C语言数据类型和变量
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1.数据类型介绍
C语言提供了丰富的数据类型来描述生活中的各种数据。
使用整型类型来描述整数，使用字符类型来描述字符，使用浮点型类型来描述小数。
所谓“类型”，就是相似的数据所拥有的共同特征，编译器只有知道了数据的类型，才知道怎么操作
数据。
下面盘点一下C语言提供的各种数据类型：
1.1字符型
char //character
[signed] char //有符号的
unsigned char //无符号的1.2整形
//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]
//更长的整型
//C99中引入
long long [int]
[signed] long long [int]
unsigned long long [int]1.3浮点型
float
double
long double1.4布尔类型
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，非零值表示真。
在C99 中也引入了布尔类型，是专门表示真假的。
_Bool布尔类型的使用得包含头文件<stdbool.h>
布尔类型变量的取值是： true 或者false
#define bool _Bool
#define false 0
#define true 1代码演示
_Bool flag = true;
if (flag)
printf("i like C\n");1.5各种数据类型长度
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异。
1.5.1sizeof操作符
sizeof 是一个关键字，也是操作符，专门是用来计算sizeof的操作符数的类型长度的，单位是字
节。
sizeof 操作符的操作数可以是类型，也可是变量或者表达式。
sizeof( 类型 )
sizeof 表达式sizeof 的操作数如果不是类型，是表达式的时候，可以省略掉后边的括号的。
sizeof 后边的表达式是不真实参与运算的，根据表达式的类型来得出大小。
sizeof 的计算结果是size_t 类型的。
sizeof 运算符的返回值，C 语言只规定是无符号整数，并没有规定具体的类型，而是留给
系统自己去决定， sizeof 到底返回什么类型。不同的系统中，返回值的类型有可能是
unsigned int ，也有可能是unsigned long ，甚至是unsigned long long ，
对应的printf() 占位符分别是%u 、%lu 和%llu 。这样不利于程序的可移植性。
C 语言提供了一个解决方法，创造了一个类型别名size_t ，用来统一表示 sizeof 的返
回值类型。对应当前系统的sizeof 的返回值类型，可能是unsigned int ，也可能是
unsigned long long 。
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 10;
printf("%zd\n", sizeof(a));
printf("%zd\n", sizeof a);//a是变量的名字，可以省略掉sizeof后边的()
printf("%zd\n", sizeof(int));
printf("%zd\n", sizeof(3 + 3.5));
return 0;
}1.5.2数据类型长度
#include <stdio.h>
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;
}输出结果为
1
1
2
4
4
8
4
8
81.5.3 sizeof中表达式不计算
#include <stdio.h>
int main()
{
short s = 2;
int b = 10;
printf("%d\n", sizeof(s = b+1));
printf("s = %d\n", s);
return 0;
}sizeof 在代码进行编译的时候，就根据表达式的类型确定了，类型的常用，而表达式的执行却要在
程序运行期间才能执行，在编译期间已经将sizeof处理掉了，所以在运行期间就不会执行表达式了。
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，表示一个类型带有正负号，包含负值；
unsigned 关键字，表示该类型不带有正负号，只能表示零和正整数。
对于int 类型，默认是带有正负号的，也就是说int 等同于signed int 。
由于这是默认情况，关键字signed 一般都省略不写，但是写了也不算错
signed int a;
// 等同于int aint 类型也可以不带正负号，只表示非负整数。这时就必须使用关键字unsigned 声明变量
unsigned int a;整数变量声明为unsigned 的好处是，同样长度的内存能够表示的最大整数值，增大了一倍。
比如，16位的signed short int 的取值范围是：-32768~32767，最大是32767；而
unsigned short int 的取值范围是：0~65535，最大值增大到了65,535。32位的signed
int 的取值范围可以参看limits.h 中给出的定义。
注意，C 语言规定char 类型默认是否带有正负号，由当前系统决定。
这就是说， char 不等同于signed char ，它有可能是signed char ，也有可能是
unsigned char 。
这一点与int 不同， int 就是等同于signed int 。
3.数据类型的取值范围
上述的数据类型很多，尤其数整型类型就有short、int、long、long long 四种，为什么呢？
其实每一种数据类型有自己的取值范围，也就是存储的数值的最大值和最小值的区间，有了丰富的类
型，我们就可以在适当的场景下去选择适合的类型。如果要查看当前系统上不同数据类型的极限值：
limits.h 文件中说明了整型类型的取值范围。
float.h 这个头文件中说明浮点型类型的取值范围。
为了代码的可移植性，需要知道某种整数类型的极限值时，应该尽量使用这些常量。
