【C语言】数据类型 数据类型转换 常量 变量 运算符和表达式（知识总结）

一. 数据类型

1. 数据类型转换

（1）自动类型转换

不同类型的数据在一起运算时，编译系统会自动进行类型转换。进行自动转换的规则是：

把占用内存空间少的（低级）类型向占用空间多的（高级）类型转换，以保证运算的精度

如图:

• 图中横向箭头表示必定的转换，如 char 型、short 型数据必定先转换为 int 型，float 型数据在运算时将先转换成 double 型，以提高运算精度（即使是两个 float 型数据相加，也要转换成 double 型，然后再相加）
• 图中纵向箭头表示当经过横向的转换后，进行运算的数据类型仍然不同时的转换方式。在不同数据类型的转换过程中，类型转换顺序并不是按箭头方向一步一步的转换，可以没有中间类型转换。例，in t型与 double 型数据进行运算，先将 int 型的数据直接转换成 double 型，然后再进行两个同类型（double型）数据的运算
• 转换只会影响表达式的运算结果类型，并不改变原变量的定义类型，并且其数据值也不会发生任何改变
• 当赋值运算符两边的运算对象类型不同时，也要发生类型转换，转换的规则是：把赋值运算符右边表达式的类型转换为左边变量的类型。

（2）强制类型转换

(类型说明符) (表达式)

• 功能：把表达式的运算结果强制转换成类型说明符指定的类型
  例如：

  #include<stdio.h>
  int main()
  {
        
        
  	int a=3,b=4;
  	float c;
  	c=(float)(a+b)/2;//将int型 7 强制转换为float型 7.0
  	printf("c=%f\n",c);
  	return 0;
  }
  

二. 常量

1. 直接常量

（1）整型常量

即整数，包括正整数、负整数和零

a. 十进制表示

• 由正负号和数字0~9组成，例 -123

b. 八进制表示

• 由数字0（前缀）和数字0~7组成，例 045
• 一般为无符号整数

c. 十六进制表示：

• 由前缀0x或0X和数字0~9或字母A~F（表示10~15，大小写均可），例 0x12cD
• 一般为无符号整数

（2）实型常量

• 即实数，又称浮点数，在C语言中只能用十进制表示
• 实型常量默认为是 double 型的实数，在数的后面加上f或F（如1.23f）才认为是 float 型的实数

a. 小数形式表示

• 由整数部分、小数点、小数部分组成，例 -12.34 ；
• 当整数部分或小数部分为0时可省略不写，但小数点不可省略，且小数点前后至少一边要有数字，例 12. 和 -.123

b.指数形式表示

• 由尾数部分、字母 e或E 和指数部分组成，格式：±尾数E(e)指数，例 -1.2E-2,表示 -1.2 x (10)^-2 ; 1.2e2,表示1.2 x (10)²

• 字母E（或e）前后必须有数字并且指数部分只能是整数

（3）字符型常量

由单引号括起来的单个字符，如 ‘A’

• 可以是ASCII字符集中的任意字符（即可像整数一样参加运算）
• 每个字符在内存中占用一个字节
• 转义字符 在内存中也只占用一个字节

（4）字符串常量

由双引号括起来的零个或多个字符序列，如"He MengYuan"

• 字符串中可以使用空格字符、转义字符、空字符和其他字符，还有汉字等文字字符
• 字符串常量在内存中占用一段连续的存储单元
• 系统在每个字符串后面自动加上结束标志 ‘\0’,因此n个字符的字符串占用n+1个字节空间
• 可用 sizeof 运算符（见四）来计算字符串占用的内存空间大小
• 可用strlen()函数来计算字符串长度

2.符号常量

在C语言中可以用一个标识符来表示一个常量，称为符号常量，符号常量在使用前必须先定义，一般形式为：

#define 标识符 常量值 //#define 宏定义命令
例如：#define PI 3.14
//在需要3.14时使用PI就可以

三. 变量

1. 字符型变量

char c1,c2;

