(持续更新中!!~)2、原来可以这样理解C语言_数据类型和变量上

1. 数据类型介绍

        C语⾔提供了丰富的数据类型来描述⽣活中的各种数据。

        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。

        下⾯盘点⼀下C语⾔提供的各种数据类型,本章节主要探讨内置数据类型。

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
//⻓整型
long [int]
[signed] long [int]
unsigned long [int]
//更⻓的整型
//C99中引⼊
long long [int]
[signed] long long [int]
unsigned long long [int]

1.3 浮点型

float
double
long double

1.4 布尔类型

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 ,是专⻔表⽰真假的。

_Bool

布尔类型的使⽤得包含头⽂件 <stdbool.h>

布尔类型变量的取值是: true 或者 false

#define bool _Bool

#define false 0
#define true 1

代码演⽰:

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

1.5 各种数据类型的⻓度

        每⼀种数据类型都有⾃⼰的⻓度,使⽤不同的数据类型,能够创建出⻓度不同的变量,变量⻓度的不同,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,专⻔是⽤来计算sizeof的操作符数的类型⻓度的,单位是字节。

        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

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。

⽐如:

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 10;
    printf("%zd\n", sizeof(a));
    printf("%zd\n", sizeof a);//a是变量的名字,可以省略掉sizeof后边的()
    printf("%zd\n", sizeof(int));
    printf("%zd\n", sizeof(3 + 3.5));
    return 0;
}

1.5.2 数据类型⻓度
 

#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VS2022 X64配置下的输出:

1

1

2

4

4

8

4

8

8

1.5.3 sizeof 中表达式不计算

//测试:sizeof中表达式不计算
#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;
}

        sizeof 在代码进⾏编译的时候,就根据表达式的类型确定了,类型的常⽤,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。

2. 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,默认是带有正负号的,也就是说 int 等同于 signed int 。由于这是默认情况,关键字 signed ⼀般都省略不写,但是写了也不算错。

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,同样⻓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。32位的 signed

        int 的取值范围可以参看 limits.h 中给出的定义。

        下⾯的定义是VS2022环境中,limits.h中相关定义。

#define SHRT_MIN (-32768) //有符号16位整型的最⼩值
#define SHRT_MAX 32767 //有符号16位整型的最⼤值
#define USHRT_MAX 0xffff //⽆符号16位整型的最⼤值
#define INT_MIN (-2147483647 - 1) //有符号整型的最⼩值
#define INT_MAX 2147483647 //有符号整型的最⼤值

        unsigned int ⾥⾯的 int 可以省略,所以上⾯的变量声明也可以写成下⾯这样。

unsigned a;

        字符类型 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

        注意,C 语⾔规定 char 类型默认是否带有正负号,由当前系统决定。

        这就是说, char 不等同于 signed char ,它有可能是 signed char ,也有可能是unsigned char 。

        这⼀点与 int 不同, int 就是等同于 signed int

3. 数据类型的取值范围
 

        上述的数据类型很多,尤其数整型类型就有short、int、long、long long 四种,为什么呢?

        其实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。

4. 变量
 

4.1 变量的创建

        了解清楚了类型,我们使⽤类型做什么呢?类型是⽤来创建变量的。什么是变量呢?C语⾔中把经常变化的值称为变量,不变的值称为常量

        变量创建的语法形式是这样的:

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给⼀个初始值,就叫初始化。

int age = 18;

char ch = 'w';

double weight = 48.0;

unsigned int height = 100;

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;
}

        其实当局部变量和全局变量同名的时候,局部变量优先使⽤。

        全局变量和局部变量在内存中存储在哪⾥呢?

        ⼀般我们在学习C/C++语⾔的时候,我们会关注内存中的三个区域:栈区、堆区、静态区

1. 局部变量是放在内存的栈区

2. 全局变量是放在内存的静态区

3. 堆区是⽤来动态内存管理的(后期会介绍)

        其实内存区域的划分会更加细致,以后在操作系统的相关知识的时候会介绍

5. 算术操作符:+、-、*、/、%
 

        在写代码时候,⼀定会涉及到计算。

        C语⾔中为了⽅便运算,提供了⼀系列操作符,其中有⼀组操作符叫:算术操作符。分别是: + - */ % ,这些操作符都是双⽬操作符。

注:操作符也被叫做:运算符,是不同的翻译,意思是⼀样的。

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。

#include <stdio.h>
int main()
{
    int x = 4 + 22;
    int y = 61 - 23;
    printf("%d\n", x);
    printf("%d\n", y);
    return 0;
}

5.2 *

运算符 * ⽤来完成乘法。

#include <stdio.h>
int main()
{
    int num = 5;
    printf("%d\n", num * num); // 输出 25
    return 0;
}

5.3 /

        运算符 / ⽤来完成除法。

        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。

#include <stdio.h>
int main()
{
    float x = 6 / 4;
    int y = 6 / 4;
    printf("%f\n", x); // 输出 1.000000
    printf("%d\n", y); // 输出 1
    return 0;
}

        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。

#include <stdio.h>
int main()
{
    float x = 6.0 / 4; // 或者写成 6 / 4.0
    printf("%f\n", x); // 输出 1.500000
    return 0;
}

        上⾯⽰例中, 6.0 / 4 表⽰进⾏浮点数除法,得到的结果就是 1.5 。

        再看⼀个例⼦:

#include <stdio.h>
int main()
{
    int score = 5;
    score = (score / 20) * 100;
    return 0;
}

        上⾯的代码,你可能觉得经过运算, score 会等于 25 ,但是实际上 score 等于 0 。这是因为score / 20 是整除,会得到⼀个整数值 0 ,所以乘以 100 后得到的也是 0 。

        为了得到预想的结果,可以将除数 20 改成 20.0 ,让整除变成浮点数除法。

#include <stdio.h>
int main()
{
    int score = 5;
    score = (score / 20.0) * 100;
    return 0;
}

5.4 %

        运算符 % 表⽰求模运算,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。

#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;
}

        上⾯⽰例中,第⼀个运算数的正负号( 11 或 -11 )决定了结果的正负号。

6. 赋值操作符:=和复合赋值
 

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