2.C语⾔数据类型和变量

1. 数据类型介绍

类型：就是相似的数据所拥有的共同特征，编译器只有知道了数据的类型，才知道怎么操作数据。

C语⾔提供的各种数据类型（主要内置数据类型）：

1.1字符型

char

[signed] char

unsigned char

1.2整型

短整型

short （int）

（signed） short （int）

unsigned short （int）

整型

int

（signed） int

unsigned int 

⻓整型

long （int）

（signed） long （int）

unsigned long （int）

1.3浮点型

float 单精度浮点型

double 双精度浮点型

long double 精度浮更高点型

1.4布尔类型

_Bool

bool

注意：C 语⾔原来使⽤整数 0 表⽰假，⾮零值表⽰真。

布尔类型的使⽤得包含头⽂件

布尔类型变量的取值是：true或者false

1.5各种数据类型的⻓度

不同类型，不同长度，储存数据范围也不同

1.5.1sizeof操作符

sizeof 是⼀个关键字，也是操作符，专⻔是⽤来计算sizeof操作符数的类型⻓度的，单位是字节。

sizeof 操作符的操作数可以是类型，也可是变量或者表达式。

sizeof 的操作数如果不是类型，是表达式的时候，可以省略掉后边的括号的。

sizeof 后边的表达式是不真实参与运算的，根据表达式的类型来得出⼤⼩。

sizeof 的计算结果是 size_t 类型的。

sizeof 运算符的返回值，C 语⾔只规定是⽆符号整数，并没有规定具体的类型，⽽是留给 系统⾃⼰去决定， sizeof 到底返回什么类型。不同的系统中，返回值的类型有可能是 unsigned int ，也有可能是 unsigned long ，甚⾄是 unsigned long long ， 对应的 printf() 占位符分别是 %u 、 %lu 和 %llu 。这样不利于程序的可移植性。 C 语⾔提供了⼀个解决⽅法，创造了⼀个类型别名 size_t ，⽤来统⼀表⽰ sizeof 的返 回值类型。对应当前系统的 sizeof 的返回值类型，可能是 unsigned int ，也可能是 unsigned long long ，此时可以使用%zd来进行打印。

1.5.2数据类型⻓度

#include 
#include 
int main()
{
  printf("%zd\n", sizeof(char));
  printf("%zd\n", sizeof(_Bool));
  printf("%zd\n", sizeof(short));
  printf("%zd\n", sizeof(int));
  printf("%zd\n", sizeof(long));
  printf("%zd\n", sizeof(long long));
  printf("%zd\n", sizeof(float));
  printf("%zd\n", sizeof(double));
  printf("%zd\n", sizeof(long double));
  return 0;
}

VS2022运行结果：

1
1
2
4
4
8
4
8
8

字节：

计算机能够识别的是二进制：1，0

计算机中的单位：

一个比特位=1bit=一个二进制位

1Byte（字节）=8bit

1KB=1024Byte

1MB=1024KB

1GB=1024MB

1TB=1024GB

C语言规定：

sizeof(long)>=sizeod(int)

1.5.3sizeof中表达式不计算

//测试：sizeof中表达式不计算
#include 
int main()
{
 short s = 2;
 int b = 10;
 printf("%zd\n", sizeof(s = b+1));
 printf("s = %d\n", s);
 return 0;
}

此时输出的为2；s=2

s的类型截断后为short，而sizeof中表达式在编译时就处理掉了，在运行期间不表达。

2. signed 和 unsigned

C 语⾔使⽤ signed 和 unsigned 关键字修饰字符型和整型类型的。

signed：带正负号

unsigned：不带正负号，表示0或正数

生活中有些数据带正负，有些不带。选择合适类型可既达到目的又节省空间，unsigned同样⻓度的内存能够表⽰的最⼤整数值，增⼤了⼀倍。（之后学习中会解释数字正负储存方式）

