C语言之数据类型

C语言中数据类型的作用：

1. 数据的使用功能：定义数据的类型。
2. 明确数据的长度：数据存放在内存中，每种数据都有其长度。
3. 数据存放的位置：根据不同类型，数据存放在不同的位置：如常量存放在静态代码区、变量存放在栈中等。

C语言是具有严格数据类型的编程语言，程序猿在使用常量或变量时，必须明确指定其数据类型。C语言有两种数据类型：基本数据类型和复合数据类型。

基本数据类型

C语言中基本数据类型有：void，char，short，int，long，float，double。详细说明如下：

变量类型	类型名称	占用内存(64bit机器)	格式化
void	无类型	1B
char	字符类型	1B	%c
short/short int	短整型	2B	%d
int	整型	4B	%d
long/long int	长整型	4B	%d
long long	长整型	8B	%d
float	单精度浮点数	4B	%f
double	双精度浮点数	8B	%lf

注意：

• 整型之间运算的结果为整型；至少有一个浮点数运行的结果为浮点数。
• 整型分为三类：short、int、long。
• 默认情况下，声明的变量是有符号类型的变量，即省略int --> signed int。
• C99之前是没有布尔类型，但是可以通过0和1来表示布尔类型的false和true。

布尔类型【C99】

C语言中原本没有布尔类型的，是通过非零（真）和零（假）来表示表达式的值为真或假。C99之后，引入布尔类型，布尔类型不是原生的数据类型，需要引入一个头文件#inclulde 。
使用布尔类型：

#include 
#include 

int main() {
    bool a = true;
    bool b = false;
    printf("a=%d\n", a); // a=1
    printf("b=%d\n", b); // b=0
    return 0;
}

注意

1. bool类型的底层原理仍为整型。

有符号 VS 无符号

	有符号	无符号
关键字	signed或省略	unsigned
符号位	第一位为符号位 0表示正，1表示负	第一位为数值位

原理图：

有符号整型变量

无符号整型变量

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浮点数

C语言中使用浮点数对小数进行表示。

推荐阅读C语言中文网之C语言中的小数（float,double）和C语言中文网之小数在内存中是如何存储的，揭秘诺贝尔奖级别的设计（长篇神文）

拓展

查看自己的电脑是多少位：

method1：查看宏定义
# include 
int main(void) {
  #ifdef __x86_64__
    printf("64bits");
  #elif __i386__
    printf("32bits");
  #endif
}

查看数据类型的大小：

#include 

int main(int argc, const char * argv[]) {
    printf("void_sizeof: %dB\n", sizeof(void));
    printf("char_sizeof: %dB\n", sizeof(char));
    printf("short_sizeof: %dB\n", sizeof(short));
    printf("short-int_sizeof: %dB\n", sizeof(short int));
    printf("int_sizeof: %dB\n", sizeof(int));
    printf("unsigned_sizeof: %dB\n", sizeof(unsigned));
    printf("long_sizeof: %dB\n", sizeof(long));
    printf("long-int_sizeof: %dB\n", sizeof(long int));
    printf("long-long_sizeof: %dB\n", sizeof(long long));
    printf("float_sizeof: %dB\n", sizeof(float));
    printf("double_sizeof: %dB\n", sizeof(double));
    return 0;
}

复合数据类型

C语言中复合数据类型有：枚举、结构、联合。

枚举

枚举是一种用户定义的数据类型，它用关键字enum进行声明。
定义：enum 枚举类型名字 {名字1, 名字2, ...};
说明：枚举类型名字并不经常使用。要使用的是大括号里的名字，因为它们是常量符号，类型为int，值依次从0到n。实际上，枚举类型是以数字进行计算。

进阶：

• 声明枚举量的时候，可以指定int值。enum COLOR {RED, YELLO=3, GREEN};RED=0，YELLO=3，GREEN=4。

实例：enum COLOR {RED, YELLOW, GREEN};。RED的值为0，YELLOW的值为1。
使用场景：

1. 将常量符号化，是const int的替身。【但是实际上很少使用】
2. 可以自动计数。

#include 

enum COLOR {RED, YELLOW, GREEN, NumCOLORS};
int main(void)
{
  int color = -1;
  printf("颜色数量为：%d\n", NumCOLORS);
  char *ColorNames[NumCOLORS] = {
    "red", "yellow", "green"
  }
  return 0;
}

3. 如果有意义上排比的名字，用枚举比const int方便。

结构

结构的定义和访问

通过struct关键字进行结构类型的定义。

struct 结构名 {
  成员基本类型 成员名;
  ...
}; // 分号一定不能少
       
/* 
 * 结构的定义和变量声明分开
*/
struct date {
  int day;
  int month;
  int year;
};

