printSize Criterios de aceptación ·

Cada tamaño sale de un size_t y se imprime con %zu.
Compila sin avisos de conversión.
Se explica en un comentario por qué long y wchar_t pueden diferir entre plataformas.

Ejercicio 14.2 — Sumar con `size_t`

Conceptos · size_t, arreglos, for, casos borde

Contexto · Un carrito suma precios que ya vienen en un arreglo. Simplificación: no hay entrada interactiva.

Consigna · Escribí una función que reciba un arreglo de int y su cantidad (size_t) y devuelva la suma. Recorré con un índice size_t. Con cantidad 0, devolvé 0 sin leer fuera.

Entrada · Una cantidad y esa cantidad de valores. Salida · La suma.

Escenario de prueba ·

count = 3 ; [10, 20, 30] -> 60
count = 0 ; (sin valores) -> 0     (no se accede a memoria)
count = 1 ; [-5]          -> -5

Identificadores sugeridos · sumPrices, count, index Criterios de aceptación ·

El índice y la cantidad son size_t (no int).
count == 0 devuelve 0 sin desreferenciar nada.
No hay conversiones de size_t a int.

Ejercicio 14.3 — El índice que se convierte en gigante

Conceptos · conversiones con/sin signo, size_t, comparaciones

Contexto · Revisión de código: un bucle compara un int contra una cantidad size_t y, cuando el índice llega a -1, "funciona" de forma inesperada. Simplificación: se reproduce a mano.

Consigna · Compará un int que valga -1 contra un size_t que valga 5 y mostrá que -1 < 5 da falso. Luego escribí la versión correcta con size_t y explicá en un comentario por qué.

Entrada · i = -1, n = 5. Salida · El resultado de la comparación y la explicación.

Escenario de prueba ·

(int -1) < (size_t 5)  -> falso
explicación: -1 convertido a size_t = SIZE_MAX (18446744073709551615), y SIZE_MAX < 5 es falso.

Identificadores sugeridos · index, count Criterios de aceptación ·

Se reproduce el comportamiento sorprendente.
La explicación menciona la conversión a SIZE_MAX.
La versión corregida no depende de conversiones implícitas.

Ejercicio 14.4 — Texto que no entra en un byte

Conceptos · wchar_t, L"", %lc, %ls, <uchar.h>

Contexto · Un cartel muestra en consola el nombre de una ciudad con acentos. Simplificación: guardás y mostrás caracteres anchos.

Consigna · Guardá un carácter no ASCII (por ejemplo ñ o €) en un wchar_t y una cadena con acentos en un wchar_t *. Imprimilos con los especificadores correctos. Además, imprimí sizeof(wchar_t) y explicá por qué para Unicode portable conviene char32_t en lugar de wchar_t.

Entrada · Uno o más caracteres anchos. Salida · El carácter y la cadena, más el tamaño.

Escenario de prueba ·

setlocale(LC_ALL, "");
wchar_t c = L'ñ';  wchar_t *s = L"corazón";
  c = ñ ; s = corazón
  sizeof(wchar_t) = 2 en Windows (UTF-16) / 4 en Linux (UTF-32)
contraste: guardar 'ñ' en un char y usar %c da basura o un byte suelto.

Identificadores sugeridos · wideChar, wideString, wideSize Criterios de aceptación ·

Se usa wchar_t para el carácter y la cadena, con %lc y %ls.
Se configura el locale antes de imprimir.
Se explica por qué un char no alcanza y por qué char32_t es más portable.

Ejercicio 14.5 — El entero de ancho exacto (pro)

Conceptos · <stdint.h>, tipos de ancho exacto, portabilidad

Contexto · Leés un header binario de red cuyos campos tienen anchos exactos (8, 16, 32, 64 bits). Un int te haría depender de la plataforma. Simplificación: escribís y leés los valores, sin red real.

Consigna · Definí un pequeño "paquete" con campos uint8_t, uint16_t, uint32_t y uint64_t. Asignales valores, imprimilos convirtiendo explícitamente a un tipo estándar de ancho suficiente (por ejemplo unsigned long long para el de 64 bits) y comprobá que sobreviven. Explicá por qué int32_t en lugar de int.

Entrada · Valores de distinto ancho. Salida · Cada campo impreso, sin avisos.