int=signed int   -----------前面signed可省略

unsigned int=unsigned    ------------后方int可省略

字符类型 char 也可以设置 signed 和 unsigned 。

注意，C 语⾔规定 char 类型默认是否带有正负号，由当前系统决定。

即无法判断char是否有符号

3. 数据类型的取值范围

每⼀种数据类型有⾃⼰的取值范围，也就是存储的数值的最⼤值和最⼩值的区间

如果要查看当前系统上不同数据类型的极限值： limits.h ⽂件中说明了整型类型的取值范围。

                                                                             float.h 这个头⽂件中说明浮点型类型的取值范围

如需使用极限值，尽量使用这些常量：

• SCHAR_MIN ， SCHAR_MAX ：signed char 的最⼩值和最⼤值。

• SHRT_MIN ， SHRT_MAX ：short 的最⼩值和最⼤值。

• INT_MIN ， INT_MAX ：int 的最⼩值和最⼤值。

• LONG_MIN ， LONG_MAX ：long 的最⼩值和最⼤值。

• LLONG_MIN ， LLONG_MAX ：long long 的最⼩值和最⼤值。

• UCHAR_MAX ：unsigned char 的最⼤值。

• USHRT_MAX ：unsigned short 的最⼤值。

• UINT_MAX ：unsigned int 的最⼤值。

• ULONG_MAX ：unsigned long 的最⼤值。

• ULLONG_MAX ：unsigned long long 的最⼤值。

4. 变量

4.1 变量的创建

类型是⽤来创建变量的。

C语⾔中把经常变化的值称为变量，不变的值称为常量。

变量创建语法：

data_type   name;

       |               |

数据类型    变量名

变量在创建的时候就给⼀个初始值，就叫初始化。

在创建变量是最好初始化，避免造成随机值产生或报错。

4.2 变量的分类

• 全局变量：在⼤括号外部定义的变量就是全局变量

适用范围广

• 局部变量：在⼤括号内部定义的变量就是局部变量

使⽤范围⽐较局限，只能在⾃⼰所在的局部范围内使⽤的。

其实当局部变量和全局变量同名的时候，局部变量优先使⽤。

全局变量和局部变量在内存中存储在内存中的三个区域：栈区、堆区、静态区。

1. 局部变量是放在内存的栈区

2. 全局变量是放在内存的静态区

3. 堆区是⽤来动态内存管理的

5. 算术操作符：+、-、*、/、%

C语⾔提供了⼀系列操作符，其中有⼀组操作符叫：算术操作符。

分别是： + - * \ % ，这些操作符都是双⽬操作符（有两个操作数）。

注：操作符也被叫做：运算符

5.1 + 和 -

+ 和 - ⽤来完成加法和减法。

5.2 *

运算符 * ⽤来完成乘法。

5.3 /

运算符 / ⽤来完成除法。

除号的两端如果是整数，执⾏的是整数除法，得到的结果也是整数。（丢弃小数部分）

#include 
int main()
{
 float x = 6 / 4;
 int y = 6 / 4;
 printf("%f\n", x); // 输出 1.000000
 printf("%d\n", y); // 输出 1
 return 0;
}

如果希望得到浮点数的结果，两个运算数必须⾄少有⼀个浮点数，这时 就会进⾏浮点数除法。

5.4 %

运算符 % 表⽰求模运算，即返回两个整数相除的余值。

注意：这个运算符只能⽤于整数，不能⽤于浮点数。

负数求模的规则是，结果的正负号由第⼀个运算数的正负号决定。

6. 赋值操作符：=和复合赋值

在变量创建的时候给⼀个初始值叫初始化，在变量创建好后，再给⼀个值，这叫赋值

int a = 100;//初始化
a = 200;//赋值，这⾥使⽤的就是赋值操作符

赋值操作符 = 是⼀个随时可以给变量赋值的操作符。

6.1 连续赋值

连续赋值写出的代码不容易理解，建议还是拆开来写，这样⽅便观察代码的 执⾏细节。

6.2 复合赋值符

在写代码时，我们经常可能对⼀个数进⾏⾃增、⾃减的操作，如下代码：

int a = 10;
a = a+3;
a = a-2;

这样代码C语⾔给提供了更加⽅便的写法：

int a = 10;
a += 3;
a -= 2;

常见复合赋值符：

+=    -=     

*=      /=      %=    

下⾯的操作符后面会讲解

>>=     <<=   

 &=     |=     ^=

7. 单⽬操作符：++、--、+、-

还有一些操作符只有⼀个操作数，被称为单⽬操作符。 ++、--、+(正)、-(负) 就是单⽬操作符的。

7.1 ++和--

++是⼀种⾃增的操作符，⼜分为前置++和后置++，--是⼀种⾃减的操作符，也分为前置--和后置--.