• SCHAR_MIN ， SCHAR_MAX ：signed char 的最小值和最大值。
• SHRT_MIN ， SHRT_MAX ：short 的最小值和最大值。
• INT_MIN ， INT_MAX ：int 的最小值和最大值。
• LONG_MIN ， LONG_MAX ：long 的最小值和最大值。
• LLONG_MIN ， LLONG_MAX ：long long 的最小值和最大值。
• UCHAR_MAX ：unsigned char 的最大值。
• USHRT_MAX ：unsigned short 的最大值。
• UINT_MAX ：unsigned int 的最大值。
• ULONG_MAX ：unsigned long 的最大值。
• ULLONG_MAX ：unsigned long long 的最大值。
4.变量
4.1变量的创建
了解清楚了类型，我们使用类型做什么呢？类型是用来创建变量的。
什么是变量呢？C语言中把经常变化的值称为变量，不变的值称为常量。
变量创建的语法形式是这样的：
data_type name;
| |
| |
数据类型 变量名int age; //整型变量
char ch; //字符变量
double weight; //浮点型变量变量在创建的时候就给一个初始值，就叫初始化。
int age = 18;
char ch = 'w';
double weight = 48.0;
unsigned int height = 100;4.2变量的分类
- 全局变量：在大括号外部定义的变量就是全局变量。全局变量的使用范围更广，整个工程中想使用，都是有办法使用的。
- 局部变量：在大括号内部定义的变量就是局部变量。局部变量的使用范围是比较局限，只能在自己所在的局部范围内使用的。
#include <stdio.h>
int global = 2023;//全局变量
int main()
{
int local = 2018;//局部变量
printf("%d\n", local);
printf("%d\n", global);
return 0;
}如果局部和全局变量，名字相同呢？
#include <stdio.h>
int n = 1000;
int main()
{
int n = 10;
printf("%d\n" n);//打印的结果是多少呢？
return 0;
}其实当局部变量和全局变量同名的时候，局部变量优先使用。
5. 算术操作符：+、-、*、/、%
在写代码时候，一定会涉及到计算。
C语言中为了方便运算，提供了一系列操作符，其中有一组操作符叫：算术操作符。分别是： + - *
/ % ，这些操作符都是双目操作符。
注：操作符也被叫做：运算符，是不同的翻译，意思是一样的。
5.1 + 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 <stdio.h>
int main()
{
int x = 4 + 22;
int y = 61 - 23;
printf("%d\n", x);
printf("%d\n", y);
return 0;
}5.2 *
运算符* 用来完成乘法
#include <stdio.h>
int main()
{
int num = 5;
printf("%d\n", num * num); // 输出 25
return 0;
}5.3 /
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 <stdio.h>
int main()
{
float x = 6 / 4;
int y = 6 / 4;
printf("%f\n", x); // 输出 1.000000
printf("%d\n", y); // 输出 1
return 0;
}上面示例中，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，两个运算数必须至少有一个浮点数，这时 C 语言就会进行浮点数除法。
#include <stdio.h>
int main()
{
float x = 6.0 / 4; // 或者写成 6 / 4.0
printf("%f\n", x); // 输出 1.500000
return 0;
}上面示例中， 6.0 / 4 表示进行浮点数除法，得到的结果就是1.5
5.4 %
运算符% 表示求模(余)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 <stdio.h>
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 <stdio.h>
int main()
{
printf("%d\n", 11 % -5); // 1
printf("%d\n",-11 % -5); // -1
printf("%d\n",-11 % 5); // -1
return 0;
}上面示例中，第一个运算数的正负号（ 11 或-11 ）决定了结果的正负号。
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;//2 赋值，这里使用的就是赋值操作符赋值操作符= 是一个随时可以给变量赋值的操作符。
6.1 连续赋值
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;6.2 复合赋值符
在写代码时，我们经常可能对一个数进行自增、自减的操作，如下代码：
int a = 10;
a = a+3;
a = a-2;这样代码C语言给提供了更加方便的写法：
int a = 10;
a += 3;
a -= 2;C语言中提供了复合赋值符，方便我们编写代码，这些赋值符有：
+= -=
*= /= %=
//下面的操作符后期讲解
>>= <<=
&= |= ^=7. 单目操作符：++、--、+、-
前面介绍的操作符都是双目操作符，有2个操作数的。C语言中还有一些操作符只有一个操作数，被称为单目操作符。++、--、+(正)、-(负) 就是单目操作符的。
7.1 ++和--
++是一种自增的操作符，又分为前置++和后置++，--是一种自减的操作符，也分为前置--和后置--.
