NzN的C语言全解析--C语言数据类型和变量

1. 数据类型

(1). 字符型

(2). 整型

(3). 浮点型

(4). 布尔类型

(5). 枚举类型

(6). 不同数据类型的长度

2. signed和unsigned

3. 数据类型的取值范围

(1). 比特(bit/b)

(2). 字节(Byte/B)

(3). 取值范围

4. 变量

(1). 变量的创建

(2). 变量的分类

(3). 变量的存储位置

5. 算数操作符

(1). +和-

(2). *

(3). /

(4). %

6. 赋值操作符

(1). 连续赋值

(2). 复合赋值

7. 单目操作符

(1). ++和--

(2). +和-

8. 强制类型转换

1. 数据类型

(1). 字符型

unsigned char
signed char
char

(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]

注意：在C99标准中，加入了更长的整形。

long long [int]
[signed] long long [int]
unsigned long long [int]

用e来表示科学计数法时，规定在e的前面必须有数字，后面如果有数字那就必须为整数。

(3). 浮点型

float
double
long double

(4). 布尔类型

_Bool

C语言中用0表示假，非0值表示真。

后来，在C99 中也引入了布尔类型，是专门表示真假，取值是true或false。

布尔类型的使用得包含头文件<stdbool.h>

(5). 枚举类型

enum

(6). 不同数据类型的长度

sizeof (类型)
sizeof 表达式

sizeof 是一个关键字，也是操作符，专门用来计算sizeof操作符数的类型长度，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 的操作数如果是表达式，可以省略掉后边的括号。

sizeof 后边的表达式是不参与运算，根据表达式的类型来得出大小。

sizeof 的计算结果是一种size_t类型的无符号整数，在打印时用%zd打印。

注意：

sizeof中的表达式不计算，其中s是short类型，b+2结果发生截断
C语言只规定了sizeof(long) ≥ sizeof(int)即可，所以有些系统sizeof(long)=8

2. signed和unsigned

signed，表示一个类型带有正负号，包含负值；

unsigned，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 。这种默认情况关键字signed 一般省略不写，写了也不算错。

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的int 可以省略）

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。32位的signed int 的取值范围可以参看limits.h中给出的定义。

字符类型char 也可以设置signed 和unsigned。

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，可能是signed char ，也有可能是unsigned char 。VS2022中，默认是signed char。

3. 数据类型的取值范围

(1). 比特(bit/b)

CPU能读懂的最小单位，每个比特位只能存放二进制数，即0和1

(2). 字节(Byte/B)

内存机构最小寻址单位，1Byte=8b，1KB=1024Byte，1MB=1024KB，1GB=1024MB

(3). 取值范围

4. 变量

(1). 变量的创建

注意：局部变量不初始化默认是随机值，全局变量不初始化默认为0

(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。）

注意：全局变量与局部变量同名时，局部变量优先。

(3). 变量的存储位置

内存中的三个区域：栈区、堆区、静态区。

局部变量是放在内存的栈区；

全局变量是放在内存的静态区；

堆区是用来动态内存管理的。

5. 算数操作符

(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。

(2). *

*用来完成乘法.

(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。

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。

(4). %

%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型，不能用于浮点数。

负数求模的规则：结果的正负号由第一个运算数的正负号决定。

6. 赋值操作符

(1). 连续赋值

赋值操作符可以连续赋值。

C语言虽然支持连续赋值，但是难以理解，建议拆开写，方便观察代码并调试。

(2). 复合赋值

C语言中提供了复合赋值符，方便我们编写代码，这些赋值符有：

7. 单目操作符

C语言中有一些操作符只有一个操作数，即单目操作符。++、--、+(正)、-(负)

(1). ++和--

++是自增操作符，分为前置++和后置++

--是自减操作符，分为前置--和后置--

++在前，先加后用；++在后，先用后加（--同理）

(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，可以省略。

运算符-用来改变值的正负号，负数的前面加上-会得到正数，正数前加-会得到负数。

注意：不可以用--把负值变成正的

8. 强制类型转换

为了消除警告，我们可以使用强制类型转换，把3.14强转为int类型。

9. scanf和printf

(1). printf

printf() 不会在行尾自动添加换行符，运行结束后，光标就停留在输出结束的地方，不会自动换行。为了让光标移到下一行的开头，可以在输出文本的结尾，添加一个换行符\n。

printf() 是在标准库的头文件stdio.h 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。

(2). 占位符

所谓 “占位符”，就是这个位置可以用其他值代入。

%d 就是占位符，表示这个位置要用其他值来替换。占位符的第一个字符一律为百分号% ，第二个字符表示占位符的类型。

输出文本里面可以使用多个占位符。

printf()参数与占位符是一一对应关系，如果有n个占位符， printf()的参数就应该有n+1个。如果参数个数少于对应的占位符，printf()可能会输出任意值。