7.1.1 前置++

int a = 10;
int b = ++a;//++的操作数是a，是放在a的前⾯的，就是前置++
printf("a=%d b=%d\n",a , b);

技巧：先+1，后使⽤；

7.1.2 后置++

int a = 10;
int b = a++;//++的操作数是a，是放在a的后⾯的，就是后置++
printf("a=%d b=%d\n",a , b);

技巧：先使用，后＋1；

7.1.3 前置--

同7.1.1

7.1.4 后置--

同7.1.2

7.2 + 和 -

这⾥的+是正号，-是负号，都是单⽬操作符。

运算符 + 对正负值没有影响，是⼀个完全可以省略的运算符，但是写了也不会报错。

运算符 - ⽤来改变⼀个值的正负号，负数加上 - 就会得到正数，正数加上 - 会得到负数。

8. 强制类型转换

int a = (int)3.14;

直接（类型）即可强制类型转换

迫不得已再使用

9. scanf和printf介绍

9.1 printf

9.1.1 基本⽤法

printf() 的作⽤是将参数⽂本输出到屏幕。它名字⾥⾯的 f 代表 format （格式化），表⽰可以 定制输出⽂本的格式。

printf() 不会在⾏尾⾃动添加换⾏符，运⾏结束，光标就停留在输出结束的地⽅。

为了让光标移到下⼀⾏的开头，可以在输出⽂本的结尾，添加⼀个换⾏符 \n 。

注意：printf() 是在标准库的头⽂件 stdio.h 定义的。使⽤这个函数之前，必须在源码⽂件头部引⼊这个头⽂件。

9.1.2 占位符

printf() 可以在输出⽂本中指定占位符。

所谓 “占位符”，就是这个位置可以⽤其他值代⼊

// 输出 There are 3 apples
#include 
int main()
{
 printf("There are %d apples\n", 3);
 return 0;
}

%d表明了3的类型，在打印时%d这个占位符被3替换

同理，%s表示带入的是一个字符串

输出⽂本⾥⾯可以使⽤多个占位符。

当存在多个占位符是，占位符顺序与后续参数数据一一对应，若缺少参数，则可能输出任意值

9.1.3 占位符列举

下⾯按照字⺟顺序，列出常⽤的占位符，⽅便查找，具体含义在后⾯文章介绍。

• %a ：⼗六进制浮点数，字⺟输出为⼩写。

• %A ：⼗六进制浮点数，字⺟输出为⼤写。

• %c ：字符。

• %d ：⼗进制整数。

• %e ：使⽤科学计数法的浮点数，指数部分的 e 为⼩写。

• %E ：使⽤科学计数法的浮点数，指数部分的 E 为⼤写。

• %i ：整数，基本等同于 %d 。

• %f ：⼩数（包含 float 类型和 double 类型）。

• %g ：6个有效数字的浮点数。整数部分⼀旦超过6位，就会⾃动转为科学计数法，指数部分的 e 为⼩写。

• %G ：等同于 %g ，唯⼀的区别是指数部分的 E 为⼤写。

• %hd ：⼗进制 short int 类型。

• %ho ：⼋进制 short int 类型。

• %hx ：⼗六进制 short int 类型。

• %hu ：unsigned short int 类型。

• %ld ：⼗进制 long int 类型。

• %lo ：⼋进制 long int 类型。

• %lx ：⼗六进制 long int 类型。

• %lu ：unsigned long int 类型。

• %lld ：⼗进制 long long int 类型。

• %llo ：⼋进制 long long int 类型。

• %llx ：⼗六进制 long long int 类型。

• %llu ：unsigned long long int 类型。

• %Le ：科学计数法表⽰的 long double 类型浮点数。

• %Lf ：long double 类型浮点数。

• %n ：已输出的字符串数量。该占位符本⾝不输出，只将值存储在指定变量之中。

• %o ：⼋进制整数。

• %p ：指针。

• %s ：字符串。

• %u ：⽆符号整数（unsigned int）。

• %x ：⼗六进制整数。

• %zd ： size_t 类型。

• %% ：输出⼀个百分号。

• %lf  :  double 类型浮点数

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。

#include 
int main()
{
 printf("%5d\n", 123); // 输出为 " 123"
 return 0;
}

%5d 表⽰这个占位符的宽度⾄少为5位。如果不满5位，对应的值的前⾯会添加空格。

若想要空格添加到后面，则需在“5”前面加上负号“ - ”

// 输出 " 123.450000"
#include 
int main()
{
 printf("%12f\n", 123.45);
 return 0;
}

对于⼩数，这个限定符会限制所有数字的最⼩显⽰宽度。

%12f 表⽰输出的浮点数最少要占据12位。由于⼩数的默认显⽰精度是⼩数点后6位， 所以 123.45 输出结果的头部会添加2个空格。

9.1.4.2 总是显⽰正负号

默认情况下， printf() 不对正数显⽰ + 号，只对负数显⽰ - 号。如果想让正数也输出 + 号，可 以在占位符的 % 后⾯加⼀个 + 。

#include 
int main()
{
 printf("%+d\n", 12); // 输出 +12
 printf("%+d\n", -12); // 输出 -12
 return 0;
}

