C语句基础学习（二）——数据类型（总结于创智播客讲义）

二、数据类型

1、常量与变量

1.1、关键字

C语言关键字有32个
数据类型关键字（12个）
- char、short、int、long、float、double、usigned、signed、struct、union、enum、void。
控制语句关键字（12个）
- if、else、switch、case、default、for、do、while、break、continue、goto、return。
存储类关键字（5个）
- auto、extern、register，static、const
其他关键字（3个）
- sizeof、typedef、volatile

1.2、数据类型

数据类型的作用：编译器预算对象（变量）分配的内存空间大小

1.3、常量

在程序运行过程中，其值不能被改变的量

常量一般出现在表达式或赋值语句中

类型	具体事例
整型常量	100,200，-100,0
实型常量	3.14，0.11，-3.14
字符型常量	‘a’,‘b’,‘c’,‘d’
字符串常量	“a”，“bbb”，“12233”

1.4、变量

在程序运行过程中，其值可以改变
变量在使用前必须先定义，定义变量前必须有相应的数据类型
标识符命名规则
- 标识符不能是关键字（32个关键字）
- 只能由字母、数字、下划线组成
- 第一个字符必须是由字母或下划线
- 标识符中字母区分大小写
- 最好见名知意
变量的特点
- 变量在编译时为其分配相应存储空间
- 可以通过其名字和地址访问相应内存
声明和定义区别
- 声明变量不需要建立存储空间，如：extern int a；
- 定义变量需要建立存储空间，如：int b；
- 从广义的角度来说声明包含着定义，定义是声明的一个特例，所以并非所有的声明都是定义
- int b它既是声明，同时也是定义。
- 对于extern b 来讲它只是声明不是定义

2、整型：int

2.1、整型变量的定义和输出

打印格式	含义
%d	输出一个由符号的10进制int类型
%o	输出8进制的int类型
%x	输出16进制的int类型，字母以小写输出
%X	输出16进制的int类型，字母以大写输出
%u	输出一个10进制的无符号数

#include<stdio.h>
int main()
{
    int a = 123;//定义变量a，以10进制方式赋值为123
    int b= 0567;//定义变量b，以8进制方式赋值为0567
    int c = 0xabc;//定义变量c，以16进制方式放置为0xabc
    printf("a = %d\n", a);
	printf("8进制：b = %o\n", b);
	printf("10进制：b = %d\n", b);
	printf("16进制：c = %x\n", c);
	printf("16进制：c = %X\n", c);
	printf("10进制：c = %d\n", c);
	unsigned int d = 0xffffffff; //定义无符号int变量d，以16进制方式赋值
	printf("有符号方式打印：d = %d\n", d);
	printf("无符号方式打印：d = %u\n", d);
	return 0;
}

2.2、整型变量的输入

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a;
	printf("请输入a的值：");
	//不要加“\n”
	scanf("%d", &a);
	printf("a = %d\n", a); //打印a的值
	return 0;
}

2.3、short、int、long、long long

数据类型	占用空间
short短整型	2字节
int整型	4字节
long长整型	Windows为4字节，linux为4字节（32位），8字节（64位）
long long长长整型	8字节

需要注意的是，整型数据在内存中的字节数与所选择的操作系统有关，虽然C语言标准中没有明确规定整型数据的长度，但long类型整数的长度不能短于int 类型，short类型整数不能长于int类型
当一个小的数据类型转换给一个大的数据类型，不会报错，因为编译器会自动转换，但是当一个大的数据类型赋值给小的数据类型的时候，那么就有可能丢失精度。

2.4、有符号数和无符号数的区别

有符号数
- 有符号数是最高位为符号位，0代表整数，1代表负数。
无符号数
- 无符号数最高位不是符号位，而就是数的一部分，无符号数不可能是负数。
- 当我们写程序要处理一个不可能出现负值的时候，一般用无符号数，这样可以增大数的表达最大值

3、sizeof关键字

sizeof不是函数，所以不需要包含任何头文件，它的功能是计算一个暑假类型的大小，单位是字节
sizeof的返回值为size_t

size_t类型在32位操作徐彤下是unsigned int，是一个无符号的整数

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a;
	int b = sizeof(a);//sizeof得到指定值占用内存的大小，单位：字节
	printf("b = %d\n", b);
	size_t c = sizeof(a);
	printf("c = %u\n", c);//用无符号数的方式输出c的值
	return 0;
}

