C语言中的数据类型

• 1. C数据类型
     • 1.1 基本类型
       • 1.1.1 数值类型
         • 1.1.1.1 整形

1) 短整型 short（short int）
2) 基本（整）型 int
3)长整型 long（long int）
引申：C语言如果表示整数的正或负，有无相应类型： 在以上整形类型前加上unsigned 表示正整数类型；以上类型如果没有用 unsigned 修饰，缺省就是正整数类型，把这样的类型称为无符号类型 在以上整形类型前加上 signed 表示负整数类型；把这样的类型称为有符号整数

        - 1.1.1.2 浮点型

1) 单精度型 float
2) 双精度型 double

     - 1.1.2 字符类型 char
  - 1.2 构造类型
     - 1.2.1 数组
     - 1.2.2 结构体 struct
     - 1.2.3 共用体 union
     - 1.2.4 枚举类型 enum
  - 1.3 指针类型
  - 1.4 空类型 void
  - 1.5 定义类型 typedef

• C 语言数据的基本表现形式（在C语言中，数据的基本表现形式是常量和变量）
  • 1. 常量（在执行程序的过程中，其值不能被改变的量）
       • 常量分类：
         • int、float、double、char 和 符号常量。
         • 1.1 整型常量
           • 1.1.1 整型常量表示

可用十进制、八进制和十六进制三种形式表示：
（1）十进制整型常量：由0至9的数字组成以及+与-，不能以0 开头。如：123、-456.4
（2）八进制整型常量：以0（数字0）为前缀，其后由0到7的数字组成，没有小数部分。如：0123、-011
（3）十六进制整型常量：以0x或0X为前缀，其后由0到9的数字和A～F(或a～f) 字母组成，没有小数部分。如：0x12、-0x11
进制转换：
其他进制 -> 十进制：
“按权相加” 权：数位表示的单位

• 例子：
  • 025 28^1 + 58^0 21
  • 0x25 216^1 + 516^0 37

十进制 -> 其他进制 ：
不断除以 进制数，直到商为0，反向记录余数；
八进制 <—> 十六进制：
借助二进制转换
概念：
字节(byte)： 内存单元的单位
二进制位(bit)：一个字节又划分为 8个二进制位
整型常量中的长整型数据可用L作后缀表示。如：1234L等。

        - 1.1.2 整型常量的分类

三种类型的整型常量：
有符号 与 无符号 基本整型常量


有符号 与 无符号 长整型常量
有符号 与 无符号 短整型常量

     - 1.2 浮点型常量
        - C语言中的浮点数（float point number）就是平常所说的实数（real number）
        - 1.2.1 浮点型常量的表示形式

(1) 十进制小数形式，如0.123, 1.23, 123. 0, -17.8, 0.0等。
(2) 指数形式（科学记数法），如1230 可以表示为1.23e3或1.23E3
注意：
① 在符号 e 的前面必须要有数字。
② 在符号 e 的后面必须为整数，不能是带有小数点的实型数。
实型常量的后缀用F（或f）表示单精度型。后缀用L（或l）表示双精度型。不加后缀默认为双精度。

     - 1.3 字符常量
        - 用单引号括起来的一个字符，如：'a'、'A'、'?'等
        - 转义字符常量： 反以斜杠‘\’开头的字符序列 ，表示控制及不可见的字符。如：

        - 1.4 字符串常量

用一对双引号括起来的一个字符序列，如：“How do you do?”、“China”、“a”、“$123.45”等。可以输出一个字符序列，如：Printf(“How do you do.”);
字符串常量“a”与字符常量’a’的区别

系统自动为字符串常量加上结尾符“\0”，使所占内存单元多一个，但字符串常量的长度不变，可用sizeof( )运算符来测量。
1.5 符号常量
定义一个标识符来代表一个常量。如:用PI代表圆周率Л，即 3.1415926。（注意：定义符号常量时往往大写）
好处：
增加可读性。
增强了可维护性。
定义符号常量：
用编译预处理命令＃define(宏定义)
格式:
#define 标识符 字符串
标识符和字符串之间用空格隔开。句末不用分号。
例：
#define PI 3.1415926
#define PRICE 38.5
例2：在程序中使用符号常量

#define PRICE 30 /定义符号常量PRICE/ #include void main( ) { int num,total; /定义整型变量/ num=10; /给变量赋值/ total=num PRICE; /符号常量参加运算*/ printf(＂total=%d\n＂, total); } 运行结果： total=300

