3.1示例程序
/*用GOLD衡量我的体重*/
#include <stdio.h>
int main(void)
{
float weight; /*体重kg*/
float value; /*同等质量黄金的价格*/
printf("Hello,Mr.Gold.Are you worth your weight in gold?\n");
printf("Let's check it out.\n");
printf("Please enter your weight in kg: \n");
scanf_s("%f", &weight); /*从用户处获取输入*/
value = 270.0 * weight * 1000; /*假设黄金¥270/g*/
printf("Your weight in gold is worth ¥%.2f.\n", value);
return 0;
}
此程序中包含C语言的一些新元素:
- 一种新的变量声明float weight;声明一个浮点(float)变量类型,以便处理更大范围内的数据
- 常量的几种新写法,现在您可以使用带小数点的数了
- 要打印这种新的变量类型,需在代码中使用%f 格式说明符来处理浮点值。对%f 说明符使用.2 修饰词可以精确控制输出格式,使浮点数显示到小数点后两位
- 使用scanf() 函数为程序提供键盘输入。%f 指示scanf() 从键盘读取一个浮点数,&weight 指定将输入值赋予变量weight 。scanf() 函数使用& 符号指示weight 变量的位置
- scanf() 和printf() 函数体现了程序的交互性
3.2变量与常量数据
变量是一段特定的计算机内存,有一个或多个连续的字节构成。变量的三个要素为:变量名、变量类型、变量的值。每个变量有一个名字,可以用变量名引用这段内存,读取它存放的数据,或在此存放一个新数据值。变量的类型有多种,每种类型用于存储一种特定的数据。
在程序执行过程中,其值不发生改变的量称为常量。常量分为直接常量和符号常量。直接常量是指可以立即拿来用,无需任何说明的量,如整型常量12、实型常量6.13、字符常量‘a’。符号常量是指用标识符来表示常量,符号常量在使用之前必须先定义。常量一般全用大写字母命名,用下划线分割单词。定义常量有三种方式:
#define PI 3.14 /*PI只是3.1415926的别名,在编译期间用3.1415926去取代Pi的值*/
const float PI = 3.14; /*将PI定义成变量,但告诉编译器它的值是固定不变的,若在程序中试图去修改PI值,编译时会报错*/
enum Sex{MALE,FEMALE} /*枚举常量,值是从0开始递增,即MALE=0,FEMALE=1*/
3.3数据:数据类型关键字
K&R C给出了7个数据类型相关的关键字(int、char、float、double、short、long、unsigned)。C90标准向其中添加了两个关键字(void、signed)。C99标准又添加了另外三个(_Bool、_Complex、_Imaginary)。
计算机存储的基本单位是位(bit),每一位可以存储一个二进制数(0或1);每8个位称为一个字节(byte),每个字节由一个数字标记,这种标记叫做地址,字节的地址可以唯一地引用计算机内存中的特定字节。
内存常用千字节(KB)、兆字节(MB)甚至千兆字节(GB)表示:1千字节(1KB)=1024字节、1兆字节(1MB)=1024千字节(KB)、1千兆字节(1GB)=1024兆字节(MB)。
3.3.1整数类型与浮点数类型
数据类型可以按其在计算机中的存储方式被划分为两个系列,即整数(integer)类型和浮点数(floating-point)类型。
3.3.2整数
整数就是没有小数部分的数。整数以二进制数字存储。
3.3.3浮点数
浮点数可以对应数学中的实数。浮点数表示法将一个数分为小数部分和指数部分并分别存储。
整数和浮点数的区别:
- 整数没有小数部分,浮点数可以有小数部分
- 浮点数可以表示比整数范围大得多的书
- 对于一些算术运算,使用浮点数会损失更多精度
- 计算机浮点数不能表示区域内所有的值
- 浮点运算通常比整数运算慢
3.4C数据类型
3.4.1int 类型
一、声明int 类型变量:为变量创建、标定存储空间
int age; /*声明一个变量*/
int apple,pen,pinapple; /*同时声明多个变量*/
二、初始化变量 :为变量赋一个初始值
age = 20; /*直接赋值*/
scanf(%d,&age); /*使用scanf()函数为程序提供键盘输入,%d指示scanf()从键盘读取一个整数,
&age指定将输入值赋于名为age的变量中,&符号指示age变量的位置*/
scanf("%d %d %d",&apple,&pen,&pineapple);
int age = 20; /*在声明语句中初始化变量*/
int apple = 1,pen = 2,pineapple = 3;
三、打印int 值
printf("%d\n",age); /*printf()函数有两个参数,它们之间由逗号分隔;
参数1是控制字符串,它控制如何显示由后面的参数指定的输出;
参数2是变量age;
%d称为格式说明符,它指示printf()应使用什么格式来显示一个数值*/
