整数データ型「Int」「Long」とは何かをシミュレーションで解説！[コンピューターの原理基礎]

2022-02-27　 データ型

コンピューターは2進数の世界で動いています。2進数は1001101101みたいな感じで0と1の羅列ですね。

前回は1ビット/1バイトとは何かを説明しました。今回はその発展で、Int型とLong型をシミュレーターを交えて解説します！

おさらい：「1バイト = 2進数8桁」

1バイト(1byte)は↓のように8つの箱(ビット)を組み合わせたデータになります。

8個の箱を組み合わせて、表せる数は\(２^8 = 256\)種類になります。0~255までの数ですね。
1ビットがデータの最小単位ではりますが、基本的にはこの1バイトを基本単位としてコンピューターのメモリサイズやストレージサイズは表されます！

整数型Int = 4バイト(32bit)で表される数字！

1バイトで表せる数字は0~255までです。これでは普通に使う分には小さすぎます。そこでコンピューターでよく使うデータ型Intでは、↓のように4つのバイトをまとめて、1つの数字を表すようにしています。

Intは↓のような特徴を持ちます。

マイナスの数も表す場合は、その分下に寄せないといけないので、表せる最大値は半分になるわけです。このあたりの負数の表し方については別記事で解説します。

整数型Intで表せる数をシミュレーターで確認してみよう！

実際に4バイト(32bit)を使うIntがどのような状態になるのか、シミュレーターで確認してみましょう！（ビックエンディアンの場合でシミュレート。この用語については別記事で解説します）

シミュレーターからわかること

4つのバイトが組み合わさったことで、巨大な数が表せる！

これは当たり前のことですね。1バイトでは256パターンしか表せなかったのに、4バイトでは4,294,967,296パターンの数が表せます。バイト数を増やすと掛け算的に表せる数が伸びていくんです。

16進数は2桁単位で、各バイトの状態を表せている

これは16進数の解説でも述べたことです。10進数の数を見ても、各バイトの状態は分かりにくいですが、16進数であれば↓のように2桁ごとにバイトの状態がすぐにわかります！だからこそ16進数は便利なんですね！

整数型Long = 8バイト(64bit)で表される数字！

もう一つの整数型Longも考え方は同じです。ただ、より大きな数を表すために、長さが2倍になっています。

Longは↓のような特徴を持ちます。

基本的にIntでは扱えないような、超巨大な数を扱うときに使います！

まとめ：「Int = 4バイト(32bit)で表される数字」「Long = 8バイト(64bit)で表される数字」

今回はコンピューターで一番基礎的なデータである整数型のIntとLongについて解説しました。結局は、Intは1バイトを4つ集めたもので、Longは1バイトを8つ集めたものです。それによって表せる数値の範囲が格段上がるわけです！

基本的にはIntを使い、それでも足りない場合はLongを使うという認識でよいと思います！

[関連記事] コンピューターのデータ形式

1．2進数

2．16進数

3．データサイズ：ビット、バイト

4．整数データ型「Int」「Long」(本記事)