• %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。

• %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）。

• %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 ，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 类型。

• %llo ：八进制 long long int 类型。

• %llx ：十六进制 long long int 类型。

• %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。该占位符本身不输出，只将值存储在指定变量之中。

• %o ：八进制整数。

• %p ：指针。

• %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。

printf()允许限定占位符的最小宽度。

%5d 表示这个占位符的宽度至少为5位。如果不满5位，对应的值的前面会添加空格。输出的值默认是右对齐，即输出内容前面会有空格；如果希望改成左对齐（在输出内容后面添加空格），可以在占位符的%的后面插入一个-号。

注意：如果打印的数超过这个占位符的宽度，就会原样打印这个数。

对于小数，这个限定符会限制所有数字的最小显示宽度。

%12f表示输出的浮点数最少要占据12位。由于小数的默认显示精度是小数点后6位，所以123.45 输出结果的头部会添加2个空格（小数点也占据1位）。

输出小数时，可以限定小数点后面的位数。

对于小数的两种写法可以组合使用。

注意：打印printf("%8f\n", 123.45)，输出的是123.450000，因为小数点后面必须要满6位,没有就补0

最小宽度和小数位数这两个限定值，都可以用 * 代替，通过printf()的参数传入。

默认情况下， printf()只对负数显示-号。如果想正数和负数都显示正负号，可以在%后面加一个+。

%s 占位符用来输出字符串，默认是全部输出。如果只想输出开头的部分，可以用%.[m]s 指定输出的长度，其中[m] 代表一个数字，表示所要输出的长度。

(3). scanf

注意：scanf在vs2022中直接使用会报错，会让你改成scanf_s。但是scanf_s是vs2022提供的，不是c语言里的，代码就失去了可移植性。因此应该在文件的开头加上

scanf() 的语法跟printf() 类似。

上面示例中， scanf( ) 的第一个参数%d ，表示用户输入的应该是一个整数。%d 就是一个占位符， % 是占位符的标志， d 表示整数。&i表示，将用户从键盘输入的整数存入变量i 。

注意：变量前面必须加上&（指针变量除外），因为scanf( )传递的是地址，即将i的地址指向用户输入的值。如果这里的变量是指针变量（比如字符串变量），那就不用加&运算符。

scanf() 处理数值占位符时，会自动过滤空白字符，包括空格、制表符、换行符等。所以，用户输入的数据之间，有一个或多个空格不影响scanf() 解读数据。另外，用户使用回车键，将输入分成几行，也不影响解读。

scanf() 处理用户输入的原理是，用户的输入先放入缓存，等到按下回车键后，按照占位符对缓存进行解读。

解读用户输入时，会从上一次解读遗留的第一个字符开始，直到读完缓存，或者遇到第一个不符合条件的字符为止。

上面示例中，%d忽略起首的空格，因为小数点不属于整数的有效字符。所以%d 只读到-13 。

第二次调用scanf() 时，就会从上一次停止的地方，继续往下读取。这一次读取的首字符是小数点，由于对应的占位符是%f，会读取到.45e12 ，这是采用科学计数法的浮点数格式。后面的#不属于浮点数的有效字符，所以会在#停止。

scanf( )的返回值是一个整数，表示成功读取的变量个数。

如果没有读取任何项，或者匹配失败，则返回0 。如果在成功读取任何数据之前，发生了读取错误或者遇到读取到文件结尾，则返回常量 EOF。

注意：一个数字都不输入时，scanf的返回值不是0，而是-1

scanf() 常用的占位符如下，与printf() 的占位符基本一致。

• %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。

• %[ ] ：在方括号中指定一组匹配的字符（比如%[0-9]），遇到不在集合之中的字符，匹配将会停止。

注意：

除了%c ，scanf都会自动忽略起首的空白字符。%c 不忽略空白字符，无论该字符是否为空格，总是返回当前第一个字符。如果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，表示跳过零个或多个空白字符。
%s不能简单地等同于字符串。它的规则是，从当前第一个非空白字符开始读起，直到遇到空白字符（即空格、换行符、制表符等）停止读取。因为%s不会包含空白字符，所以无法用来读取多个单词，除非多个%s 一起使用。这也意味着，scanf( )不适合读取可能包含空格的字符串。
scanf() 遇到%s占位符，会在字符串变量末尾存储一个空字符\0 。scanf( )将字符串读入字符数组时，不会检测字符串是否超过了数组长度。所以，储存字符串时，很可能会超过数组的边界，导致预想不到的结果。为了防止这种情况，使用 %s 占位符时，应该指定读入字符串的最长长度，即写成%[m]s ，其中的[m] 是一个整数，表示读取字符串的最大长度，后面的字符将被丢弃。