数据类型 · clanguage

基本数据类型

和大多数语言一样，在C中，每个对象都有一个类型以及一个值；类型决定了可用于值的操作的含义，以及对象占用的存储空间大小。

常量

#define

在C语言中以#开始的语句都是预处理语句

注意：预处理语句后面没有分号

演示在预处理的时候 #define 的替换效果

#include <stdio.h>
#define HAHA "hello"

int main()
{    
    printf("%s",HAHA);
    return 0;
}

预处理指令 gcc -E main.c -o main1.c

...此处省略一万行....
# 2 "main.c" 2



int main()
{
    printf("%s","hello");
    return 0;
}

const

在C语言中const关键字的作用是对定义的变量进行只读的限定。

const int count = 123;

在C语言中很多编译器对const语义支持并没有理论上的那么严谨，在后期学习了指针之后就会发现:

#include <stdio.h>
//局域作用域中的const类型的常量  是可以通过指针修改的。

int main()
{
    const int count = 100;
    int *ptr = (int*)&count;
    *ptr = 1001;
    printf("%d",count);
    return 0;
}

const是一个只读限定符。

字符串常量

"hello world"

整型常量

整型常量可以用二进制、八进制、十进制或十六进制来表示。

077,1000,0x12345678
const int number = 100;

变量

变量是一个命名的存储区域。

名称
有location
有生命周期和作用域

变量定义的形式数据类型变量名称 [= 可能存在的初始值];

一定不要使用未经初始化的变量。
变量命名一定要见名知义。

标识符的命名规则

    以数字、英文字母、_等字符构成，不以数字开始的;不和关键字冲突；

int类型

printf函数输出int值八进制、十进制、十六进制

    int num = 10;
    printf("%d\n", num); // 十进制输出 
    printf("%o\n", num); // 八进制输出 
    printf("%x\n", num); // 十六进制输出 
    printf("%X\n", num); // 十六进制输出

有符号和无符号

signed int --- 有符号, signed关键字可以省略。

unsigned int --- 无符号

int num = 10; 最高位是用来表示符号的，-2^31 ~ 2^31-1 无符号的int 0 ~ 2^32

signed int num = 10;
unsigned int num = 2138912398;

整数溢出

小明卡里只有8毛钱，本来想打个6毛的饭结果不小心按了9毛的，哪知机器忽然疯狂地喷出255两饭，被喷得满脸热饭的小明大叫“烫烫烫烫烫烫。。。

// 快速求unsigned int的最大值
 int main()
 {
    unsigned int num1 = 0;
    printf("int max = %u\n", num1 - 1);

    printf("%u\n", INT32_MAX);
    return 0;
 }

long, long long 同样是整数，表示的范围更大。

char类型

char是C/C++数据类型中比较古怪的一个，其它的如int/long/short等不指定signed/unsigned时都默认是signed，但char在标准中是unsigned，编译器可以实现为带符号的，也可以实现为不带符号的。

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    char ch = 'Q';
    //printf函数输出char值
    printf("%c",ch);
    return 0;
}

char 和 unsigned char

浮点类型

float, double, long double类型

printf函数输出浮点数

单精度、双精度小数

在计算机科学中，浮点（英语：floating point，缩写为FP）是一种对于实数的近似值数值表现法，由一个有效数字（即尾数）加上幂数来表示，通常是乘以某个基数的整数次指数得到。以这种表示法表示的数值，称为浮点数（floating-point number）。利用浮点进行运算，称为浮点计算，这种运算通常伴随着因为无法精确表示而进行的近似或舍入。

这种表示方法类似于基数为10的科学记数法，在计算机上，通常使用2为基数的幂数来表式。一个浮点数a由两个数m和e来表示：a = m × be。在任意一个这样的系统中，我们选择一个基数b（记数系统的基）和精度p（即使用多少位来存储）。m（即尾数）是形如±d.ddd...ddd的p位数（每一位是一个介于0到b-1之间的整数，包括0和b-1）。

单精度浮点数格式

是一种计算机数据格式，在计算机存储器中占用4个字节（32 bits），利用“浮点”（浮动小数点）的方法，可以表示一个范围很大的数值。在 IEEE 754-2008 的定义中，32-bit base 2格式被正式称为binary32格式。这种格式在IEEE 754-1985被定义为single，即单精度。

第1位表示正负(正负号0代表正，1代表负)，中间8位表示指数，后23位储存有效数位（有效数位是24位）。
指数可以是二补码；或0到255，前半代表负，127代表零，后半代表正。
有效数位最左手边的1并不会储存，因为它一定存在（二进制的第一个有效数字必定是1）。换言之，有效数位是24位，实际储存23位。

双精度浮点数格式

双精度浮点数（double）是计算机使用的一种数据类型。比起单精度浮点数，双精度浮点数(double)使用 64 位（8字节） 来存储一个浮点数。 它可以表示十进制的15或16位有效数字。

sign bit(符号): 用来表示正负号
exponent(指数): 用来表示次方数
mantissa(尾数): 用来表示精确度

存储类型限定符

const

只读限定。

volatile(易被改变)

