C語言的數據類型

　在第一課中，咱們已經看到程序中使用的各類變量都應預先加以說明，即先說明，後使用。對變量的說明能夠包括三個方面：
·數據類型
·存儲類型
·做用域
　　 在本課中，咱們只介紹數據類型說明。其它說明在之後各章中陸續介紹。所謂數據類型是按被說明量的性質，表示形式，佔據存儲空間的多少，構造特色來劃分的。在Ｃ語言中，數據類型可分爲：基本數據類型，構造數據類型，指針類型，空類型四大類。

1.基本數據類型

　　基本數據類型最主要的特色是，其值不能夠再分解爲其它類型。也就是說，基本數據類型是自我說明的。

2.構造數據類型構造數據類型

　　是根據已定義的一個或多個數據類型用構造的方法來定義的。也就是說，一個構造類型的值能夠分解成若干個「成員」或「元素」。每一個「成員」都是一個基本數據類型或又是一個構造類型。在C語言中，構造類型有如下幾種：
·數組類型
·結構類型
·聯合類型

3.指針類型

　　指針是一種特殊的，同時又是具備重要做用的數據類型。其值用來表示某個量在內存儲器中的地址。雖然指針變量的取值相似於整型量，但這是兩個類型徹底不一樣的量，所以不能混爲一談。4.空類型在調用函數值時，一般應向調用者返回一個函數值。這個返回的函數值是具備必定的數據類型的，應在函數定義及函數說明中給以說明，例如在例題中給出的max函數定義中，函數頭爲： int max(int a,int b);其中「int 」類型說明符即表示該函數的返回值爲整型量。又如在例題中，使用了庫函數 sin，因爲系統規定其函數返回值爲雙精度浮點型，所以在賦值語句s=sin (x);中，s 也必須是雙精度浮點型，以便與sin函數的返回值一致。因此在說明部分，把s說明爲雙精度浮點型。可是，也有一類函數，調用後並不須要向調用者返回函數值， 這種函數能夠定義爲「空類型」。其類型說明符爲void。在第五章函數中還要詳細介紹。在本章中，咱們先介紹基本數據類型中的整型、浮點型和字符型。其他類型在之後各章中陸續介紹。

　　對於基本數據類型量，按其取值是否可改變又分爲常量和變量兩種。在程序執行過程當中，其值不發生改變的量稱爲常量，取值可變的量稱爲變量。它們可與數據類型結合起來分類。例如，可分爲整型常量、整型變量、浮點常量、浮點變量、字符常量、字符變量、枚舉常量、枚舉變量。在程序中，常量是能夠不經說明而直接引用的，而變量則必須先說明後使用。

整型量

整型量包括整型常量、整型變量。整型常量就是整常數。在Ｃ語言中，使用的整常數有八進制、十六進制和十進制三種。

整型常量

1.八進制整常數八進制整常數必須以0開頭，即以0做爲八進制數的前綴。數碼取值爲0～7。八進制數一般是無符號數。
如下各數是合法的八進制數：
015(十進制爲13)　0101(十進制爲65)　0177777(十進制爲65535)
如下各數不是合法的八進制數：
256(無前綴0) 03A2(包含了非八進制數碼)　-0127(出現了負號)

2.十六進制整常數
十六進制整常數的前綴爲0X或0x。其數碼取值爲0~9，A~F或a~f。
如下各數是合法的十六進制整常數：
0X2A(十進制爲42)　　0XA0 (十進制爲160)　　0XFFFF (十進制爲65535)
如下各數不是合法的十六進制整常數：
5A (無前綴0X)　　0X3H (含有非十六進制數碼)

3.十進制整常數
十進制整常數沒有前綴。其數碼爲0～9。
如下各數是合法的十進制整常數：
237 -568 65535 1627
如下各數不是合法的十進制整常數：
023 (不能有前導0)　23D (含有非十進制數碼)

