[初学C语言]C语言数据类型和变量

目录

1.数据类型介绍

1.1字符类型

1.2整型

1.3浮点型

1.4布尔类型

1.5各种数据类型的长度

1.5.1sizeof操作符

1.5.2数据类型长度

1.5.3sizeof中表达式不计算

2.signed和unsigned

3.数据类型和取值范围

4.变量

4.1变量的创建

4.2变量的分类

5.算术操作符:+、-、*、/ 、%

5.1+和-

5.2*

5.3/

5.4%

6.赋值操作符：=和复合赋值

6.1连续赋值

6.2复合赋值

7.单目操作符:++、--、+、-

7.1++和--

7.1.1前置++

7.1.2后置++

7.1.3前置--

7.1.4后置--

7.2+和-

8.强制类型转换

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        数据类型是各种类型的集合，“类型”就是相似数据所拥有的共同特征,一种类型可以描述一组性质相同的数据，比如整型类型描述整数，字符型类型描述字符，浮点型类型描述小数。

        下面咱们来主要讨论C语言中的内置类型。

1.1字符类型

char //字符类型,character
[signed] char //有符号字符类型
unsigned char //无符号字符类型

1.2整型

//短整型 
short [int]
[signed] short [int]
unsigned short [int]
//整型 
int
[signed] int
unsigned int
//⻓整型 
long [int]    //long在不同平台的大小可能不同
[signed] long [int]
unsigned long [int]
//更⻓的整型 
//C99中引⼊ 
long long [int]
[signed] long long [int]
unsigned long long [int]

1.3浮点型

float//单精度浮点型
double//双精度浮点型
long double

1.4布尔类型

        C语言在C99之前用1来表示真，0来表示假，而在这之后引入了布尔类型,专门用来表示真假,需要包含头文件<stdbool.h>,布尔类型的变量的取值为true或者false

_Bool

1.5各种数据类型的长度

        每一种数据类型都有自己的长度，使用不同的数据类型，能够创建出不同长度的变量，变量的长度不同，储存的数据范围就有所差异。

1.5.1sizeof操作符

        sizeof是在之前有提到过的C语言中的一个关键字，专门用来计算类型的长度，单位是字节。

        sizeof操作符的操作数可以是类型，也可以是变量或者表达式。

sizeof(类型)
sizeof 表达式
sizeof(变量)

sizeof 的操作数如果不是类型，是表达式的时候，可以省略掉后边的括号的。

sizeof 后边的表达式是不真实参与运算的，根据表达式的类型来得出大小。

sizeof 的计算结果是 size_t 类型的(相当于unsigned int打印时用%zd)。

        举个例子,

#include <stdio.h>
int main()
{int a = 10;printf("%zd\n", sizeof(a));//整型,得到的是整型的大小printf("%zd\n", sizeof a);//a是变量的名字，可以省略掉sizeof后边的() printf("%zd\n", sizeof(int));//整型printf("%zd\n", sizeof(3 + 3.5));//浮点型,得到浮点型的大小return 0;
}

        运行得到

1.5.2数据类型长度

        直接用代码来看看在VS2022 x64环境下各个类型的大小，

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

        运行得到的结果为,

1.5.3sizeof中表达式不计算

        如下代码,

int main()
{int a = 9;int b = 3;printf("%zd\n", sizeof(a = b + 3));printf("%d\n", a);return 0;
}

        运行结果如下，发现a的值没有发生改变，也就是说，第一个表达式没有计算

        因为,sizeof 在代码进行编译的时候，就根据表达式的类型确定了，类型的常用，而表达式的执行却要在程序运行期间才能执行，在编译期间已经将sizeof处理掉了，所以在运行期间就不会执行表达式了。

2.signed和unsigned

        C语言使用 signed 和 unsigned 关键字修饰字符型和整型类型:

1. signed 关键字，表示⼀个类型带有正负号，包含负值；
2. unsigned 关键字，表示该类型不带有正负号，只能表示零和正整数。

        对于 int 类型，默认是带有正负号的，也就是说 int 等同于 signed int 。由于这是默认情况，关键字 signed ⼀般都省略不写，但是写了也不算错。int 类型也可以不带正负号，只表示非负整数。这时就必须使用关键字 unsigned 声明变量。

signed int a//等同于 int a
unsigned int a//只能为整数，等于size_t

        整数变量声明为 unsigned 的好处是,同样长度的内存大小，它能表示的最大整数值比signed大了一倍。比如signed short int 的取值范围是：-32768~32767，最大是32767；而 unsigned short int 的取值范围是：0~65535，最⼤值增大到了65,535。

        unsigned int 里面的 int 可以省略，所以上面的变量声明也可以写成下面这样。

unsigned a;

