C语言入门到实战——数据类型（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.整型

整型变量
作用：整型变量表示的是整数类型的数据
常用的整型有：short、int、long、long long

数据类型	占用空间	取值范围
short(短整型)	2字节	(-2^15 ~ 2^15-1)
int(整型)	4字节	(-2^31 ~ 2^31-1)
long(长整形)	Windows为4字节，Linux为4字节(32位)，8字节(64位)	(-2^31 ~ 2^31-1)
long long(长长整形)	8字节	(-2^63 ~ 2^63-1)

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短于 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.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。

#include 

int main()
{
	signed int a = -1089474374; //定义有符号整型变量a
	printf("%X\n", a); //结果为 BF0FF0BA
	
	//B    F    0    F    F    0    B	  A
	//1011 1111 0000 1111 1111 0000 1011 1010
	
	return 0;
}

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。

#include 

int main()
{
	unsigned int a = 3236958022; //定义无符号整型变量a
	printf("%X\n", a); //结果为 C0F00F46

	return 0;
}

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

数据类型	占用空间	取值范围
short	2字节	-32768 到 32767 (-215 ~ 215-1)
int	4字节	-2147483648 到 2147483647 (-231 ~ 231-1)
long	4字节	-2147483648 到 2147483647 (-231 ~ 231-1)
unsigned short	2字节	0 到 65535 (0 ~ 216-1)
unsigned int	4字节	0 到 4294967295 (0 ~ 232-1)
unsigned long	4字节	0 到 4294967295 (0 ~ 232-1)

整型常量	所需类型
10	代表int类型
10l, 10L	代表long类型
10ll, 10LL	代表long long类型
10u, 10U	代表unsigned int类型
10ul, 10UL	代表unsigned long类型
10ull, 10ULL	代表unsigned long long类型

打印格式	含义
%hd	输出short类型
%d	输出int类型
%ld	输出long类型
%lld	输出long long类型
%hu	输出unsigned short类型
%u	输出unsigned int类型
%lu	输出unsigned long类型
%llu	输出unsigned long long类型

## 3.字符型：char

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。

#include 

int main()
{
	char ch = 'a';
	printf("sizeof(ch) = %u\n", sizeof(ch));

	printf("ch[%%c] = %c\n", ch); //打印字符
	printf("ch[%%d] = %d\n", ch); //打印‘a’ ASCII的值

	char A = 'A';
	char a = 'a';
	printf("a = %d\n", a);		//97
	printf("A = %d\n", A);	//65

	printf("A = %c\n", 'a' - 32); //小写a转大写A
	printf("a = %c\n", 'A' + 32); //大写A转小写a

	ch = ' ';
	printf("空字符：%d\n", ch); //空字符ASCII的值为32
	printf("A = %c\n", 'a' - ' '); //小写a转大写A
	printf("a = %c\n", 'A' + ' '); //大写A转小写a

	return 0;
}

2)字符变量的输入

#include 

int main()
{
	char ch;
	printf("请输入ch的值：");

	//不要加“\n”
	scanf("%c", &ch);
	printf("ch = %c\n", ch); //打印ch的字符

	return 0;
}

3. ASCII对照表

ASCII值	控制字符	ASCII值	字符	ASCII值	字符	ASCII值	字符
0	NUT	32	(space)	64	@	96	、
1	SOH	33	!	65	A	97	a
2	STX	34	"	66	B	98	b
3	ETX	35	#	67	C	99	c
4	EOT	36	$	68	D	100	d
5	ENQ	37	%	69	E	101	e
6	ACK	38	&	70	F	102	f
7	BEL	39	,	71	G	103	g
8	BS	40	(	72	H	104	h
9	HT	41	)	73	I	105	i
10	LF	42	*	74	J	106	j
11	VT	43	+	75	K	107	k
12	FF	44	,	76	L	108	l
13	CR	45	-	77	M	109	m
14	SO	46	.	78	N	110	n
15	SI	47	/	79	O	111	o
16	DLE	48	0	80	P	112	p
17	DCI	49	1	81	Q	113	q
18	DC2	50	2	82	R	114	r
19	DC3	51	3	83	S	115	s
20	DC4	52	4	84	T	116	t
21	NAK	53	5	85	U	117	u
22	SYN	54	6	86	V	118	v
23	TB	55	7	87	W	119	w
24	CAN	56	8	88	X	120	x
25	EM	57	9	89	Y	121	y
26	SUB	58	:	90	Z	122	z
27	ESC	59	;	91	[	123	{
28	FS	60	<	92	/	124	|
29	GS	61	=	93	]	125	}
30	RS	62	>	94	^	126	`
31	US	63	?	95	_	127	DEL

