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C语言数据类型和变量

1 数据类型的介绍

用整数类型来描述整数字符数类型描述字符浮点数类型描述小数。
数据类型就是int ，char等。
类型就是相似的数据所具有的共同特征。
编译器只有知道了数据的类型才知道怎么操作数据。
数据类型分为内置类型和自定义类型。
内置类型又分为字符型，整型，浮点型，布尔类型。

1.1 字符型

• 关键字： char (character)
• 描述：用于描述字符。

1.2 整型

• 关键字： int (integer)
• 描述：用于描述整数（如 1, 2, 3, 4）。
• 细分：
• 短整型： short int == short
• 长整型： long int == long
• 长长整型： long long int == long long

1.3 浮点型

• 描述- 关键字： int (integer)
• 描述：用于描述整数（如 1, 2, 3, 4）。
• 细分：
• 短整型： short int == short
• 长整型： long int == long
• 长长整型： long long int == long long
  ：小数 == 浮点数，它的类型叫浮点型。
• 细分：
• 单精度浮点型： float
• 双精度浮点型： double
• 精度更长的浮点型： long double

1.4 布尔类型

• 关键字： _Bool
• 描述：有些值只有真/假两种类型，这些值叫布尔值。
• 规则：0表示假，非0则为真。
• 头文件：需包含 <stdbool.h> 。
• 示例代码：

c

#include <stdbool.h>
int main() {
_Bool n = true; // n赋值为true或false
if(n)
printf(“真”);
return 0;
}

(注：早期C语言可能使用宏定义 #define bool _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。

1.5.1 sizeof 操作符

• 定义： sizeof 是一个关键字，也是一个操作符，专门用来计算 sizeof 的操作数类型的长度。
• 单位：字节。
• 用法： sizeof 用 %zd 输出。
• 示例：

c

printf(“%zd\n”, sizeof(char)); // 输出 1 (1个字节)
printf(“%zd\n”, sizeof(int)); // 输出 4 (4个字节)

• 标准规定： sizeof(long) >= sizeof(int) 。

1.5.2 一个字节是8个bit位

• bit位：计算机识别的二进制 0/1，称为 1 bit 位。
• 换算：- 1 字节 (char) == 8 bit- 1 字节 (_Bool) == 8 bit- 注意： sizeof(a) 当 a 为变量时，等同于 sizeof a （可以省略括号）。

2 signed 和 unsigned

• signed (有符号的)：可正、可负、可0。例如 signed int num。默认就是 signed。
• unsigned (无符号的)：仅正或0。例如 unsigned int num。- 作用：声明 unsigned 的好处是，同样长度的内存能够表达的最大整数值增加了一倍。- signed short int (16位): -32768 ~ 32767- unsigned short int: 0 ~ 65535 (最大值扩大一倍)- char 的特殊性：char 是否有正负号由当前系统决定，可能是 signed char 也可能是 unsigned char。

2.1 size_t 类型

• 定义：sizeof 的计算结果为 size_t 类型。
• 打印格式：- %zd (有符号整数，C99标准引入)- %u (打印无符号整数，对应 unsigned int)- %lu (对应 unsigned long)- %llu (对应 unsigned long long)- 目的：C语言统一了一下，创造了 size_t，用来统一表示 sizeof 的返回值类型。

3 数据类型的取值范围

• 问题：为什么有那么多数据类型？因为每一个数据类型的取值范围不同 (min, max)。
• 查询工具：- limits.h 文件说明了整型类型的取值范围。- float.h 文件说明了浮点型类型的取值范围。

4 变量

类型就是用来创建变量，例如，有一个类型int用int来创建一个变量。

4.1 变量的创建

• 概念：C语言中把经常变化的量（年龄，身高）称为变量，不变的量（身份证号，血型）称为常量。
• 语法：数据类型 变量名;

c

int age; // 变量名字叫age，它的类型是int
double weight;

• 初始化：创建变量的同时给它一个初始值。

c

int age = 20;
char ch = ‘q’;
float weight = 50.5f; // 如果写50.5，编译器会认为是double，加f表示float

4.2 变量的分类

• 全局变量：在大括号外部定义的变量。使用范围更广（整个工程可用）。
• 局部变量：在大括号内部定义的变量。使用范围比较局限（只在所在范围使用）。- 作用域冲突：如果局部变量与全局变量名字相同，局部变量优先。- 内存存储：- 栈区：存放局部变量、函数参数。- 堆区：动态内存管理。- 静态区：存放全局变量、静态变量。

5 算术操作符

加（+），减（- ），乘（*），除（ / ），取余（% ）， 均为双目操作符。
操作符也叫运算符。

5.1 + 和 -

• 双目操作符：有两个操作数（左操作数，右操作数）。
  c
  int a = 3 + 5;3为左操作数，5为右操作数。

5.2 * 乘法运算

• 双目运算符。

c

printf(“%d”, num * 5);

5.3 / 除法运算

• 整数除法：除号两端都是整数，则计算结果也为整数（截断小数部分）。
  c

printf(“%d\n”, 8 / 2); // 4
printf(“%d\n”, 6 / 4); // 1 (不是1.5)

• 浮点数除法：除号两端至少有一个是浮点数，则计算的是小数除法。

c

printf(“%f\n”, 6.0 / 4); // 1.500000

5.4 % 取模(余)

