C语言数据类型和变量

1.数据类型介绍

C语言提供了许多丰富的数据类型来描述我们生活中的各种数据，比如用int，short，long int表示整数，float，double表示小数，char表示字符，string表示字符串……
所谓类型，就是相似的数据所拥有的相同特征，只有编译器知道了数据的数据类型才能操作这个数据。

我们主要讲解内置类型

字符型

#include
int main(){
	char x = 'a';
	signed char y = 'b';
	unsigned char z = 'c';
	return 0;
}

整型

int main() {
	//短整型
	short int a = 1;
	signed int b = 1;
	unsigned int c = 1;

	//整型
	int d = 1;
	signed int e = 1;
	unsigned int f = 1;

	//长整型
	long int g = 1;
	signed long int h = 1;
	unsigned long int i = 1;

	//更长的整型(c99引入)
	long long int j = 1;
	signed long long int k = 1;
	unsigned long long int l = 1;

	return 0;
}

浮点型

int main() {
	float a = 1.0;
	double b = 2.33;
	long double c = 3.3333;
	return 0;
}

float是单精度浮点型
double是双精度浮点型
long double是精度更高的浮点型
精度的区别在于占用字节的大小，而编译器不管是float还是double都是保留6为小数。

布尔类型

C语言原来没有为布尔值单独设置一个类型，而是使用整数0表示假，非零值表示真。

#include
#include
int main() {
	_Bool type = true;
	if (type) {
		printf("hello\n");
	}
	return 0;
}

布尔类型的值只有两个：true和false
使用布尔类型必须包含头文件：#include
在编写代码时可以将_Bool写为bool

#include
#include
int main() {
	bool type = true;
	if (type) {
		printf("hello\n");
	}
	return 0;
}

这是因为在库函数中编译了如下语句：

#define bool _Bool
#define false 0
#define true 1

在各大数据类型中，加signed和不加效果一样的，默认为有符号的数据类型

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，变量长度的不同，存储的数据范围就有所差距。

• sizeof操作符
  sizeof是一个关键字也是一个操作符，专门用来计算sizeof操作符数的类型长度，单位是字节
  sizeof操作符的操作数可以是类型，也可以是变量或表达式。

sizeof(类型)
sizeof 表达式
sizeof操作数是表达式时可以省略括号
sizeof后面的表达式不参与真实的运算，根据表达式的类型来确定大小
sizeof的计算结果是sizeof_t类型，sizeof_t是一种无符号整数，这种无符号整数在打印的时候用%zd作为占位符

int main() {
	int a = 10;
	printf("%zd\n", sizeof(a));
	printf("%zd\n", sizeof(int));
	printf("%zd\n", sizeof(2.3 + 3));
	return 0;
}

在这串代码中a被赋值为10，而sizeof打印的是4，这是因为sizeof打印的是数据类型的字节数。而2.3+3的结果是小数，默认是double类型，所以字节数为8。下面是各大数据类型的类型长度。

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;
}

sizeof中的表达式不计算，这是因为sizeof的计算在运行前就已经确定，所以不管表达式为何值，只看先前的数据类型

int main() {
	int a = 4;//int类型有4个字节
	printf("%zd\n", sizeof(a = 3.14 + 1));
	return 0;
}

3.14+1的结果为double类型的值，而输出的是4，这是因为sizeof没有运行表达式
sizeof运算符在运行表达式之前就已经被确定为int类型的a的字节数了

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，表示一个类型带正负号，包含负值
unsigned关键字，标志一个类型不带正负号，只能表示0和正整数

对于int来说，该类型自动包含正负号，即signed int = int，signed一般省略，但如果要int类型只标志非负整数，就必须使用关键字unsigned。

unsigned int a=-1;

为什么要使用unsigned，这是因为同样长度的内存可以表示两倍的最大整数值。
比如16位的signed short 的取值范围是：-32768~32767，而unsigned short 的取值范围是：0~65535

注意
C语言中的char类型默认是否带有正负号，有当前系统决定。
也就是说 char不等同于signed char，它可能是signed char也可能是 unsigned char。
与int不同，int就等同于signed int