• 有数值特征，可以像整数一样参加运算
• 允许对整型变量赋以字符值，也允许对字符变量赋以整型值
• 允许把字符变量按整型量输出，也允许把整型量按字符量输出

2. 实型变量

关键字	类型	占用字节数	取值范围
float	单精度型	4	3.4E-38~3.4E+38
double	双精度型	8	1.7E-308~1.7E+308

• 单精度型数据能保留7位有效数字，之后的数据无效
• 双精度型数据能保留16位有效数字，但在VS中最多保留6位小数，第7位小数需进行四舍五入

例如：

#include<stdio.h>
int main()
{
    
    
	float a = 1234.567689456;
	double b = 1234.567895678;
	printf("a=%f,b=%f\n", a, b);
	return 0;
}

结果为：

a=1234.567749,b=1234.567896

3. 整型变量

关键字	类型	占用字节数	取值范围
short int	短整型	2	-32768~32767(-215~215-1)
int	整型	4	-2147483648~2147483647(-231~231-1)
long int	长整型	4	-2147483648~2147483647(-231~231-1)
unsigned short	无符号短整型	2	0~65535(0~216-1)
unsigned int	无符号整型	4	0~4294967295(0~232-1)
unsigned long	无符号长整型	4	0~4294967295(0~232-1)

注：以上数据只是在Visual C++2010环境下，各种类型的数据所占内存的大小随编译系统的不同而有差异

四. 运算符和表达式

1. 赋值运算符和赋值表达式

（1）简单赋值运算符

等号 =

int a,b,c=1;
//等价于 
int a=1,b=1,c=1;
//但千万不能像下面这样写
int a=b=c=1;

（2）复合赋值运算符

运算符	应用举例	等价形式
+=	a+=x	a=a+(x)
-=	a-=x	a=a-(x)
*=	a*=x	a=a*(x)
/=	a/=x	a=a/(x)
%=	a%=x	a=a%(x)

（3）赋值表达式

变量=表达式

• 如果“=”左右两边类型不同，系统会按照赋值类型转换的原则将右边的类型转换成左边的类型。
  例如：

  #include<stdio.h>
  int main()
  {
        
        
  	int a;
  	float b=123.456;
  	a = b;
  	printf("%d\n", a);
  	return 0;
  }
  

  结果为：

  123
  

2. 算术运算符和算术表达式

（1）基本的算术运算符

运算符	+	-	*	/	%
名称	加	减	乘	除	取余

• / 除法运算符：在计算a/b时，如果a、b都为整型，其商也为整型，小数部分被舍去，例 1/2=0；如果a、b中有一个是实型,则a、b都转换为 double型，然后相除，结果为 double 类型，例1.0/2=0.5
  见下面一段代码：

  #include<stdio.h>
  int main()
  {
        
        
  	float a;
  	a = 1 / 2*3;//计算3的一半
  	printf("%f\n", a);
  	return 0;
  }
  

  我们理想的结果应该是：

  1.500000
  

  但为：

  0.000000
  

  正确代码应为：

  #include<stdio.h>
  int main()
  {
        
        
  	float a;
  	a = 1.0 / 2*3;//计算3的一半
  	printf("%f\n", a);
  	return 0;
  }
  

• % 求余运算符：结果为两个数相除后的余数，要求参与运算的两个运算对象都必须是整型，其结果也是整型，例7%2=1;求余运算结果的符号与第一个操作数符号相同，例7%-2=1

（2）自增、自减运算符

• 自增运算符：使变量的值加一(下面以 i 为例)
  i++：先使用后加1
  ++i：先加1后使用
  区别：

  #include<stdio.h>
  int main()
  {
        
        
  	int i=1;
  	printf("i=%d\n",++i);//打印i的值
  	printf("i=%d\n",i++);//打印i的值
  	return 0;
  }
  