• 定义：求得整除之后的余数。

c

printf(“%d\n”, 10 % 3); // 1

• 限制：只可作用于整数，不可作用于浮点数。
• 符号规则：负数求模，余数的符号取决于第一个整数的符号。
• 11 % -5 -> 1
• -11 % 5 -> -1
• -11 % -5 -> -1

6 赋值操作符

= 赋值操作符。

6.1 连续赋值

c

int a = 3;
int b = 5;
int c = 0;
c = b = a + 3; // 不推荐这种写法，建议分开写

• 规则：从右向左依次赋值。

6.2 复合赋值

• a = a + 5; 可以简写为 a += 5; (先加后赋)。
• 其他复合赋值符： *= , /= , %= , += , -= 。

7 单目操作符

单目操作符（++，–，+，-），只有一个操作数。

7.1 ++ 和 –

• 功能：自增1 / 自减1。
• 前置 (++a)：先加1，后使用。

c

int a = 5;
int b = ++a; // a变为6，b也等于6

• 后置 (a++)：先使用，后加1。

c

int a = 5;
int b = a++; // b先拿到5，然后a才变为6

7.2 + 和 - (正负号)

• 正号 (+)：对正负号没有影响，可省略。 int a = +10; 等同于 int a = 10; 。
• 负号 (-)：用来改变一个值的正负号。

8 强制类型转换

• 语法： (类型)
• 示例：

c

int a = (int)3.14; // 强制转换为int
printf(“%d\n”, a); //如果没有int， 输出 3，报警告。加上int之后，a=3无警告。

• 注意：无int 会有警告，只保留整数部分。

9 scanf 和 printf

9.1 printf 用法

printf = print + format (格式)。将数据按指定格式打印。需要头文件 <stdio.h> 。

9.1.1 基本用法

c

printf(“Hello, world!\n”);

9.1.2 占位符

可以在输出文本中指定占位符，用后面的参数替换。

• %d ：十进制整数
• %f ：浮点数
• %c ：字符
• %s ：字符串

9.1.3 占位符列举

• %c : char
• %d : int (十进制)
• %f : float / double (默认保留6位小数)
• %lf : double (在scanf中必须用%lf，printf中%f即可)
• %hd : short int
• %hu : unsigned short int
• %ld : long int
• %lld : long long int
• %p : 指针(用来打印地址)
• %u : unsigned int
• %x : 十六进制整数
• %zd : size_t

二进制由0和1组成
8进制由0到7组成
16进制由0到9，abcdef组成
10进制由0~9组成

9.1.4 输出格式

printf() 可以定制占位符的输出格式。

9.1.4.1 限定宽度

Printf允许限定占位符的最小宽度（最小宽度的限制）。

• %5d : 最小宽度为5位。如果不够5位，左边补空格（右对齐）。
• %-5d : 左对齐。
• %05d : 不够的地方用0填充（如 00123）。
  %5d等价于%空格5d，不够的地方用空格填充
  对于小数限字符会限制所有数字的最小显示宽度。

9.1.4.2 总是显示正负号

• %+d : 打印正数时显示 + 号，打印负数时显示 - 号。

9.1.4.3 限定小数位数

• %.2f : 小数点后保留两位（四舍五入）。
• %8.2f : 总宽度至少8位，小数点后2位。

9.1.4.4 输出部分字符

占位符%s默认打印所有字符

• %.ns : 对于字符串，只打印前 n 位。

c

printf(“%.3s\n”, “abcdef”); // 输出 abc

9.2 scanf 输入

Scanf是可以给变量输入值
scanf() 函数用于读取用户的键盘输入。程序运行到这里会停下来等待用户输入。
scanf 需要取地址操作符

9.2.1 基本用法

• 语法： scanf(“格式字符串”, &变量地址);
• 注意：变量前面必须加 & (取地址操作符)，除了数组名本身代表地址外。
• 安全性：scanf 是不安全的（可能导致缓冲区溢出）。VS编译器建议使用 scanf_s，但 scanf_s 是微软特有的，不具备跨平台性。
• 解决方法：在代码第一行加上 #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 。

9.2.2 scanf的返回值与原理

原理：用户输入放入缓冲区，scanf 依照占位符对缓存进行解读。

• 返回值：返回成功读取的变量个数。
• 如果读取失败或遇到文件结束，返回 EOF (-1)。
• 应用：常用于 OJ (Online Judge) 题目中的循环输入。

c

while(scanf(“%d %d”, &a, &b) != EOF) { … }

9.2.3 占位符与赋值忽略符

scanf所用占位符与printf 基本一致，scanf在读到后面的空格时会停止。

• 空格处理： %d , %f 等会自动跳过前面的空白字符（空格、换行、制表符）。但 %c 会读取空格。对%c，空格字符也是字符，输入的时候也要加上空格
  -%s：scanf 后面是%s的时候意味着要读一个字符串，字符串要放在数组里面即字符数组
• 赋值忽略符 * ：
• 在 % 和格式符之间加 *，表示读取该数据但不赋值给变量（跳过该数据）。

c

int year, month, day;
// 读取时跳过中间的横杠 ‘-’
scanf(“%d%*c%d%*c%d”, &year, &month, &day);