3.数据类型的取值范围

每一种数据类型都有自己的取值范围，可以在不同的场景选取不同的数据类型

limits.h文件说明了整型类型的取值范围
float.h文件说明了浮点数的取值范围

4.变量

变量的创建

类型的使命就是创建变量，而变量就相当于是一个容器，用来存储信息。
C语言把经常变化的值称为变量，把不变的值称为常量

int main() {
	int a;
	double b;
	char c = 'a';
	return 0;
}

int a就相当于创建变量，给变量赋值称为初始化

变量的分类

• 全局变量：在大括号外定义的变量，可以被全局使用的变量
• 局部变量：在大括号内定义的变量，只能被局限地使用

int x = 10;
int main() {
	int y = 1;
	printf("%d\n", x);
	printf("%d\n", y);
	return 0;
}

在这段代码中，x为int泪下地全局变量，可以在全局使用，而y是局部变量，只能在大括号内使用。那如果局部变量和全局变量的名称相同，应该打印谁呢？

int x = 10;
int main() {
	int x = 1;
	printf("%d\n", x);
	printf("%d\n", x);
	return 0;
}

可以看到两个都打印的是局部变量，这是因为当全局变量和局部变量同名时，局部变量优先使用 。

5.算术操作符：+，-，*，/，%

当我们的程序涉及到计算时就需要用到一组操作符，叫做：算数操作符（运算符），分别是：+，-，*，/，%，这些操作符都是双目运算符。

+和-

+和-用来完成加法和减法

#include
int main(){
	int x = 2+1;
	int y = 2-1;
	return 0;
}

*

运算符*用来完成乘法

#include
int main(){
	int x = 2*1;
	return 0;
}

/

运算符/用来完成除法

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

x是浮点数，结果却是1.000000，而不是1.5，这是因为C语言中整数除法是整数，只返回整数部分，丢弃小数部分，要想输出浮点数，则必须保证至少除号两边有一个是小数，这时就会变为浮点数的计算。

#include
int main() {
	double x = 6.0 / 4;
	int y = 6 / 4;
	printf("%f\n", x);//输出1.5
	printf("%d\n", y);//输出1
	return 0;
}

%

运算符%用来完成求余（取模）

%运算符只能用于整数，不能用于浮点数

#include
int main(){
	int x = 6 % 4;//2
	return 0;
}

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

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

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做初始化，在变量创建好后，再给一个值，叫做赋值

int a = 100;//初始化
a = 10;//赋值

连续赋值

赋值操作符可以连续赋值

int a=3;
int b=4;
int c=5;
c=b=a+3;//从右向左依次赋值

复合赋值符

写代码时经常会用到自增自减的操作，可以写如下代码

int a = a + 1；
int b+ = 1;

两条语句的作用都是自增一
其他的复合赋值符为：+=，-=，*=，/=，%=，>>=，<<=，&=，|=，^=

7.单目操作符：++，- -，+，-

++和–

++是一种自增的操作，和+=效果相同，它又分为前置++和后置++
–是一种自减的操作，和-=效果相同，它又分为前置- -和后置- -

前置++计算口诀：先加1，再使用

#include
int main() {
	int a = 2;
	int b = ++a;
	printf("%d", b);//3
	return 0;
}

后置++计算口诀：先使用，再加1

#include
int main() {
	int a = 2;
	int b = a++;
	printf("%d", b);//2
	return 0;
}

前置- -计算口诀：先减1，再使用

#include
int main() {
	int a = 2;
	int b = --a;
	printf("%d", b);//1
	return 0;
}

后置- -计算口诀：先使用，再减1

#include
int main() {
	int a = 2;
	int b = a--;
	printf("%d", b);//2
	return 0;
}

8.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
如果编译：

int a = 3.14;

改代码会报错，3.14是double类型的变量，两边变量的类型不匹配。
如果编译：

 int a = (int)3.14;//值为3

这段代码不会报错，强制将double转换为int，小数部分被丢弃。

9.scanf和printf介绍

printf

printf函数的作用是将参数文本输出到屏幕上。它名字中的print意思是“打印”，f的意思是format（格式化），表示可以定制输出文本的格式。
printf函数不会在末尾自动换行，必须在末尾加上换行符“\n”
printf可以在输出文本中指定占位符
所谓占位符，就是这个位置的值可以由其他值代入