• 1. 变量（在程序执行过程中其中的值可以被改变的量）
     • 2.1 本质
       • 代表的是一块内存空间的标识，用来存放数据，也就是说，变量是数据的载体，变量是用来承载数据的。
     • 2.2 变量应该有一个名字
       • 以便按名字引用（使用）变量。可以通过变量名称访问该变量代表的内存空间，从而访问内存空间中的数据。
     • 2.3 变量定义格式
       • 变量格式：数据类型 变量名列表

例： #include int main() { int i=1; //初始化 i int j; j=1; //给 j 赋初值 }

     - 2.3.1 定义变量的过程
        - 1. 系统在内存中开辟内存空间；
        - 2. 开辟的内存空间的大小，取决于变量的类型；
        - 3. 以变量名作为该内存空间的表示（名称）；
        - 4. 使用变量，相当于操作变量代表的内存空间；
        - 注意：在C语言中，要求对所用到的变量使用前必须先强制定义，即：先定义，后使用。
     - 2.3.2 变量名的命名规则
        - 变量名必须以字母或下划线开头，后面可以跟若干个字母、数字或下划线；
        - 变量名不能与C语言中已经存在的标识符重名
        - 变量名、变量值、变量所占存储单元之间的关系

        - C语言中的标识符

对标识符的定义 用来标识对象的名字的有效字符。对象包括变量、函数、数组、类型等。即标识符就是对象的名字。
标识符的构成
C语言规定标识符只能由字母、数字和下划线3种字符组成，且第一个必须为字母或下划线（不能以数字开头）。
编译系统对大小写敏感。变量名一般用小写字母表示。
C语言中有3类标识符
关键字
有32个，系统有特定的含义和用途，如：float、 int、if、else等，不能用作变量名；
系统预定义的标识符
如系统提供的库函数名sin、printf、main及预编译命令define、include等；
用户标识符
用户定义的标识符，用来给程序中的变量、自定义函数、符号常量、数组、结构体、共用体、文件等命名。、
Ｃ语言中有32个关键字，不允许用户再用来定义标识符

12个预处理命令

• 不同类型的数据在内存中的存放形式
  • 1. 用来存放整型数据的变量
       • 我们定义一个整型的变量，C编译系统实际是在内存中分配了能够存储一个整型数据的存储空间，并用变量名来标识这个空间，对该空间的使用也就可以通过变量名来访问。
       • 若不知道所用的C编译系统对变量分配的存储空间大小，可用sizeof运算符查询，如：printf(“%d,%d,%d\n”,sizeof(int),sizeof(short),sizeof(long));
         • 说明：
           • 一个类型说明语句可以同时定义多个同类型的变量，各变量之间用逗号“，”分隔。多个同类型的变量也可以用多 个类型说明语句定义；
           • 用类型说明语句定义的变量只是说明了为这些变量分配了存储空间，以便用于存放与之相同类型的数据，在未对这些变量赋值前，这些变量中（即存储空间中）的值是随机的；
           • C语言允许在定义变量的同时为变量赋初值；
           • 在为长整型变量初始化或赋值时，如果被赋数据为基本整型常量，则C编译系统自动将被赋数据转换成与相应变量的类型一致；
           • 由于各种整型变量所占的字节数有限，因此，它们所能存放的整数有一定的范围。
       • 例：整型变量的定义与使用

include void main() { int a,b,c,d; unsigned int u; a=12； b=-24； u=10； c=a+u； d=b+u; printf(“ a+u=％d, b+u=％6ld\n”，c，d)； } 运行结果为: a+u=22 , b+u=-14

  - 1.1 整型数据在内存中的存放形式
     - 数据在内存中是以二进制形式存放的。
     - 如果有以下语句：

int i; /定义i为整型变量/ i=10; /给i赋整数10为值，若在内存中占2字节/

     - 则十进制数10的二进制形式为1010，在内存中的实际存放形式为： 0000000000001010
     - 实际上，数据在内存中是以补码的形式表示的
        - 正数的补码和原码（即该数的二进制形式）相同；
        - 负数的补码是将该数绝对值的二进制形式，按位取反再加1。
        - 例如-10的补码是：1111111111110110。因为：