printf("apple = %d,pen = %d,pineapple = %d\n",apple,pen,pineapple)
/*必须确保格式说明符的数目同参数2中变量数目相同*/
四、八进制和十六进制
在C中,允许使用3中数制书写数字:十进制、八进制、十六进制,并由专门的前缀指明哪一种进制。前缀0表示使用八进制值,十进制数16用八进制表示为020。前缀0x或0X表示使用十六进制值,则十进制数16用十六进制表示为0x10或0X10。
在C中,也允许以这三种数制显示数字,并由专门的格式说明符指明哪一种数制。%o表示用八进制显示整数,%x表示用十六进制显示整数。若想显示C语言前缀,可以使用说明符%#o、%#x、%#X分别生成0、0x、0X前缀。
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int age=20;
printf("dec = %d,octal = %o,hex = %x\n",age,age,age); /*分别以十进制、八进制、十六进制显示十进制数20*/
printf("dec = %d,octal = %#o,hex = %#x\n",age,age,age); /*分别以十进制、八进制、十六进制显示十进制数20,并显示C语言前缀*/
return 0;
}
编译并运行上面的程序,将产生下列输出:
dec = 20,octal = 24,hex = 14
dec = 20,octal = 024,hex = 0x14
3.4.2其他整数类型
C提供4个附属关键字修饰基本的整数类型:short、long、signed、unsigned。
一、声明其他整数类型
short int apple; short apple; /*两条指令等价*/
long int apple; long apple; /*两条指令等价*/
unsigned int apple; unsigned apple; /*两条指令等价*/
unsigned long int apple; unsigned long apple; /*两条指令等价*/
long long int apple; long long apple; /*两条指令等价*/
/*signed可以和任何有符号类型一起使用,它使数据的类型更加明确,以下四条指令等价*/
short int apple;short apple;signed short int apple;signed short apple;
二、long 常量和long long 常量
若希望把一个较小的常量作为long类型对待,可以使用字母L(或l)后缀,比如20L;类似地,在支持long long类型的系统中,可以使用ll或LL后缀标识long long类型值,比如3LL;u或U后缀用于标识unsigned long long类型值,比如5ull、10LLU、9Ull。
三、打印short、long、long long 和unsigned 类型数
#include <stdio.h>
int main(void) /*打印short、long、long long和unsigned类型数*/
{
int a = 1;
short b = 2;
long c = 3;
long long d = 4;
unsigned e = 5;
unsigned long f = 6;
unsigned long long g = 7;
printf("a = %d\n", a); /*int 类型使用%d*/
printf("b = %hd\n",b); /*short 类型使用%hd*/
printf("c = %ld\n", c); /*long 类型使用%ld*/
printf("d = %lld\n", d);/*long long 类型使用%lld*/
printf("e = %u\n", e); /*unsigned 类型使用%u*/
printf("f = %lu\n", f); /*unsigned long 类型使用%lu*/
printf("g = %llu\n", g);/*unsigned long long 类型使用%llu*/
return 0;
}
编译并运行上面的程序,将产生下列输出:
a = 1
b = 2
c = 3
d = 4
e = 5
f = 6
g = 7
3.4.3使用字符:char 类型
char类型用于存储字母和标点符号子类的字符。在技术实现上char 是整数类型,因为char 类型实际存储的是整数而不是字符。
一、声明char 类型变量
char table; /*声明一个变量*/
char desk,chair; /*同时声明多个变量*/
二、字符常量及其初始化
char grade = 'a'; /*声明变量grade赋字符A*/
单引号中的一个字符是C的一个字符常量,编译器遇到‘a’时会将其转化为相应的编码值,其中单引号是必不可少的。
char converged;
converged = 'T'; /*可以*/
converged = T; /*不可以!把T看作一个变量*/
converged = "T"; /*不可以!把"T"看作一个字符串*/
三、非打印字符
有一些ASCII 字符是打印不出来的,例如以下动作描述:退格、换行、响铃等。如何表示这些字符呢?
