C语言数据类型和变量

1.数据类型的介绍

1.1字符型（char）

字符型分为 signed char 和 unsigned char

需要注意的是在我们自己写代码定义字符类型时，往往不会加这个前缀，但其实是有区别的：

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 。

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

但在ASCII码表中十进制对应的在字符表示最大仅仅到127，那么unsigned char大于127的数字表示什么呢？所有超出127的字符打印会产生意料之外的结果，具体结果取决于你使用的编译器和终端，是一个无效字符，可能会打印出 ？ 等情况。

但在后期unsigned char会作为判断条件使用，此时它的范围就比signed char的范围要大。

1.2整形

[]中的内容可省略

在我们定义一个int类型时往往也不会加前缀，此处默认为signed类型的int

signed short int //范围-32768~32767
unsigned short int //范围0~65525

1.3浮点型

float double long double 

1.4布尔类型 

布尔类型返回真或假；0表示假，非零表示真

注：布尔类型的使⽤得包含头⽂件

<stdbool.h>

 1.5 各种数据类型的⻓度

每⼀种数据类型都有⾃⼰的⻓度，使⽤不同的数据类型，能够创建出⻓度不同的变量，变量⻓度的不 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，专⻔是⽤来计算sizeof操作符数的类型⻓度的，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 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。

int main()
{
	int a = 10;
	printf("%zd\n", sizeof a);//4
	printf("%zd\n", sizeof(int));//4
	return 0;
}

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。

printf("%zd\n", sizeof(3 + 3.5));//8，默认double类型

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 。

1.5.2 数据类型⻓度 

#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：

1
1
2
4
4
8
4
8
8

2. 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。 

3.变量

4.算术操作符（运算符）

分别为+ - * /四种，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。

4.1 *

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。

int main()
{
	float x = 6.0 / 4;
	printf("%f\n", x); 
	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 。

%f对应float，%lf对应double；均保留小数点到6位

4.2 %

运算符 % 表⽰求模运算，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。

int x = 6 % 4; // 2

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。

 printf("%d\n", 11 % -5); // 1
 printf("%d\n",-11 % -5); // -1
 printf("%d\n",-11 % 5); // -1

5.赋值操作符（=）

c = b = a+3;//连续赋值，从右向左依次赋值的。

复合赋值符：+= -= *= /= %= 

>>= <<= &= |= ^= 

6.单目操作符

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。

6.1++和--

前置++/--：先++/--，后使用

后置++/--：先使用，后++

6.2 + 和 -

这⾥的+是正号，-是负号，都是单⽬操作符。

int a = +10; 等价于 int a = 10;

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10

 如果打印正数时想打印上+，可以这么做：

int main()
{
	int a = 1;
	printf("%+d", a);//打印出+1
	return 0;
}

7.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

8.scanf和printf介绍

8.1printf

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。

printf("Hello World")

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。 

可使用 \n 转义字符来进行换行

注：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。

8.1.2 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它值代入，输出文本中占位符可出现在任何位置，可多次出现 

printf("%s says it is %d o'clock\n"，zsj,8);

 8.1.3 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。

• %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）。

• %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。

• %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。

8.1.4 输出格式

printf() 可以定制占位符的输出格式。

8.1.4.1限制宽度

printf() 允许限定占位符的最⼩宽度。

%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⻬，即输出内容前⾯会有空格；如果希望改成左对⻬，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。

printf("%5d\n", 123); "  123"
printf("%-5d\n", 123); // 输出为 "123  "

对于小数：

下⾯⽰例中， %12f 表⽰输出的浮点数最少要占据12位。由于⼩数的默认显⽰精度是⼩数点后6位， 所以 123.45 输出结果的头部会添加2个空格。

printf("%12f\n", 123.45);

输出：

8.1.4.2总是显示正负号

8.1.4.3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 。

printf("Number is %.2f\n", 0.5)；
//输出 Number is 0.50

这种写法可以与限定宽度占位符，结合使⽤。

// 输出为 " 0.50"
#include <stdio.h>
int main()
{
 printf("%6.2f\n", 0.5);
 return 0;
}

 上⾯⽰例中， %6.2f 表⽰输出字符串最⼩宽度为6，⼩数位数为2。所以，输出字符串的头部有两个 空格。

最⼩宽度和⼩数位数这两个限定值，都可以⽤ * 代替，通过 printf() 的参数传⼊。

#include <stdio.h>
int main()
{
 printf("%*.*f\n", 6, 2, 0.5);
 return 0;
}
// 等同于printf("%6.2f\n", 0.5);

8.1.4.4 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 的⻓度，其中 [m] 代表⼀个数字，表⽰所要输出的⻓度

// 输出 hello
#include <stdio.h>
int main()
{
 printf("%.5s\n", "hello world");
 return 0;
}

8.2 scanf 

8.2.2基本用法

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。

#include <stdio.h>
int main()
{
 int x;
 float y;

 // ⽤⼾输⼊ " -13.4512# 0"
 scanf("%d", &x);
 printf("%d\n", x);
 scanf("%f", &y);
 printf("%f\n", y);
 return 0;
}

上⾯⽰例中， scanf() 读取⽤⼾输⼊时， %d 占位符会忽略起⾸的空格，从 - 处开始获取数据，读 取到 -13 停下来，因为后⾯的 . 不属于整数的有效字符。这就是说，占位符 %d 会读到 -13 。 第⼆次调⽤ scanf() 时，就会从上⼀次停⽌解读的地⽅，继续往下读取。这⼀次读取的⾸字符 是 . ，由于对应的占位符是 %f ，会读取到 .4512 ，这是采⽤科学计数法的浮点数格式。后⾯的 # 不属于浮点数的有效字符，所以会停在这⾥ 

8.2.2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。

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;
}

成功读取几个值就输出几（即r的值），如果⼀个数字都不输⼊，直接按3次 ctrl+z ,输出的r是-1，也就是EOF

8.2.3占位符

scanf() 常⽤的占位符如下，与 printf() 的占位符基本⼀致。

• %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。

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。

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⻓度。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 读⼊字符串的最⻓⻓度，即写成 %[m]s ，其中的 [m] 是⼀个整数，表⽰读取字符串的最⼤⻓度，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 是⼀个⻓度为11的字符数组， scanf() 的占位符 %10s 表⽰最多读取⽤⼾输⼊ 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⻛险了。

8.2.4赋值忽略符

#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。