　　在程序中是根據前綴來區分各類進制數的。所以在書寫常數時不要把前綴弄錯形成結果不正確。4.整型常數的後綴在16位字長的機器上，基本整型的長度也爲16位，所以表示的數的範圍也是有限定的。十進制無符號整常數的範圍爲0～65535，有符號數爲-32768～+32767。八進制無符號數的表示範圍爲0～0177777。十六進制無符號數的表示範圍爲0X0～0XFFFF或0x0～0xFFFF。若是使用的數超過了上述範圍，就必須用長整型數來表示。長整型數是用後綴「L」或「l」來表示的。例如：
十進制長整常數 158L (十進制爲158) 358000L (十進制爲-358000)
八進制長整常數 012L (十進制爲10) 077L (十進制爲63)　0200000L (十進制爲65536)
十六進制長整常數 0X15L (十進制爲21) 0XA5L (十進制爲165)　0X10000L (十進制爲65536)
　　
　　 長整數158L和基本整常數158 在數值上並沒有區別。但對158L，由於是長整型量，Ｃ編譯系統將爲它分配4個字節存儲空間。而對158，由於是基本整型，只分配2 個字節的存儲空間。所以在運算和輸出格式上要予以注意，避免出錯。無符號數也可用後綴表示，整型常數的無符號數的後綴爲「U」或「u」。例如： 358u,0x38Au,235Lu 均爲無符號數。前綴，後綴可同時使用以表示各類類型的數。如0XA5Lu表示十六進制無符號長整數A5，其十進制爲165。

整型變量

整型變量可分爲如下幾類：
1.基本型
類型說明符爲int，在內存中佔2個字節，其取值爲基本整常數。
2.短整量
類型說明符爲short int或short'C110F1。所佔字節和取值範圍均與基本型相同。
3.長整型
類型說明符爲long int或long ，在內存中佔4個字節，其取值爲長整常數。
4.無符號型
類型說明符爲unsigned。
無符號型又可與上述三種類型匹配而構成：
(1)無符號基本型 類型說明符爲unsigned int或unsigned。
(2)無符號短整型 類型說明符爲unsigned short
(3)無符號長整型 類型說明符爲unsigned long
各類無符號類型量所佔的內存空間字節數與相應的有符號類型量相同。但因爲省去了符號位，故不能表示負數。 下表列出了Turbo C中各種整型量所分配的內存字節數及數的表示範圍。
類型說明符　　　　數的範圍 　　　　分配字節數
int 　　　　　　-32768~32767 　　　　■■
short int 　　　-32768~32767 　　　　■■
signed int 　　 -32768~32767 　　　　■■
unsigned int 　 0~65535 　　　　　　 ■■
long int 　-2147483648~2147483647　　■■■■
unsigned long 　0~4294967295 　　　　■■■■
整型變量的說明
變量說明的通常形式爲： 類型說明符 變量名標識符，變量名標識符，...; 例如：
int a,b,c; (a,b,c爲整型變量)
long x,y; (x,y爲長整型變量)
unsigned p,q; (p,q爲無符號整型變量)