4、字符型：char

4.1、字符变量的定义和输出

字符型变量用于存储一个单一字符，在 C 语言中用 char 表示，其中每个字符变量都会占用 1 个字节。在给字符型变量赋值时，需要用一对英文半角格式的单引号(’ ')把字符括起来。

字符变量实际上并不是把该字符本身放到变量的内存单元中去，而是将该字符对应的 ASCII 编码放到变量的存储单元中。char的本质就是一个1字节大小的整型。

4.2、字符变量的输入

#include <stdio.h>
int main()
{
	char ch;
	printf("请输入ch的值：");
	//不要加“\n”
	scanf("%c", &ch);
	printf("ch = %c\n", ch); //打印ch的字符
	return 0;
}

4.3、ASCII表（无）

4.4、转义字符

转义字符	含义	ASCII码值（十进制）
\a	警报	007
\b	退格(BS) ，将当前位置移到前一列	008
\f	换页(FF)，将当前位置移到下页开头	012
\n	换行(LF) ，将当前位置移到下一行开头	010
\r	回车(CR) ，将当前位置移到本行开头	013
\t	水平制表(HT) （跳到下一个TAB位置）	009
\v	垂直制表(VT)	011
\	代表一个反斜线字符""	092
’	代表一个单引号（撇号）字符	039
"	代表一个双引号字符	034
?	代表一个问号	063
\0	数字0	000
\ddd	8进制转义字符，d范围0~7	3位8进制
\xhh	16进制转义字符，h范围0_9，af，A~F	3位16进制

5、实型（浮点型）：float、double

实型变量也可以成为浮点型变量，浮点型变量是用来存储小数数值的，在C语言中，浮点型变量分为两种，单精度浮点数（float），双精度浮点数（double）但是double类型变量所表示浮点数比float行变量更加精确。
由于浮点型变量是有限的存储单元组成，因此只能提供有限的有效数字
在有效为以为的数字将被舍去，这样可能会产生一些误差。
不以f结尾的常量是double类型，以f结尾的常量（如：3.14f）是float类型

6、进制

6.1、二进制

二进制数据是用0和1两个数码来表示的数。它的基数为2，进位规则是“逢二进一”，借位规则是“借一当二”。
当前的计算机系统使用的基本上是二进制系统，数据在计算机中主要是以补码的形式存储的。

术语	含义
bit(比特)	一个二进制代表一位，一个位只能表示0或1两种状态。数据传输是习惯以“位”（bit）为单位。
Byte(字节)	一个字节为8个二进制，称为8位，计算机中存储的最小单位是字节。数据存储是习惯以“字节”（Byte）为单位。
WORD(双字节)	2个字节，16位
DWORD	两个WORD，4个字节，32位
1b	1bit，1位
1B	1Byte,1字节，8位
1k，1K	1024
1M(1兆)	1024k, 1024*1024
1G	1024M
1T	1024G
1Kb(千位)	1024bit,1024位
1KB(千字节)	1024Byte，1024字节
1Mb(兆位)	1024Kb = 1024 * 1024bit
1MB(兆字节)	1024KB = 1024 * 1024Byte

7、计算机内存数值存储方式

7.1、原码

最高位作为符号位，0表示正，为1表示负
其他数值部分就是数值本身绝对值的二进制数
负数的原码是在其绝对值的基础上，最高位为1
下面数值以1字节的大小描述：

十进制数	原码
+15	0000 1111
-15	1000 1111
+0	0000 0000
-0	1000 0000

原码表示法简单易懂，与带符号数本身转换方便，只要符号还原即可，但当两个正数相减或不同符号数相加时，必须比较两个数哪个绝对值大，才能决定谁减谁，才能确定结果是正还是负，所以原码不便于加减运算。