7.1.1 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);计算口诀：先+1，后使用；
a原来是10，先+1，后a变成了11，再使用就是赋值给b，b得到的也是11，所以计算技术后，a和b都是11，相当于这样的代码：
int a = 10;
a = a+1;
b = a;
printf("a=%d b=%d\n",a , b);7.1.2 后置++
int a = 10;
int b = a++;//++的操作数是a，是放在a的后面的，就是后置++
printf("a=%d b=%d\n",a , b);计算口诀：先使用，后+1
a原来是10，先使用，就是先赋值给b，b得到了10，然后再+1，然后a变成了11，所以直接结束后a是11，b是10，相当于这样的代码：
int a = 10;
int b = a;
a = a+1;
printf("a=%d b=%d\n",a , b);7.1.3 前置--
如果你听懂了前置++，那前置--是同理的，只是把加1，换成了减1；
计算口诀：先-1，后使用
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);7.1.4 后置--
同理后置--类似于后置++，只是把加一换成了减一
int a = 10;
int b = a--;//--的操作数是a，是放在a的后面的，就是后置--
printf("a=%d b=%d\n",a , b);//输出的结果是：9 10计算口诀：先使用，后-1
7.2 + 和 -
这里的+是正号，-是负号，都是单目操作符。
运算符+ 对正负值没有影响，是一个完全可以省略的运算符，但是写了也不会报错。
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);//这里的b和c都是-10
int a = -10;
int b = -a;
printf("b=%d\n", b); //这里的b是108. 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，语法形式很简单，形式如下
（类型·）请看代码：
int a = 3.14;
//a的是int类型, 3.14是double类型，两边的类型不一致，编译器会报警告为了消除这个警告，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取整数部分9. scanf 和 printf 介绍
9.1 printf
9.1.1 基本用法
printf() 的作用是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。
#include <stdio.h>
int main(void)
{
printf("Hello World");
return 0;
}上面命令会在屏幕上输出一行文字“Hello World”。
printf() 不会在行尾自动添加换行符，运行结束后，光标就停留在输出结束的地方，不会自动换
行。
为了让光标移到下一行的开头，可以在输出文本的结尾，添加一个换行符\n 。
#include <stdio.h>
int main(void)
{
printf("Hello World\n");
return 0;
}如果文本内部有换行，也是通过插入换行符来实现，如下方代码
#include <stdio.h>
int main(void)
{
printf("Hello\nWorld\n");
printf("Hello\n");
printf("World\n");
return 0;
}printf() 是在标准库的头文件stdio.h 定义的。使用这个函数之前，必须在源码文件头部引入这
个头文件
9.1.2 占位符
printf() 可以在输出文本中指定占位符。所谓 “占位符”，就是这个位置可以用其他值代入。
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("There are %d apples\n", 3);
return 0;
}上面示例中， There are %d apples\n 是输出文本，里面的%d 就是占位符，表示这个位置要
用其他值来替换。占位符的第一个字符一律为百分号% ，第二个字符表示占位符的类型， %d 表示这里代入的值必须是一个整数。
printf() 的第二个参数就是替换占位符的值，上面的例子是整数3 替换%d 。执行后的输出结果
就是There are 3 apples
常用的占位符除了%d ，还有%s 表示代入的是字符串。
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%s will come tonight\n", "zhangsan");
return 0;
}上面示例中， %s 表示代入的是一个字符串，所以printf() 的第二个参数就必须是字符串，这个例
子是zhangsan 。执行后的输出就是zhangsan will come tonight。
9.1.3 占位符列举
