Linux C语言学习:数据类型

标签：int 浮点数 Linux 数据类型 C语言 printf sizeof include define

一、 为什么要引入数据类型

• 计算机中每个字节都有一个地址（类似门牌号）
• CPU通过 地址 来访问这个字节的空间
        0x20001103 1 0 0 1 0 0 1 1
        0x20001102 1 1 1 0 1 1 1 0
        0x20001101 1 1 1 1 0 1 0 1
        0x20001100 0 1 1 0 0 0 0 1（红色背景为地址）

施加int类型后，代表数值-290800982 

施加int类型后，代表数值-290800982

•  对于计算机系统，二进制0和1数据没有任何意义
• 为了更接近现实生活，人为的规定了数据类型，便于有效组织管理这些数据

二、整型-数据类型的定义 

 1、整型的取值范围

• /usr/include/limits.h文件中，有数据类型范围的定义

# define SCHAR_MIN (-128)
# define SCHAR_MAX 127
# define UCHAR_MAX 255
# define INT_MIN (-INT_MAX - 1)
# define INT_MAX 2147483647
# define UINT_MAX 4294967295U
/* Minimum and maximum values a `signed long int' can hold. */
# if __WORDSIZE == 64
# define LONG_MAX 9223372036854775807L
# else
# define LONG_MAX 2147483647L
# endif
# define LONG_MIN(-LONG_MAX - 1L) 

char:-128 ~ 127
short:-32768 ~ 32767
int:-2147483648 ~ 2147483647
long:-9223372036854775808 ~ 9223372036854775807

2、C语言中，如何获取某个数据类型所占用空间数？ 

sizeof 运算符
 • sizeof是C语言中保留关键字，也是单目运算符。能获取某个数据类型所占用空间
的字节数。
• 使用形式：sizeof(变量名称) 或者 sizeof 变量名称 或者sizeof(数据类型)

int a;
sizeof(a) //√建议
sizeof a //√
sizeof(int）//√建议
sizeof int //× 

三、变量的作用与用法

1、变量的作用 

• 计算机中每一个字节的存储空间都有对应的地址，可以通过地址对其访问，进行读写操作。
0x20000000
• 若需要内存中存储一个整数58，怎么实现呢？ 

• C语言设计了变量的概念，变量用来在程序中保存数据比如: int val = 58; //声明一个int型变量val，CPU为val分配4个字节，可以存储数值58
• C语言提供了直接操作地址的功能，通过指针来访问某个地址空间，读写数据，后面再讲。

2、变量的用法 

（1）变量的定义格式

ü关键字类型 变量名； int a;
ü关键字类型 变量名1，变量名2, ...; int a, b;

（2）如何进行变量赋值

变量初始化赋值，要使用赋值运算符=，可以初始化时赋值，也可以初始化后单独赋值：
ü 类型关键字 变量名 = 数值； int a = 20;
ü 类型关键字 变量名1 = 数值，变量名2 = 数值， ...； int a=10, b = 20
      = 表示将”= ”右边的值赋给左边的变量 

3、变量名要求

（1） 变量名以字母、数字、下划线组成；
（2） 变量名不能以数字、下划线开头；
（3） 变量名不能是关键字；
（4） 变量名不能包括空格、标点符合、和类型说明符。

4、变量的注意事项

nt num_1 = 5; //正确
int sum = 0; //正确
int 1_num = 5; //错误 不能数字开头
int %age = 18; //错误 不能有类型说明符（%、&、！、#、
@、￥）
int while = 23; //错误，while是C语言关键字
int name age = 10;//错误，不能有空格

变量必须先定义再使用
a = 100; //错误
int a;
变量在参与运算前，需要对其初始化：
int a;
int b;
b = a; //不会出现编译错误，但是存在运行风险，因为a的数值不确定。

 5、变量扩展

 下面三点，后续课程会深入讲解
        ① 变量的存储类型
        auto
        extern
        register
        static
        ② 局部变量和全局变量
        ③ 变量的作用范围

四、字符型变量 

1、定义格式 

char c1 = ‘A’;
char c2 = ‘a’;
char c3 = 66;

2、 注意字符常量要用单引号括起来，也可以用字符对应的ASCII码值进行赋值；
printf对应的格式符是%c;

五、浮点型-数据类型

1、浮点型 

浮点型：用于存储小数，即数学中的实数

 2、浮点数的表示形式

 

