C语言数据类型和变量（一）

1.数据类型介绍

C语言提供了丰富的数据类型来描述生活中的各种数据。
使用整型类型来描述整数，使用字符类型来描述字符，使用浮点型类型来描述小数。
所谓**“类型”**，就是相似的数据所拥有的共同特征，编译器只知道了数据的类型，才知道怎么操作数据。
下面盘点一下C语言提供的各种数据类型，本节主要探讨内置数据类型。

1.1字符型

char //cahracter
[signed]char //有符号的
unsigned char //无符号的

1.2整型

//短整型
short [int]
[signed] short [int]
unsigned short [int]

//整型
int 
[signed] int
unsigned int

//长整型
long [int]
[signed] long [int]
unsigned long [int]

//更长的整型
//C99中引入
long long [int]
[signed] long long [int]
unsigned long long [int]

1.3浮点型

float
double
long double

1.4布尔类型

C语言原来并没有为布尔值单独设置一个类型，而且使用整数0表示假，非零值表示真
在C99中引入了布尔类型，是专门表示真假的。

_Bool

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.

#define bool _Bool

#define false 0
#define true 1

代码演示：

_Bool flag = true;
if (flag) 
	printf("i like C\n");

1.5各种数据类型的长度

每一种数据类型都有自己的长度，使用不同的数据类型，能够创建出长度不同的变量，变量长度也不同，存储数据范围就有所差异。

1.5.1 sizeof 操作符

sizeof是一个关键字，也是操作符，专门是用来结算sizeof的操作符数的类型长度的，单位是字节。
sizeof 操作符的操作数可以是类型，也可以是变量或者表达式

sizeof(类型)
sizeof 表达式

sizeof的操作数如果不是类型，是表达式的时候，可以省略掉后面的括号的
sizeof后边的表达式时不真实参与运算的，根据表达式的类型来的来得出大小
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，而是六给系统自己去决定，sizeof到底返回上面类型。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,甚至可能是unsigned long long ,对应的printf()占位符分别是%u，%lu，%llu。这样不利于程序的可移植性。
C语言提供一个解决方法，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usigned long long。
比如：

#include
int main()
{
	int a = 10;
	printf("%zd\n", sizeof(a));
	printf("%zd\n", sizeof a);	//a是变量的名字，可以省略掉sizeof后边的()
	printf("%zd\n", sizeof(int));
	printf("%zd\n", sizeof(3 + 3.5));
	return 0;
}

1.5.2数据类型长度

#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;

}

在VS2022 X64配置下的输出：

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("%d\n", sizeof(s = b + 1));
	printf("s = %d\n", s);
	return 0;
}

测试结果：

sizeof在代码进行编译的时候，就根据表达式的类型确定了，类型的常用，二表达式的执行却要在程序运行期间才能执行，在编译期间已经将sizeof处理掉了，所以在运行期间就不会执行表达式。

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关键字，表示一个类型带有正负号，包含负值。
unsigned关键字，表示该类型不带有正负号，只表示零和正整数
对于int 类型，默认是带有正负号，也就是说int 等用于signed int。
由于这是默认情况，关键字signed 一般都省略不写，但是写了也不算错。
signed int a; //等同于 int a;
int类型也可以不带正负号，只表示非负整数。这时就必须使用关键字unsigned声明变量。
unsigned int a;
整数变量声明为unsigned的好处时，同样长度的内存能够表示的最大整数值，增大了一倍。
比如，16位的signed short int 的取值范围是：-32768~32767，最大值是32767；而unsigned short int 的取值范围是：0~65535，最大值增大到65535。32位的signed int 的取值范围可以参看limits.h中相关定义。
下面的定义是VS2022环境中，limits.h中的相关定义。

#define SHRT_MIN    (-32768)    //有符号16位整型的最小值
#define SHRT_MAX      32767     //有符号16位整型的最大值
#define USHRT_MAX     0xffff    //无符号16位整型的最大值
#define INT_MIN     (-2147483647 - 1) //有符号整型的最小值
#define INT_MAX       2147483647    //有符号整型的最大值

unsigned int 里面的int 可以省略，所以上面的变量声明也可以写成下面这样。

unsigned a;

字符类型char 也可以设置signed和unsigned

signed char c;
unsigned char c;

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。
这就是说，char不等同于signed char ,他又可能是signed char，也有可能是unsigned char。
这一点与 int 不同，int 就是等同于signed int。

3.数据类型的取值范围

上述的数据类型很多，尤其数整型类型就有short、int、long、longlong四种，为什么呢？
其实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，有了丰富的类型，我们就可以在适当的场景下去选择适合的类型。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。
为了代码的可移植性，需要知道某种整数类型的极限值时，应该尽量使用这些常量。

• 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

了解清楚了类型，我们使用类型做什么呢？类型是用来创建变量的。
什么是变量呢？C语言中唱吧经常变化的值称为变量，不变的值叫做常量。
变量创建语法形式是这样的：

data_type name;
    |     |
    |     |
数据类型  变量名 

int age ; //整型变量
char ch ; //字符变量
double weight ; //浮点型变量

变量在创建的时候就给一个初始值，就叫初始化。

int age = 18;
char ch = ‘w’; 
double weight = 48.0;
unsigned int height = 100; 

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
  全局变量的使用范围更广，整个工程中想使用，都是有办法使用的。
• 局部变量：在大括号内部定义的变量就是局部变量
  局部变量的使用范围比较局限，只能在自己所在的局部范围内使用的。

#include 
int global = 2023; //全局变量

int main()
{
	int local = 2024; //局部变量
	printf("%d\n", local);
	printf("%d\n", global);
	return 0;

}

如果局部和全局变量，名字相同呢？

#include
int n = 1000;

int main()
{
	int n = 10;
	printf("%d\n", n);
	return 0;
}

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哪里？
一般学习C/C++语言的时候，会关注内存中的三个区域：栈区、堆区、静态区

1. 局部变量是放在内存的栈区
2. 全局变量放在内存的静态区
3. 堆区用来动态内存管理
   

其实内存区域的划分更细致，后续相关知识会介绍的