printf() 的占位符有许多种类，与 C 语言的数据类型相对应。下面按照字母顺序，列出常用的占位
符，方便查找，具体含义在后面章节介绍。
• %a ：十六进制浮点数，字母输出为小写。
• %A ：十六进制浮点数，字母输出为大写。
• %c ：字符。
• %d ：十进制整数。// int
• %e ：使用科学计数法的浮点数，指数部分的e 为小写。
• %E ：使用科学计数法的浮点数，指数部分的E 为大写。
• %i ：整数，基本等同于%d 。
• %f ：小数（包含float 类型和double 类型）。//float %f double - %lf
• %g ：6个有效数字的浮点数。整数部分一旦超过6位，就会自动转为科学计数法，指数部分的e
为小写。
• %G ：等同于%g ，唯一的区别是指数部分的E 为大写。
• %hd ：十进制 short int 类型。
• %ho ：八进制 short int 类型。
• %hx ：十六进制 short int 类型。
• %hu ：unsigned short int 类型。
• %ld ：十进制 long int 类型。
• %lo ：八进制 long int 类型。
• %lx ：十六进制 long int 类型。
• %lu ：unsigned long int 类型。
• %lld ：十进制 long long int 类型。
• %llo ：八进制 long long int 类型。
• %llx ：十六进制 long long int 类型。
• %llu ：unsigned long long int 类型。
• %Le ：科学计数法表示的 long double 类型浮点数。
• %Lf ：long double 类型浮点数。
• %n ：已输出的字符串数量。该占位符本身不输出，只将值存储在指定变量之中。
• %o ：八进制整数。
• %p ：指针（用来打印地址）。
• %s ：字符串。
• %u ：无符号整数（unsigned int）。
• %x ：十六进制整数。
• %zd ： size_t 类型。
• %% ：输出一个百分号。
9.1.4 输出格式
printf() 可以定制占位符的输出格式。
9.1.4.1 限定宽度
printf() 允许限定占位符的最小宽度。
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%5d\n", 123); // 输出为 " 123"
return 0;
}上面示例中， %5d 表示这个占位符的宽度至少为5位。如果不满5位，对应的值的前面会添加空格。
输出的值默认是右对齐，即输出内容前面会有空格；如果希望改成左对齐，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。
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%-5d\n", 123); // 输出为 "123 "
return 0;
}上面示例中，输出内容123 的后面添加了空格。
9.1.4.2 总是显示正负号
默认情况下， printf() 不对正数显示 + 号，只对负数显示 - 号。如果想让正数也输出+ 号，可
以在占位符的% 后面加一个+ 。
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%+d\n", 12); // 输出 +12
printf("%+d\n", -12); // 输出 -12
return 0;
}上面示例中， %+d 可以确保输出的数值，总是带有正负号
9.1.4.3 限定小数位数
输出小数时，有时希望限定小数的位数。举例来说，希望小数点后面只保留两位，占位符可以写
成%.2f 。
// 输出 Number is 0.50
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("Number is %.2f\n", 0.5);
return 0;
}上面示例中，如果希望小数点后面输出3位（ 0.500 ），占位符就要写成%.3f
9.1.4.4 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。
// 输出 hello
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%.5s\n", "hello world");
return 0;
}上面示例中，占位符%.5s 表示只输出字符串“hello world”的前5个字符，即“hello”。
9.2 scanf
当我们有了变量，我们需要给变量输入值就可以使用 scanf 函数，如果需要将变量的值输出在屏幕上的时候可以使用 prinf 函数，下面看一个例子：
#include <stdio.h>
int main()
{
int score = 0;
printf("请输入成绩:");
scanf("%d", &score);
printf("成绩是：%d\n", score);
return 0;
}9.2.1 基本用法