9.1.4.3 限定⼩数位数

输出⼩数时，有时希望限定⼩数的位数。举例来说，希望⼩数点后⾯只保留两位，占位符可以写 成 %.2f 。

这种写法可以与限定宽度占位符，结合使⽤。

// 输出为 " 0.50"
#include 
int main()
{
 printf("%6.2f\n", 0.5);
 return 0;
}

最⼩宽度和⼩数位数这两个限定值，都可以⽤ * 代替，通过 printf() 的参数传⼊。

#include 
int main()
{
 printf("%*.*f\n", 6, 2, 0.5);
 return 0;
}
// 等同于printf("%6.2f\n", 0.5);

上⾯⽰例中， %*.*f 的两个星号通过 printf() 的两个参数 6 和 2 传⼊。

9.1.4.4 输出部分字符串

%s 占位符⽤来输出字符串，默认是全部输出。如果只想输出开头的部分，可以⽤ %.[m]s 指定输出 的⻓度，其中 [m] 代表⼀个数字，表⽰所要输出的⻓度

// 输出 hello
#include 
int main()
{
 printf("%.5s\n", "hello world");
 return 0;
}

9.2 scanf

当我们有了变量，我们需要给变量输⼊值就可以使⽤ scanf 函数，下⾯看⼀个例⼦：

#include 
int main()
{
 int score = 0;
 printf("请输⼊成绩:");
 scanf("%d", &score);
 printf("成绩是：%d\n", score);
 return 0;
}

那接下来我们介绍⼀下 scanf 函数

9.2.1 基本⽤法

注意：若在使用scanf函数时弹出错误：

“scanf函数是不安全的，建议使用scanf-s来替代”

建议在文件第一行使用

#define _CRE_SECURE_NO_WARNINGS 1

即可解决

每次新建文件都要输入不方便怎么办？

在VS新建文件是，都是拷贝：newc++file.cpp

如果在文件中加入这句代码，则之后新建文件都包含这句话

为什么不使用scanf-s？

scanf-s为仅有VS有定义的函数，不方便之后代码的移植

scanf() 函数⽤于读取⽤⼾的键盘输⼊。

程序运⾏到这个语句时，会停下来，等待⽤⼾从键盘输⼊。

⽤⼾输⼊数据、按下回⻋键后， scanf() 就会处理⽤⼾的输⼊，将其存⼊变量。

它的原型定义在头⽂件 stdio.h 。

scanf() 的语法跟 printf() 类似。

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

它的第⼀个参数是⼀个格式字符串，⾥⾯会放置占位符（与 printf() 的占位符基本⼀致），告诉编 译器如何解读⽤⼾的输⼊，需要提取的数据是什么类型。

这是因为 C 语⾔的数据都是有类型的， scanf() 必须提前知道⽤⼾输⼊的数据类型，才能处理数 据。

它的其余参数就是存放⽤⼾输⼊的变量，格式字符串⾥⾯有多少个占位符，就有多少个变量。

上⾯⽰例中， scanf() 的第⼀个参数 %d ，表⽰⽤⼾输⼊的应该是⼀个整数。 %d 就是⼀个占位 符， % 是占位符的标志， d 表⽰整数。第⼆个参数 &i 表⽰，将⽤⼾从键盘输⼊的整数存⼊变量 i 

注意：变量前⾯必须加上 & 运算符（指针变量除外），因为 scanf() 传递的不是值，⽽是地址， 即将变量 i 的地址指向⽤⼾输⼊的值。

如果这⾥的变量是指针变量（⽐如字符串变量），那就不⽤加 & 运算符。

scanf("%d%d%f%f", &i, &j, &x, &y);

上⾯⽰例中，格式字符串 %d%d%f%f ，表⽰⽤⼾输⼊的前两个是整数，后两个是浮点数，⽐如 1 -20 3.4 -4.0e3 。这四个值依次放⼊ i 、 j 、 x 、 y 四个变量。

scanf() 处理数值占位符时，会⾃动过滤空⽩字符，包括空格、制表符、换⾏符等。

解读⽤⼾输⼊时，会从上⼀次解读遗留的第⼀个字符开始，直到读完缓存，或者遇到第⼀个不符合条 件的字符为⽌。

#include 
int main()
{
 int x;
 float y;

 // ⽤⼾输⼊ " -13.45e12# 0"
 scanf("%d", &x);
 printf("%d\n", x);
 scanf("%f", &y);
 printf("%f\n", y);
 return 0;
}

