数据类型&&常量与变量

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一、必备知识专题：进制转换、补码（后续介绍）

二、数据类型

  1. 基本类型

    1. 整型

      1. 有符号基本整型:（signed）int

      2. 有符号短整型: (signed) short (int)

      3. 有符号长整型: (signed) long (int)

      4. 有符号双长整型：(signed) long long (int)

      5. 无符号基本整型: unsigned int

      6. 无符号短整型: unsigned short (int)

      7. 无符号长整型: unsigned long (int)

      8. 有符号双长整型：unsigned long long (int)

      9. 字符型 char

      10. 布尔型 bool

    2. 实型（浮点型）

      1. 单精度：float

      2. 双精度：double

      3. 长双精度：float double

  2. 枚举类型 enum

  3. 空类型 (无值类型: void)

  4. 派生类型

    1. 数组类型

    2. 指针类型

    3. 结构类型 struct

    4. 联合类型 union

    5. 函数类型

三、常量与变量

3.1 常量与符号常量

常量概念

常量是在程序运行过程中，其值不能被改变的量

常量类型

  1. 字面常量（直接常量）

    1. 数值常量

      1. 整型常量

      2. 实型常量

    2. 字符串常量

    3. 字符常量

  2. 符号常量
    只存在于预编译阶段（又称预处理，进行一些简单的代码文本替换工作），编译阶段就不存在了，经过预编译后，全部变为字面常量。

  3. 常变量
    C99中新增的内容，定义变量时前面加上const 关键字,
    即： const int a=45;
    常变量必须进行初始化，初始化后其值不可被改变

3.2 变量

变量概念

在程序运行过程中其值可以改变的量

变量名

1. 变量命名规则

C语言规定标识符只能由字母、数字和下划线_三种构成。且第一个字符必须是字母或者下划线_。

2. 标识符

标识符：在程序中使用的变量名、函数名、宏名等统称为标识符。

① 大写字母和小写字母被认为是两个不同的字符
② 标识符的长度无统一规定，随编译器而不同（VC++6.0是不超过32个字符，某版C中规定前八位有效，超过的话后边的自动丢弃）
③ 不能采用和关键字、C语言库函数名（后面介绍）相同的标识符
④ 尽量不要用下划线开头
⑤ 取名应遵循”见名知意“的原则

3. C语言里的关键字

表头

表头

表头

表头

表头

auto

break

case

char

const

continue

default

do

double

else

enum

extern

float

for

goto

if

inline

int

long

register

restrict

return

short

signed

sizeof

static

struct

switch

typedef

union

unsigned

void

volatile

while

_Bool

_Complex

_Imaginary

restrict

加粗的表示是C99中新增的关键字

4. 变量必须先定义后使用||先声明后使用

三、整型数据

3.1 整型常量

定义

整型常量即整常数，在C语言中可用3种形式表示：

  1. 十进制

  2. 十六进制 ，开头加0x

  3. 八进制 , 开头加0

详见补码等专题

3.2 整型变量

整型数据在内存中的存放形式

整型数据是以二进制补码形式存放于内存单元的。

详见补码等专题

整型变量分类

  1. 有符号基本整型:（signed）int
  2. 有符号短整型: (signed) short (int)
  3. 有符号长整型: (signed) long (int)
  4. 有符号双长整型：(signed) long long (int)
 
  5. 无符号基本整型: unsigned int 
  6. 无符号短整型: unsigned short (int)
  7. 无符号长整型: unsigned long (int)
  8. 有符号双长整型：unsigned long long (int)   

  9.  字符型 char 
  10. 布尔型 bool

C标准中没有规定上述几种占多少个字节，所以具体占几个字节由编译器决定, 例如：

  Turbo C：  
  ①  int || unsigned int  占2个字节  
  ② short （int） || unsigned short （int） 当作int来处理   
  ③ long (int）|| unsigned long （int） 占4个字节  
  
  VC++6.0：  
  ① short （int） ||unsigned short （int） 占2字节  
  ② int || unsigned int || long （int） || unsigned long （int） 占4个字节

C语言规定了：long型所占字节长度应该不小于int 型； short 型不长于int 型

格式声明符

注意：黑色的格式声明 scanf可用，黑色和红色的格式声明 printf可用。

整型数据类型转换符

不同整型数据类型所能表示的数据范围

数据溢出问题

五、（实型）浮点型数据

5.1 实型常量

表示形式

1. 十进制小数形式

314.15
0.000867

2. 规范化指数表示形式

在字母E（e）之前的小数部分中，小数点左边有且只有一位非零整数

上述两个数字可以这样表示：

3.1415e+2
8.67e-4

浮点型常量数据类型转换符

写一个小数，末尾不加类型转换符

写一个小数，末尾加f或F

写一个小数，末尾加l或L

默认按双精度double型处理运算

告诉系统按单精度浮点型float处理

告诉系统按长双精度 long double型处理

那么问题来了

   float a=3.14159;
   //3.14159是一个常量，f是一个变量，float a,系统会为其分配4个字节；不在3.14159后边加一个f或者F，系统会按照double型常量处理，给其分配8个字节，  
   //这时8字节的常量赋给4字节的变量，有的编译系统就会弹出警告：这样可能会产生精度丢失的问题。  
   //这样一般不会影响运行，但是可能会影响结果的精确度。  
   //所以我们要注意加上转换符，强制指定常量类型。

存储方式&&取值范围

从上述两个例子我们可以看到规范化指数表达形式书写简单，几个数字和字母就表达了原来很长的一串数字。
计算机存储与其类似，也是又规范化指数表达形式进行存储的，只不过是以2为底数，不是以10为底数。
在内存中，一个浮点型数据被分成了3部分存储，符号、小数部分、指数部分。(看情况填空，人要说三部分就这样写，两部分就别说数符位)