在書寫變量說明時，應注意如下幾點：
1.容許在一個類型說明符後，說明多個相同類型的變量。各變量名之間用逗號間隔。類型說明符與變量名之間至少用一個空格間隔。
2.最後一個變量名以後必須以「；」號結尾。
3.變量說明必須放在變量使用以前。通常放在函數體的開頭部分。
[Practice] //1int a,b;
short int c;
short d=100;
a=d-20;
b=a+d;
c=a+b+d;
d=d-a+c-b;'Vtable
a,2,0
b,2,0
c,2,0
d,2,100
of Vtable
'Vupdate
1,0;2,0
3,0
4,100
1,80
2,180
3,360
4,200
of Vupdate
of Practice
[Practice] //2int a=5;
int b=9;
long int c;
long d;
c=a+b-7;
d=a*b*c;
c=d*d*d;
a=c-d;'Vtable
a,2,5
b,2,9
c,4,0
d,4,0
of Vtable
'Vupdate
1,5
2,9
3,0
4,0
3,7
4,315
3,31255875
1,-5112
of Vupdate
of Practice
[Practice] //3int a=6,b=19;
unsigned int c;
int d;
c=a-b+7;
d=b*c;
a=b+c+d;
b=-a;'Vtable
a,2,6
b,2,19
c,2,0
d,2,0
of Vtable
'Vupdate
1,6;2,19
3,0
4,0
3,65530
4,-114
1,-101
2,101
of Vupdate
of Practice
void main(){
long x,y;
int a,b,c,d;
x=5;
y=6;
a=7;
b=8;
c=x+a;
d=y+b;
printf("c=x+a=%d,d=y+b=%d\n",c,d);
}
將main說明爲返回void,即不返回任何類型的值
x,y被定義爲long型
a,b,c,d被定義爲int型
5->x
6->y
7->a
8->b
x+a->c
y+b->d
顯示程序運行結果 of long x,y;
int a,b,c,d;
c=x+a;
d=y+b;
　　 從程序中能夠看到：x, y是長整型變量，a, b是基本整型變量。它們之間容許進行運算，運算結果爲長整型。但c，d被定義爲基本整型，所以最後結果爲基本整型。本例說明，不一樣類型的量能夠參與運算並相互賦值。其中的類型轉換是由編譯系統自動完成的。有關類型轉換的規則將在之後介紹。

實型量

實型常量

實型也稱爲浮點型。實型常量也稱爲實數或者浮點數。在Ｃ語言中，實數只採用十進制。它有二種形式： 十進制數形式指數形式
1.十進制數形式
由數碼0~ 9和小數點組成。例如：0.0，.25，5.789，0.13，5.0，300.，-267.8230等均爲合法的實數。
2.指數形式
由十進制數，加階碼標誌「e」或「E」以及階碼（只能爲整數，能夠帶符號）組成。其通常形式爲a E n （a爲十進制數，n爲十進制整數）其值爲 a*10,n　如： 2.1E5 (等於2.1*10,5), 3.7E-2 (等於3.7*10,)-2*)　0.5E7 (等於0.5*10,7), -2.8E-2 (等於-2.8*10,)-2*)如下不是合法的實數 345 (無小數點)　E7 (階碼標誌E以前無數字)　 -5 (無階碼標誌)　53.-E3 (負號位置不對)　2.7E (無階碼)
標準Ｃ容許浮點數使用後綴。後綴爲「f」或「F」即表示該數爲浮點數。如356f和356.是等價的。例2.2說明了這種狀況：
void main()
{
printf("%f\n%f\n",356.,356f);
}
void 指明main不返回任何值　利用printf顯示結果　結束

實型變量

實型變量分爲兩類：單精度型和雙精度型，
其類型說明符爲float 單精度說明符，double 雙精度說明符。在Turbo C中單精度型佔4個字節（32位）內存空間，其數值範圍爲3.4E-38～3.4E+38，只能提供七位有效數字。雙精度型佔8 個字節（64位）內存空間，其數值範圍爲1.7E-308～1.7E+308，可提供16位有效數字。
實型變量說明的格式和書寫規則與整型相同。
例如： float x,y; (x,y爲單精度實型量)
　　　 double a,b,c; (a,b,c爲雙精度實型量)
實型常數不分單、雙精度，都按雙精度double型處理。
void main(){
float a;
double b;
a=33333.33333;
b=33333.33333333333333;
printf("%f\n%f\n",a,b);
}
此程序說明float、double的不一樣
a ■■■■
b ■■■■■■■■
a<---33333.33333
b<---33333.33333333333;;
顯示程序結果
此程序說明float、double的不一樣
float a;
double b;
a=33333.33333;
b=33333.33333333333333; 從本例能夠看出，因爲a 是單精度浮點型，有效位數只有七位。而整數已佔五位，故小數二位後以後均爲無效數字。b 是雙精度型，有效位爲十六位。但Turbo C 規定小數後最多保留六位，其他部分四捨五入。
[Practice] //floatint a=32;
float b;
double d;
b=12345678;
d=b*100;
d=d+a;
d=d+58.123456;'Vtable
a,2,32
b,4,0.0
d,8,0.0
of Vtable
'Vupdate
1,32
2,0
3,0
2,12345678.00000
3,1234567800
3,1234567832
3,1234567890.123456
of Vupdate
of Practice
[Practice] //1int a=543;
float b;
b=123.123962+a;
b=b-100;
a=b;'Vtable
a,2,543
b,4,0.0
of Vtable
'Vupdate
1,543
2,0.0
2,123.123962
2,23.123962
1,23
of Vupdate
of Practice

