C Primer Plus 第3章数据和C 3.4 C语言基本数据类型

怼烎@ 2024-03-27 16:02 63阅读 0赞

#### C Primer Plus ####

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#### 第3章 数据和C ####

##### 3.4 C语言基本数据类型 #####

###### 3.4.1 int类型 ######

int类型是有符号整型，即int类型的值必须是整数，可以是正整数、负整数或零。其取值范围依计算机系统而异。

*  早期16位计算机，取值范围-32768~32767
 *  32位计算机，取值范围就更大了。
 *  ISO C规定int 的取值范围最小为 -32768 ~ 32767.

###### 1 声明int变量 ######

可以单独声明，也可以在int 后面列出多个变量名，用逗号分隔。

###### 2 初始化变量 ######

初始化变量就是为变量赋一个初始值。在C语言中，初始化可以直接在声明中完成。

简而言之，声明为变量创建和标记存储空间，并为其指定初始值。

###### 3 int类型常量 ######

21、32、14… → 整型常量或整型字面量。

###### 4 打印int值 ######

可以使用printf()函数打印int类型的值。%d指明了在一行中打印整数的位置。

%d称为转换说明，它指定了printf()应使用什么格式来显示一个值。格式化字符串中的每个号d都与待打印变量列表中相应的int值匹配。

反正记住，使用printf() 函数时，要确保转换说明的数量与待打印值的数量相等。

###### 5 八进制和十六进制 ######

在C语言中，用特定的前缀表示使用哪种进制。

*  0x或0X前缀表示十六进制值。例如十进制数16表示成十六进制是0x10或0X10
 *  0前缀表示八进制。

使用不同的进制数是为了方便，不会影响数被储存的方式。也就是说，无论把数字写成16、020或0x10,储存该数的方式都相同，因为计算机内部都以二进制进行编码。

###### 6 显示八进制和十六进制 ######

*  以十进制显示数字，使用%d
 *  以八进制显示数字，使用%o
 *  以十六进制显示数字，使用%x

要显示各进制数的前缀0、0x和0X，必须分别使用%\#o、$\#x、%\#X

//
    // Created by DingJiaxiong on 2023-02-01 001.
    //
    #include <stdio.h>
    
    int main(void) {
        
    
        int x = 100;
        printf("dec = %d; octal = %o; hex = %x\n", x, x, x);
        printf("dec = %d; octal = %#o; hex = %#x\n", x, x, x);
    
        return 0;
    }

运行结果

![在这里插入图片描述][1d20f5debb9448b6b45837ed8aee1aeb.png_pic_center]

以十进制、八进制、十六进制打印十进制数100

###### 3.4.2 其他整数类型 ######

C语言提供3个附属关键字修饰基本整数类型：short、long和unsigned。

*  short int类型(或简写为short)占用的存储空间可能比int类型少，常用于较小数值的场合以节省空间。与int 类似，short 是有符号类型。
 *  long int 或 long 占用的存储空间可能比int 多，适用于较大数值的场合。是有符号类型。
 *  unsigned int或unsigned只用于非负值的场合。这种类型与有符号类型表示的范围不同。
    
    16位unsigned int允许的取值范围是0~65535，而不是-32768~32767。
 *  在C90标准中，添加了unsigned long int或unsigned long和unsigned int或unsigned short类型。C99标准又添加了unsigned long long int或unsigned long  
    long。
 *  在任何有符号类型前面添加关键字signed,可强调使用有符号类型的意图。例如，short、short int、signed short、signed short int都表示同一种类型。

###### 1 声明其他整数类型 ######

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; // C99标准新增

###### 2 使用多种整数类型的原因 ######

为什么说short类型“可能”比int类型占用的空间少，long类型“可能”比int类型占用的空间多？因为C语言只规定了short占用的存储空间不能多于int,long占用的存储空间不能少于int。这样规定是为了适应不同的机器。