        字符类型 char 也可以设置 signed 和 unsigned

signed char c; // 范围为 -128 到 127 
unsigned char c; // 范围为 0 到 255 

注意，C语言规定 char 类型默认是否带有正负号，由当前系统决定。这就是说，char 不等同于 signed char ，它有可能是 signed char ，也有可能是 unsigned char 。 这⼀点与 int 不同， int 就是等同于 signed int 。

3.数据类型和取值范围

        上述的数据类型很多，尤其数整型类型就有short、int、long、long long四种，为什么呢？

        其实每⼀种数据类型有自己的取值范围，也就是存储的数值的最大值和最小值的区间，有了丰富的类型，咱们就可以在适当的场景下去选择适合的类型。

        如果想要查看当前系统上不同数据类型的极限值:

1. limits.h文件中说明了整型类型的取值范围
2. float.h文件中说明了浮点型的取值范围

        为了代码的可移植性，需要知道某种函数类型的极限值时，咱们可以用到如下常量：

• SCHAR_MIN ， SCHAR_MAX：signed char 的最小值和最大值。 
• SHRT_MIN ， SHRT_MAX ：short 的最小值和最大值。 
• INT_MIN ， INT_MAX：int 的最小值和最大值。 
• LONG_MIN ， LONG_MAX：long 的最小值和最大值。 
• LLONG_MIN ， LLONG_MAX：long long 的最小值和最大值。 
• UCHAR_MAX：unsigned char 的最大值。 
• USHRT_MAX ：unsigned short 的最大值。 
• UINT_MAX：unsigned int 的最大值。 
• ULONG_MAX：unsigned long 的最大值。 
• ULLONG_MAX：unsigned long long 的最大值。

4.变量

4.1变量的创建

        了解清楚了数据类型，这时候就要知道类型的作用了——创建变量。那么什么是变量呢？

        C语言中把经常变化的值称为变量，不变的值称为常量。

语法形式如下,

data_type name;

      | |          | |

数据类型 变量名

int age; //整型变量 
char ch; //字符变量 
double weight; //浮点型变量 

        如果在定义变量的时候给一个值，就称为初始化。

int age = 9;
char ch = 'c';
double weight = 75.0;
unsigned int height = 170;

4.2变量的分类

• 全局变量:在花括号外部定义的变量就是全局变量，全局变量的使用范围更广，整个工程中想使用，都是有办法使用的。

• 局部变量:在花括号内部定义的变量就是局部变量，局部变量的使用范围是比较局限，只能在自己所在的局部范围内使用的。

如下,

int b = 3;//全局int main()
{int a = 9;//局部printf("%d\n", a);printf("%d\n", b);return 0;
}

        如果全局变量和局部变量的名称一样呢？来试一下吧

int a = 3;int main()
{int a = 9;printf("%d\n", a);return 0;
}

        运行结果是局部变量，也就是说，当局部变量和全局变量同名时优先使用局部变量 。

  

        那么局部变量和全局变量储存在内存中的哪里呢？⼀般我们在学习C/C++语言的时候，我们会关注内存中的三个区域：栈区、堆区、静态区。直接说结论:

1. 局部变量是放在内存的栈区

2. 全局变量是放在内存的静态区

3. 堆区是用来动态内存管理的(后期再讲)

        其实内存区域的划分会更加细致，以后在操作系统的相关知识的时候再介绍。

5.算术操作符:+、-、*、/ 、%

        在写代码的时候一定会涉及到计算。而C语言为了方便运算，提供了一些列操作符(也称为运算符)，其中一组被称为算术操作符——包括+、-、*、/ 、%——都是双目操作符。

5.1+和-

        +和-用来完成加法和减法。它们都有两个操作数，位于符号的两端，这种操作符就叫做双目操作符。

int main()
{int a = 11 - 4;int b = 51 + 4;printf("%d\n", a);printf("%d\n", b);return 0;
}

        对于上述代码打印出来的就是计算后的值

5.2*

        运算符 * 用来完成乘法，如下

int main()
{int a = 8 * 9;printf("%d\n", a);return 0;
}

        打印结果为

5.3/

        运算符/用来完成除法。

        除号的两端如果是整数，执行的是整数除法，得到的结果也是整数。也就是说，结果会舍去小数，也并非四舍五入。如下,

int main()
{int a = 11/3;printf("%d\n", a);return 0;
}

        理论上打印结果是3.6666……，但实际上变成3了

        如果希望得到浮点数的结果，两个运算数必须至少有一个浮点数，这时C语言就会进行浮点数除法。如下

int main()
{printf("%lf\n", 11.0/3);return 0;
}

        这时候，结果就如所想，

        所以当计算整数之间的除法但是想要得到浮点数时，就可以想上面一样加一个.0或者直接乘上一个1.0.

