【C基础篇】之数据类型

1.常量与变量

1.1关键字

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。

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

  整型常量 | 100 200 -10 0
  实型常量 | 3.14 0.125 -3 123
  字符型常量 | ‘a’ ‘b’ ‘1’ ‘\n’
  字符串常量 | “abc” “123” “a”

1.4变量

1. 变量
   变量：

• 在程序运行过程中，其值可以改变
• 变量在使用前必须先定义，定义变量前必须有相应的数据类型

标识符命名规则：

• 标识符不能是关键字 标识符只能由字母、数字、下划线组成
• 第一个字符必须为字母或下划线 标识符中字母区分大小写

变量特点：

• 变量在编译时为其分配相应的内存空间
• 可以通过其名字和地址访问相应内存
  2) 声明和定义区别
• 声明变量不需要建立存储空间，如：extern int a;
• 定义变量需要建立存储空间，如：int b;

从广义的角度来讲声明中包含着定义，即定义是声明的一个特例，所以并非所有的声明都是定义：

• int b 它既是声明，同时又是定义
• 对于 extern b来讲它只是声明不是定义

一般的情况下，把建立存储空间的声明称之为“定义”，而把不需要建立存储空间的声明称之为“声明”

注意：常量和变量做比较时，常量放左边，如果有错，系统会报错，方便查错。

2 整型 int

2.1 整型变量的定义和输出

2.2 整型变量的输入

scanf("%d",&a);
1

2.3 short、int、long、long long

注意：

• 需要注意的是，整型数据在内存中占的字节数与所选择的操作系统有关。虽然 C 语言标准中没有明确规定整型数据的长度，但 long 类型整数的长度不能短于 int 类型， short 类型整数的长度不能长于 int 类型。
• 当一个小的数据类型赋值给一个大的数据类型，不会出错，因为编译器会自动转化。但当一个大的类型赋值给一个小的数据类型，那么就可能丢失高位。

2.4 有符号数和无符号数区别

1. 有符号数
   有符号数是最高位为符号位，0代表正数，1代表负数。
   在计算机中，正数用二进制原码存储，负数用二进制反码存储
2. 无符号数
   无符号数最高位不是符号位，而就是数的一部分，无符号数不可能是负数。
   当我们写程序要处理一个不可能出现负值的时候，一般用无符号数，这样可以增大数的表达最大值。
3. 有符号和无符号整型取值范围

3 sizeof关键字

• sizeof不是函数，所以不需要包含任何头文件，它的功能是计算一个数据类型的大小，单位为字节
• sizeof的返回值为size_t
• size_t类型在32位操作系统下是unsigned int，是一个无符号的整数

4 字符型：char

4.1 字符变量的定义和输出

• 字符型变量用于存储一个单一字符，在 C 语言中用 char 表示，其中每个字符变量都会占用 1 个字节。在给字符型变量赋值时，需要用一对英文半角格式的单引号(’ ')把字符括起来。
• 字符变量实际上并不是把该字符本身放到变量的内存单元中去，而是将该字符对应的 ASCII 编码放到变量的存储单元中。char的本质就是一个1字节大小的整型。

4.2 字符变量的输入

scanf("%c",&ch);
1

4.3 转义字符

注意：红色为不可打印字符

5 实型(浮点型)：float、double

• 实型变量也可以称为浮点型变量，浮点型变量是用来存储小数数值的。在C语言中， 浮点型变量分为两种： 单精度浮点数(float)、 双精度浮点数(double)， 但是double型变量所表示的浮点数比 float 型变量更精确。
• 由于浮点型变量是由有限的存储单元组成的，因此只能提供有限的有效数字。在有效位以外的数字将被舍去，这样可能会产生一些误差。
• 不以f结尾的常量是double类型，以f结尾的常量(如3.14f)是float类型。

6 进制

进制也就是进位制，是人们规定的一种进位方法。 对于任何一种进制—X进制，就表示某一位置上的数运算时是逢X进一位。 十进制是逢十进一，十六进制是逢十六进一，二进制就是逢二进一，以此类推，x进制就是逢x进位

6.1 二进制

二进制是计算技术中广泛采用的一种数制。二进制数据是用0和1两个数码来表示的数。它的基数为2，进位规则是“逢二进一”，借位规则是“借一当二”。

当前的计算机系统使用的基本上是二进制系统，数据在计算机中主要是以补码的形式存储的。

十进制转化二进制的方法：用十进制数除以2，分别取余数和商数，商数为0的时候，将余数倒着数就是转化后的结果。

代码实现：

#include 

int main(int argc, const char *argv[])
{
	int input=0;
	printf("input your number>");
	scanf("%d",&input);
	int remainder=0;
	int quotient=input;
	int result=0;
	int carry=1;
    
	while(quotient!=0){
		remainder=quotient%2;//余数
		result+=remainder*carry;//存储余数
		quotient/=2;//商
		carry*=10;//让存储余数进位
	}

	printf("%d\n",result);
	return 0;
}
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十进制的小数转换成二进制：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。

