【C语言】（2）数据类型

在 C 语言中，数据类型定义了变量或函数能够接受的数据形式。它们决定了数据存储的空间大小和如何解释存储的位模式。C语言提供了多种基本数据类型，可分为以下几类：

1. 基本类型： 算术类型，包括两种类型：整数类型和浮点类型。
2. 枚举类型： 算术类型，被用来定义在程序中只能赋予其一定的离散整数值的变量。
3. void 类型： 类型说明符 void 表明没有可用的值。
4. 派生类型： 包括：指针类型、数组类型、结构类型、共用体类型和函数类型。 数组类型和结构类型统称为聚合类型。函数的类型指的是函数返回值的类型。

一.基本类型

基本类型是算术类型，包括整数类型和浮点类型。整数类型用于表示没有小数部分的数值，而浮点类型用于表示有小数部分的数值。

整数类型

下表列出了关于标准整数类型的存储大小和值范围的细节：

类型	描述	值范围	存储大小
char	字符型	-128 到 127	1 字节
unsigned char	无符号字符型	0 到 255	1 字节
signed char	有符号字符型	-128 到 127	1 字节
int	整型	-32,768 到 32,767 或 -2,147,483,648 到 2,147,483,647	2 或 4 字节
unsigned int	无符号整型	0 到 65,535 或 0 到 4,294,967,295	2 或 4 字节
short	短整型	-32,768 到 32,767	2 字节
unsigned short	无符号短整型	0 到 65,535	2 字节
long	长整型	-2,147,483,648 到 2,147,483,647	4 字节
unsigned long	无符号长整型	0 到 4,294,967,295	4 字节
long long	长长整型	-9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807	8 字节
unsigned long long	无符号长长整型	0 到 18,446,744,073,709,551,615	8 字节
当使用unsigned数值无负数范围。

浮点类型

下表列出了关于标准浮点类型的存储大小、值范围和精度的细节：

类型	存储大小	值范围	精度
float	4 字节	1.2E-38 到 3.4E+38	6 位有效位
double	8 字节	2.3E-308 到 1.7E+308	15 位有效位
long double	16 字节	3.4E-4932 到 1.1E+4932	19 位有效位

#include 

int main() {
    int integer = 100;
    float floating = 12.34;
    double doubleNum = 123.456;

    printf("Integer: %d\n", integer);
    printf("Floating Point: %f\n", floating);
    printf("Double: %lf\n", doubleNum);

    return 0;
}

头文件 float.h 定义了宏，在程序中可以使用这些值和其他有关实数二进制表示的细节。下面的示例将输出浮点类型占用的存储空间以及它的范围值：

#include  
#include   
int main() {
	printf("float 存储最大字节数 : %lu \n", sizeof(float));
	printf("float 最小值: %E\n", FLT_MIN );
	printf("float 最大值: %E\n", FLT_MAX );   
	printf("精度值: %d\n", FLT_DIG );      
	return 0; 
}

%E 为以指数形式输出单、双精度实数，详细说明查看 C 库函数 - printf()。

当编译并执行上面的程序时，它会产生下列结果：

float 存储最大字节数 : 4 
float 最小值: 1.175494E-38
float 最大值: 3.402823E+38
精度值: 6

二.枚举类型

枚举类型是一种特殊的基本类型，用于定义在程序中只能赋予其一定的离散整数值的变量。

#include 
enum color { red, green, blue };
int main() {
    enum color favoriteColor;
    favoriteColor = green;
    if (favoriteColor == red) {
        printf("红色");
    } else if (favoriteColor == green) {
        printf("绿色");
    } else {
        printf("蓝色");
    }
    return 0;
}

三.void 类型

void 类型指定没有可用的值。它用于三种情况：

1. 函数返回为空。
2. 函数参数为空。
3. 指针指向 void。

#include 

void printHello() {
    printf("Hello, World!");
}

int main() {
    printHello();
    return 0;
}

四.派生类型

包括指针类型、数组类型、结构类型、共用体类型和函数类型。这些类型基于基本类型构建。

#include 
struct person {
    char name[50];
    int age;
};
int main() {
    struct person p1 = {"John Doe", 30};
    printf("Name: %s\nAge: %d\n", p1.name, p1.age);
    return 0;
}

五.类型转换

类型转换是将一个数据类型的值转换为另一种数据类型的值。

C 语言中有两种类型转换：

• 隐式类型转换：隐式类型转换是在表达式中自动发生的，无需进行任何明确的指令或函数调用。它通常是将一种较小的类型自动转换为较大的类型，例如，将int类型转换为long类型或float类型转换为double类型。隐式类型转换也可能会导致数据精度丢失或数据截断。
• 显式类型转换：显式类型转换需要使用强制类型转换运算符（type casting operator），它可以将一个数据类型的值强制转换为另一种数据类型的值。强制类型转换可以使程序员在必要时对数据类型进行更精确的控制，但也可能会导致数据丢失或截断。

隐式类型转换

int i = 100;
double result;
result = i / 30.0; //转换为double

显式类型转换

double d = 9.5;
int total = (int)d + 1; //转换为int类型

六.变量与常量

变量

变量是存储数据的内存空间的名称。它们的值在程序执行期间可以改变。变量根据其定义的位置和作用域可分为局部变量和全局变量。

局部变量

局部变量在函数或语句块（例如{}内）中定义，并且只能在该函数或语句块内部使用。它的生命周期从声明开始，到所在函数或语句块的结束。

void function() {
	int localVar = 10; // 局部变量     
	printf("%d\n", localVar); 
}

全局变量

全局变量在函数外部定义，通常在程序的顶部。全局变量的作用域是整个文件，也可以在其他文件中通过外部引用访问。它的生命周期贯穿整个程序的执行时间。

int globalVar = 20; // 全局变量  
void function() {     
	printf("%d\n", globalVar); 
}  
int main() {     
	function();     
	return 0; 
}

名称冲突

当局部变量和全局变量同名时，局部变量在其作用域内将优先被使用。

引入其他文件的全局变量

使用extern关键字可以在一个文件中访问另一个文件的全局变量。

示例

// 在另一个文件中定义的全局变量 
extern int g_val;

常量

常量是程序中值不变的元素。C 语言提供了多种定义常量的方法。

字面常量

字面常量是直接出现在程序中的值，如数字 10 或字符串 "hello"。

const 常变量

const关键字用于定义其值不可改变的变量，注意其实还属于变量。

const int a = 1;

#define 标识符常量

使用#define预处理指令定义的常量。

#define MAX 100

枚举常量

枚举是一种定义命名的整型常量的方法。枚举的每个成员都代表一个常量。

enum Sex { 
// 默认值从零开始     
MALE, FEMALE, SECRET 
};  
enum Sex s = MALE;