现在，计算机普遍使用64位处理器，为了储存64位的整数，才引入了long long 。

C标准对基本数据类型只规定了允许的最小大小。

int类型那么多，应该如何选择？首先，考虑unsigned类型。，这种类型的数常用于计数，因为计数不用负数。而且，unsigned类型可以表示更大的正数。

###### 3 long常量和long long常量 ######

通常，程序代码中使用的数字（如，2345）都被储存为int类型。如果使用1000000这样的大数字，超出了int类型能表示的范围，编译器会将其视为long int类型（假设这种类型可以表示该数字）。如果数字超出long可表示的最大值，编译器则将其视为unsigned long类型。如果还不够大，编译器则将其视为long long或unsigned long long类型（前提是编译器能识别这些类型）。

八进制和十六进制常量被视为int类型。如果值太大，编译器会尝试使用unsigned int。如果还不够大，编译器会依次使用long、unsigned long、longlong和unsigned long long类型。

【整数溢出】

//
    // Created by DingJiaxiong on 2023-02-01 001.
    // 超出系统允许的最大int值
    
    #include <stdio.h>
    
    int main(void) {
        
    
        int i = 2147483647;
        unsigned int j = 4294967295;
    
        printf("%d %d %d\n", i, i + 1, i + 2);
        printf("%u %u %u\n", j, j + 1, j + 2);
        
        return 0;
    }

![在这里插入图片描述][7d44af9b595744ad982d763ff3992481.png_pic_center]

可以看到，在超过最大值时，unsigned int类型的变量j 从0开始；

而int 类型的变量i 则从-2147483648 开始。

###### 4 打印short、long、long long 和 unsigned 类型 ######

打印unsigned int类型的值，使用号u转换说明：打印long类型的值，使用%ld转换说明。如果系统中int和long的大小相同，使用%d就行。

在x和o前面可以使用l前缀，%lx表示以十六进制格式打印long类型整数，%lo表示以八进制格式打印long类型整数。

C语言有多种printf()格式。对于short类型，可以使用h前缀。%hd表示以十进制显示short类型的整数，%ho表示以八进制显示short类型的整数。h和l前缀都可以和u一起使用，用于表示无符号类型。例如，%lu表示打印unsigned long类型的值。对于支持long long类型的系统，%lld和%llu分别表示有符号和无符号类型。

//
    // Created by DingJiaxiong on 2023-02-01 001.
    // 更多printf() 的特性
    
    #include <stdio.h>
    
    int main(void) {
        
    
        unsigned int un = 3000000000;
        short end = 200;
        long big = 65537;
        long long verybig = 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;
    }

运行结果

![在这里插入图片描述][b44615cef8864a65bc1e91ca5d140590.png_pic_center]

此例表明，使用错误的转换说明会得到意想不到的结果。

###### 3.4.3 使用字符：char类型 ######

从技术层面看，char 是整数类型，因为char 类型实际上储存的是整数而不是字符。

###### 1 声明char类型变量 ######

与其他类型变量的声明方式相同。

###### 2 字符常量和初始化 ######

不用背ASCII码。

char grade = 'A';

不能用双引号，双引号是字符串。

###### 3 非打印字符 ######

有些ASCII字符打印不出来，三种方法表示：

1.  使用ASCII码
2.  使用转义序列
    
    <table> 
     <thead> 
      <tr> 
       <th align="center">转义序列</th> 
       <th align="center">含义</th> 
      </tr> 
     </thead> 
     <tbody> 
      <tr> 
       <td align="center">\a</td> 
       <td align="center">警报</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td align="center">\b</td> 
       <td align="center">退格</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td align="center">\f</td> 
       <td align="center">换页</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td align="center">\n</td> 
       <td align="center">换行</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td align="center">\r</td> 
       <td align="center">回车</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td align="center">\t</td> 
       <td align="center">水平制表符</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td align="center">\v</td> 
       <td align="center">垂直制表符</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td align="center">\</td> 
       <td align="center">反斜杠(\)</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td align="center">\’</td> 
       <td align="center">单引号</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td align="center">\"</td> 
       <td align="center">双引号</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td align="center">?</td> 
       <td align="center">问号</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td align="center">\0oo</td> 
       <td align="center">八进制值</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td align="center">\xhh</td> 
       <td align="center">十六进制值</td> 
      </tr> 
     </tbody> 
    </table>
3.  用十六进制形式表示字符常量。

