C语言数据结构和变量

最新推荐文章于 2025-07-03 10:41:02 发布

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1.数据类型及介绍

1.1 字符型

char  //character        //char类型的变量只能使用单引号并存储单个字符,
                         //双引号所括起来的为一个字符串常量,字符串是由字符数组和一个
                         //终止字符'\0'组成的,不能直接赋值给char类型的变量
[signed] char //有符号的
unsigned char //无符号的

1.2 整形

//短整型
short[int]
[signed] short[int]
unsigned short [int]

//整形
int
[signed] int
unsigned int

//长整型
long[int]
[signed] long [int]
unsigned long [int]

//更长的整形
long long [int]
[signed] long long[int]
unsigned long long [int]

1.3 浮点型

float   单精度浮点型
double  双精度浮点型
long double

1.4 布尔类型

专门用来表示真假

_Bool

使用必须包含头文件 <stdbool.h>

变量取值为 true或false

一般来说在c语言规定中此类型通常使用0或1来表示 0表示假非0值表示真

表示真假的变量-布尔值

_Bool flag=true;
if(flag)
    printf("i like C\n")

#include <stdbool.h>

int main()
{
    _Bool flag=true;
    bool flag2=false;
    if(flag)
           printf("hehe\n")
   return 0; 
}

//若flag为true 则hehe可以输出
//若flag为false,贼不会输出

1.5 各种数据类型的长度

每种数据类型都有自己的长度,使用的数据类型不同,可以创造出长度不同的变量,长度不同,储存的数据范围就有所差异

1.5.1 sizeof操作符

专门用来计算sizeof的操作复数的类型长度,单位是字节

操作数可以是类型,也可以是变量或表达式

sizeof(类型)
sizeof表达式
//表达式可以省略括号
表达式不参与计算

#include <stdio.h>

int main()
{
	short s = 2;
	int b = 10;
	printf("%zd\n", sizeof(s = b + 11));

	printf("s=%d\n", s);
	return 0;
}
//输入的结果是2和s=2说明在sizeof中如果放的是表达式,表达式不会真实计算
原因是在编译期间已经将sizeof处理掉了



sizeof的计算结果是size_t类型的

int main()
{
    int a=10;
    printf("%zd\n",sizeof(int))
    printf("%zd\n",sizeof(a))
    printf("%zd\n",sizeof int)
    //不可输出
    printf("%zd\n",sizeof a)
    // 可以输入a=10
    return 0;
}
使用%zd打印是因为sizeof返回的结果是size_t类型  而%zd是对应size_t类型的格式说明符 
确保可以正确进行处理






sizeof运算符的返回值,c语言并没有规定具体返回什么类型,可能是unsigned int,
也可能是unsigned long long,也可能是unsigned long
对应的printf()占位符,分别是%u %llu %lu

对此c语言提供了一个解决方案,创造了一个类型size_t,用来统一表示sizeof的返回值类型


eg:
#include <stdio.h>

int main()
{
	printf("%zd\n", sizeof(char));   1
	printf("%zd\n", sizeof(short));   2
	printf("%zd\n", sizeof(int));     4
	printf("%zd\n", sizeof(long));    4
    printf("%zd\n", sizeof(long long)); 8
	printf("%zd\n", sizeof(float));   4
	printf("%zd\n", sizeof(double));  8
	printf("%zd\n", sizeof(long double));  8
	return 0;
}

输入的结果为12448488单位为字节:计算中的单位
//1个2进制的存储需要一个bit位的空间
bit:比特位 Byte:字节 KB MB GB TB PB 
这些单位中除了1Byte=8bit,剩余的换算均为1024即2的10次方
在C语言规定中
sizeof(long)>=sizeof(int)

2. signed和unsigned

signed和unsigned关键字来修饰字符型和整数类型

signed表示一个类型带有正负号

unsigned表示该类型不带有正负号只能表示0和正整数

对于int类型默认是signed int

int main()
{
	//signed int---有符号的int
	signed int num = 100;
	num = -100;