**ASCII 码大致由以下两部分组成：**

a.ASCII 非打印控制字符： ASCII 表上的数字 0-31 分配给了控制字符，用于控制像打印机等一些外围设备。

b.**ASCII 打印字符：**数字 32-126 分配给了能在键盘上找到的字符，当查看或打印文档时就会出现。数字 127 代表 Del 命令。

4. 转义字符

转义字符	含义	ASCII码值（十进制）
\a	警报	007
\b	退格(BS) ，将当前位置移到前一列	008
\f	换页(FF)，将当前位置移到下页开头	012
\n	换行(LF) ，将当前位置移到下一行开头	010
\r	回车(CR) ，将当前位置移到本行开头	013
\t	水平制表(HT) （跳到下一个TAB位置）	009
\v	垂直制表(VT)	011
\\	代表一个反斜线字符"\"	092
\'	代表一个单引号（撇号）字符	039
\"	代表一个双引号字符	034
\?	代表一个问号	063
\0	数字0	000
\ddd	8进制转义字符，d范围0~7	3位8进制
\xhh	16进制转义字符，h范围0~9，a~f，A~F	2位16进制

#include 

int main()
{
	printf("abc");
	printf("\refg\n"); //\r切换到句首， \n为换行键

	printf("abc");
	printf("\befg\n");//\b为退格键， \n为换行键

	printf("%d\n", '\123');// '\123'为8进制转义字符，0123对应10进制数为83
	printf("%d\n", '\x23');// '\x23'为16进制转义字符，0x23对应10进制数为35

	return 0;
}

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。

数据类型	占用空间	取值范围
char	1字节	-128到 127(-27 ~ 27-1)
unsigned char	1字节	0 到 255(0 ~ 28-1)

#include 
int main()
{
	char ch;

	//符号位溢出会导致数的正负发生改变
	ch = 0x7f + 2; //127+2
	printf("%d\n", ch);
	//	0111 1111
	//+2后 1000 0001，这是负数补码，其原码为 1111 1111，结果为-127

	//最高位的溢出会导致最高位丢失
	unsigned char ch2;
	ch2 = 0xff+1; //255+1
	printf("%u\n", ch2);
	//	  1111 1111
	//+1后 10000 0000， char只有8位最高位的溢出，结果为0000 0000，十进制为0

	ch2 = 0xff + 2; //255+1
	printf("%u\n", ch2);
	//	  1111 1111
	//+1后 10000 0001， char只有8位最高位的溢出，结果为0000 0001，十进制为1

	return 0;
}

4.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。

数据类型	占用空间	有效数字范围
float	4字节	7位有效数字
double	8字节	15～16位有效数字

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。

#include 

int main()
{
	//传统方式赋值
	float a = 3.14f; //或3.14F
	double b = 3.14;

	printf("a = %f\n", a);
	printf("b = %lf\n", b);

	//科学法赋值
	a = 3.2e3f; //3.2*1000 = 32000，e可以写E
	printf("a1 = %f\n", a);

	a = 100e-3f; //100*0.001 = 0.1
	printf("a2 = %f\n", a);

	a = 3.1415926f;
	printf("a3 = %f\n", a); //结果为3.141593

	return 0;
}

提高：字符型在计算机存储方式：

5.字符串

字符串分为字符串常量和字符串变量

1. 字符串常量
    用双引号引起的内容称为字符串常量，这样的字符串是不可以修改的
    字符串输出时，利用%s进行格式化输出，当遇到\0输出结束

示例：
//字符串常量
void test01()
{
	//字符串常量 用双引号，结束标志\0
	//双引号代表告诉编译器是一个字符串，并且将字符串的首元素地址返回
	printf("%s\n", "hello world");
	printf("sizeof = %d\n", sizeof("hello world"));

	// %s输出时  遇到\0 结束
	printf("%s\n", "hello\0world");
	printf("%s\n", "\0hello world");
}

2. 字符串变量
   将利用字符数组接受一个字符串常量，这个字符数组是可以修改的(数组的内容会在后续课程中做详细的讲解)

示例：

//字符串变量
void test02()
{
	char str[] = "hello world";
	printf("str = %s\n", str);
	printf("sizeof str = %d\n", sizeof(str));
}

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