Escenario de prueba ·

kind   = 0xAB          (uint8_t)  -> 171
length = 4900          (uint16_t) -> 4900
seq    = 3000000000U   (uint32_t) -> 3000000000
total  = 123456789012345ULL (uint64_t) -> 123456789012345

Identificadores sugeridos · Packet, kind, length, seq, total Criterios de aceptación ·

Los tipos son de ancho exacto (uint8_t … uint64_t).
Cada valor se imprime con un formato que coincide con su tipo (sin warnings).
Se explica por qué int32_t es mejor que int para datos de ancho fijo.

14.12 Cierre

Los tipos de C no son un adorno: son la forma de decir qué querés representar y de qué tamaño. size_t para tamaños, uintN_t/intN_t para ancho exacto, bool para verdades, wchar_t/char32_t para texto ancho y NULL para el puntero vacío. Cada uno vive en su cabecera, y elegir el tipo (y la cabecera) correctos es la mitad del camino hacia código portable.

Regla mental: cada vez que escribas int, preguntate "¿este valor podría superar INT_MAX, venir de un sizeof, o necesitar un ancho exacto?". Si la respuesta es sí, hay un tipo mejor que int — y ahora sabés cuál es y dónde vive.

Resumen: cada tipo y su cabecera.

Tipo	Cabecera
`size_t`, `wchar_t`, `NULL`	`<stddef.h>`
`intN_t` / `uintN_t`	`<stdint.h>`
`bool`	`<stdbool.h>`
`char16_t`, `char32_t`, `char8_t`	`<uchar.h>`
`int`, `long`, …, `INT_MAX`	`<limits.h>`
`float`, `double`, …, `FLT_MAX`	`<float.h>`
`float16_t`…`float128_t` †	`<stdfloat.h>`

† float16_t…float128_t son de C23 (<stdfloat.h>) y opcionales: no están en el C clásico ni los trae cualquier compilador.

¿Alguno de estos viene solo, sin incluirlo? A veces sí, de yapa. Como <stdio.h> usa size_t (por ejemplo, en fread) y devuelve NULL cuando algo falla (por ejemplo, fopen), esa cabecera está obligada a traer size_t y NULL. Así que si ya incluiste <stdio.h>, <stdlib.h> o <string.h>, esos dos ya están disponibles.

Pero no te acostumbres a la yapa. El estándar solo te garantiza un tipo si incluís su cabecera; cuáles trae de arrastre cada header cambia de compilador en compilador. Regla de oro: incluí siempre la cabecera del tipo que usás. Si tu programa compila "de casualidad" porque otro header lo trajo, se rompe el día que cambies de compilador.

Así se ve la buena costumbre:

#include <stdio.h>   /* para printf             */
#include <stdint.h>  /* para uint32_t: su cabecera */

int main(void) {
    uint32_t n = 42;
    printf("%u\n", (unsigned)n);
    return 0;
}

21 KiB Raw Blame History Unescape Escape

Capítulo 14 — Tipos más usados de C

14.1 ¿Por qué no alcanza con un int?

Los modelos de datos: por qué cambian los tamaños

14.2 El mapa de los tipos

14.3 size_t — los tamaños

14.4 wchar_t — caracteres anchos

14.5 NULL — el puntero nulo

14.6 bool — verdadero o falso

14.7 Enteros de ancho exacto

14.8 ¿Tengo que dejar de usar int?

14.9 ¿Los tipos chicos ahorran memoria?

14.10 Errores comunes

14.11 Ejercicios

Ejercicio 14.1 — Radiografía de tipos

Ejercicio 14.2 — Sumar con size_t

Ejercicio 14.3 — El índice que se convierte en gigante

Ejercicio 14.4 — Texto que no entra en un byte

Ejercicio 14.5 — El entero de ancho exacto (pro)

14.12 Cierre

21 KiB

Raw Blame History

14.1 ¿Por qué no alcanza con un `int`?

14.3 `size_t` — los tamaños

14.4 `wchar_t` — caracteres anchos

14.5 `NULL` — el puntero nulo

14.6 `bool` — verdadero o falso

14.8 ¿Tengo que dejar de usar `int`?

Ejercicio 14.2 — Sumar con `size_t`