数符位

小数部分

指数部分

可以看到同样占4个字节，浮点型数据要比整型数据类型所能表达的数字范围更广。然而浮点型并不能完全精确的表达所有取值范围内的数，当阶数太大或者太小时，浮点型数据所不能表达的数字越来越多。

看精度主要是看他能保存几位有效数字：

比如1.2222 2222 4589这个数字，虽然在浮点数的取值范围内，但是其保存的时，把2222 2222 4589这个数字保存到二进制小数位部分（23bit），先得转换成二进制，然而经转换发现23位根本存放不了这个十进制数，这23位二进制所能存放的最大十进制数是 8388 607，也就是这23位二进制只能存放十进制的小数点后边的6~7位。

5.2 实型变量

分类

     1. 单精度：float
     2. 双精度：double 
     3. 长双精度：long double

C语言也没有规定每种实型占多少字节
Turbo C 中 long double 占16个字节
VC++ 6.0 中 long double 占8个字节

float 占4个
double 占8个

注：从数值的左边第一个不为 0的数字起，一直数到这个数字结東，中间的数字叫这个值的有效数字（如0.618的有效数字有三个，分别是6,1,8）

关于浮点数的存储范围见专题（浮点数的存储及取值范围）

输出格式说明符

float

double

double long

%f

%f

%Lf 或 %lf

指数形式输出，把其中的f都换成e即可

舍入误差

    float i = 4.7f;
    printf("%.10f\n",i); 

    if (i==4.7)
        printf("**********\n");
    else
    {
        printf("^^^^^^^^^^\n");
    }
    //结果：
      4.6999998093
      ^^^^^^^^^^

可以看到浮点型数据不能与一个实数进行比较相等？
该如何解决呢？

比较浮点数是否相等的标准方法是首先确定在比较中允许的误差， 然后看一个数是否在另一个数的此误差范围内，可以采用如下方式：
if ( ( value1 >= ( value2 - error ) ) && ( value1 ⇐ ( value2 + error ) ) )
而更高级的方法如下：
if ( abs( value1 - value2 ) ⇐ error )

   float i = 4.7f;
   printf("%.10f\n",i);
   if ( abs(i-4.7f)<=0.00001)
        printf("**********\n");
   else
        printf("^^^^^^^^^^\n");
   //输出结果：
   4.6999998093
   **********

六、字符型数据

6.1 字符代码

字符在内存中是以整数形式存储的，一个字符对应一个特定的整数，计算机能识别的字符是有限的，并不是任一个字符都可以被计算机识别。

ASCII码一共128个（代码为0~127）, 所以最多用7位就可以表示一个字符。 所以C语言中规定用1个字节（8位）来存放一个字符。字符型变量一般占用1个字节

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define  PI  'A'

int main(void)
{
    printf("%d\n",sizeof(PI));//结果：4   
    system("pause");
    return 0;
}

从例子中可以看到，字符型字面常量占用的是4个字节。

ASCII表
我们已经知道了有128个字符，这些分别是：
第一组：数字09；字符码为[48,57]
第二组：字母AZ：字符码[65,90]
第四组：字母a~z: 字符码[97,122]
其他

规律：一个字母的小写比大写的字符的ASCII码大32

一个字母的小写比大写的字符的ASCII码大32

6.2 转义字符表

类型

转义字符

字符值

输出结果

可显性

一般转义字符

\'

一个单撇号（'）

可显

\''

一个双撇号（''）

输出此字符

\?

一个问号(?)

输出此字符

\\

一个反斜线(\)

输出此字符

\a

警告

产生声音或视觉信号

不可显

\b

退格

将当前位置后退一个字符

\f

换页

将当前位置移到下一页的开头

\n

换行

将当前位置移到下一行的开头

\r

回车

将当前位置移到本行的开头

\t

水平制表符

将当前位置移到下一个tab位置

\v

垂直制表符

将当前位置移到下一个垂直制表对齐点

八进制转义字符

\o o代表一个一位或两位或三位的十六进制数字

与该八进制码对应的ASCII字符

与该八进制对应的字符

可显

十六进制转义字符

\xh h代表一个一位或两位的十六进制数字

与该十六进制码对应的ASCII字符

与该十六进制对应的字符

6.3 字符变量

char c ='?';
printf ("%d   %c\n",c,c)
//输出结果 63  ？

印证了字符型数据在内存中的存储形式

也可以像整型数据那样对字符型变量进行算术运算，就是对字符的ASCII码进行操作。
字符型数据和整型数据之间可以相互赋值

    char c;
    int i;
    c='A';
    printf ("1.初始时c='A',c的值是 %d  %c\n" ,c,c);
    c = c +32;
    printf ("2.经过c = c +32运算后c的值是 %d  %c\n" ,c,c);
    i=c;
    printf ("3.经过i=c，将c的值赋给i后，二者现在的值是：\n");
    printf ("%d is %c\n",i,c);
    printf ("%c is %d\n",c,c);  

   /*输出结果为：
   1.初始时c='A',c的值是 65  A
   2.经过c = c +32运算后c的值是 97  a        
   3.经过i=c，将c的值赋给i后，二者现在的值是：
   97 is a
   a is 97
   */

字符型数据算是一种特殊的整型，也分signed 和 unsigned，取值范围不同，但是并没有什么卵用，因为字符代码是从0开始的，也就那几个。

??? 如果以字符格式输出一个大于256的数字结果是什么？ 输出一个空字符的位置。

6.4 字符串（后面有专题介绍）

要与字符做区别
字符串不是C里的专门的一种基本数据类型。

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