###### 4 打印字符 ######

printf()函数用%c指明待打印的字符。

//
    // Created by DingJiaxiong on 2023-02-01 001.
    // 显示字符的代码编号
    
    #include <stdio.h>
    
    int main(void) {
        
    
        char ch;
        printf("Please enter a character.\n");
        scanf("%c", &ch);
        printf("The code for %c is %d.\n", ch, ch);
    
        return 0;
    }

运行结果

![在这里插入图片描述][8d276d37c76b4e268646c3b7a60cf9fb.png_pic_center]

###### 5 有符号还是无符号 ######

根据C90标准，C语言允许在关键字char前面使用signed或unsigned。

###### 3.4.4 \_Bool类型 ######

C99标准添加了\_Bool类型，用于表示布尔值，即逻辑值true和false。

###### 3.4.5 可移植类型：stdint.h和inttypes.h ######

C语言提供了许多有用的整数类型。但是，某些类型名在不同系统中的功能不一样。

C99新增了两个头文件stdint.h和inttypes.h,以确保C语言的类型在各系统中的功能相同。

C语言为现有类型创建了更多类型名。这些新的类型名定义在stdint.h头文件中。

*  精确宽度整数类型
 *  最小宽度类型
 *  最快最小宽度类型

//
    // Created by DingJiaxiong on 2023-02-01 001.
    // 可移植整数类型名
    
    #include <stdio.h>
    #include <inttypes.h>  // 支持可移植类型
    
    int main(void) {
        
    
        int32_t me32;  //me32 是一个32位有符号整型变量
        me32 = 45933945;
    
        printf("First, assume int32_t is int: ");
        printf("me32 = %d\n", me32);
        printf("Next, let's not make any assumptions.\n");
        printf("Instead, ,use a \"macro\" from inttypes.h: ");
        printf("me32 = %" PRId32 "\n", me32);
    
        return 0;
    }

运行结果

![在这里插入图片描述][408df2329eb94f76a321a48e6b93b039.png_pic_center]

###### 3.4.6 float、double和long double ######

C语言中的浮点类型有float、double和long double类型。

C标准规定，float类型必须至少能表示6位有效数字，且取值范围至少是  1 0 − 37 到 1 0 + 37 10^\{-37\} 到 10^\{+37\} 10−37到10\+37。

C语言提供的另一种浮点类型是double(意为双精度)。double类型和float类型的最小取值范围相同，但至少必须能表示10位有效数字。

C语言的第3种浮点类型是long double,以满足比double类型更高的精度要求。不过，C只保证long double类型至少与double类型的精度相同。

###### 1 声明浮点型变量 ######

与整型变量方式相同。

###### 2 浮点型常量 ######

基本形式：有符号的数字(包括小数点)，后面紧跟e或E，最后是一个有符号数表示10 的指数。

###### 3 打印浮点值 ######

printf()函数使用号f转换说明打印十进制记数法的float和double类型浮点数，用%e打印指数记数法的浮点数。

//
    // Created by DingJiaxiong on 2023-02-01 001.
    // 以两种方式显示float 类型的值
    #include <stdio.h>
    
    int main(void) {
        
    
        float aboat = 32000.0;
        double abet = 2.14e9;
        long double dip = 5.32e-5;
    
        printf("%f can be written %e\n", aboat, aboat);
        printf("And it's %a in hexadecimal, powers of 2 notation\n", aboat);
        printf("%f can be written %e\n", abet, abet);
        printf("%Lf can be written %Le\n", dip, dip);
    
        return 0;
    }

编译器支持C99/C11的前提下，运行结果

![在这里插入图片描述][c8bed2be92f047baa19008e273c6334b.png_pic_center]