	//unsigned int
	unsigned int num2 = 100;
	num2 = 10000;
	return 0;
    char---char无法确定是否有符号
    大部分的编译器char===signed char

    int是否有符号
    int===signed int


//int=signed int 是有符号的int
//对于有符号的整数打印应该使用%d
//对于无符号整数的打印应该使用%u

int main()
{
	int num = -1000;
	printf("%d\n", num);
	return 0;
}
    //字符类型char类型也可以设置signed和unsigned
    signed char c;//范围为-128到127
    unsigned char c;//范围为0到255
    c语言规定char类型默认是否带有正负号,由当前系统决定
    即char不等同于signed char 他可能是signed char 也可能是unsigned char
    这点与int不同,int等同于signed int

3. 数据类型的取值范围

limits.h文件中说明了整数类型的取值范围

float.h这个头文件说明了浮点型类型的取值范围

每种类型都有自己的取值范围,

各种类型的最大值和最小值

SCHAR_MIN,SCHAR_MAX:可用于测定signed char 的最小值和最大值

short,int,long,long long均可使用此方法

UCHAR_MAX:为unsigned char的最大值

USHART_MAX:为unsigned chort的最大值

4. 变量

date_type name中
|          |
|          |
数据类型   变量名
int age;//整形变量
char ch;//字符变量
double weight;//浮点型变量

创建时给一个初始值,叫初始化
int age=18;
char ch="W";
double weight="48.0";
unsigned int height=100;

4.1. 变量的分类

全局变量:在大括号外部定义的变量为全局变量

局部变量:咋大括号内部定义的变量为局部变量

当全局变量和局部变量同名时,局部变量优先使用

#include <stdbool.h>

int num = 100;//全局变量

int main()
{
	//局部变量
	unsigned int age = 10;//初始化
	age = 20;//赋值
	printf("%u\n", age);
	char ch = 'W';

    //char类型的变量只能使用单引号并存储单个字符,双引号所括起来的为一个字符串常量
	double weight = 4.5;
	bool flag=true;
	float score = 3.14f;
    //给3.14加f是因为在c语言中,直接写3.14会将其视为double类型的常量
    而double的精度比float高,占用的存储空间更大
    如果将一个double类型的值赋予float类型变量时,可能会因为精度损失而导致结果不准确
        eg:某些小数部分可能从double转化为float时被截停
            添加f为了告诉编译器这个常量时float类型



	return 0;
}

5 算数操作符:=,-,*,/,%

在C语言计算中=,-,*,/,%为算数操作符,这些为双目操作符35

5.1 +和-

+和-用来完成加法和减法

int  main()
{
    printf("%d\n",33+42);
    return 0;
}
加号为操作符,两个数字为操作数

5.2 *和/用来表示乘法和除法


#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("%d\n", 5 * 5);
	int a = 10;
	int b = 20;
	printf("%d\n", a * b);
	printf("%d\n", a * 10.0);
	printf("%f\n", a / 10.0);//想要能够完全整除出现小数,则需要使用f来打印且其中一个数必须有
                                 小数点后一位
	printf("%f\n", 6 / 4);//尽管是float类型,但结果是1.0而不是1.5原因在于c语言中的整数除法
                            依旧是整数,只会返回整数部分
                            若想要得到小数,则需要两个运算数必须至少有一个浮点数,这时才会进行
                            浮点数除法
	printf("%d\n", a / b);

	return 0;
}

倘若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语言进行浮点数除法
eg.6.0/4表示浮点数除法,得到的结果就是1.5

5.3 %

运算符%表示求模运算,即返回两个整数相除的余值,且这个运算符只能用于整数

#include <stdio.h>
int main()
{
    int x=6%4;//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;
}

