【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我们写代码的各种数据。
使用整形来描述整数，使用字符类型来描述字符，使用浮点型来描述小数。
而所谓的类型就是相似的数据所拥有的共同的特征，编译器只有知道了数据的类型，才知道怎么进行操作和分配内存（数据类型不一样所占用的内存空间大小也不一样。

下面给大家介绍一下C语言提供的各种数据类型，主要讨论内置类型 :

1.1 字符型

	char;          //charactersigned char;   //有符号unsigned char; //无符号

1.2 整形

	// 短整形short int;signed short int;unsigned short int;//整形int;signed int;unsigned int;//长整形long int;signed long int;unsigned long int;//更长的整形//C99中引入long long int;signed long long int;unsigned long long int;

1.3 浮点型

	//浮点型float;double;long double;

1.4 布尔型

C语言中原来并没有为布尔单独设置一个类型，而是使用整数“ 0 ”代表假。非零值代表真。
在C99中引入了布尔型，用来专门表示真假。

//布尔型
_Bool;

在使用布尔类型需要包含头文件 <stdbool.h>
布尔类型变量的取值为True和False

1.5 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，存储数据的范围就有所不同

1.5.1 sizeof 操作符

sizeof 是一个关键字，也是操作符，专门用来计算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数据类型，也可以是变量和表达式

sizeof(类型)
sizeof 表达式

sizeof 的操作数如果不是类型是表达式的情况可以省略后面的括号。
sizeof 后面的表达式是不参与运算的，根据表达式的类型来得出大小。
sizeof 的计算结果都是 size_t 类型。
注意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，可能的类型有 unsigned int，unsigned long，unsigned long long。而对应的printf（）的占位符分别是 %u，%lu， %llu。这样不利于程序的可移植性
C语言提供了一个解决办法，创建了一个 size_t 类型用来统一表示sizeof 的返回值，可能是三个中的任意一个

例如：

int main()
{int a = 100;printf("%zd\n", sizeof(a));printf("%zd\n", sizeof a);printf("%zd\n", sizeof(int));printf("%zd\n", sizeof(1+1));return 0;
}

输出结果：

从结果中我们可以看到都是4字节，这是因为sizeof在这里计算的全部是int这个数据类型的大小，而a是变量名。可以省略括号，最后的1+1返回的是最后结果的大小是整形4个字节。

1.5.2 数据类型长度

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;
}

在VS 2022 X64的环境下输出如下：

1.5.3 sizeof 中表达式不计算

代码：

int main()
{int a = 2;printf("%zd\n", sizeof(a));printf("%zd\n", sizeof(a = 100 +11 ));printf("%d\n", a);return 0;
}

输出结果：

sizeof 在代码进行编译的时候，就已经根据表达式的类型确定了，而表达式的执行却要在程序运行期间才能执行，f在编译期间已经将sizeof处理掉了，所以在运行期间不会在执行表达式了。

2 signed 和 unsigned

C语言使用 signed 和 unsigned 关键字是用来修饰字符和整形类型的。

signed关键字，表示一个类型带有正负号，包含负值；
unsigned关键字，表示一个类型只有正整数和零。
对于 int 类型是默认带有正负号的，也就是说 int 等同于 signed int。
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正整数提高了一倍，比如16位的 signed short int 的取值范围是：-32768 ~ 32767，而 unsigned short int 的取值范围是：0 ~ 65535。32位的signed下面的定义是VS2022环境中的，limits.h中的相关定义。

#define SHRT_MIN (-32768) //有符号16位整型的最⼩值
#define SHRT_MAX 32767 //有符号16位整型的最⼤值
#define USHRT_MAX 0xffff //⽆符号16位整型的最⼤值
#define INT_MIN (-2147483647 - 1) //有符号整型的最⼩值
#define INT_MAX 2147483647 //有符号整型的最⼤值

字符类型char也可以设置 signed 和 unsigned。

signed char c; // 范围为 -128 到 127
unsigned char c; // 范围为 0 到 255

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

上述的数据类型有很多，尤其整数的数据类型就有 short、 int、 long、 long long，四种，为什么呢？

其实每一种数据类型都有自己的取值范围，也就是存储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合适的类型。如果要查看当前系统上不同数据类型的极限值：
limits.h 文件中说明了整数类型的取值范围。
float.h 文件中说明了浮点类型的取值范围。
为了代码的可移植性，需要知道某种整数的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 : llong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，那么类型是用来做什么的呢？类型时用来创建变量的。什么是变量呢？C语言中常把变化的量叫做变量，不变的值叫做常量。

变量创建的语法是这样的

int main()
{int long;       //整形变量char ch;        //字符型变量double weight;  //浮点型变量return 0;
}

变量在创建的时候给一个初始值叫做初始化

int main()
{int age = 20;                    //整形变量char ch[10] = "zhen nan";        //字符串char c = 'a';                    //字符double weight = 72.5;            //浮点型变量return 0;
}

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比较广，可以在整个工程中使用。
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比较局限，只能在自己的局部范围内使用。

int global = 100;  //全局变量int main()
{int local = 10;  //局部变量printf("%d\n", global);printf("%d\n", local);return 0;
}

输出结果：

如果局部变量和全局变量名字一样呢？

int global = 100;  //全局变量int main()
{int global = 10;  //局部变量printf("%d\n", global);return 0;
}

输出结果：

在这里我们可以看到如果名称一致的情况下优先使用局部变量。

全局变量和局部变量在内存中存储在哪里呢？
一般我们在学习C/C++的时候会关注三个区域：堆区、栈区、静态区。

1. 局部变量是存在内存的栈区
2. 全局变量存放在内存的静态区
3. 堆区是用来进行动态内存管理的 （后期会介绍）