数据类型

1、常量与变量

1.1、关键字

C关键字共有32个

1）数据类型关键字12个：

char、short、int、long（long long）、float、double、unsigned、signed、struct、union、enum、void

2）控制语句关键字12个：

if、else、switch、case、default、break、for、do，while、continue、goto、return

3）存储类关键字5个：

auto、extern、register、static、const

4）其他关键字3个：

sizeof、typedef、volatile（防止编译器优化）

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

• 数据类型：
  • 基本类型
    • 整型：int、short、long
    • 字符型：char
    • 实型（浮点型）：float（单精度实型）、double（双精度实型）
  • 构造类型
    • 数组类型
    • 结构体：struct
    • 联合类型：union
    • 枚举类型：enum
  • 指针类型： （char *、 int *、int **等）

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

定义常量的方式：

const 数据类型 常量名=值; （在C语言中不安全，建议使用宏，在C++中安全）
#define 常量名 值

1.4、变量

• 在程序运行过程中，其值可以被改变的量

• 占位符，%f 表示输出一个浮点型float，默认保留6位小数 占位符，%lf 表示输出一个浮点型double 占位符，%.2f 表示输出一个浮点型float，保留两位小数，在C中会四舍五入，在C++中不会四舍五入

  占位符，%.2lf 表示输出一个浮点型float，保留两位小数，在C中会四舍五入，在C++中不会四舍五入

变量定义格式：

数据类型 变量名=值;

#include<stdio.h>

//宏定义
#define PI 3.14159
int main()
{
	//const double pi = 3.14159265354;
	float r = 2;
	double s = PI * r * r;
	double l = 2 * PI * r;

	//占位符，%f 表示输出一个浮点型float，默认保留6位小数
	//占位符，%lf 表示输出一个浮点型double
	//占位符，%.2f 表示输出一个浮点型float，保留两位小数，在C中会四舍五入，在C++中不会四舍五入

	printf("圆的周长：%lf\n圆的面积：%.2lf\n", l, s);
	return 0;
}

注：在定义局部变量可以在数据类型前面加修饰 auto, 也可以不加

1.5、标识符

1）命名规则：

• 不能使用关键字
• 允许使用字母、数字和下划线的组合
• 不允许以数字开头
• 标识符字母区分大小写
• 见名知意

2、整型：int

2.1、整型变量的定义和输出

#include<stdio.h>

int main0301()
{
	//无符号 unsigned；有符号 signed(可以省略，默认都是有符号的)
	//int a = -10;
	unsigned int b = -10;

	//%u 占位符，输出一个无符号的十进制 int 类型
	printf("%u\n", b);
	return 0;

}

int main(void)
{
	/*
	//进制相关的问题
	//二进制（0-1）、八进制（0-7）、十六进制（0-9 A-F）
	int a = 10;
	printf("%d\n", a);

	//%x 占位符，输出一个八进制 int 类型
	printf("%x\n", a);
	printf("%X\n", a);

	//%u 占位符，输出一个十六进制 int 类型
	printf("%o\n", a);
	*/


	//定义八进制数据，以0开头
	int a = 0123;

	//定义16进制数据，以0x开头
	int b = 0xabcdef;

	printf("%d %d\n", a, b);

	//计算机定义数据是，不可以直接定义二进制

	return 0;
}

2.2、整型变量的输入

1）VS的C4996错误

scanf 引起的安全警告问题

由于微软在VS中不建议使用C的传统库函数 scanf，srtcpy，sprintf等，所以直接使用这些库函数会提示C4996错误。VS建议使用带_s的函数，如scanf_s，strcpy_s等函数，这些函数不是编撰C函数。

要继续使用此函数，要在源文件中添加宏来避免这个错误：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS			# 这个宏放在程序第一行，其他位置依然会报错
#pragma warning(disable:4996)			# 或者使用这和

• 由于用户输入的可能不是期望的类型，但是依然按照期望的类型进行处理了，最终导致出错，因此是不安全的

2.3 short、int、long、long long

3、sizeof 关键字

计算一个数据类型的大小，单位为字节。返回值为 size_t，在32位系统下是unsigned int，是一个无符号的整数。

sizeof(数据类型)	//或者		
sizeof(变量名)

