【C生万物】C语言数据类型、变量和运算符

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小杨水平有限，欢迎各位大佬指点，相互学习进步！

1. 数据类型的介绍

C语言提供了了丰富的数据类型来描述生活中的各种数据。
C语言提供的一下数据类型：

1.1 字符型

// 注：带[]的可以省略

char
[signed] char // 有符号的char 
unsigend char //  无符号的char

1.2 整型

// 注：带[]的可以省略

// 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]

// 长长整型
// C99中引入
long long [int]
signed long long [int]
unsigned long long [int]

1.3 浮点型

float 		// 单精度浮点型
double		// 双精度浮点型
long double	

1.4 布尔型

C语言原来并没有为布尔值单独设置一个类型，而是使用整数0表示假，非零表示真。
在C99中才引入了布尔类型，是专门表示真假的。

_Bool

使用布尔类型必须包含头文件：
布尔值变量的取值是：true 或者 false

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：表示一个类型带有正负号，包含负值；
unsigned：表示一个类型不带有正负号，只能表示零和正整数

3. 变量

在生活中有些值是不变的（如：性别、身份证号码、血型等等）
有些值是可变的（如：年龄、体重、薪资等等）
不变的值，C语言中用常量的概念来表示，变的值，C语言用变量的概念来表示。

3.1 变量的创建

变量创建的语法如下：

    int age;
 	 |   |
 	 |   |
数据类型 变量名

int age;	// 整型变量
float weight; // 浮点型变量
char ch; 	// 字符型变量

变量的初始化：变量创建的时候就给了一个初始值，就叫初始化

int age = 18;
float weght = 48.5;
char ch = 'a';

3.2 变量的分类

• 全局变量：在大括号外部定义的变量叫做全局变量

全局变量的使用范围更广，整个工程都可以使用。

• 局部变量：在大括号内部定义的变量叫做局部变量

局部变量的使用范围是比较局限的，只能在自己所在的局部范围内使用

#include

int num = 100; // 全局变量

int main()
{
    int age = 18; // 局部变量
    
    printf("%d\n",num);
    printf("%d\n",age);
    
    return 0;
}

注：

当局部变量和全局变量同名时，局部变量使用优先（同名时不是同一个变量，也不是重新赋值！！！）

全局变量和局部变量在内存中怎么存储的？
内存中的三个区域：栈区、堆区、静态区

1. 局部变量存储在栈区
2. 全局变量存储在静态区
3. 堆区是用来动态内存管理的

4. 算术操作符：+、-、*、/、%

C语言中为了方便运算，提供了一系列的操作符，其中有一组操作符叫：算术操作符。分别是+、-、*、/、%，都是双目操作符

4.1 + 和 -

+和 -用来完成加法和减法。
+和 -都是有2个操作数的，位于操作符两端的就是它们的操作数，这种操作符也叫双目操作符。

#include

int main()
{
    int x = 4 + 22;
    int y = 61 - 23;
    printf("%d\n",x);
    printf("%d\n",y);

    return 0;
}

4.2 *

运算符* 用来完成乘法。

#include

int main()
{
    int num = 5;
    printf("%d\n",num * num); // 25

    return 0;
}

4.3 /

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。

#include

int main()
{
    float x = 6 / 4;
    int y = 6 / 4;
    printf("%f\n",x);	// 1.000000
    printf("%d\n",y);	// 1

    return 0;
}

上面示例，尽管变量 x 的类型是 float （浮点数），但是 6 / 4 得到的结果是 1.0，而不是1.5.原因就在于C语言里面的整数除法是整除，只会返回整数部分，丢弃小数部分。
如果希望得到浮点数的结果，两个运算数至少有一个浮点数，这时C语言就会进行浮点数除法。