上⾯⽰例中， scanf() 读取⽤⼾输⼊时， %d 占位符会忽略起⾸的空格，从 - 处开始获取数据，读 取到 -13 停下来，因为后⾯的 . 不属于整数的有效字符。这就是说，占位符 %d 会读到 -13 。 第⼆次调⽤ scanf() 时，就会从上⼀次停⽌解读的地⽅，继续往下读取。这⼀次读取的⾸字符 是 . ，由于对应的占位符是 %f ，会读取到 .45e12 ，这是采⽤科学计数法的浮点数格式。后⾯的 # 不属于浮点数的有效字符，所以会停在这⾥

由于 scanf() 可以连续处理多个占位符，所以上⾯的例⼦也可以写成下⾯这样

#include 
int main()
{
 int x;
 float y;

 // ⽤⼾输⼊ " -13.45e12# 0"
 scanf("%d%f", &x, &y);
 return 0;
}

9.2.2 scanf的返回值

scanf() 的返回值是⼀个整数，表⽰成功读取的变量个数。

如果没有读取任何项，或者匹配失败，则返回 0 。如果在成功读取任何数据之前，发⽣了读取错误或者遇到读取到⽂件结尾，则返回常量 EOF。

#include 
int main()
{
 int a = 0;
 int b = 0;
 float f = 0.0f;
 int r = scanf("%d %d %f", &a, &b, &f);
 printf("a=%d b=%d f=%f\n", a, b, f);
 printf("r = %d\n", r);
 return 0;
}

如果输⼊2个数后，按 ctrl+z ，提前结束输⼊

如果⼀个数字都不输⼊，直接按3次 ctrl+z ,输出的r是-1，也就是EOF

9.2.3 占位符 

scanf() 常⽤的占位符如下，与 printf() 的占位符基本⼀致：

• %c ：字符。

• %d ：整数。

• %f ： float 类型浮点数。

• %lf ： double 类型浮点数。

• %Lf ： long double 类型浮点数。

• %s ：字符串。

• %[] ：在⽅括号中指定⼀组匹配的字符（⽐如 %[0-9] ），遇到不在集合之中的字符，匹配将会停⽌。

上⾯所有占位符之中，除了 %c 以外，都会⾃动忽略起⾸的空⽩字符。 %c 不忽略空⽩字符，总是返 回当前第⼀个字符，⽆论该字符是否为空格。

如果要强制跳过字符前的空⽩字符，可以写成 scanf(" %c", &ch) ，即 %c 前加上⼀个空格，表 ⽰跳过零个或多个空⽩字符。

下⾯要特别说⼀下占位符 %s ，它其实不能简单地等同于字符串。它的规则是，从当前第⼀个⾮空⽩ 字符开始读起，直到遇到空⽩字符（即空格、换⾏符、制表符等）为⽌

因为 %s 不会包含空⽩字符，所以⽆法⽤来读取多个单词，除⾮多个 %s ⼀起使⽤。这也意味着， scanf() 不适合读取可能包含空格的字符串，⽐如书名或歌曲名。另外， scanf() 遇到 %s 占位 符，会在字符串变量末尾存储⼀个空字符 \0

scanf() 将字符串读⼊字符数组时，不会检测字符串是否超过了数组⻓度。所以，储存字符串时， 很可能会超过数组的边界，导致预想不到的结果。为了防⽌这种情况，使⽤ %s 占位符时，应该指定读⼊字符串的最⻓⻓度，即写成 %[m]s ，其中的 [m] 是⼀个整数，表⽰读取字符串的最⼤⻓度，后⾯的字符将被丢弃。

9.2.4 赋值忽略符

有时，⽤⼾的输⼊可能不符合预定的格式。

#include 
int main()
{
 int year = 0;
 int month = 0;
 int day = 0;
 scanf("%d-%d-%d", &year, &month, &day);
 printf("%d %d %d\n", year, month, day);
 return 0;
}

上⾯⽰例中，如果⽤⼾输⼊ 2020-01-01 ，就会正确解读出年、⽉、⽇。问题是⽤⼾可能输⼊其他 格式，⽐如 2020/01/01 ，这种情况下， scanf() 解析数据就会失败

为了避免这种情况， scanf() 提供了⼀个赋值忽略符（assignment suppression character） * 。 只要把 * 加在任何占位符的百分号后⾯，该占位符就不会返回值，解析后将被丢弃

#include 
int main()
{
 int year = 0;
 int month = 0;
 int day = 0;
 scanf("%d%*c%d%*c%d", &year, &month, &day);
 return 0;
}

上⾯⽰例中， %*c 就是在占位符的百分号后⾯，加⼊了赋值忽略符 * ，表⽰这个占位符没有对应的 变量，解读后不必返回。