注：整型数据在内存中的占据内存大小与操作系统有关，但是：

short<=int <=long<long long

当一个小的类型赋值给大的类型，不会有丢失，但是反过来会有丢失

4、字符型

4.1、字符型变量的输入输出

char 存储一个字符 占用一个字节 单引号’‘

字符型存储时，存放的是字符对应的ASCII码，实际上字符型是一个一字节的整型数据。

• 字符型变量

char ch='a';

• 打印字符型变量

printf("%c\n",ch);

• 打印字符对应的十进制

printf("%d\n",ch);

• ASCII码：

空格：32

‘0’：48

‘A’：65

‘a’：97

• 字符型也可以进行加、减运算

char ch1='a';
char ch2='A';
printf("%d\n",ch1-ch2);

• 小写字母转大写字母，减32；大写字母转小写字母，加32

4.2、转义字符

打印%也需要进行转义：\%

5、实型（浮点型）：float，double

• double类型比float表示的浮点型精度更高。
• 由于存储单元有限，因此浮点型的表示精度也是有限的，存在误差。
• 占位符 %lf 表示double型的输出，但是使用 %f 也可以

5.1、sizeof 字节大小

• float：4字节
• double：8字节

浮点型在内存中的存储分为三部分：

• 符号位
• 指数为
• 小数位

占位符 %p 以无符号十六进制显示内存的地址：

int a=10;
float b=3.14;
printf("%p\n",&a);
printf("%p\n",&b);

大小端对齐存储

5.2、以科学计数法表示浮点型数据

float a=3.2e2f;

float b=3.2e-2f;

float c=3210.454;
printf("%e\n",c);

float d=0.123456;
printf("%e\n",d);

6、进制

x进制就是逢x进一。

6.1、二进制

基数为2，逢二进一，借一当二。

数据在计算机中主要是以补码的形式存储的。

1）十进制转二进制

除二反序取余法

2）二进制转十进制

权值法：将一个二进制从末尾开始乘以二的n次幂，n从0开始

1010 $\rightarrow$ 0 * 2^0+1 * 2^1+0 * 2^2+1 * 2^3=10

3）十进制转八进制

除八反序取余法

4）八进制转十进制

权值法：将一个八进制从末尾开始乘以八的n次幂，n从0开始

5）十进制转十六进制

除十六反序取余法

6）十六进制转十进制

权值法：将一个十六进制从末尾开始乘以十六的n次幂，n从0开始

7）二进制和八进制、十六进制之间的转换

• 8421法则：二进制转十进制，从右往左，分别对应1,2,4,8，……
• 二进制转八进制：二进制从右往左，三位一组，将三位二进制转换成一位八进制
• 八进制转二进制：一位八进制转换成三位二进制
• 二进制转十六进制：二进制从右往左，四位一组，将四位二进制转换成一位十六进制
• 十六进制转二进制：一位十六进制转换成四位二进制

7、计算机内数据的存储方式

7.1、小数转二进制

十进制小数转二进制，小数部分和2相乘，取整数，不足1取0，每次相乘都是小数部分，顺序看取整后的数就是转化后的结果

例如：0.432

0.432*2=（0）（0.864） * 2=（1）（0.728） * 2=（1）（0.456）

由于0.432三位小数，因此结果就只需取三位，对应的二进制结果为0.011

7.2、内存单位

7.3、原码

原码：数字的二进制形式

• 最高位作为符号位，0表示正，1表示负
• 其他数值部分就是数值本身绝对的二进制数
• 负数的原码是在其绝对值的原码的基础上，符号位为1

7.4、反码

• 对于 正数，反码与原码相同
• 对于负数，符号位不变，其他部分按位取反

7.5、补码

在计算机系统中，数值一律用补码来存储

• 对于正数，原码、反码、补码相同
• 对于负数，其补码为反码加1
• 补码符号位不动，其他位取反，最后整个数加1，得到原码

补码运算的优点：

• 统一了0的编码
• 将符号位和其他位统一处理
• 将减法运算转换为加法运算
• 两个用补码表示的数相加时，如果最高位（符号位）有进位，则进位直接舍弃

零在计算机中的存储方式：0000 0000

7.6、有符号数和无符号数的取值范围

有符号：

数据存储时，将-0对应的区间值，设为最小的负数，例如8位，就是-128

有符号字符型取值范围：[-2^7, 2^7-1]

signed int 32bit：[-2^31, 2^31-1]

long long 64bit：[-2^61, 2^61-1]

short 2bit：[2^-15, 2^15-1]

long 32bit：[-2^31, 2^31-1]