/*
 * 结构的定义和变量声明结合
*/
struct date {
  int day;
  int month;
  int year; 
} date1, date2;
// 结构名省略
struct {
  int day;
  int month;
  int year;
} date1, date2;

• typedef关键字：用来声明一个已有的数据类型的新名字，如typedef int Length;，此时Length为int类型的别名。
  typedef 旧名字 新名字;
• 声明新的类型的名字，改善了程序的可读性。

typedef struct {
  int month;
  int day;
  int year;
} Date;

结构变量初始化：
struct date date1 = { 21, 07, 2014 };和struct date date2 = {.month=7, .year=2014}; // day默认值为0

结构访问：
使用点.和成员变量名 进行访问。

printf("输入日期：");
scanf("%i-%i-%i", &date1.year, &date1.month, &date1.day);
printf("今天是：%i-%i-%i\n", date1.year, date1.month, date1.day);

结构运算

• 要访问在整个结构，直接用结构变量的名字
• 对于整个结构，可以做赋值、取地址，也可以传递给函数参数

date1 = (struct data1) { 21, 07, 2014}; // 相当于date1.day = 21; date1.month = 07; date1.year = 2014;
/*
 * 结构与数组相似，但是数组不能直接进行赋值，而结构可以直接进行赋值。 
 */
date2 = date1; // 相当于date2.day = date1.day; date2.month = date1.month; date2.year = date1.year;

结构 VS 数组

数组	结构
数组是相同类型元素（整型、浮点型、字符型、结构体、数组等）的集合	结构是不同类型元素（整型、浮点型、字符型、结构体、数组等）的集合。
数组的拷贝必须一个一个来	结构的拷贝可以通过赋值符号直接完成
数组名代表首地址，依次+1，+2……就可以表示其他元素的地址，不需要使用取地址运算符&	结构本身是一系列不同类型元素的集合，只是把很多类型的元素集中起来适应某个计量单位（如学生身份、日期等）的存储方式，所以取地址是需要采用取地址符号&。
数组可以直接利用下标访问	结构必须使用结构中成员的变量名
数组的定义和使用都很简单，可以直接在需要使用的函数中定义	结构的定义一般放在主函数外面，这样其他函数就可以使用这种类型的结构定义具体的结构

结构作为函数参数

• 整个结构/结构指针可以作为参数的值传入函数。
• 当结构作为函数参数时，调用时，相当于在函数内新建一个结构变量，并复制调用者的结构的值。
• 结构/结构指针也可以作为函数的返回值。

#include

struct point {
    int x;
    int y;
}; 

struct point getStructPoint();
struct point * getStructPoint2(struct point *p); 
void output(struct point p);
void output2(struct point *p);

int main(int argc, const *argv[]) {
    struct point p = {0, 0};
//  p = getStructPoint();
//  output(p);
//  output(*getStructPoint2(&p));
    output2(getStructPoint2(&p));
    return 0;
} 

/**
 * 获取指针输入
 */ 
struct point getStructPoint() 
{
    struct point p;
    scanf("%d", &p.x);
    scanf("%d", &p.y);
    printf("getStructPoint: x=%d, y=%d\n", p.x, p.y);
    // 返回结构体 
    return p;
}

/**
 * 获取指针输入
 */ 
struct point * getStructPoint2(struct point *p) 
{
    // 结构体指针作为函数的参数 
    scanf("%d", &p->x);
    scanf("%d", &p->y);
    printf("getStructPoint2: x=%d, y=%d\n", p->x, p->y);
    // 返回结构体指针，这样子的好处是可以作为函数参数直接使用 
    return p;
}

/**
 * 输出结构体
 */ 
void output(struct point p)
{
//  结构体作为函数的参数 
    printf("output: x=%d, y=%d\n", p.x, p.y);   
} 

/**
 * 输出结构体
 */ 
void output2(struct point *p)
{
//  结构体作为函数的参数 
    printf("output2: x=%d, y=%d\n", (*p).x, (*p).y);    
//  指针的*的优先级比.的优先级低
//  结构指针常用->进行访问成员变量
} 

结构数组

声明：struct data datas[100];
初始化：datas[] = { {3,4,2020}, {4,3,2021} };

结构中的结构

结构中的成员可以是一个结构。

typedef struct {
  int x;
  int y;
} Point;
struct rectangle {
  Point pt1;
  Point pt2;
};

联合

使用关键字union声明一个联合体，该联合体是指选择某一个成员来操作使用。

union 联合体的名字 {
  成员类型1 成员变量1;
  成员类型2 成员变量2;
}

union AnElt {
  int i; // 成员i
  char c; // 成员c
} elt1, elt2;

• 联合体的大小为最大成员的值。sizeof(union ...) == sizeof(每个成员)的最大值。
• 联合体可以以二进制进行操作相关数值【查看数据内部】。

编程小技巧

1. 常量符号化：用符号而不是具体的数字来表示程序中的数字。