让编译器不用优化，直接去内存访问数据。

register

建议将该变量存储到寄存器。但是现代编译器已经足够智能，可以自动决定哪些数据应该存储到寄存器。

一旦被register修饰，无论是否存储到寄存器，该变量将不能取地址

字符串格式化输出和输入

%p %u %l %md %0md -

putchar函数

printf函数

格式化控制符 %d %x %p %c %s %%

getchar函数

scanf函数

scanf("%d", &num);

&变量

运算符

赋值

= 赋值号

赋值运算符的作用是把=右边的表达式(变量)的值 赋予 =号左边的变量。

int a = 100;
int b = 110;

a = b; // 将b的值110 赋予变量a ，a变量之前的值100将被覆盖，a的值将变为110

a = b + 100 ; //将 表达式b + 100的值赋值给变量a，改变a的值为210

初始化和赋值

变量在定义的时候被赋予一个初始值，这个操作叫初始化
变量在定义完成之后，之后被赋予一个值，这个操作叫赋值

int count = 0     ;    //初始化
count     = 1000  ;    //赋值

对变量(指针变量)进行初始化是一个好习惯。

算术

* / % += -= *= /= %=

/在C语言中有相应的运算符规则。

如果除数和被除数都是整数类型，那么结果为整数类型。如果除数和被除数有一个是浮点数类型，那么结果就是浮点数类型。

% 求余，或者称之为模。

a % b 的意义就是 a整除b之后的余数
比如 60 % 33 的余数就是30，即 60 % 33 == 30

()

改变优先级

(a+b)*c
强制类型转换

也称 显式类型转换。

int    s = 1000.0;     //距离
int    t = 23.44 ;     //时间

double v = s / t ;     //速度
int d = (int)a + ;     //将浮点数类型的速度值 强制转化为 整型

隐式类型转换

顾名思义，隐式转换就是在默认情况(没有用户手动干预)下类型会自动进行的 从比较窄到比较宽的的转换。

3/2 = 1;      // 操作数都是整数，结果也是整数。  
3/2.0 = 1.5 ; // 操作数类型不同，运算之前会先将精度低的操作数隐式转换为精度高的数据类型，再运算，表达式的结果是高精度的数据类型。

整型提升

在32位平台上，所有低于32位的整型数据，在运算过程中先要转化为32位的整型数据，然后再参与运算。
隐式类型转换规则

• First, if either operand is long double, the other is converted to <转换>long double.
• Otherwise, if either operand is double, the other is converted to double.
• Otherwise, if either operand is float, the other is converted to float.

• Otherwise, the integral promotions are performed on both operands<否则两个操作数都进行整型提升>;
then, if either operand is unsigned long int, the other is converted to unsigned long int.
如果一个操作数为unsigned long int,则另外一个也转化为 unsigned long int
• Otherwise, if one operand is long int and the other is unsigned int, the effect depends on whether a long int can represent all values of an unsigned int; if so, the unsigned int operand is converted to long int; if not, both are converted to unsigned long int.否则,如果其中一个操作数为long int,而另一个操作数类型是unsigned int, 并且long int能够表示unsigned int的所有值,则另一个操作数也被视为long int;如果long int不能表示unsigned int的所有值,则两个数都被视为unsigned long int.

• Otherwise, if one operand is long int, the other is converted to long int.
否则, 如果其中一个操作数是long int,则另一个操作数也被视为long int.

• Otherwise, if either operand is unsigned int, the other is converted to unsigned int.
否则, 如果其中一个操作数是unsigned int, 则另一个操作数也被视为unsigned int.

• Otherwise, both operands have type int
否则, 两个操作数都被视为int

// 隐式转换例子

int main()
{
    unsigned int a = 99;
    unsigned int b = 100;
    if(a-b < 0)
    {
        printf("%u\n", a);
    }
    else
    {
        printf("b\n");
    }
    return 0;
}

自增自减运算符++ --
逗号表达式

(先简单介绍，语句时详细讲)

关系运算符

< <= > >= == !=

如：2 < 3

在实际的编程的中经常会不小心犯的错就是将 == 写成 =
原意是比较两个表达式的值，结果变成了改变左边的值。

逻辑运算符

在C语言中没有表示真和假的数据类型，

逻辑成立为真；不成立为假；

在C语言中整数值0表示逻辑假，非0表示真。

假比如 : NULL,0
真比如 : 1,100,-100等非0的值

逻辑与&&

与；且;并且;
表达式形式: 子表达式1 && 子表达式2

特点-一假即假

7 < 8 && 0 逻辑为假

逻辑或||

或；或者
表达式形式: 子表达式1 || 子表达式2

特点-一真即真

逻辑非!