#include <stdio.h>
int main()
{
float f1 = 0.008;
float f2 = 8E-3;
float f3 = 8000;
float f4 = 8E+3;
printf("f1=%f,f2=%f\n", f1, f2);
printf("f3=%f,f4=%f\n", f3, f4);
return 0;
}

f1=0.008000
f2=0.008000
f3=8000.000000
f4=8000.000000

 不论是浮点数形式，还是指数形式，输出效果是相同的

#include <stdio.h>
int main( )
{
float a = 1.12345678901234567890;
double b =
1.12345678901234567890;
long double c =
1.12345678901234567890;
printf("a = [%.30f]\n", a);
printf("b = [%.30lf]\n", b);
printf("c = [%.30Lf]\n", c);
return 0;
}

a = [1.123456835746765136718750000000]
b = [1.123456789012345691247674039914]
c = [1.123456789012345691247674039914]

 绝大多数的浮点数是不能精确的表示的        

3、计算机浮点数格式标准

 IEEE-754标准规定：

• 单精度浮点数的最高位为符号位，S为0，正数，S为1，负数；
• 后面跟8位经偏移的阶码 (移码)，偏移量为 127（科学计数法中，E可能为负数，所以规定，E的真实值需要再加上一个中间数，对于8位的E来说，中间数就是127
• 尾数用原码表示，且把尾数规格化为1.xxx，...x(x为0或1)，并将1去掉，尾数用23位表示。

• 双精度浮点数的最高位为符号位
• 后面跟11位经偏移的阶码 (移码)，偏移量为 1023，
• 尾数用原码表示，且把尾数规格化为1.xxx，...x(x为0或1)，并将1去掉，尾数用52位表示。

举例：浮点数float 9.625 在内存中的存储 

#include <stdio.h>
int main()
{
float f = 9.625;
printf("%#x\n", *(int *)&f);
return 0;
}

0x411a0000

快捷计算浮点型： 

Base Convert: IEEE 754 Floating Point 

IEEE-754 Floating Point Converter

4、浮点数怎么作比较

（1）浮点数存储的时候，存在精度损失，大多浮点数不是一个精确表示的数。
（2）在浮点数比较的时候，可不可以使用==进行比较？ 

测试程序1： 

#include <stdio.h>
int main() {
double a = 1.0;
double b = 0.9;
if ((a - b) == 0.1) {
printf("equal\n");
}
else {
printf("not equal\n");
}
return 0;
}

not equal

 测试程序2：

为了更好地进行代码分析，将 a - b 的值、 0.1 的值都打印

include <stdio.h>
int main() {
    double a = 1.0;
    double b = 0.9;
    printf("%.30lf\n", a-b);
    printf("%.30lf\n", 0.1);
    return 0;
}

0.099999999999999977795539507497
0.100000000000000005551115123126

（3）浮点数跟零值进行比较

#include <stdio.h>
#include <math.h>
int main() {
double a = 1.0;
double b = 0.9;
double t = fabs((a - b) - 0.1);
if (t < 0.00000000000001 ){
printf("equal\n");
}
else {
printf("not equal\n");
}
return 0;
}

 自定义精度：待比较的两个浮点数做减法，差值的绝对值小于精度，认为相等 ，反之不等

六、bool类型 

1、_Bool类型-基础类型 

• 从 C99 标准开始，增加了关键字 _Bool 用来表示布尔类型。
ü只能取值为 1 或 0
ü非零值为真，代表条件成立
ü零为假，代表条件不成立
ü占用的空间是1个字节，使用二进制的第0位来表示0和1

#include <stdio.h>
int main()
{
_Bool a;
a = -1;
if (a) {
printf("true %d\n", a);
}
else {
printf("false:%d\n", a);
}
printf("sizeof(_Bool)=%lu\n", sizeof(_Bool));
return 0;
}

true 1
sizeof(_Bool)=1

2、bool类型

• C99 中增加了一个头文件 stdbool.h。并在其中定义了bool、true 和 false

/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/11/include/stdbool.h
#define bool _Bool
#define true 1
#define false 0 

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
int main()
{
bool a;
a = 10;
if (a) {
printf("true:%d\n", a);
}
else {
printf("false:%d\n", a);
}
return 0;
}


true：1

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
int main()
{
bool f = false;
printf("f = %d\n", f);
f--;
printf("f = %d\n", f);
f--;
printf("f = %d\n", f);
f--;
printf("f = %d\n", f);
return 0;
}

七、void类型 

• 该类型也叫缺省型，代表没有类型。
• 它通常被用作一种占位符，或用来表示“无返回值”的函数，或指向任一类型的指针等 

void类型的用法：

（1）定义不返回任何值的函数

void printHelloWorld()
{
    printf("Hello, World!");
}

（2）通用指针类型

void *指针类型通常称为通用指针类型。这种指针可以指向任何类型的数据。 

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