0x02 数据和基本数据类型

变量与常量数据

• 在程序中预先设定好的，没有变化的被成为常量
• 在程序运行其间，可能会被改变或被赋值的，被称为变量 例如 ：

// 比如，有200个数字，我们需要将他们放到10个盒子里，至于哪个数字放在哪个盒子里，我们对数字取模（就是求余数），模是几，我们就放到哪个盒子里
a=1...200
b=10
a%b=盒子编号
这里，a就是变量，b就是常量，因为在整个过程中，b从来不会变化

数据类型关键字

在编程语言中，数据类型不是单一的，有些数据类型表示数字，有些数据类型表示字母等

常见C语言的数据类型关键字

最初 K&R 给出的关键字	C90 标准添加的关键字	C99 标准添加的关键字
int	signed	_Bool
long	void	_Complex
short		_Imaginary
unsigned
char
float
double

• int 关键字用来表示基本的整数型
• long，short 和 unsigned 还有 signed 用于提供基本整数类型的变式，例如 （unsigned short int 无符号短整数，long long int 长整数，unsigned int 无符号整数 等等）
• char 关键字用于制定字母和其它字符（#，$,%,* 等），也可以表示较小的整数
• float、double ，long double 都表示带小数点的数
• _Bool 表示布尔值(true 或 false)
• _Complex 和_Imaginary 分别是复数和虚数

位、字节和字

• 这三位都是描述计算机数据单元和存储单元的术语，主要指存储单元
• 位(bit)：最小存储单元, 存储 0，1
• 字节(byte)：最常用的计算机存储单位，1byte=8bit 这个几乎是所有计算机对于字节的标准定义
• 字(word)：设计计算机时给定的自然存储单位，这个从编程角度来讲没有任何意义，如果要理解，可以理解为 CPU 一次操作可以处理的二进制位数
  • 我们的64位机(CPU的数据宽度)，一次操作64bit，1 word = 64bit
  • 32位机(CPU的数据宽度)，一次操作32bit，1word=32bit
  • 现在的电脑，如果可以装64位及以下操作系统，那么它就是64位机，只能装32位及以下操作系统，那就是32位机，以最大的为准
  • 想要详细了解，可以看《深入理解计算机操作系统》2.1.2节

整数和浮点数

整数

• 就是没有小数部分的数，1，-1，0都是
• 计算机中以二进制来存储整数 比如在 8 位字节中存储 7，7的二进制是111，然后需要把前面5位用0补齐

浮点型

• 就是数学中的小数，2.75，3.16E7，7.00，2e-8 这都是
• e 记数法，e表示10，e后面的数表示次方，3.16E7=3.16* 10^7 (3.16乘以10的7次方) 在这里，我们说一个浮点型转二进制（十进制） 整数转二进制我们是用除法来除以2，但是在小数部分，我们用乘法来给浮点型转换成二进制

将十进制 0.25 转换为二进制
0.25 * 2 = 0.5 取整数位 0
0.5  * 2 = 1.0 取整数位 1
将所有的整数部分按照从左到右顺序排列，得到 0.01 ，这就是十进制0.25 的二进制表示

上面的例子只是一个计算的过程，并不是真正的二进制表示 这里要区分以下整数和小数 位的二进制存储顺序，整数是从右到左存储，小数部分的二进制是从左到右存储

关于浮点型的二进制存储非常复杂，需要计算，如果想了解，可以查看 国际标准IEEE754

这是浮点型存储的公式 $V=(-1)^sM2^E$

• 这里以32位浮点型说明
• 32位浮点型是1位符号位，8位指数位，23位尾数位(小数有效位)
• s 表示符号位，只能0或者1
• M 表示有效数字，大于等于1，小于2
• $2^E$ 表示指数位，这里的E是无符号数，范围0~255
• 二进制表示为：s+E+M

比如 9.0 如何存储
32位浮点数
最高位为符号位
中间8位为指数位
最后的23位为尾数位
9.0 转为二进制为 1001.0
转换为1.001*2^3 ,这里的3 是因为小数点往左挪了3位
按照1，8，23来存放
指数位8位，中间值127，3+127=130，转换为二进制位10000010
0 10000010 001 0000 0000 0000 0000 0000
0 符号位
1000010 这里是指数+E的中间值
001 小数部分，后面补齐足够23位