  运行结果：

  i=2
  i=2
  

• 自减运算符：使变量的值减一
  i- -：先使用后减1
  - -i：先加1后使用
  区别：与自增类似

（3）算数表达式

由算术运算符、运算对象和括号连接起来的式子，运算对象可以是常量、变量、函数等

• 表达式计算后会得到一个确定的值和类型，其类型由所使用的具体运算符和运算对象决定，例：有定义“char a=0;int b=1;float c=2;double d=3;”,则表达式“a+b+c+d”的值为 double 类型
• 乘号不能省略
• 可用多层圆括号且只能用圆括号

3. 逗号运算符和逗号表达式

（1）逗号运算符

逗号也是一种运算符，它的功能是把多个表达式连接起来组成一个表达式，即逗号表达式

（2）逗号表达式

表达式1，表达式2，… ，表达式n

• 执行顺序:从左到右依次计算每个表达式的值，并把最后一个表达式的值作为整个逗号表达式的值

• 并非所有出现逗号的地方都为逗号表达式，有的时候逗号只是用作各变量的分隔符。
  代码示例：

  #include<stdio.h>
  int main()
  {
        
        
  	int i,j=7;
  	float k = 5;
  	i = (j = j + 2, j / k);
  	printf("i=%d\n",i);
  	return 0;
  }
  

  运行结果:

  i=1
  

4. 求字节数运算符

sizeof(表达式)或sizeof 表达式
sizeof(数据类型名)

代码示例：

#include<stdio.h>
int main()
{
    
    
	int a, b;
	a = sizeof(3 + 5.0);
	b = sizeof 3 + 5.0;
	printf("%d,%d,%d\n", a, b, sizeof("china"));
	return 0;
}

运行结果为：

8,9,6

在VS2022中：

#include<stdio.h>
int main()
{
    
    
	printf("%d\n", sizeof(char));//1
	printf("%d\n", sizeof(float));//4
	printf("%d\n", sizeof(double));//8
	printf("%d\n", sizeof(short int));//2
	printf("%d\n", sizeof(int));//4
	printf("%d\n", sizeof(long int));//4
	printf("%d\n", sizeof(unsigned short));//2
	printf("%d\n", sizeof(unsigned int));//4
	printf("%d\n", sizeof(unsigned long));//4
	return 0;
}

5. 关系运算符和关系表达式

（1）关系运算符

运算符	含义
>	大于
>=	大于等于
<	小于
<=	小于等于
==	等于
!=	不等于

（2）关系表达式

表达式1 关系运算符 表达式2

• “=”为赋值运算符，表赋值；“==”为关系运算符，表判断
• 非0为真，0为假，假为0，真可能为1，例：关系表达式“(a=3)>(b=8)”的值为 0
• 对实数进行相等判断可能得不到正确的结果，例：“1.0/3*3.0==1.0”的结果为0

6. 逻辑运算符和逻辑表达式

（1）逻辑运算符

运算符	！	&&	||
名称	逻辑非	逻辑与	逻辑或

（2）逻辑表达式

表达式1 逻辑运算符 表达式2
或 逻辑运算符 表达式1

• 在由若干子表达式组成的逻辑表达式中，从左到右计算，当计算出一个子表达式的值就确定了整个逻辑表达式的值时，此后就不再计算右边剩下的子表达式的值，这种情况被称为“短路”
• && 左右有一个表达式为假，结果为假
• || 左右有一个表达式为真，结果为真

7. 条件运算符和条件表达式

（1）条件运算符

由“ ？”和“：”两个符号组成

（2）条件表达式

表达式1 ？表达式2 ： 表达式3

• 执行顺序：先计算表达式1的值，若值为非0，表达条件为真，则将表达式2的值作为整个条件表达式的值，否则，将表达式3的值作为整个条件表达式的值。例，4>3?5:7 的值为5
• 条件表达式中表达式1的类型可以与表达式2和表达式3不同，表达式2和表达式3的类型也可以不同，此时系统会自动进行转换，结果为表达式2和表达式3中级别类型较高的，并将其作为条件表达式的类型。例，“ ‘a’?1:2.0”的结果为double型的1.0
• 循序嵌套：“a>3?b:c>2?1:0”,根据条件表达式的右结合性，它相当于“a>3?b:(c>2?1:0)”