7.2、反码

对于正数，反码与原码相同

对于负数，符号位不变，其他部分取反（1变0,0变1）

十进制数	反码
+15	0000 1111
-15	1111 0000
+0	0000 0000
-0	1111 1111

反码运算也不方便，通常用来作为求补码的中间过渡。

7.3、补码

在计算机系统中，数值一律用补码来存储。

补码的特点

对于正数，原码、反码、补码相同
对于负数，其补码为它的反码加1

补码符号位不动，其他位求反，最后整个数加1，得到原码

十进制数	补码
+15	0000 1111
-15	1111 0001
+0	0000 0000
-0	0000 0000

7.4、补码的意义

示例1：用8位二进制数分别表示+0和-0

十进制数	原码
+0	0000 0000
-0	1000 0000

十进制数	反码
+0	0000 0000
-0	1111 1111

不管以原码方式存储，还是以反码方式存储，0也有两种表示形式。为什么同样一个0有两种不同的表示方法呢？
但是如果以补码方式存储，补码统一了零的编码：

十进制数	补码
+0	0000 0000
-0	10000 0000由于只用8位描述，最高位1丢弃，变为0000 0000

示例2：计算9-6的结果

以原码方式相加：

十进制数	原码
9	0000 1001
-6	1000 0110

2016-06-01_225835

结果为-15，不正确。

以补码方式相加：

十进制数	补码
9	0000 1001
-6	1111 1010

2016-06-01_230938

最高位的1溢出,剩余8位二进制表示的是3，正确。

在计算机系统中，数值一律用补码来存储，主要原因是：
- 统一了零的编码
- 将符号位和其他位统一处理
- 将减法运算转变为加法运算
- 两个用补码表示的数相加时，如果最高位（符号位）有进位，则进位被舍弃

7.5、数值溢出

当超过一个数据类型能够存放最大的范围时，数值会溢出
有符号位最高位溢出的区别：符号位溢出会导致数的正负发生改变，但最高位的溢出会导致最高位丢失。

数据类型	占用空间	取值范围
char	1字节	-128到 127(-27 ~ 27-1)
unsigned char	1字节	0 到 255(0 ~ 28-1)

8、类型限定符

限定符	含义
extern	声明一个变量，extern声明的变量没有建立存储空间。 extern int a;//变量在定义的时候创建存储空间
const	定义一个常量，常量的值不能修改。 const int a = 10;
Volatile	防止编译器优化代码
register	定义寄存器变量，提高效率。register是建议型的指令，而不是命令型的指令，如果CPU有空闲寄存器，那么register就生效，如果没有空闲寄存器，那么register无效。

9、字符串格式化输入和输出

9.1、字符串常量

字符串常量是内存中一段连续的char空间，以’\0’结尾。
字符串常量是由双引号括起来的字符序列，如：“chaina”、“C”、“￥123.1”都是合法的字符串常量
字符串常量与字符常量的不同
每个字符串的结尾，编译器会自动的添加一个结束标志位’\0’，即 “a” 包含两个字符’a’和’\0’。

9.2、printf函数和putchar函数

printf是输出一个字符串，putchar输出一个char。

printf格式字符：

打印格式	对应数据类型	含义
%d	int	接受整数值并将它表示为有符号的十进制整数
%hd	short int	短整数
%hu	unsigned short	无符号短整数
%o	unsigned int	无符号8进制整数
%u	unsigned int	无符号10进制整数
%x,%X	unsigned int	无符号16进制整数，x对应的是abcdef，X对应的是ABCDEF
%f	float	单精度浮点数
%lf	double	双精度浮点数
%e,%E	double	科学计数法表示的数，此处"e"的大小写代表在输出时用的"e"的大小写
%c	char	字符型。可以把输入的数字按照ASCII码相应转换为对应的字符
%s	char *	字符串。输出字符串中的字符直至字符串中的空字符（字符串以’\0‘结尾，这个’\0’即空字符）
%p	void *	以16进制形式输出指针
%%	%	输出一个百分号

printf附加格式：

字符	含义
l(字母l)	附加在d,u,x,o前面，表示长整数
-	左对齐
m(代表一个整数)	数据最小宽度
0(数字0)	将输出的前面补上0直到占满指定列宽为止不可以搭配使用-
m.n(代表一个整数)	m指域宽，即对应的输出项在输出设备上所占的字符数。n指精度，用于说明输出的实型数的小数位数。对数值型的来说，未指定n时，隐含的精度为n=6位。

9.3、scanf函数与getchar函数

getchar是从标准输入设备读取一个char。
scanf函数通过%转义的方式可以得到用户通过标准输入设备输入的数据