6.赋值操作符:=和复合赋值

变量创建时给一个初始值叫初始化,变量创建好后,再给一个值,叫赋值

int a=100;//初始化
a=200;//赋值

=是一个随时给变量赋值的操作符

6.1连续赋值

int a=3;
int b=5;
int c=0;
c=b=a+3;//从右向左依次赋值

6.2复合赋值符

int a=10;
a=a+3
a=a-2

int a=10;
a+=3;
a-=2;

+=   -=
*=    /=  %=

7.单目操作符:++ -- + -

存在一些操作符只有一个操作符,称为单目操作++ -- + -便为单目操作符

7.1 ++和--

++又分为前置++和后置++

前置++


int main()
{
	int a = 10;
	int b = ++a;//++的操作数是a,是放在a的前面的,就是前置++
	printf("a=%d b = % d\n", a, b);
	return 0;
}

//先+1,后使用;
//a原来是10,先+1,后a变成11,在使用就是赋值给b,b得到的也是11
//相当于
int main()
{
	int a = 10, b;

	a = a + 1;
	b = a;
	printf("a=%d b=%d\n", a, b);
	return 0;
}
//先++,后使用

后置++

//先使用,后+1
//a原来是10,先使用,就是先赋值给b,b得到了10,然后再+1,后a变成11,b是10
int main()
{
	int a = 10, b;
	int b = a;
    	a = a + 1;
	printf("a=%d b=%d\n", a, b);
	return 0;
}
//先使用,后++

前置--和后置--和++是一样的道理

前置--先--后使用

后置--先使用后--

8 强制类型转换

想转换的类型(原本类型)

int a=3.14
//a的类型为int类型,而3.14为double类型
为了消除警告可以int a=(int)3.14

9 scanf和printf介绍

9.1printf

9.1.1 基本用法

printf()作用是将文本输出到屏幕,名字中的f代表format(格式化)

#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("Hello world");
    return 0;
}

printf()不会在行尾自动添加换行符,为使光标移到下一行开头,可以在文本的末尾添加一个换行符\n

#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("Hello world\n");
    return 0;
}

若文本内部有换行,也可通过换行符实现

#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("Hello\nworld\n");

    printf("Hello\n")
    printf("world\n")
	return 0;
}

换行符在任何地方都可进行
eg:#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("ab\ncde");
	return 0;
}

结果是:ab
       cde

printf()是在标准呢库的头文件stdio.h中定义的,使用这个函数之前,必须在源码文件头部引入这个头文件

9.1.2占位符

printf()可以在文本中指定占位符

占位符便是这个位置可以被其他值带入

#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("There are %d years\n", 4);
	return 0;
}

// There are %d years\n为输出文本
// ,而%d则为占位符,占位符的第一个字符只可为%,第二个字符表示占位符的类型
// %d表示这里代入得值必须是一个整数
// 第二个参数则是替换占位符的值,最终结果为There are 4 years

常用的占位符除了%d,还有%s表示字符串

#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("%s are %d years\n", "There",4);
	return 0;
}

// 需要注意字符串的带入必须加双引号
例如上式,%s代表的是字符串,那么第一个参数必然是字符串

9.1.3 占位符列举

printf()中常用的占位符有很多种

%a:十六进制浮点数,字母输出为小写
%A:十六进制浮点数,字母输出为大写
%c:字符
%d:十进制整数.//int
%e:使用科学计数法的浮点数,指数部分的e为小写
%E:使用科学计数法的浮点数,指数部分的E为大写
%i:整数,基本等同于%d
%f:小数(包含float类型和double类型).float%f double-%If
%g:6个有效数字的浮点数.整数部分一旦超过6位,就会自动转为科学计数法,指数部分的e为小写
%G:等同于%g,唯一的区别是指数部分的E为大写
%hd:十进制 short int 类型
%ho:八进制short int 类型
%hx:十六进制 short int 类型
%hu:unsigned short int 类型
%ld:十进制long int类型
%lo:八进制long int 类型
%lx:十六进制 long int 类型
%lu:unsigned long int 类型
%lld:十进制long long int
%llo:八进制long long int
%llx:十六进制long long int
%llu:unsigned long long int 类型
%Le:科学计数法表示的long double 类型浮点数
%Lf:long double 类型浮点数
%n:已输出的字符串数量.该占位符本身布输出,只将值存储在指定变量中
%o:八进制整数
%p:指针(用来打印地址)
%s:字符串
%u:无符号整数(unsigned int)
%x:十六进制整数
%zd:size_t类型
%%:输出一个百分号