scanf() 函数用于读取用户的键盘输入。
程序运行到这个语句时，会停下来，等待用户从键盘输入。。
用户输入数据、按下回车键后， scanf() 就会处理用户的输入，将其存入变量。
它的原型定义在头文件stdio.h 。
scanf() 的语法跟printf() 类似。
scanf("%d", &i);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，格式字符串里面有多少个占位符，就有多少个变量。
上面示例中， scanf() 的第一个参数%d ，表示用户输入的应该是一个整数。%d 就是一个占位
符， % 是占位符的标志， d 表示整数。第二个参数&i 表示，将用户从键盘输入的整数存入变量
i 。
下面是一次将键盘输入读入多个变量的例子
scanf("%d%d%f%f", &i, &j, &x, &y);上面示例中，格式字符串%d%d%f%f ，表示用户输入的前两个是整数，后两个是浮点数，比如1
-20 3.4 -4.0e3 。这四个值依次放入 i 、j 、x 、y 四个变量。
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。
所以，用户输入的数据之间，有一个或多个空格不影响scanf() 解读数据。另外，用户使用回车
键，将输入分成几行，也不影响解读。
9.2.2 scanf的返回值
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遇到读取到文件结尾，则返回常量 EOF (-1)。EOF - end of file 文件结束标志
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 0;
int b = 0;
float f = 0.0f;
int r = scanf("%d %d %f", &a, &b, &f);
printf("a=%d b=%d f=%f\n", a, b, f);
printf("r = %d\n", r);
return 0;
}输入输出测试：
9.2.3 占位符
• %c ：字符。
• %d ：整数。
• %f ： float 类型浮点数。
• %lf ： double 类型浮点数。
• %Lf ： long double 类型浮点数。
• %s ：字符串。
• %[] ：在方括号中指定一组匹配的字符（比如%[0-9] ），遇到不在集合之中的字符，匹配将会
停止。
上面所有占位符之中，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。
下面要特别说一下占位符%s ，它其实不能简单地等同于字符串。它的规则是，从当前第一个非空白字符开始读起，直到遇到空白字符（即空格、换行符、制表符等）为止。
因为%s 不会包含空白字符，所以无法用来读取多个单词，除非多个%s 一起使用。这也意味着，
scanf() 不适合读取可能包含空格的字符串，比如书名或歌曲名。另外， scanf() 遇到%s 占位
符，会在字符串变量末尾存储一个空字符\0
scanf() 将字符串读入字符数组时，不会检测字符串是否超过了数组长度。所以，储存字符串时，
很可能会超过数组的边界，导致预想不到的结果。为了防止这种情况，使用 %s 占位符时，应该指定读入字符串的最长长度，即写成%[m]s ，其中的[m] 是一个整数，表示读取字符串的最大长度，后面的字符将被丢弃。
#include <stdio.h>
int main()
{
char name[11];
scanf("%10s", name);
return 0;
}上面示例中， name 是一个长度为11的字符数组， scanf() 的占位符%10s 表示最多读取用户输入
的10个字符，后面的字符将被丢弃，这样就不会有数组溢出的风险了。
9.2.4 赋值忽略符
#include <stdio.h>
int main()
{
int year = 0;
int month = 0;
int day = 0;
scanf("%d-%d-%d", &year, &month, &day);
printf("%d %d %d\n", year, month, day);
return 0;
}上面示例中，如果用户输入 2020-01-01 ，就会正确解读出年、月、日。问题是用户可能输入其他
格式，比如2020/01/01 ，这种情况下， scanf() 解析数据就会失败。
为了避免这种情况， scanf() 提供了一个赋值忽略符（assignment suppression character） * 。
只要把* 加在任何占位符的百分号后面，该占位符就不会返回值，解析后将被丢弃。
#include <stdio.h>
int main()
{
int year = 0;
int month = 0;
int day = 0;
scanf("%d%*c%d%*c%d", &year, &month, &day);
return 0;
}上面示例中， %*c 就是在占位符的百分号后面，加入了赋值忽略符* ，表示这个占位符没有对应的
变量，解读后不必返回。