#include
int main() {
	int year = 22;
	printf("I am %d years old", year);//输出I am 22 years old
}

因为如果在复杂代码中改值不方便，所以使用占位符用以方便改变值
printf中参数与占位符是一一对应的关系，如果有n个占位符，那么就有n+1个参数（n个占位符加上1个双引号引起来的参数）
所有的占位符：

printf（）函数 允许限定占位符的最小宽度

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

%5d表示最少宽度为5，超过5则按原样打印，如果未超过5，就用空格向左补齐，上述代码输出两个空格和123.
如果想要右对齐，则只需在占位符中间加符号

#include
int main() {
	printf("%-5d", 123);//输出“123  ”
	return 0;
}

上述代码在123后面补了两个空格

对于浮点数，这个限定符会限制所有数字的最小显示宽度

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

上述结果向左补齐了12位，因为浮点数默认带六位小数

还可以在占位符中间加上正号用以一直显示正数

#include
int main() {
	printf("%+d", 123);//输出“+123”
	printf("%+d", -123);//输出“-123”
	return 0;
}

还可以限制小数的位数：只需要在占位符中间加上"."+保留的位数

#include
int main() {
	printf("%.2f", 123.4);//输出“123.40”
	return 0;
}

还可以和限定宽度的占位符结合使用

#include
int main() {
	printf("%9.2f", 123.4);//输出“   123.40”
	return 0;
}

%9.2f中9表示向左补位，总共占9格，.2f表示保留两位小数
这两个值可以用*代替，通过传参来使用

#include
int main() {
	printf("%*.*f",9,2,123.4);//输出“   123.40”
	return 0;
}

scanf

当我们有了变量，我们需要自定义变量的值就可以使用scanf函数

scanf函数用于读取用户的键盘输入，程序运行到这条语句时，会停下来等待用户输入，用户输入数据后，按下回车键，scanf就会处理输入，将数据存入变量中。
scanf必须知道变量的类型，才能处理数据 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。
scanf（）处理占位符时，会自动过滤空白字符，包括空格，制表符，换行符等

int main() {
	int a = 0;//初始化
	scanf("%d", &a);//输入值
	printf("number is %d\n", a);
	return 0;
}

scanf（）的返回值是一个整数，表示成功读取的变量个数
如果没有读取到任何项，或者匹配失败，则返回0，如果在成功读取之前，发生了读取错误或者读取到文件末尾，则返回常量EOF

int main() {
	int a = 0;
	int b = 0;
	double c = 0.0;
	int r = scanf("%d%d%lf", &a, &b, &c);
	printf("a=%d b=%d c=%lf\n", a, b, c);
	printf("%d\n", r);
	return 0;
}

这里成功读取到三个变量
在scanf（）的占位符中，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，总是返回第一个字符，无论是否为空格

如果要强制跳过空格，则可以写为scanf(" %c",%ch)，即%c前面加上一个空格，表示跳过0个或多个空白字符。

int main() {
	char ch;
	scanf("%c", &ch);
	printf("%c", ch);
	return 0;
}

当在输入时前面加上空格也会读取到空格

%s不能简单等同于字符串，它的规则是：从当前第一个非空字符读取，碰到空白字符就停止

scanf（）函数在遇到%s时会在末尾添加一个空字符\0表示结束

int main() {
	char ch[10] = { 0 };
	scanf("%9s", &ch);//防止溢出
	printf("%s", ch);
	return 0;
}

上述结果说明scanf跳过了前面的空格而遇到f后面的空格时停止读取。%9的作用是防止溢出，如果不添加限制，程序会崩溃，这是scanf函数不安全的地方。

scanf（）函数的占位符与占位符之间最好不要添加其他字符，如果添加了其他字符，就必须在键盘上按照这个格式输入相同的格式才行，比如scanf(“%d-%d”,&a,&b);就必须输入比如2-3这种格式才行，如果要输入不符合预定的格式，我们可以使用赋值忽略符

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

只要把*加在任何占位符中间，该占位符不会返回值。上述代码的“-”就是对应的占位符是% *c，就不会返回值。

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在vs中scanf函数被认为是不安全的函数，必须使用scanf_s函数才能正常使用输入功能，至于为什么scanf函数不安全还有在vs中如何使用scanf函数，可以查看：
这儿

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