#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("%hd\n", 100);
	printf("ho\n", 100);

	printf("%x\n", 15);  //0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f 
		return 0;
}

9.1.4 输出格式

printf()可以定制占位符的输出格式

9.1.4.1.限定宽度

printf()允许限定占位符的最小宽度

#include <stdio.h> 
int main()
{
    printf("%5d\n",123);//输出为"123",会为了凑齐5个字符位置而在123前出现两个空格
    return 0;
}
//上面的示例,%5d 表示这个占位符宽度至少为5位,而输出的值是默认右对齐,即输出内容前有空格

若位%-5d则是在123后面添加空格,变为左对齐

int main()
{
    printf("%lf\n",123.45);
    return 0;
}

//输出的结果是123.450000,因为%lf在打印的时候,小数点后默认是打印后六位,只要是小数,基本都是6位
//可以进行更改,例如%.2lf   %.3lf  %.4lf  则会在小数点后保留几位
//若是出现%12.2lf  输出结果则是在123前出现了许多空格,即加上123一共12个字符

若是嫌弃太过麻烦,可以进行以下步骤
printf("%*,*lf\n",12,3,123.45)  //只是另一种写法
%*.*f的两个星号通过printf()的两个参数传入
int main()
{
    printf("%12lf\n",123.45);
    return 0;
}
//输出的结果是:__123.450000两个横线代表两个空格

%*.*f的两个星号通过printf()的两个参数传入

9.1.4.2 限定小数位数

输出小数时,若想要限定小数的位数,占位符可以写作%.2f

#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("number is %.2f\n",0.5)   //输出的结果是0.50,小数点后保留了两位小数
    return 0;
}
若希望小数点后出现3位,(0.500),占位符就要写成%.3f

9.1.4.3,正负数影响

int main()
{
    printf("%d\n",123);//123
    printf("%d\n",-123);//-123
    printf("%+d\n",123);//+123
    printf("%+d\n",-123);//-123
    return 0;
}

//对占位符进行正负号区分没有神魔用,只取后面的参数

但%+d可以保证输出的数值,总是带有正负号


八进制
144也就是4*8的0次方+4*8的1次方+1*8的平方

9.2 scanf

有变量需要输入值可以使用scanf函数,若需要将变量的值输出在屏幕中的时候可以使用printf()函数

#include <stdio.h>
int main()
{
    int score=0;
    printf("请输入成绩:");
    scanf("%d",&score);//输入操作
    //scanf函数中的占位符的后边的参数需要的是地址
    //& 取地址操作符,&score-取出score的地址
    printf("成绩是:%d\n",score);
    return 0;
}

运行后的结果是:
请输入成绩:99
成绩是:99

9.2.1 基本用法

scanf()函数用于读取用户的键盘输入

程序运行到此处,会停下等待用户输入

原型定义在头文件stdio.h

scanf()和printf()的语法类似

scanf("%d",&score)

第一个参数位一个格式字符串,里边放置占位符(与printf()基本一致),告诉编译器如何解读用户输入,需要提取的数据是什么类型.

c语言中的数据都有类型,scanf()必须知道用户输入的数据类型,才可进行处理,其余参数则为存放用户变量

实例中:scanf()中的第一个参数%d,表示用户输入的应该是一个整数,%为占位符,d为整数

而&score则是将用户输入的整数存入变量score

注意:变量前边必须加上&运算符,因为scanf()传递的不是值,而是地址

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = 0;
	int b = 0;
	float f1 = 0.0;
	float f2 = 0.0;

	scanf("%d %d %f %f", &a, &b, &f1, &f2);
	printf("%d %d %f %f\n", a, b, f1, f2);
	return 0;
}

