初识C语言②：C语言数据类型和变量
目录
1. 数据类型介绍
2. signed 和 unsigned
3. 数据类型的取值范围
4. 变量
5. 算术操作符：+、-、*、/、%
6. 赋值操作符：= 和复合赋值
7. 单目操作符：++、–、+、-
8.强制类型转换
一、数据类型介绍
为描述生活中各种各样的数据，C语言为我们提供了各种丰富的数据类型，使用整型类型来描述整数，使用字符类型来描述字符，使用浮点型类型来描述小数。
所谓“类型”，就是相似的数据所拥有的共同特征，编译器只有知道了数据的类型，才知道怎么操作数据。
C语言为我们提供的内置数据类型如下图所示：
1.1 字符型
char //character
[signed] char //有符号的
unsigned char //无符号的
1.2 整型
//短整型
short [int]
[signed] short [int]
unsigned short [int]
//整型
int
[signed] int
unsigned int
//长整型
long [int]
[signed] long [int]
unsigned long [int]
//更长的整型，在C99中引入
long long [int]
[signed] long long [int]
unsigned long long [int]
1.3 浮点型
//单精度浮点型
float
//双精度浮点型
double
//更大取值范围的浮点型
long double
1.4 bool类型
C 语言原来并没有为布尔值单独设置一个类型，而是使用整数0 表示假，非零值表示真。
在C99 中也引入了布尔类型，是专门表示真假的。
//使用bool类型时，需要包含stdbool.h头文件
#include <stdbool.h>
_Bool
或者bool
1.5 各种数据类型的长度
每一种数据类型都有自己的长度，使用不同的数据类型，能够创建出长度不同的变量，变量长度的不同，存储的数据范围就有所差异。
1.5.1 sizeof 操作符
sizeof 是一个关键字，也是操作符，专门是用来计算sizeof的操作符数的类型长度的，单位是字节。
sizeof用法如下：
//sizeof 操作符的操作数可以是类型，也可是变量或者表达式。
sizeof (类型）；
sizeof 表达式；
代码演示：
Tip：
- sizeof 的操作数如果不是类型，是表达式的时候，可以省略掉后边的括号的。
- sizeof 后边的表达式是不真实参与运算的，根据表达式的类型来得出大小。
- sizeof 的计算结果是size_t 类型的。 ——> 使用%zd进行打印。
1.5.2 各数据类型的长度
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%zd\n", sizeof(char));
printf("%zd\n", sizeof(_Bool));
printf("%zd\n", sizeof(short));
printf("%zd\n", sizeof(int));
printf("%zd\n", sizeof(long));
printf("%zd\n", sizeof(long long));
printf("%zd\n", sizeof(float));
printf("%zd\n", sizeof(double));
printf("%zd\n", sizeof(long double));
return 0;
}
在VS2019 X64配置环境输出如下：
需要注意的是，此处的int类型与long int类型、double类型与long double类型输出的长度相同，这是因为VS2019中定义long int类型数据长度 >= int类型数据长度，在不同的编译器中，long int类型有时为4，有时为8，double类型与long double类型也同理。
1.5.3 sizeof中表达式不计算
sizeof在代码进行编译的时候，就根据表达式的类型确定了，类型的长度，而表达式的执行却要在程序运行期间才能执行，在编译期间已经将sizeof处理掉了，所以在运行期间就不会执行表达式了。
演示代码：
#include <stdio.h>
int main()
{
short s = 2;
int b = 10;
printf("%d\n", sizeof(s = b+1));
printf("s = %d\n", s);
return 0;
}
输出结果：
二、 signed 和 unsigned
C 语言使用 signed 和unsigned 关键字修饰 字符型和整型 类型的。
- signed 关键字，表示一个类型带有正负号，包含负值；
- unsigned 关键字，表示该类型不带有正负号，只能表示零和正整数。
对于int 类型，默认带有正负号的，也就是说int 等同于signed int 。
由于这是默认情况，关键字signed 一般可以省略不写。
signed int a ;
//等同于 int a ;
int 类型也可以不带正负号，只表示非负整数。这时就必须使用关键字unsigned 声明变量。
unsigned int a；
整数变量声明为unsigned 的好处是，同样长度的内存能够表示的最大整数值，增大了一倍。
比如，16位的signed short int 的取值范围是：-32768 ~ 32767，最大是32767；而unsigned short int 的取值范围是：0~65535，最大值增大到了65,535。
字符型char也可以设置signed和unsigned。
signed char c; // 范围为 -128 到 127
unsigned char c; // 范围为 0 到 255
三、 数据类型的取值范围
每一种数据类型有自己的取值范围，也就是存储的数值的最大值和最小值的区间，有了丰富的类型，我们就可以在适当的场景下去选择适合的类型。如果要查看当前系统上不同数据类型的极限值：
limits.h 文件中说明了整型类型的取值范围。
float.h 这个头文件中说明浮点型类型的取值范围。
为了代码的可移植性，需要知道某种整数类型的极限值时，应该尽量使用这些常量。
- SCHAR_MIN ， SCHAR_MAX ： signed char 的最小值和最大值。
- SHRT_MIN ， SHRT_MAX ： short 的最小值和最大值。
- INT_MIN ， INT_MAX ： int 的最小值和最大值。
- LONG_MIN ， LONG_MAX ： long 的最小值和最大值。
