【常量与变量】（二）C语言中可声明的常量数据类型

前言

本文围绕C语言中可声明的常量数据类型及其可进行操作（如整型运算、字符串拼接等）展开介绍，并给出其声明代码和运算符速查表；考虑到篇幅有限，关于变量的可声明数据类型内容单独放到另一篇文章中讲解。本篇文章代码均已测试通过。

引入

数据从总体来看可分为两类：常量和变量。常量和变量各自有可声明的数据类型，在本篇文章中，只讨论可声明的常量数据类型，变量数据类型请参考文章 【常量与变量】（一）C语言中可声明的变量数据类型。

C语言中的常量可分为：

• 整型常量
  • 十进制
  • 二进制
  • 八进制
  • 十六进制
• 浮点型常量
• 字符型常量

一、整型常量

整型常量科表示为十进制、二进制、八进制、十六进制的形式

整型常量	表示形式	示例	输出占位符
十进制	以非0开始的数	220，-660	%d
二进制	以0B或0b开始的数	0b101, 0B100	%b
八进制	以o开始的数	06, 01002, 067	%o
十六进制	以0x或0X开始的数	0x10D, 0X4e, 0xFF	%x

表1 C语言进制表示占位符

进制间的转换如下图所示：

• 数电-计算机中的数制处理、二进制数的算术运算、基本逻辑运算
• 计算机组成原理-程序执行过程

代码实现：

// 其它进制数转换为十进制表示

#include

void convert(int x, int y)
{
    if(x > 0)
    {
        convert(x/y, y);
        if(y!=16) 
            printf("%d", x % y);
        else 
            printf("%x", x % y);	// 以十六进制输出
    }
}
int main()
{
    int x, y;//输入要转换的数值和转化进制数
	printf("请输入要转换的十进制整数： ");
    scanf("%d", &x);
	printf("请输入要转换的进制： ");
	scanf("%d", &y);
    convert(x,y);

	return 0;
}

二、浮点型常量

也称实型常量，用十进制表示。一般地，它由整数部分、尾数部分和指数部分组成，对于绝对值小于浮点型常量，其小数点前面的零可以省略，如0.68可以写成.68。在编译环境中，默认的格式为浮点数时，最多可保留小数点后六位，不够的后面补0。科学计数时，字母E或e之前必须有整数数字。%6.2f占位符表示整数部分右对齐输出6位数（不足的左边补0），小数部分输出2位数（不足的右边补0）。

#include

int main()
{
	float a, b, c, d;
	a = 1.3;
	b = .23;
	c = 1.5E-4;
	d = 1.5E+4;
	printf("a=%f, b=%f, c=%f, d=%f\n", a, b, c, d);
	
	return 0;
}

/*
Output:
a=1.300000, b=0.230000, c=0.000150, d=15000.000000
*/

三、字符型常量

字符型常量通常用来表示单字符，用单引号 '' 括起来，若要表示 ' 字符，则需加转义字符（反斜杠 \ ）。在C语言中，字符是按其对应的ASCII码值来存储的，一个字符占一个字节，故可以用该字符的ASCII码值表示该字符，如十进制数65表示字符 A （小写的a对应ASCII码值为97），十六进制数0x5d表示符号 ] ，八进制数0110表示 B ；另外，格式控制符是无法在程序中显式地表示，因此，这些格式控制符不能用其原符号表示，但可以用ASCII码值表示，如十进制数13表示回车符，八进制数033表示 esc ，十六进制0x0A表示换行符。以下为转义字符表

转义字符	含义	ASCII码值(十进制)
\a	响铃(BEL)	007
\b	退格(BS)	008
\f	换页(FF)	012
\n	换行(LF)	010
\r	回车(CR)	013
\t	水平制表(HT)	009
\v	垂直制表(VT)	011
\	反斜杠	092
?	问号字符	063
’	单引号字符	039
"	双引号字符	034
\0	空字符(NULL)	000
\ddd	任意字符	三位八进制数
\xhh	任意字符	二位十六进制

表2 C语言的转义字符

⚠️用单引号括起来的一个字符实际代表一个整数（对应于该字符在编译器采用的字符集中的序列值），用双引号括起来的一个字符串，代表的是一个指向无名数组起始字符的指针，该指针被双引号之间的字符以及一个额外的二进制值为零的字符 \0 初始化，如 printf("%s", "hello\n"); 等价于 char hello[] = {'h', 'e', 'l', ' l', 'o', '\n', '\0'}; printf("%s", hello);。

⚠️字符串数组的数组名就是字符串中的第一个元素的地址，可以通过引用其数组名来连续访问整个数组；而对于二维字符串数组来说，其数组名是第0行字符串的首地址（也即该行中第一个元素的地址），要连续访问该二维数组中所有行的元素，可通过字符串数组自增方式引用。注意：对字符串数组中的每个元素赋值时，需在字符串末尾添加结束标志 \0 。