C语言基础数据类型

int类型

• 有符号整数
• 值必须是整数
• 既可以是正整数，也可以是负整数或零
• 现在的范围是 32 位，4字节

声明、初始化、赋值 int 变量

// 声明
int nums; // 可以一次声明一个变量
int wight,cows,gots; // 也可以一次声明多个变量
上面这两种声明之后 scanf() 函数来获取值或者赋值

// 赋值
cows=12; 声明后赋值

// 初始化变量
int nums =20;
int wight=10,cows=20,gots=30;
int dogs,cats=94; /*虽然有效，但是不推荐，他只初始化了dogs ，容易让人误以为cats 也是 94*/

int 类型常量

上面的创建的12，20，10，30，94 都是常量，因为只是输入了，没有对他们做改变，所以他们都算是常量

来一个实际例子打印一下整数

/* print1.c 演示printf()的特性 */
#include <stdio.h>

int main(void) // C 语言的主函数，所有C语言程序第一个先加载它
{
    int ten=10;
    int two=2;
    printf("Doing it right: ");
    printf("%d minus %d is %d\n",ten,2,ten-two);
    printf("Doing it wrong: ");
    printf("%d minus %d is %d\n",ten); // 这里遗漏两个参数
    return 0;
}
// 运行结果如下
Doing it right：10 minus 2 is 8
Doing it wrong: 10 minus 任意值 is 任意值

这里的两个任意值是因为没有给对应的参数，所以才会有任意值，这不是编译器的问题，是printf() 函数的设计问题，C 中大部分函数都需要指定具体数目的参数，只有 printf() 是不确定参数数目的

进制的显示

• C 语言中，不同进制使用的格式化输出符是不一样
• 十六进制使用%x 或者 %X
• 八进制使用 %o
• 要以前缀 0 开头显示使用 %#o
• 要以前缀 0x 开头显示使用 %#x
• 要以前缀 0X 开头显示使用 %#X 代码演示：

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int x = 100;
    printf("dec = %d; octal = %O; hex = %x; Hex = %X\n",x,x,x,x);
    printf("dec = %d; octal = %#O; hex = %#x; Hex = %#X\n",x,x,x,x);
    return 0;
}
编译运行结果：
dec = 100; octal = %O; hex = 64; Hex = 64
dec = 100; octal = %#O; hex = 0x64; Hex = 0X64

其他整数类型

• short int 类型 (简写为 short) 占用存储空间比 int 类型少，short 是有符号类型
• long int 或 long 占用的存储空间可能比 int 多，适用于较大数值场合，也是有符号类型
• long long int 或 long long (C99 标准加入) 占用存储空间比 long多，适用于更大的数值场合，最少占64位，有符号
• unsigned int 或 unsigned 无符号整数，最小值是 0 ，没有符号位
• C 90 标准中又添加了 unsigned long int 或 unsigned long 和 unsigned int 或 unsigned short 类型
• C 99 标准又添加了 unsigned long long int 或 unsigned long long
• 只要是有符号类型添加关键字 signed ,羌道使用有符号类型的意图

// 变量声明
long int estine;
long johns;
short int erns;
short ribs;
unsigned int s_count;
unsigned players;
unsigned long headcount;
unsigned short yesvotes;
long long ago;

为啥使用这么多类型，因为历史原因，刚开始只有int，后来为了适应新机型，所以扩展了这么多的数据类型 总的来说都是为了适应不同的机器

整数溢出

查看原码，反码，补码 最后那里的解答

打印一下上面说到的类型

/* printf2.c 更多printf()的特性 */

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    unsigned int un = 3000000000; /* int 为32位和short为16位的系统*/
    short end = 200;

    long big = 65537;

    long long verbig = 12345678908642;

    printf("un　=　%u　and　not　%d\n",　un,　un);

    printf("end　=　%hd　and　%d\n",　end,　end);

    printf("big　=　%ld　and　not　%hd\n",　big,　big);

    printf("verybig=　%lld　and　not　%ld\n",　verybig,　verybig);

    return 0;
}

在特定的系统中输出如下（输出的结果可能不同）：
un = 3000000000 and not -1294967296
end = 200 and 200
big = 65537 and not 1
verybig= 12345678908642 and not 1942899938

char 类型

• 用于存储字符（字母，标点符号）
• char是整数类型，实际上存储的是整数（ASCII编码）
• 占1 字节
• 有的编译器把 char 实现为有符号类型，有的是无符号类型，具体查询对应的编译器手册
• C90 标准，C语言可以在 char 前使用 signed 或 unsigned，用来区别有符号和无符号类型

