C语言之变量和数据类型

计算机处理的数据（诸如数字、文字、符号、图形、音频、视频等）都是以二进制的形式存放在内存中的；
一个元器件是1Bit, 有0和1两种结果; 8Bit为1Byte, 是一个字节; 字节就是最小的可操作单位.

变量（Variable）

• 计算机先在内存中找一块区域，规定用它来存放整数，并起一个好记的名字，方便以后查找。然后我们就可以将整数放进这块区域.
• 赋值是指把数据放到内存的过程。

#include 
int main()
{
  /* 定义变量, 初始化, 再次赋值 */
  int a;
  a = 1;
  printf("%d\n", a);
  a = 2;
  printf("%d\n", a);
  a = 3;
  printf("%d\n", a);

  /* 定义变量并初始化 */
  int b = 123;
  printf("%d\n", b);

  /* 连续定义多个变量 */
  int c, d, e, f = 456, g = 789;
  printf("%d\n", f);
  printf("%d\n", g);

  return 0;
}

• 数据是放在内存中的，在内存中存取数据要明确三件事情：数据存储在哪里、数据的长度以及数据的处理方式。
• 数据类型只在定义变量时指明，而且必须指明；使用变量时无需再指明，因为此时的数据类型已经确定了。

数据类型

• 在C语言中，每一种数据类型所占用的字节数都是固定的，知道了数据类型(指明了数据的解释方式)，也就知道了数据的长度。
• 数据类型只在定义变量时指明，而且必须指明；使用变量时无需再指明，因为此时的数据类型已经确定了。
• puts (output string) 只能输出字符串,
• printf （print format “格式化打印”）比 puts 更强，可以输出字符串、整数、小数、单个字符等，并且可以自己定义输出格式，例如：
  以十进制、八进制、十六进制形式输出；
  要求输出的数字占 n 个字符的位置；
  控制小数的位数。

1.整型(printf输出)

%u 表示按unsigned int格式输入或输出数据
%hd用来输出 short int 类型，hd 是 short decimal 的简写；
%d用来输出 int 类型，d 是 decimal 的简写；
%ld用来输出 long int 类型，ld 是 long decimal 的简写。

字节数: 2 ≤ short ≤ int ≤ long

#include 
int main()
{
  /*
    short === short int
    至少占2个字节(2Byte == 16Bit)
    Bit只有两种状态: 0或1
   */
  short a = 0;

  /*
    int大于等于short
   */
  int b = 0;

  /*
    long 大于等于int
   */
  long c = 0;
  
  /*
    short, int, long的长度关系:2 ≤ short ≤ int ≤ long
    short 并不一定真的”短“，long 也并不一定真的”长“，它们有可能和 int 占用相同的字节数。
    short至少占2个字节.
    short 的长度不能大于 int，long 的长度不能小于 int。
  */
  unsigned int d = 54321;
  short e = 12345;
  printf("%u and %hd\n", d, e);

  return 0;
}

2.sizeof 获取占用字节数

sizeof 变量名
sizeof(数据类型)

sizeof 用来获取某个数据类型或变量所占用的字节数

二、八、十六进制

#include 
int main()
{
  /* 二进制: 以0b或0B开头, 只含0和1 */
  int a = 0b1;
  int b = 0b10;
  int c = 0B11;
  int d = 0B0100;
  printf("二进制\n");
  printf("a = %d, b = %d, c = %d, d = %d\n", a, b, c, d);

  /* 八进制: 以数字0开头, 只含0到7 */
  a = 01;
  b = 010;
  c = 0100;
  d = 001000;
  printf("八进制\n");
  printf("a = %d, b = %d, c = %d, d = %d\n", a, b, c, d);

  /* 十六进制: 以0x或0X开头, 只含0到9再到f或0到F */
  a = 0xf;
  b = 0xf0;
  c = 0XF00;
  d = 0X0F000;
  printf("十六进制\n");
  printf("a = %d, b = %d, c = %d, d = %d\n", a, b, c, d);

  /* 进制的输出 */
  short e = 0b10;
  int f = 010;
  long g = 0x10;
  printf("e=%ho\n", e);
  printf("f=%o\n", f);
  printf("g=%lx\n", g);
  printf("g=%#lx\n", g); // ***

  return 0;
}

printf格式化输出（包括无符号输出格式）

常用整型有short、int、long三种类型，对应的输出格式如下表：

C语言中的符号位（正负）

• C语言规定，把内存的最高位作为符号位。
• C语言规定，在符号位中，用 0 表示正数，用 1 表示负数
  
• short、int 和 long 类型默认都是带符号位的，符号位以外的内存才是数值位
• 不希望设置符号位，可以在数据类型前面加上 unsigned 关键字

#include 
int main()
{
  int i = -1;
  printf("i = %d\n", i);
  // 无符号输出
  printf("i = %u\n", i); //符号位在第一位,负是1,正是0

  unsigned int j = -1;
  printf("j = %d\n", j);
  printf("j = %u\n", j); //符号位在第一位,负是1,正是0

  return 0;
}

内存中整数的加法

加法和减法也可以合并为一种运算，就是加法运算，因为减去一个数相当于加上这个数的相反数.(5 - 3等价于 5 + (-3)，10 - (-9)等价于10+9.)
有符号数在存储和读取时都要进行转化

• 正数的原码（整数的二进制形式）、反码、补码都是一样的

• 负数的反码是原码取反，负数的补码是负数的反码加一

• 内存中的计算方式：补码相加，结果的原码是具体数值。

• 计算机内存数值存储方式是补码。

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字符与字符串

#include 
int main(int argc, char **argv)
{
  // 字符
  char a = 'a';
  putchar(a);
  putchar('\n');
  printf("%c %d\n", a, a);

  // 字符串
  char str1[] = "I'm a string1. ";
  char *str2 = "I'm a string2. ";
  puts(str1);
  printf("%s\n", str2);

  return 0;
}