【C语言】详解数据类型和变量(一):数据类型介绍、 signed和unsigned、数据类型的取值范围、变量、强制类型转换

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文章目录

  • 一、数据类型介绍
    • 1.1字符型
    • 1.2整型
    • 1.3浮点型
    • [1.4 布尔类型](#1.4 布尔类型)
    • [1.5 各种数据类型的长度](#1.5 各种数据类型的长度)
      • [1.5.1 sizeof操作符](#1.5.1 sizeof操作符)
      • [1.5.2 数据类型长度](#1.5.2 数据类型长度)
  • [二. signed和unsigned](#二. signed和unsigned)
  • [三、 数据类型的取值范围](#三、 数据类型的取值范围)
  • [四、 变量](#四、 变量)
    • [4.1 变量的创建](#4.1 变量的创建)
    • [4.2 变量的分类](#4.2 变量的分类)
  • 五、强制类型转换
  • 总结
  • 结尾

提示:以下是本篇文章正文内容,下面案例可供参考

一、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,使同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。

下面盘点有一下C语言提供的各种数据类型,本章节主要探讨内置数据类型

1.1字符型

1.2整型

1.3浮点型

1.4 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

c 复制代码
_Bool

布尔类型的使用包含头文件 <stdbool.h>

布尔类型变量的取值是: true 或者 false 。

c 复制代码
#define bool _Bool
#define false 0
#define true 1

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,存储的数据范围就有所差异。

1.5.1 sizeof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。

c 复制代码
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 。

c 复制代码
#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

输出结果如下

1.5.3 sizeof中表达式不计算

展示:

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

二. 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。

c 复制代码
signed int a;
// 等同于int a; 

int 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

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。

下面的定义是VS2022环境中,limits.h中相关定义。

c 复制代码
#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 

unsigned int 里面的 int 可以省略,所以上面的变量声明也可以写成下面这样。

c 复制代码
unsigned a;

字符类型 char 也可以设置 signed 和 unsigned

c 复制代码
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 。

三、 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。

c 复制代码
• 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。

四、 变量

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:

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:

例如:

c 复制代码
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

c 复制代码
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。

比如:

如果局部和全局变量,名字相同呢?

看我来展示一下

我们得到如下结论:
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。

全局变量和局部变量在内存中存储在哪里呢?

  1. 局部变量是放在内存的栈区
  2. 全局变量是放在内存的静态区
  3. 堆区是用来动态内存管理的(后期会介绍)

大家参照图片理解一下:

五、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:

c 复制代码
(类型)

错误示范:

c 复制代码
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 

之时我们就用到了强制类型转换!!

c 复制代码
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 

强扭的瓜不甜?甜不甜尝过才知道!!!我们使用强制类型转换都是万不得已的时候使用,如果不需要强制类型转化就能实现代码,这样自然更好的。


总结

文章系统介绍了C语言核心的基础数据类型,包括字符型、整型、浮点型和布尔类型的定义与特性;接着通过 sizeof 操作符讲解了不同数据类型在内存中的存储长度,又对比了 signed 与 unsigned 修饰符对数据类型取值范围的影响,并明确了各类数据类型的具体取值边界。在此基础上,进一步讲解了变量的创建方法与分类规则,最后补充了强制类型转换的使用方式。

结尾

勇敢的寻宝者啊,这次旅途你挖掘到多少宝藏呢,苒苒很期待下次与您相遇!

结语:希望对寻找C语言相关内容的寻宝者有所帮助,不要忘记给博主"一键三连"哦!你的每一次鼓励都为我提供 了前行的动力!

小喵很期待与你再次寻宝奥 ᰔᩚ/•᷅•᷄\୭

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