字符型量

字符型量包括字符常量和字符變量。

字符常量
字符常量是用單引號括起來的一個字符。例如'a','b','=','+','?'都是合法字符常量。在Ｃ語言中，字符常量有如下特色：
1.字符常量只能用單引號括起來，不能用雙引號或其它括號。
2.字符常量只能是單個字符，不能是字符串。
3.字符能夠是字符集中任意字符。但數字被定義爲字符型以後就
不能參與數值運算。如'5'和5 是不一樣的。'5'是字符常量，不能參與運算。

轉義字符
轉義字符是一種特殊的字符常量。轉義字符以反斜?quot;\"開頭，後跟一個或幾個字符。轉義字符具備特定的含義，不一樣於字符原有的意義，故稱「轉義」字符。例如，在前面各例題printf函數的格式串中用到的「\n」就是一個轉義字符，其意義是「回車換行」。轉義字符主要用來表示那些用通常字符不便於表示的控制代碼。
經常使用的轉義字符及其含義
轉義字符 　轉義字符的意義
\n 　　　　　回車換行
\t 　　　　　橫向跳到下一製表位置
\v 　　　　　豎向跳格
\b 　　　　　退格
\r 　　　　　回車
\f　　　　 　走紙換頁
\\ 　　　　　反斜線符"\"
\' 　　　　　單引號符
\a 　　　　　鳴鈴
\ddd 　　　　1～3位八進制數所表明的字符
\xhh 　　　　1～2位十六進制數所表明的字符
廣義地講，Ｃ語言字符集中的任何一個字符都可用轉義字符來表示。表2.2中的\ddd和\xhh正是爲此而提出的。ddd和hh分別爲八進制和十六進制的ASCII代碼。如\101表示字?quot;A" ，\102表示字母"B"，\134表示反斜線，\XOA表示換行等。轉義字符的使用
void main()
{
int a,b,c;
a=5; b=6; c=7;
printf("%d\n\t%d %d\n %d %d\t\b%d\n",a,b,c,a,b,c);
}
此程序練習轉義字符的使用
a、b、c爲整數　5->a,6->b,7->c
調用printf顯示程序運行結果
printf("%d\n\t%d %d\n %d %d\t\b%d\n",a,b,c,a,b,c);
程序在第一列輸出a值5以後就是「\n」，故回車換行；接着又是「\t」，因而跳到下一製表位置（設製表位置間隔爲8），再輸出b值6；空二格再輸出c 值7後又是"\n"，所以再回車換行；再空二格以後又輸出a值5；再空三格又輸出b的值6；再次後"\t"跳到下一製表位置（與上一行的6 對齊），但下一轉義字符「\b」又使退回一格，故緊挨着6再輸出c值7。