无符号：

unsigned char：[0, 2^8-1]

unsigned int：[0, 2^32-1]

unsigned long：[0, 2^32-1]

unsigned short：[0, 2^16-1]

8、数据溢出

char ch=127;
ch+=2;
printf("%d\n",ch);		//-127

• 当超过一个数据类型能够存放的最大范围时，数值会溢出。
• 有符号位最高位溢出：符号位溢出会导致数的正负发生变化，最高位溢出会导致最高位丢失

9、类型限定

计算机中的变量在存储的时候分三步：1）声明；2）定义；3）使用

10、字符串的格式化输入和输出

10.1、字符串常量

• 字符串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 “china”
• 字符串常量和字符常量不同：
  • “a” 为字符串常量，编译器会自动在末尾添加一个结束标志位 ‘\0’，即 “a” 包含两个字符 ‘a’ 和 ‘\0’，占两个字节空间
  • ‘a’ 为字符常量，占一个字节空间
• 占位符 %s 表示输出一个字符串，遇到 \0 停止，例如：

char *a="hello \0 world"
printf("%s\n",a);		//输出为 hello

char *b="hello world"
printf("%s\n",b);		//输出为 hello world

char *c[11]="hello world"
printf("%s\n",c);		//输出为 hello world83w90mfi3	由于只有11个字节位置，没有空间存储结束标志符 \0 ,%s 在输出的时候找不到结束位置，就会一直往后读取内存，直到遇到 \0 为止，额外输出的内容是不确定的

10.2、printf 函数和 putchar 函数

printf 是输出一个字符串，putchar 是输出一个 char

1）printf

printf 附加格式：

int a=10;
printf("%d\n",a);		//10
printf("===%-5d===\n",a);		//===10   ===
printf("===%5d===\n",a);		//===   10===	默认右对齐
printf("===%05d===\n",a);		//===00010===

int b=123456;
printf("===%05d===\n",b);		//===123456===	数据的长度大于指定的域宽，就直接输出，若小于，则使用指定字符填充

float c=3.14;
printf("%3.2f\n",c);			//3.14
printf("%===7.2f===\n",c);		//===   3.14===	m表示正体的宽度
printf("%===07.2f===\n",c);		//===0003.14===	m表示正体的宽度
printf("%===-7.2f===\n",c);		//===3.14   ===	m表示正体的宽度

2）putchar

char ch='a';
//输出字符
printf("%c\n",a);		//a

//putchar
putchar(ch);			//a
putchar('B');			//B
putchar(97);			//a

//输出转义字符
putchar('\n');			//输出一个换行符

• putchar 输出字符，可以是变量，字符，数字（0-127），转义字符

10.3、scanf 函数和 getchar 函数

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

1）scanf

char ch;
scanf("%c",&ch);
putchar(ch);

int a,b;
scanf("%d%d",&a,&b);			//有多个占位符的时候，输入通过空格或者换行来进行分割，这里可以输入12 34，也可以输入12\n34
scanf("%d,%d",&a,&b);			//也可以使用特定的分隔符，例如使用逗号，输入格式为：12,34。但是不能使用 \n 作为分隔符，因为使用 \n 会导致输入无法终止
printf("%d\t%d\n",a,b);

scanf("%3d,%d",&a,&b);			//使用域宽限制，可以对整型的输入进行限制，例如这里输入：123456
printf("%d\t%d\n",a,b);			//输出结果为：123        456

2）getchar

char ch;

//接收键盘获取字符
ch=getchar();		//输入：b
putchar(ch);		//输出：b

ch=getchar();		//输入：abc
putchar(ch);		//输出：a	putchar只能输入一个字符

//在程序最后添加 getchar() ，可以使窗口停留等待，达到和 system("pause")类似的效果
getchar();