        - 可见：在存放整数的存储单元中，一般情况下，最左边的一位用来表示符号位。符号位为“0” 时表示正数，符号位为“1”时表示负数。

• 1. 浮点型变量
     • 2.1 浮点型变量的分类

  - 2.2 浮点型数据在内存中的存放形式
     - 浮点型数据在内存中按照指数形式存放。系统将一个浮点数分成小数部分和指数部分，分别存放。
        - ![](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2021/png/21767570/1623045757801-47b608ae-9b23-428a-936b-acb178e97d1d.png#align=left&display=inline&height=148&margin=%5Bobject%20Object%5D&originHeight=148&originWidth=892&status=done&style=none&width=892)
        - 在内存中存放分为3部分：

最高位：符号位（0：正 1：负）
指数位：
单精度（浮点数二进制的指数 + 127）
双精度（浮点数二进制格式的指数 + 1023）
小数部分：浮点数二进制的小数部分
单精度：23 bits
双精度：52 bits

        - 例子：
        - 23.125 = 10111.001 = 1.0111001 * 2^4则内存中存放数据为 01000001101110010000000000000000
  - 3. 字符变量
     - 字符型变量用来存放字符常量。
     - 字符型变量的定义方式如为：char 变量名列表

     - 字符数据在内存中的存储形式及其使用方法
        - 将一个字符常量存入一个字符变量，实际上并不是把该字符本身存入内存单元中，而是将该字符对应的ASCII码存入内存单元中。

        - 由前可见，在内存中字符数据的存储形式与整型数据的类似，这就使得字符型数据和整型数据之间可以通用。即一个字符数据既可以字符形式输出，也可以整数形式输出。

以字符形式输出时，系统先将内存单元中的ASCII码转换成相应字符，然后输出。
以整数形式输出时，直接将ASCII码作为整数输出。
因此，可以对字符数据进行算术运算，这时相当于对其ASCII码进行算术运算。

     - <br />

• 各类数值型数据间的混合运算
  • 1）整型、实型、字符型数据间可以进行混合运算，如：10-‘a’*1.5
    • 运算时，参加运算的两个数据如果类型不同，则首先将其类型转换成一致再运算，转换规则是：将优先级低的类型转换到优先级高的类型
    • 注意：在混合运算过程中，系统所进行的类型转换并不改变原数据的类型，只是在运算过程中将其值变成同类型后再运算。

  - 注意：在混合运算过程中，系统所进行的类型转换并不改变原数据的类型，只是在运算过程中将其值变成同类型后再运算。

• 2）C语言提供了强制类型转换运算，可得到一个所需类型的数据。强制类型转换的形式为：(类型名)(表达式)

  - 特别需要说明的是，在强制类型转换过程中，并不改变原变量的类型，只是在运算过程中将其值转换类型后再运算。
  - 例：

• 主要的算术运算符和算术表达式
  • 1. C语言运算符和C算术表达式简介
       • 1.1 C运算符
         • 1）算术运算符 + - * / ％
         • 2） 关系运算符 > < >= <= == !=
         • 3） 逻辑运算符 ! && ||
         • 4） 位运算符 << >> ~ ! ^ &
         • 5） 赋值运算符 = += -= *= /= ％=
         • 6） 条件运算符 ? :
         • 7） 逗号运算符 ,
         • 8）指针运算符 * &
         • 9） 求字节数运算符 sizeof
         • 10）下标运算符 [ ]
         • 11） 强制类型转换运算符（类型）
         • 12）分量运算符 . ->
         • 13）其它 如函数调用运算符( )
       • 2.2 表达式
         • 所谓表达式是将操作对象用运算符连接起来的符合Ｃ语法规则的式子
         • 1） 算术运算符 2+6.7*3.5+sin(0.5)
         • 2）关系运算符 x>0, y<=z+6
         • 3） 逻辑运算符 x>0&&y>0 表示x和y同时大于0时条件成立
         • 4）赋值运算符 a=5.6
         • 5）逗号运算符 x=3, y+=4, z-=8 结果是最后一个表达式的值8
         • Ｃ语言规定了运算符的优先级和结合性。在表达式求值时，按运算符的优先级别高低次序执行。如果运算对象两侧的运算符优先级别相同，如a+b-c，则按规定的“结合方向”处理。
         • 2.3 主要的算数运算符
           • 2.3.1 基本的算术运算符