四、const限定符

关键字 const 声明该数据类型为常量，不可修改，声明语句如下：

const <类型说明符> <常量名> = <常量值;>

#include 

const double PI=3.1415926;

int main()
{
	int r;
	double area, length;
	r = 2;
	area = r*r*PI;
	length = 2*PI*r;
	printf("半径为%d的圆的面积为%lf\n", r, area);
	
	return 0;
}

用宏定义 #define <常量名> <常量值>也可以实现同样效果，但const关键字定义的常量可以显式知晓其类型。（这里先留个问题给读者思考：赋值语句=右边的常量值来自于计算机的哪里？左边的变量值又以什么形式存在于计算机的哪部分中？定义一个变量的计算机内部执行过程是怎样的？C源程序又是如何运行的？）

五、类型转换

在学习语句时的第一条要义就是数据类型匹配，然而形如 9/4.0 这样的语句可通过编译而不会报错，这是因为编译器可以自动执行类型转换操作，而无需用户手动进行类型转换。在本节，我们可以了解到C语言自动进行类型转换的情况以及如何编写代码进行强制类型转换。

1. 自动类型转换

有如下情况时将进行自动类型转换：

• 将一种算术类型的值赋给另一种算术类型的变量，如整型数除以浮点型数时
• 表达式中包含不同类型。多用于初始化赋值时
• 将参数传递给函数。默认通过位置传参时，实参类型被强制转换为对应位置的形参类型

⚠️此时存在潜在的数值转换问题：

• 将较大的浮点型数转换为较小的浮点型数，精度（有效位数）降低，值可能超出目标类型的取值范围
• 将浮点型数转换为整型数，小数部分丢失，原来的值可能超出目标类型的取值范围
• 将较大的整型数转换为较小的整型数，原来的值可能超出目标类型的取值范围，通常只复制右边的字节

注：鉴于使用printf()函数的结果显示方式会直接受到格式占位符的限制，因此改用C++中的 cout 输出结果，该函数被定义在头文件 ostream 类中。读者不必深究语法含义，只需根据定义的数据类型和实际输出的结果进行比对即可

#include

using namespace std;

int main()
{	
	cout.setf(ios_base::fixed, ios_base::floatfield);	// 防止输出时将小数位的0省去
	float height = 3;		// int->float
	float age1(23.44445384032);	// double->float
	int age2(23.44445384032);	// double->int
	short num = (int)4;		// int->short

	cout << "height = " << height << endl;
	cout << "age1 = " << age1 << endl;
	cout << "age2 = " << age2 << endl;
	cout << "num = " << num << endl;
	
	return 0;
}

/*
Output：
height = 3.000000
age1 = 23.444454
age2 = 23
num = 4

因为在计算机处理中，float和double的有效位数一致且整型数没有小数位，所以double->float和int->short两种情况下的打印结果与转换前无明显区别，但涉及取值范围的处理时两种情况会有很大的区别，已在另一篇文章中给出证明；而在double->int情况下，编译器会报出警告“将有隐式的从较高精度浮点数转换为整型数”，此时可以看到小数位被省去了。
*/

关于整型提升：除浮点型数以外，操作数在自动类型转换中均执行以下操作，小序号代表优先级高的：

①若无符号操作数级别比有符号操作数高（如unsigned long比int高），则将有符号操作数转换为无符号操作数所属的类型

②若有符号类型可表示无符号类型的所有可能取值（如int包含bool型所有取值），则将无符号操作数转换为有符号操作数所属的类型

③否则，将自身数据类型下的无符号类型向有符号类型转变（如unsigned short转变为short处理后，再转换为unsigned short输出）

关于整型和浮点型的不同取值范围请看文章 【常量与变量】（一）C语言中可声明的变量数据类型

2. 强制类型转换

请看下列示例代码：

#include

int main()
{
	float height;	// 浮点型数据，要转换成整型
	(int) height = 1;	// 去掉声明中的变量名和末尾分号，将要转换成的数据类型用括号封装
	(int *) height = 1;	// 转换成指向类型为整型数的指针类型
	void (*mypFunc)(void);	// 声明一个返回值为void、形参为void的函数指针 ，可以通过引用函数名访问该指针
	
	return 0;
}

由此，我们可以得知，

cast(类型转换)

去掉声明中的变量名和末尾的分号，再用括号将剩下的部分“封装”起来，例如，因为声明一个浮点型的函数指针: float (*h)()，则 (float(*)()) 表示“指向浮点类型的函数指针”的类型转换符。

再看例子， (*fp)() 是一个函数指针，调用时可直接通过其函数名调用，而 ANSIC标准允许程序员将 fp() 作为其简写形式，就好比 * (fp()) 与ANSIC中的 *((*fp)()) 一样。因此，要在计算启动时调用首地址位置为0的子例程——即数据类型为 (void(*)(void)) ，含义是“返回值为void类型、参数为void类型的函数指针”，可以表示为 (*(void(*)(void))0) ，含义是“将常数0转化为指向void 类型的函数的指针”。

函数指针的另一种表示方法为 typedef void (*funcptr)() 。

六、速查表

详见文章：

【速查表】之C语言关键字、转义字符、运算符、占位符、数据类型占用空间等(持续更新中…)