// 可一次读入多个变量
scanf("%d %d %f %f",&i &j &x &k)

前两个是整数,后两个是小数

scanf()处理数值占位符时,自动过滤空白字符,包括空格,制表符,换行符等


#include <stdio.h>
int main()
{
	int x;
	float y;
	//用户输入"     -13.45e12"
	scanf("%d", &x);
	printf("%d", x);
	scanf("%f", &y);
	printf("%f", y);
	return 0;
}
0.45e12等于0.45*10的12次方

上述例子中:scanf()读取用户输入时,%d则会忽略起首的空格,从-开始,到-13

第二次调用时,从上次停止解读的地方,继续进行读取这次读取的首字符是 . ,由于对应的占位符是%f,则会读取值.45e12

也可写成

#include <stdio.h>
int main()
{
	int x;
	float y;
	//用户输入"     -13.45e12"
    scanf("%d%f",&x,&y);
	return 0;
}

9.2.2 scanf的返回值

返回值是一个整数,表示读取成功的变量个数

若没有读取任何项,或者匹配失败,则返回0

若在成功读取任何数据之前,发生了读取错误或遇到文件结尾,则返回常量EOFE-(-1).

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 0;
    int b = 0;
    int c = 0;
    int d = 0;
    int ret = scanf("%d %d %d %d", &a, &b, &c, &d);
    printf("a=%d b=%d c=%d d=%d\n", a, b, c, d);
    printf("ret=%d\n", ret);
    return 0;
}
输出结果是
// 10 20 30 40 输入的值
// a=10 b=20 c=30 d=40
// ret=4

9.2.3 占位符

scanf()常用的占位符

%c:字符
%d:整数
%f:float类型浮点数
%lf:double类型浮点数
%Lf:long double 类型浮点数
%s:字符串
%[]:在方括号内指定一组匹配的字符(比如%[0-9]),遇到不在集合中的数,匹配会终止

所有占位符中,除%c会自动忽略起手的空白字符,%c总是返回当前第一个字符

若想要强制跳过字符前的空白字符,可以写成scanf(" %c,&ch")即%c前加上一个空格

%s不可简单等同于字符串,规则是,从当前第一个非空白字符开始读起,到遇到空白字符为止

Because %s不包含空白字符,所以无法用来读取多个单词,这意味着,scanf()不适合读取可能含有空格的字符串

eg:书名或歌曲名,并且,scanf()遇到%s占位符,会在变量末尾存储一个控制符\0

使用%s占位符时,应指定读入字符串的最长长度,即写为%[m]s,m位一个整数

#include <stdio.h>
int main()
{
	char arr[5] = { 0 };//数组
	scanf("%s", &arr);//arr是数组名
	printf("%s\n", arr);
	return 0;

}

可以在%10s则是字符串长度小于10个字符
eg:
#include <stdio.h>
int main()
{
	char arr[5] = { 0 };//数组
	scanf("%4s", &arr);//arr是数组名
	printf("%s\n", arr);
	return 0;

}
输出结果:
// tysxtjgn
// tysx

9.2.4 赋值忽略符

有时,用户的输入可能不符合预定的格式

#include <stdio.h>
int main()
{
	int year = 0;
	int month = 0;
	int day = 0;
	scanf("%d-%d-%d", &year, &month, &day);
	printf("%d %d %d\n", year, month, day);
	return 0;

}
结果:
2024-4-1
2024 4 1

为了避免用户输入格式错误,提供了一个赋值忽略符* 只要将*加在任何占位符的百分号后边,该占位符就不会返回值

#include <stdio.h>
int main()
{
	int year = 0;
	int month = 0;
	int day = 0;
	scanf("%d%*c%d%*c%d", &year, &month, &day);
	printf("%d %d %d\n", year, month, day);
	return 0;

}


%*c  这玩意是一个整体