• 加法运算符（双目运算符），或正值运算符（单目运算符），如 3+5，+3。
  - 减法运算符（双目运算符），或负值运算符（单目运算符），如 5-2，-z。
  乘法运算符（双目运算符），如y3。
  / 除法运算符（双目运算符），如5/3。注：两个整数相除得整数商
  % 模运算符（双目运算符），或求余运算符。只适用于整型数据，如12％5的值为2，32％11的值为10等。
  这些算术运算符的运算顺序与数学上的运算顺序相同。
  2.3.2 C语言运算符的优先级
  

  • 1. 算术表达式和运算符的优先级与结合性
       • 算术表达式是指用算术运算符和括号将运算对象连接起来的、符合C语法规则的式子， 称为C算术表达式。 如：a*b/c-1.5+’a’
       • 对于算术表达式要注意以下几个问题：
         • 1）表达式中各种运算符的运算顺序，必要时应加括号，
           • 例如：

(a+b)/(c+d)≠a+b/c+d。

     - 2） 注意表达式中各运算对象的数据类型，特别是整型相除。C语言规定，两个整型量相除，其结果仍为整型。
        - 例如：

7/6的值为1；
4/7的值为0；
(1/2)+(1/2)的值为0，而不是1。

  - 优先级与结合性
     - 在表达式求解时，先按运算符的优先级别高低次序执行，若一个运算对象两侧的运算符的优先级别相同，则按规定的结合方向处理。
        - 各种运算符的结合方向：

1） 算术运算符的结合方向是：“自左至右”，即运算对象先与左边的运算符结合，例如：a-b+c 先执行a-b，然后在执行加C运算
2） 有些运算符的结合方向是：“自右至左”，即运算对象先与右边的运算符结合，例如：i++
3） 若一个运算符两侧的数据类型不同，会自动转换成同类型后进行运算

  - 自增++ 、自减--运算符
     - ++i，--i 表示在使用该运算对象之前使先它的值增1或减1，然后再使用它，即使用的是增1或减1后的值。
        - 例如：

语句x=++n；相当于以下两个语句的运算结果：n=n+1；x=n；

     - i++，i-- 表示在使用该运算对象之后才使它的值增1或减1，即使用的是增1或减1前的值。
        - 例如:

语句x=n++；相当于以下两个语句的运算结果：x=n；n=n+1

     - 注意：
        - 1）增1与减1运算符只适用于整型变量或字符型变量，而不能用于其他类型的变量；
        - 2） 增1与减1运算符不能用于常量或表达式。例如，--5， (i+j)++等都是非法的。
  - 赋值运算符
     - “=”称赋值运算符，其作用是将一个数据赋给一个变量。如： a=5不要理解为“等号”。
     - 执行赋值运算的结果，是将右边的数据存入左边变量所对应的内存单元中。
     - 赋值规则
        - 如果赋值运算符两侧的类型不一致，则在赋值时要进行类型转换，转换规则为：

实型 -> 整变量
舍去小数部分。
int a=5.5; a中为5。
整型 -> 实变量
数值不变，以浮点形式存储。
字符型 -> 整变量
放在整形变量低8位。保持原值不变原则。int a=‘A’;

     - 赋值表达式
        - 主要实现赋值运算的表达式。
        - 一般形式：

<变量>=<表达式>
如： a=5 y=2*x+3 a=a+1 不是衡等

     - 作用：将右边表达式的值赋给左边的变量。赋值表达式的值取左边变量的值。
  - 逗号运算符
     - 用途：将若干个表达式“串联”起来，如：3+5，6+8；(a=3*5,a*4),a+5
     - 别称：顺序求值运算符
     - 逗号表达式
        - 一般形式为：表达式1，表达式2，...,表达式n
        - 求解过程：按从左到右的顺分别计算各表达式的值，其中最后一个表达式n的值就是整个逗号表达式的值。

• 本章小结：
  • 各类数据在内存中所占的字节数。ANSI C没有具体规定，由各C编译系统自行决定。常见的有两种：
  • short型2字节、 int型4字节、 long型4字节
  • 对字符型都是1字节
  • 对浮点数一般都是：float型4字节、 double型8字节
  • 可用运算符sizeof(类型名)或 sizeof(变量名)测出其字节数。
  • 区别字符和字符串。单引号括起来的是字符，占1个字节；尚引号括起来的是字符串，占n+1个字节，因为有结尾符“\0”。一个字符（char）型变量中只能存放1个字符。
  • 自增++和自减—运算符，只能用于变量，不能用于常量和表达式。

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