5.4%

        运算符 % 表示求模运算，即返回两个整数相除的余值。这个运算符只能用于整数，不能用于浮点数。

int main()
{int x = 9 % 4; // 余1return 0;
}

        负数求模的规则是，结果的正负号由第一个运算数的正负号决定。如下

int main()
{printf("%d\n", 12 % -5); // 2printf("%d\n", -12 % -5); // -2printf("%d\n", -12 % 5); // -2return 0;
}

6.赋值操作符：=和复合赋值

        在创建变量的时候给变量一个值叫做初始化，而在变量创建好之后再给一个值就叫赋值。

int main()
{int baka = 9;//初始化baka = 99;   //赋值
}

        赋值操作符 = 是一个随时可以给变量赋值的操作符。

6.1连续赋值

        赋值操作符也可以连续赋值，如

int main()
{int a = 9;int b = 3;int c = 1;a = b = c + 8;//从右向左依次赋值return 0;
}

        C语言虽然支持这种连续赋值，但是写出的代码不容易理解，建议还是拆开来写，这样方便观察代码的执行细节。如下写法

int main()
{int a = 9;int b = 3;int c = 1;b = c + 8;a = b;return 0;
}

6.2复合赋值

        在写代码时，咱们常常需要一个变量进行自增、自减操作，如下,

int main()
{int baka = 9;baka = baka - 3;baka = baka + 3;return 0;
}

        而这样的代码,C语言提供了更便捷的写法,如下

int main()
{int baka = 9;baka -= 3;baka += 3;return 0;
}

        对于其他符号的这种写法如下，

-=         +=        *=        /=

>>=        <<=        &=        |=        ^=        (这一行后期讲解）

7.单目操作符:++、--、+、-

        前面介绍的都是双目操作符，有两个操作数。接下来要讲的操作符是单目操作符，只有一个操作数。++、--、+(正)、-(负) 就是单目操作符

7.1++和--

       ++是⼀种自增的操作符，又分为前置++和后置++，--是⼀种自减的操作符，也分为前置--和后置--.

7.1.1前置++

        如下举例

int main()
{int a = 9;int b = ++a;//前置++对a先进行++，再对b进行赋值printf("%d %d", a, b);return 0;
}

        运行得到a和b都是10

        总结一个口诀：因为++在前面，所以先+1，再使用。

7.1.2后置++

        先看例子,

int main()
{int a = 9;int b = a++;//先对b赋值，然后a+1printf("%d %d", a, b);return 0;
}

        看到结果可以看出，是先对b进行赋值，a才进行自加的。

        总结口诀：++在后面，所以要先进行其他运算，再对自己进行加1.

        从上述总结可以发现，前置++和后置++的区别仅在于，其所在的位置和进行运算的顺序不用。

7.1.3前置--

        前置--和前置++基本一样，唯一的区别是把加1换成了减1，口诀只是改成减1.

int main()
{int a = 9;int b = --a;//先对a进行-1，再对b进行赋值printf("%d %d", a, b);//8 8return 0;
}

7.1.4后置--

        和后置++同理。

int main()
{int a = 9;int b = a--;//先对b进行赋值，后对a进行-1printf("%d %d", a, b);//8 9return 0;
}

7.2+和-

        这里的+是正号，-是负号，都是单目操作符。

•   运算符 + 对正负值没有影响，是一个完全可以省略的运算符，但是写了也不会报错。

//两个赋值等价
int a = +10;
int a = 10;

• 运算符 - 用来改变⼀个值的正负号，负数的前面加上 - 就会得到正数，正数的前面加上 - 会得到负数。

int main()
{int baka = 9;printf("%d\n", baka);baka *= -1;//乘了一个-1变成了-9printf("%d\n", baka);baka *= -1;//再乘一个-1又吧变回了9printf("%d\n", baka);return 0;
}

        打印结果也证明了这一点,

8.强制类型转换

        在操作符中还有⼀种特殊的操作符是强制类型转换，语法形式很简单,接下来举个例子，

        当咱尝试给一个整型变量赋值一个浮点数时，发现报了一个警告，这时候就要用到强制类型转换，使得3.14的类型和变量的类型匹配。

        以下是强制类型转换的语法形式

int baka = (int)3.14;//在需要转换的数据前面加上(变量)

        这下编译器就没有报警告了。

        非必要的时候一般不使用强制类型转换，强扭的瓜不甜嘛，如果不需要强制类型转换就能实现代码，那不是更好吗？