类型声明、赋值、初始化

// 声明
char response;
char itable,latan; // 连续声明

// 字符常量和初始化
char grade = 'A'; // C语言中，用单引号阔气来的单个字符被称为字符常量

char grade = 65; // 也没问题，但是不推荐，因为不直管，打印出来是A 

char grade = 'FATE' // 这个初始化，最后只能输出E，因为4个独立的8位ASCII码存储在一个32位存储单元中，但是赋值给 grade，他只保留最后8位

非打印字符

• 单引号只适用于字母和标点符号
• 但是ASCII字符中还有很多打印不出来的，比如 换行，退格等
• \\：表示反斜杠字符（\）
• \'：表示单引号字符（'）
• \"：表示双引号字符（"）
• \t：表示制表符（Tab）
• \r：表示回车符（Carriage Return）
• \n：表示换行符（Line Feed）
• \b：表示退格符（Backspace）
• \f：表示换页符（Form Feed）
• \v：表示垂直制表符（Vertical Tab）
• \a ：C90新增报警字符，能不能看到或听到报警，看硬件是否支持

/* charcode.c 显示字符的代码 */

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    char ch;
    printf("Please enter a character.\n");
    scanf("%c",&ch); /* 用户输入字符 */
    printf("The code for %c is %d.\n",ch,ch);
    return 0;
}
结果：
Please enter a character.
// 输入一个字符
C
The code for C is 67.

_Bool 类型

• C99标准 添加的类型
• 1位存储空间
• 存储 true 和 false
• 1为true ，0为 false

float、double 和 long double

• 常用语数学和金融，大多数软件都是整数够用
• 最常见的三种记数法：
  • 数字 123.35
  • 科学记数法：1.0 * 10^9
  • 指数记数法：1.0e9 就是 1.0 * 10^9
• float 单精度，类型必须至少能表示6位有效数字（小数点后6位）
• double 双精度，占用64位，必须至少能表示13位有效数字
• long double ，满足比double精度更高的要求，最少和double精度相同

数据类型大小

我们使用系统提供的函数sizeof() 来查看各个数据类型的大小

/* typesize.c 打印类型大小 */

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    /* C99和C11 为类型大小提供了 %zd 格式化输出符 */
    /* 不支持C99和C11的编译器可以用%u或%lu代替 */
    printf("Type int has a size of %zd bytes.\n",sizeof(int));
    printf("Type char has a size of %zd bytes.\n",sizeof(char));
    printf("Type long has a size of %zd bytes.\n",sizeof(long));
    printf("Type long long has a size of %zd bytes.\n",sizeof(long long));
    return 0;
}

C 各数据类型占用大小

数据类型	存储大小	最小值	最大值
char	1 字节	-128	127
unsigned char	1 字节	0	255
short	2 字节	-32,768	32,767
unsigned short	2 字节	0	65,535
int	4 字节	-2,147,483,648	2,147,483,647
unsigned int	4 字节	0	4,294,967,295
long	4 字节或 8 字节*	-2,147,483,648	2,147,483,647
unsigned long	4 字节或 8 字节*	0	4,294,967,295
float	4 字节	1.175494e-38	3.402823e+38
double	8 字节	2.225074e-308	1.797693e+308
long double	16 字节	3.362103e-4932	1.189731e+4932
在不同的平台和编译器中，long 类型可能是 4 字节或 8 字节，取决于操作系统的位数和编译器的实现方式。

C 常用格式化输出符

• %d：十进制有符号整数
• %u：十进制无符号整数
• %f：十进制浮点数
• %e 或 %E：指数表示的浮点数
• %g 或 %G：浮点数，自动选择 %f 或 %e
• %c：字符
• %s：字符串
• %p：指针的地址
• %n：已打印字符数的存储地址
• %x 或 %X：十六进制表示的无符号整数
• %o：八进制表示的无符号整数
• %zd：C99标准为 sizeof() 函数添加的输出符，显示类型大小
• %lu：在不支持C99和C11标准的编译器里使用这个或者 %u 替代 %zd

这个不错，学C正好用的到