#include

int main()
{
    float x = 6.0 / 4;	// 或者 float x = 6 / 4.0;
    printf("%f\n",x);	// 1.500000

    return 0;
}
// 6.0 / 4 表示进行浮点数除法，得到结果就是1.5

4.4 %

运算符 % 表示求模运算，即返回两个整数相除的余值。这个运算符只能用于整数，不能用于浮点数。

#include

int main()
{
    int x = 6 % 4;
    printf("%d\n",x);	// 2
    
    return 0;
}

负数求模的规则是，结果的正负号由第一个运算符的正负号决定。

#include

int main()
{
    printf("%d\n",-11 % 2);		// -1
    printf("%d\n",11 % -2);		// 1
    printf("%d\n",-11 % -2);	// -1

    return 0;
}
// 第一个运算符的正负号决定了结果的正负号

5. 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

赋值操作符 = 是一个随时可以给变量赋值的操作符。

5.1 连续赋值

赋值操作符也可以连续赋值，如：

int a = 3;
int b = 5;
int c = 0;
c = b = a + 3;	// 连续赋值，从右向左依次赋值的

C语言虽然支持这种连续赋值，但是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。

int a = 3;
int b = 5;
int c = 0;
b = a + 3;	
c = b;

这样写，在调试的时候，每一次赋值的细节都是可以方便的观察的。

5.2 复合赋值符

在写代码的时候，我们经常对一个数进行自增、自减的操作，如：

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

这样的代码C语言提供了更加方便的写法：

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

C语言的复合赋值符有：

+=	-=
*=	/=	%=
>>=		<<=
&=	|=	^=

6. 单目操作符：++、–、+、-

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

6.1 ++ 和 –

++是一种自增的操作符，又分为前置++和后置++，–是一种自增的操作符，又分为前置–和后置–。

6.1.1 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);
// a = 11 b = 11

计算口诀：先 +1，后使用
a原来是10，先 +1，后a变成了11，再使用赋值给b，b得到的也是11，所以计算后，a和b都是11，等价于这样的代码：

int a = 10;
a += 1;
b = a;
printf("a = %d b = %d\n",a ,b);
// a = 11 b = 11

6.1.2 后置++

int a = 10;
int b = a++;	// ++的操作数是a，是放在a的后边面的，就是后置++
printf("a = %d b = %d\n",a ,b);
// a = 11 b = 10

计算口诀：先使用，后 +1
a原来是10，先使用，把a赋值给b，b变成了10，后a+1变成了10，所以计算后，a=11,b=10，等价于这样的代码：

int a = 10;
int b = a;
a += 1;
printf("a = %d b = %d\n",a ,b);
// a = 11 b = 10

6.1.3 前置–

和前置++同理，只是换成了-1
计算口诀：先 -1，后使用

int a = 10;
int b = --a; // -- 的操作符是a，是放在a的前面的，就是前置--
printf("a = %d b = %d\n",a ,b);
// a = 9 b = 9

6.1.4 后置–

和后置++同理，只是换成了-1
计算口诀：先使用，后-1

int a = 10;
int b = a--; // -- 的操作符是a，是放在a的后面的，就是后置--
printf("a = %d b = %d\n",a ,b);
// a = 9 b = 10

6.2 + 和 -

这里的 + 是正号，- 是负号，都是单目操作符。
运算符 + 对正负没有影响，是完全可以省略的运算符

int a = +10 //等价于 int a = 10;

运算符 - 用来改变一个值的正负号，负数的前面加上 -就会得到正数，正数的前面加上 - 会得到负数

int a = 10;
int b = -a;
int c = -10;
printf("b = %d c = %d\n",b,c);	// b = -10 c = -10

int a = -10;
int b = -a;
printf("b = %d\n",b);	// b = 10

7. 关系运算符

C语言用于比较的表达式，称为**“关系表达式”**，里面使用的运算符就称为“关系运算符”，主要有下面6个。

• > 大于运算符
• < 小于运算符
• >= 大于等于运算符
• <= 小于等于运算符
• == 相等运算符
• != 不相等运算符

a == b;
a != b;
a < b;
a > b;
a <= b;
a >= b;

关系表达式通常返回0或1，表示真假。
C语言中，0表示假，非0表示真。
注意：

相等运算符与赋值运算符是两种不同的运算符，不要混淆。
多个关系运算符不宜连用

8. 逻辑操作符

逻辑运算符提供了逻辑判断功能，用于构建更复杂发表达式，主要有下面三个运算符。

• !：逻辑取反运算符（改变单个表达式的真假）。
• &&：与运算符，就是并且的意思（两侧的表达式都为真，则为真，否则为假）。
• ||：或运算符，就是或者的意思（两侧至少一个表达式为真，则为真，否则为假）

注：C语言中，非0表示真，0表示假
记忆口诀：
&&：全真为真，有假必假，遇假则停
||：全假为假，有真必真，遇真则停
!：真变假，假变真

9. 强制类型转换

在操作符中还有一种特殊的操作符是强制类型转换，语法形式如下：

(类型)