字符變量
字符變量的取值是字符常量，即單個字符。字符變量的類型說明符是char。字符變量類型說明的格式和書寫規則都與整型變量相同。
例如：
char a,b; 每一個字符變量被分配一個字節的內存空間，所以只能存放一個字符。字符值是以ASCII碼的形式存放在變量的內存單元之中的。如x的
十進制ASCII碼是120，y的十進制ASCII碼是121。對字符變量a,b賦予'x'和'y'值： a='x';b='y';其實是在a,b兩個單元內存放120和121的二進制代碼： a　0 1 1 1 1 0 0 0
　　　　 b　0 1 1 1 1 0 0 1
因此也能夠把它們當作是整型量。 Ｃ語言容許對整型變量賦以字符值，也容許對字符變量賦以整型值。在輸出時， 容許把字符變量按整型量輸出，也容許把整型量按字符量輸出。 整型量爲二字節量，字符量爲單字節量，當整型量按字符型量處理時， 只有低八位字節參與處理。
main(){
char a,b;
a=120;
b=121;
printf("%c,%c\n%d,%d\n",a,b,a,b);
}
a ■ b ■
a <-- 120
b <--- 121
顯示程序結果 char a,b;
a=120;
b=121;
本程序中說明a，b爲字符型，但在賦值語句中賦以整型值。從結果看，a，b值的輸出形式取決於printf函數格式串中的格式符，當格式符爲"c"時，對應輸出的變量值爲字符，當格式符爲"d"時，對應輸出的變量值爲整數。
void main(){
char a,b;
a='x';
b='y';
a=a-32;
b=b-32;
printf("%c,%c\n%d,%d\n",a,b,a,b);
}
a，b被說明爲字符變量並賦予字符值
把小寫字母換成大寫字母
以整型和字符型輸出
本例中，a，b被說明爲字符變量並賦予字符值，Ｃ語言容許字符變量參與數值運算，即用字符的ASCII 碼參與運算。因爲大小寫字母的ASCII 碼相差32，所以運算後把小寫字母換成大寫字母。而後分別以整型和字符型輸出。
[Practice] //charint a=49;
char b;
char d;
b=a+10;
d=a+b;'Vtable
a,2,49
b,1,隨機
d,1,隨機
of Vtable
'Vupdate
1,49
2,隨機
3,隨機
2,';'
3,'l'
of Vupdate
of Practice
[Practice] //char c1,c2;
c1='a';c2='b';
c1=c1-32;c2=c2-32;'Vtable
c1,1,隨機
c2,1,隨機
of Vtable
'Vupdate
1,隨機;2,隨機
1,'a';2,'b'
1,'A';2,'B'
of Vupdate
of Practice

字符串常量
字符串常量是由一對雙引號括起的字符序列。例如： "CHINA" ，"C program: ， "$12.5" 等都是合法的字符串常量。字符串常量和字符常量是不一樣的量。它們之間主要有如下區別：
1.字符常量由單引號括起來，字符串常量由雙引號括起來。
2.字符常量只能是單個字符，字符串常量則能夠含一個或多個字符。
3.能夠把一個字符常量賦予一個字符變量，但不能把一個字符串常量賦予一個字符變量。在Ｃ語言中沒有相應的字符串變量。
這是與BASIC 語言不一樣的。可是能夠用一個字符數組來存放一個字符串常量。在數組一章內予以介紹。
4.字符常量佔一個字節的內存空間。字符串常量佔的內存字節數等於字符串中字節數加1。增長的一個字節中存放字符"\0"(ASCII碼爲0)。這是字符串結束的標誌。例如，字符串 "C program"在內存中所佔的字節爲：C program\0。字符常量'a'和字符串常量"a"雖然都只有一個字符，但在內存中的狀況是不一樣的。
'a'在內存中佔一個字節，可表示爲：a
"a"在內存中佔二個字節，可表示爲：a\0符號常量

符號常量
在Ｃ語言中，能夠用一個標識符來表示一個常量，稱之爲符號常量。符號常量在使用以前必須先定義，其通常形式爲：
#define 標識符 常量
其中#define也是一條預處理命令（預處理命令都?quot;#"開頭），稱爲宏定義命令（在第九章預處理程序中將進一步介紹），其功能是把該標識符定義爲其後的常量值。一經定義，之後在程序中全部出現該標識符的地方均代之以該常量值。習慣上符號常量的標識符用大寫字母，變量標識符用小寫字母，以示區別。
#define PI 3.14159
void main(){
float s,r;
r=5;
s=PI*r*r;
printf("s=%f\n",s);
}
由宏定義命令定義PI 爲3.14159 s,r定義爲實數　5->r　PI*r*r->s
顯示程序結果 float s,r;　r=5;　s=PI*r*r; 本程序在主函數以前由宏定義命令定義PI 爲3.14159，在程序中即以該值代替PI 。s=PI*r*r等效於s=3.14159*r*r。應該注意的是，符號常量不是變量，它所表明的值在整個做用域內不能再改變。也就是說，在程序中，不能再用賦值語句對它從新賦值。