6.2 八进制

八进制，Octal，缩写OCT或O，一种以8为基数的计数法，采用0，1，2，3，4，5，6，7八个数字，逢八进1。一些编程语言中常常以数字0开始表明该数字是八进制。

八进制的数和二进制数可以按位对应（八进制一位对应二进制三位），因此常应用在计算机语言中。

十进制转化八进制的方法：
用十进制数除以8，分别取余数和商数，商数为0的时候，将余数倒着数就是转化后的结果。

代码实现：

#include 

int main(int argc, const char *argv[])
{
	int input=0;
	printf("input your number>");
	scanf("%d",&input);
	int remainder=0;
	int quotient=input;
	int result=0;
	int carry=1;
    
	while(quotient!=0){
		remainder=quotient%8;//余数
		result+=remainder*carry;//存储余数
		quotient/=8;//商
		carry*=10;//让存储余数进位
	}

	printf("%d\n",result);
	return 0;
}
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6.3 十六进制

十六进制（英文名称：Hexadecimal），同我们日常生活中的表示法不一样，它由0-9，A-F组成，字母不区分大小写。与10进制的对应关系是：0-9对应0-9，A-F对应10-15。

十六进制的数和二进制数可以按位对应（十六进制一位对应二进制四位），因此常应用在计算机语言中。

十进制转化十六进制的方法：
用十进制数除以16，分别取余数和商数，商数为0的时候，将余数倒着数就是转化后的结果。

6.4 C语言如何表示相应进制数

7 计算机内存数值存储方式

7.1 原码

一个数的原码(原始的二进制码)有如下特点：

• 最高位做为符号位，0表示正,为1表示负
• 其它数值部分就是数值本身绝对值的二进制数
• 负数的原码是在其绝对值的基础上，最高位变为1

下面数值以1字节的大小描述：

原码表示法简单易懂，与带符号数本身转换方便，只要符号还原即可，但当两个正数相减或不同符号数相加时，必须比较两个数哪个绝对值大，才能决定谁减谁，才能确定结果是正还是负，所以原码不便于加减运算。

7.2 反码

• 对于正数，反码与原码相同
• 对于负数，符号位不变，其它部分取反(1变0,0变1)

反码运算也不方便，通常用来作为求补码的中间过渡

7.3 补码

在计算机系统中，数值一律用补码来存储。
补码特点：

• 对于正数，原码、反码、补码相同
• 对于负数，其补码为它的反码加1
• 补码符号位不动，其他位求反，最后整个数加1，得到原码

7.4 补码的意义

示例1：用8位二进制数分别表示+0和-0

不管以原码方式存储，还是以反码方式存储，0也有两种表示形式。为什么同样一个0有两种不同的表示方法呢？

但是如果以补码方式存储，补码统一了零的编码：

示例2：计算9-6的结果
以原码方式相加：

结果为-15，不正确。

以补码方式相加：

最高位的1溢出,剩余8位二进制表示的是3，正确
在计算机系统中，数值一律用补码来存储，主要原因是：

• 统一了零的编码
• 将符号位和其它位统一处理
• 将减法运算转变为加法运算
• 两个用补码表示的数相加时，如果最高位(符号位)有进位，则进位被舍弃

7.5 数值溢出

当超过一个数据类型能够存放最大的范围时，数值会溢出。

有符号位最高位溢出的区别：符号位溢出会导致数的正负发生改变，但最高位的溢出会导致最高位丢失。

8 类型限定符

注意：
自动存储区：auto、register
静态存储区：const、extern、volatile

9字符串格式化输出和输入

9.1 字符串常量

• 字符串是内存中一段连续的char空间，以’\0’(数字0)结尾。
• 字符串常量是由双引号括起来的字符序列，如“china”、“C program”，“$12.5”等都是合法的字符串常量。

字符串常量与字符常量的不同：

每个字符串的结尾，编译器会自动的添加一个结束标志位’\0’，即 “a” 包含两个字符’a’和’\0’。

9.2 printf函数和putchar函数

printf是输出一个字符串，putchar输出一个char。

printf格式字符：

printf附加格式：

9.3 scanf函数与getchar函数

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