- LLONG_MIN ， LLONG_MAX ： long long 的最小值和最大值。
- UCHAR_MAX ： unsigned char 的最大值。
- USHRT_MAX ： unsigned short 的最大值。
- UINT_MAX ： unsigned int 的最大值。
- ULONG_MAX ： unsigned long 的最大值。
- ULLONG_MAX ： unsigned long long 的最大值。
四、 变量
4.1 变量的创建
在对类型有了初步了解后，我们就要使用类型创建变量了。
C语言中把经常变化的值成为变量，不变的值称为常量。
**变量的创建方法如下：
data_type name;
| |
| |
数据类型 变量名
int age; //整型变量
char ch; //字符变量
double weight; //浮点型变量
变量在创建的时候就赋一个初始值，这个过程就称作初始化。
int age = 18;
char ch = 'w';
double high = 17.6;
float weigt = 4.8f; //f表示数据类型为float
4.2 变量的分类
-
全局变量：在大括号外部定义的变量就是全局变量
全局变量的使用范围更广，整个工程中想使用，都是有办法使用的。 -
局部变量：在大括号内部定义的变量就是局部变量
局部变量的使用范围是比较局限，只能在自己所在的局部范围内使用的。
#include <stdio.h>
int global = 2023;//全局变量
int main()
{
int local = 2018;//局部变量
printf("%d\n", local);
printf("%d\n", global);
return 0;
}
如果局部和全局变量，名字相同呢？
#include <stdio.h>
int n = 1000;
int main()
{
int n = 10;
printf("%d\n",n); //打印的结果是多少呢？
return 0;
}
运行结果如下：
当局部变量和全局变量同名的时候，局部变量优先使用，即局部优先原则。
五、算术操作符：+、-、*、/、%
在编程过程中，我们一定会涉及到计算。C语言为了方便我们进行运算，提供了一系列操作符，其中有一组操作符叫：算术操作符。
5.1 +和-
+和- 用来完成加法和减法。
+和- 都是有2个操作数的，位于操作符两端的就是它们的操作数，这种操作符也叫双目操作符。
代码实现：
5.2 *
运算符*用来完成乘法运算。
代码实现：
5.3 /
运算符/用来完成除法运算。
需要注意的是：除号的两端如果是整数，执行的是整数除法，得到的结果也是整数。
代码实现：
上面示例中，尽管变量x 的类型是float （浮点数），但是6 / 4 得到的结果是1.0 ，而不是1.5 。原因就在于 C 语言里面的整数除法是整除，只会返回整数部分，丢弃小数部分。
如果希望得到浮点数的结果，两个运算数必须至少有一个浮点数，这时 C 语言就会进行浮点数除法。
5.4 %
运算符% 表示求模(余)运算，即返回两个整数相除的余值。这个运算符只能用于整数，不能用于浮点数。
代码实现：
#include <stdio.h>
int main()
{
int x = 6 % 4; //结果为2
return 0;
}
负数求模的规则是，结果的正负号由第一个运算数的正负号决定。
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%d\n", 11 % -5); // 1
printf("%d\n",-11 % -5); // -1
printf("%d\n",-11 % 5); // -1
return 0;
}
六、赋值操作符：=和复合赋值
在变量创建的时候给一个初始值叫初始化，在变量创建好后，再给一个值，这叫赋值。
注意区别这两个概念。
代码实现：
int a = 100; //初始化
a = 10; //赋值操作
6.1 连续赋值
赋值操作符也可以连续赋值，如：
int a = 3;
int b = 5;
int c = 0;
c = b = a+3;//连续赋值，从右向左依次赋值的。
//最后得到c为6
6.2 复合赋值符
在写代码时，我们经常可能对一个数进行自增、自减的操作，如下代码：
int a = 10;
a = a + 3;
a = a - 2;
//可以简化写为
a += 3;
a -= 2;
七、单目操作符：++、- -、+、-
前面介绍的操作符都是双目操作符，有2个操作数的。C语言中还有一些操作符只有一个操作数，被称为单目操作符。++、–、+(正)、-(负) 就是单目操作符的。
7.1 ++和- -
++是一种自增的操作符，又分为前置++和后置++，- -是一种自减的操作符，也分为前置–和后置- -.
7.1.1 前置++
int a = 10;
int b = ++a;
printf("%d",a,b);
//此处输出结果 a = 11,b = 11
**计算口诀：**先+1，后使用。
7.1.2 后置++
int a = 10;
int b = a++;
printf("%d",a,b);
//此处输出结果 a = 11,b = 10
**计算口诀：**先使用，后+1。
同理，前置- - 和后置 - - 也是同样的使用方法。
7.2 +和-
这里的+是正号，-是负号，都是单目操作符。
运算符+ 对正负值没有影响，是一个完全可以省略的运算符，但是写了也不会报错。
int a = +10; 等价于 int a = 10;
运算符- 用来改变一个值的正负号，负数的前面加上- 就会得到正数，正数的前面加上- 会得到负数。
代码实现：
int a = 10;
int b = -a;
int c = -10;
printf("b=%d c=%d\n", b, c); //这里的b和c都是-10
int a = -10;
int b = -a;
printf("b=%d\n", b); //这里的b是10
八、强制类型转换
在操作符中还有一种特殊的操作符是强制类型转换，语法形式很简单。
形式如下：
（类型）
代码实现：
int a = 3.14; //a的是int类型, 3.14是double类型，两边的类型不一致，编译器会报警告
int a = (int)3.14; //意思是将3.14强制类型转换为int类型，这种强制类型转换只取整数部分
然而，并不是所有类型都可以使用强制类型转换的，例如：结构体类型——>整型。
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