變量的初值和類型轉換

變量賦初值
在程序中經常須要對變量賦初值，以便使用變量。語言程序中可有多種方法，在定義時賦以初值的方法，這種方法稱爲初始化。在變量說明中賦初值的通常形式爲：
類型說明符 變量1= 值1，變量2= 值2，……； 例如：
int a=b=c=5;
float x=3.2,y=3f,z=0.75;
char ch1='K',ch2='P';
應注意，在說明中不容許連續賦值，如a=b=c=5是不合法的。
void main(){
int a=3,b,c=5;
b=a+c;
printf("a=%d,b=%d,c=%d\n",a,b,c);
} a<---3,b<--0,c<---5
b<--a+c
顯示程序運行結果

變量類型的轉換
變量的數據類型是能夠轉換的。轉換的方法有兩種， 一種是自動轉換，一種是強制轉換。

自動轉換
自動轉換髮生在不一樣數據類型的量混合運算時，由編譯系統自動完成。自動轉換遵循如下規則：
1.若參與運算量的類型不一樣，則先轉換成同一類型，而後進行運算。
2.轉換按數據長度增長的方向進行，以保證精度不下降。如int型和long型運算時，先把int量轉成long型後再進行運算。
3.全部的浮點運算都是以雙精度進行的，即便僅含float單精度量運算的表達式，也要先轉換成double型，再做運算。
4.char型和short型參與運算時，必須先轉換成int型。
5.在賦值運算中，賦值號兩邊量的數據類型不一樣時， 賦值號右邊量的類型將轉換爲左邊量的類型。 若是右邊量的數據類型長度左邊長時，將丟失一部分數據，這樣會下降精度， 丟失的部分按四捨五入向前舍入。圖2?1表示了類型自動轉換的規則。
void main(){
float PI=3.14159;
int s,r=5;
s=r*r*PI;
printf("s=%d\n",s);
} PI<--3.14159
s<--0,r<--5
s<--r*r*PI
顯示程序運行結果
float PI=3.14159;
int s,r=5;
s=r*r*PI;
本例程序中，PI爲實型；s，r爲整型。在執行s=r*r*PI語句時，r和PI都轉換成double型計算，結果也爲double型。但因爲s爲整型，故賦值結果仍爲整型，捨去了小數部分。

強制類型轉換 強制類型轉換是經過類型轉換運算來實現的。其通常形式爲： (類型說明符) (表達式) 其功能是把表達式的運算結果強制轉換成類型說明符所表示的類型。例如： (float) a 把a轉換爲實型(int)(x+y) 把x+y的結果轉換爲整型在使用強制轉換時應注意如下問題： 1.類型說明符和表達式都必須加括號(單個變量能夠不加括號)，如把(int)(x+y)寫成(int)x+y則成了把x轉換成int型以後再與y相加了。 2.不管是強制轉換或是自動轉換，都只是爲了本次運算的須要而對變量的數據長度進行的臨時性轉換，而不改變數聽說明時對該變量定義的類型。 main(){ float f=5.75; printf("(int)f=%d,f=%f\n",(int)f,f); } f<--5.75 將float f強制轉換成int f float f=5.75;printf("(int)f=%d,f=%f\n",(int)f,f); 本例代表，f雖強制轉爲int型，但只在運算中起做用， 是臨時的，而f自己的類型並不改變。所以，(int)f的值爲 5(刪去了小數)而f的值仍爲5.75