看代码：

int a = 3.14;
// a 是int类型，3.14 是double类型，两边类型不一致，编译器会报警告

为了消除警告，我们可以使用强制类型转换：

int a = (int)3.14; // 意思是将3.14强制类型转换为int类型，这种强制类型转换只去整数部分

俗话说，强扭的瓜不甜，我们使用强制类型转换都是万不得已的时候使用，如果不需要强制类型转换就是实现代码，这样自然更好。

10. printf 和 scanf 介绍

printf() 和 scanf() 能让用户可以与程序交流，它们是输出/输入函数，简称 I/O 函数。
虽然printf()是输出函数，scanf() 是输入函数，但是它们的工作原理几乎相同。两个函数都使用格式字符串和参数列表。

10.1 printf

10.1.1 基本用法

printf() 的作用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。
使用printf() 必须包含头文件：

10.1.2 占位符

printf() 可以在输出文本中指定占位符。
常见的占位符：

%a	十六进制的浮点数，字母输出为小写
%A	十六进制的浮点数，字母输出为大写
%c	单个字符
%d	有符号十进制整数
%e	浮点数，e 计数法
%E	浮点数，E 计数法
%g	6个有效数字的浮点数，整数部分超过6位，转为科学计数法，指数部分的 e 小写
%G	等同于 %g，唯一区别是指数部分的 E 为大写
%i	有符号十进制整数
%o	无符号八进制整数
%p	指针
%s	字符串
%u	无符号十进制整数
%x	无符号十六进制整数，使用十六进制数 0 f
%X	无符号十六进制整数，使用十六进制数 0 F
%%	打印一个百分号

10.1.3 输出格式

printf(格式字符串,待打印项1,待打印项2,....);

10.1.3.1 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 |  123
    printf("%-5d|\n", 123);	// 输出 123  |
    
    return 0;
}

%5d 表示这个占位符的宽度至少为5位。不满5位，对应的值前面会添加空格。输出的值默认是右对齐，即输出内容前面会有空格；希望改成左对齐，在输出内容后面添加空格，可以在占位符的%的后面插入一个-号。

10.1.3.2 限定小数位数

输出小数是，有时希望限定小数位数。举例，希望小数点后面只保留两位，占位符可以写成%.2f。
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);	//   0.50
	// 等价于 printf("%6.2f\n", 0.5);	//   0.50

	return 0;
}

10.1.3.4 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 指定输出的长度，其中[m] 代表一个数字，表示所要输出的长度。

#include

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

10.2 scanf

当我们有了变量，需要给变量输入值的时候就可以使用scanf() 函数，如果需要将值输出的时候就要使用 printf() 函数。

#include

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

	return 0;
}

运行结果：

图文演示：

10.2.1 基本用法

scanf() 函数根据特定的格式读取输入。
scanf() 语法与 printf() 的语法类似。
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户的输入，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() 必须提前知道用户输⼊的数据类型，才能处理数据。
它的其余参数就是存放用户输入的变量，格式字符串里面⾯有多少个占位符，就有多少个变量。
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

10.2.2 scanf()的返回值

scanf() 的返回值是一个整数，表达式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读取到文件结尾，则返回常量EOF。

#include

int main()
{
	int a = 0;
	int b = 0;
	int c = 0;
	int r = scanf("%d %d %d", &a, &b, &c);
	printf("a=%d b=%d c=%d\n", a, b, c);
	printf("r=%d\n", r);

	return 0;
}

运行结果：

如果输入两个数后，按 Ctrl + z，提前结束输入：

在VS环境中按3次Ctrl + z，才能结束输入，我们可以看到 r是2，表示正确读入2个值。
如果一个数字都不输入，直接按3次Ctrl + z，输入的r是-1，也就是EOF。

10.2.3 占位符

scanf() 常用的占位符如下：

%c	字符
%d	整数
%f	float 类型浮点型
%lf	double 类型浮点型
%Lf	long double 类型浮点型
%s	字符串

除了%c以外，都活自动忽略起首的空白字符。%c不忽略空白字符，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。

注意：

• 如果用scanf() 读取基本变量类型的值，在变量名前加上一个&
• 如果用scanf() 把字符读入字符数组中，不要使用&

解决VS编译器scanf函数报错的方法