第一种方法:使用ASCII 码,例如响铃字符的ASCII 值为7,因此:
char beep = 7;
printf("%c", beep); /*响铃*/
第二种方法:转义序列
给一个字符变量进行赋值时,转义序列必须用单引号括起来。
char nerf = '\n';
printf("%c", nerf); /*换行*/
第三种方法:使用十六进制形式表示字符常量
四、打印字符
printf() 函数使用%c 说明符打印一个字符。如果使用%d 说明符打印一个char 变量,将得到一个整数,该数为字符的十进制ASCII码值。
char grade = 'A';
printf("%c\n", grade); /*打印一个字符*/
printf("%d\n", grade); /*打印一个字符的十进制ASCII码值*/
编译并运行上面的程序,将产生下列输出:
A
65
3.4.4_Bool 类型
_Bool 类型由C99引入,用于标识布尔值,即逻辑值true (真)与false (假)。_Bool 类型实际上也是一种整数类型。
3.4.5可移植的类型:inttypes.h
inttypes.h 头文件使用typed 工具创建了新的类型名字,这些新的名称叫做“确切长度类型”。
/*altnames.c----可移植的整数类型名*/
#include <stdio.h>
#include <inttypes.h> /*支持可移植类型*/
int main(void)
{
int16_t me16;
me16 = 2018;
printf("First, assume int16_t is short: ");
printf("me16 = %hd\n", me16);
printf("Next, let's not make any assumptions.\n");
printf("Instead, use a \"macro\" from inttypes.h: ");
printf("me16 = %"PRId16"\n", me16);
return 0;
}
在最后的printf() 语句中,参数PRId16被它在inttypes.h里的定义"hd"所替代,C语言将三个连续的字符串合并为一个引号引起来的串,因而这行语句等价为:printf("me16 = %hd\n", me16);编译并运行上面的程序,将产生下列输出:
First, assume int16_t is short: me16 = 2018
Next, let's not make any assumptions.
Instead, use a "macro" from inttypes.h: me16 = 2018
3.4.6float、double 和long double 类型
一、声明浮点变量
float altitude;
double height;
long double distance;
二、浮点常量
一个浮点常量最基本的形式是:包含小数点的一个带符号的数字序列,接着是字母e或E,然后是代表10的指数的一个有符号值。如-6.18e2、1.3e-3。可以省略正号。可以没有小数点(3E5)或指数部分(3.14),但不能同时没有二者。可以省略纯小数部分(3.E5)或整数部分(.14E-5),但不能同时没有二者。
float altitude;
altitude = 2.0 * 4.0;
默认情况下,编译器会将浮点常量当作double类型,(通常)使用64位进行储存。乘积运算使用双精度结果被截为正常的float长度,这能保证计算精度,但会减慢程序的执行。通过F(或f)后缀可使编译器把浮点常量当作float类型,比如2.3f,3.1415F。通过L(或l)后缀可使浮点常量为long double类型,比如3.14L。
三、打印浮点值
float converged = 65.5f;
printf("%f\n",converged); /*打印十进制计数法的数字*/
printf("%e\n",converged); /*打印指数计数法的数字*/
编译并运行上面的程序,将产生下列输出:
65.500000
6.550000e+01
3.4.7其他类型
C从基本类型中衍生出其他类型,包括数组、指针、结构和联合。
3.4.8类型大小
C的内置运算符sizeof 以字节为单位给出类型的大小。
/*typesize.c----输出类型的大小*/
#include <stdio.h>
int main(void)
{
printf("Type char has a size of %u bytes.\n", sizeof(char));
printf("Type short has a size of %u bytes.\n", sizeof(short));
printf("Type int has a size of %u bytes.\n", sizeof(int));
printf("Type long has a size of %u bytes.\n", sizeof(long));
printf("Type long long has a size of %u bytes.\n", sizeof(long long));
printf("Type double has a size of %u bytes.\n", sizeof(double));
return 0;
}
/*输出结果:
Type char has a size of 1 bytes.
Type short has a size of 2 bytes.
Type int has a size of 4 bytes.
Type long has a size of 4 bytes.
Type long long has a size of 8 bytes.
Type double has a size of 8 bytes.
3.5使用数据类型
开发程序时,应当注意所需变量及其类型的选择。一般地,使用int 或float 类型表示数字,使用char 类型表示字符。在使用变量的函数开始处声明该变量,并为它选择有意义的名字。初始化变量使用的常量应当同变量类型相匹配。
很多程序员和组织都有系统化的变量命名规则,其中变量的名字可以表示它的类型。例如:使用 i_前缀表示int 变量,使用us_ 前缀表示unsigned short 变量。这样通过名字就可以确定变量i_smart 为int 类型,变量us_verysmart 为 unsigned short 类型。