###### 4 浮点数的上溢和下溢 ######

当计算导致数字过大，超过当前类型能表达的范围时，就会发生上溢。

以十进制为例，把一个有4位有效数字的数（如，0.1234E-10)除以10，得到的结果是0.0123E-10。虽然得到了结果，但是在计算过程中却损失了原末尾有效位上的数字。这种情况叫作下溢(underf1ow)。

###### 3.4.7 复数和虚数类型 ######

C99标准支持复数类型和虚数类型，但是有所保留。

标准委员会选定Complex作为关键字，在不用考虑名称冲突的情况下可选择使用complex。

###### 3.4.8 其他类型 ######

C语言还有一些从基本类型衍生的其他类型，包括数组、指针、结构和联合。

###### 【小结：基本数据类型】 ######

###### 关键字 ######

基本数据类型由11个关键字组成：int、long、short、unsigned、char、float、double、signed、\_Bool、\_Complex和\_Imaginary。

###### 有符号整型 ######

有符号整型可用于表示正整数和负整数。

*  int——系统给定的基本整数类型。C语言规定int 类型不小于16位
 *  short 或 short int——最大的short 类型整数小于或等于最大的int 类型整数。C语言规定short 类型至少占16位。
 *  long 或 long int —— 该类型可表示的整数大于或等于最大的int 类型整数。C 语言规定long 类型至少占32位。
 *  long long 或 long long int —— 该类型可表示的整数大于或等于最大的long 类型整数。long long 类型至少占64位。

###### 无符号整型 ######

无符号整型只能用于表示零和正整数，因此无符号整型可表示的正整数比有符号整型的大。

在整型类型前加上关键字unsigned表明该类型是无符号整型：unsigned int、unsigned long、unsigned  
short。单独的unsigned相当于unsignedint。

###### 字符类型 ######

*  char——字符类型的关键字。需要时，可在char 前面加上关键字signed 或 unsigned 来指明

###### 布尔类型 ######

布尔值表示true和false，C语言用1表示true，0表示false。

*  \_Bool —— 布尔类型关键字。

###### 实浮点类型 ######

实浮点类型可表示正浮点数和负浮点数。

*  float —— 系统的基本浮点类型，可精确表示至少6位有效数字。
 *  double —— 储存浮点数的范围（可能）更大，能表示比1oat类型更多的有效数字（至少10位，通常会更多)和更大的指数。
 *  long double —— 储存浮点数的范围（可能）比double更大，能表示比double更多的有效数字和更大的指数。

###### 复数和虚数浮点数 ######

虚数类型是可选的类型。复数的实部和虚部类型都基于实浮点类型来构成：

*  float \_Complex
 *  double \_Complex
 *  long double \_Complex
 *  float \_Imaginary
 *  double \_Imaginary
 *  long long \_Imaginary

###### 3.4.9 类型大小 ######

sizeof是C语言的内置运算符，以字节为单位给出指定类型的大小。C99和C11提供%zd转换说明匹配sizeof的返回类型。

//
    // Created by DingJiaxiong on 2023-02-01 001.
    // 打印类型大小
    #include <stdio.h>
    
    int main(void) {
        
    
        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));
        printf("Type double has a size of %zd bytes.\n", sizeof(double));
        printf("Type long double has a size of %zd bytes.\n", sizeof(long double));
    
    
        return 0;
    }

运行结果：

![在这里插入图片描述][324d4e43436f43ba83fdc287cd60a6fd.png_pic_center]

[f01fb23c7cf04282a5ec3cf7dafe29c6.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/50046aef424d42eebb07d2f73be1fa8a.png
[1d20f5debb9448b6b45837ed8aee1aeb.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/cea5589b7dc442a5a9b3d698a16b5e5f.png
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