非；
表达式形式: !子表达式        

特点-真假取反

三目运算符

这是C语言中唯一一个三目运算符。

表达式形式: 
int res = 1 > 2 ? 1 : 2;
res的值是几?

&取地址符

int a = 1001;
printf("a的值是 %d a的地址是 %p\n",a,&a);

说道&运算符，不得不说道 register 寄存器存储类型的变量,这种变量一般建议优化为只在寄存器中使用从而提高效率。
仅仅是建议。

还有一种情况就是定义变量的时候没有加上存储类型 resister关键字，操作系统仍然有可能将其作为寄存器变量存在。
显然除了一种情况是一定不能只存在于寄存器中那就是对变量进行&引用操作---这就要求了该变量必须在内存中存在。

sizeof运算符

这是C语言中常用的为数不多的以单词形式内置的运算符。

运算符作用是求取目标参数在系统内存中占用空间大小(字节数)

sizeof(int) ;//求取int类型的数据占用 字节数
sizeof(0); //求取整数0(整数默认类型为int类型) 占用的字节数 == sizeof(int）

由此可见，sizeof运算的目标参数可以是值，也可是数据类型。

运算符优先级和结合方向

ASCII码表

反汇编演示

汇编语言种类 Intel汇编和AT&T汇编
在intel的官方文档中使intel语法，Windows也使用intel语法；而UNIX平台的汇编器一直使用AT&T语法，在Linux内核中源码中部分代码使用AT&T汇编编写。

从汇编的角度看a++ 和++b的指令

前置++和后置++在表达式中单独使用的时候的，我们就可以认为其实完全一样的。

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 100;
    int b = 101;
    int c = 102;
    int d = 103;
    int e = 104;

    ++b;    
    c++;

    printf("%d %d %d %d %d\n",a,b,c,d,e);
    getchar();
    return 0;
}

10: ++b;
000417F1 8B 45 EC mov eax,dword ptr [b]  
000417F4 83 C0 01 add eax,1
000417F7 89 45 EC mov dword ptr [b],eax  
11: c++;
000417FA 8B 45 E0 mov eax,dword ptr [c]  
000417FD 83 C0 01 add eax,1
00041800 89 45 E0 mov dword ptr [c],eax

可以看到 单独前置和后置对应的汇编指令是完全一致的。但也不排除不同的编译器的功能不一样，对这条语句的理解不一样。

AT&T汇编语句；AT&T 中寄存器需要加前缀“%” ；立即数需要加前缀“$” 。

pc@iZ25g2i2xsmZ:~$ gcc -E test_asm.c -o test_asm.i
pc@iZ25g2i2xsmZ:~$ gcc -S test_asm.i -o test_asm.s

movl    $100, -20(%rbp)
movl    $101, -16(%rbp)
movl    $102, -12(%rbp)
movl    $103, -8(%rbp)
movl    $104, -4(%rbp)
addl    $1, -16(%rbp)
addl    $1, -12(%rbp)

非单独使用的场景

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 100;
    int b = 101;
    int c = 102;
    int d = 103;
    int e = 104;

    a = ++b;

    a = c++;

    d = d + 1;

    e += 1;

    printf("%d %d %d %d %d\n",a,b,c,d,e);
    getchar();
    return 0;
}

--- g:\code\test_asm\test_asm\main.cpp -----------------------------------------
     1: #include <stdio.h>
     2: int main()
     3: {
    ......
    8: int e = 104;
00E317DA C7 45 C8 68 00 00 00 mov dword ptr [e],68h  
    9:
    10:     a = ++b;
00E317E1 8B 45 EC             mov         eax,dword ptr [b]  
00E317E4 83 C0 01             add         eax,1  
00E317E7 89 45 EC             mov         dword ptr [b],eax  
00E317EA 8B 4D EC             mov         ecx,dword ptr [b]  
00E317ED 89 4D F8             mov         dword ptr [a],ecx  
    11:     
    12:     a = c++;
00E317F0 8B 45 E0             mov         eax,dword ptr [c]  
00E317F3 89 45 F8             mov         dword ptr [a],eax  
00E317F6 8B 4D E0             mov         ecx,dword ptr [c]  
00E317F9 83 C1 01             add         ecx,1  
00E317FC 89 4D E0             mov         dword ptr [c],ecx

    13:
    14: d = d + 1;
00E317FF 8B 45 D4 mov eax,dword ptr [d]  
00E31802 83 C0 01 add eax,1
00E31805 89 45 D4 mov dword ptr [d],eax  
15:
    16: e += 1;
00E31808 8B 45 C8 mov eax,dword ptr [e]  
00E3180B 83 C0 01 add eax,1
00E3180E 89 45 C8 mov dword ptr [e],eax  
    ........
    20:     return 0;
00E31841 33 C0                xor         eax,eax  
    21: }

作业练习

编写一个程序，从标准输入读取几行输入，将每行输入都要打印到标准输出上并且每行前加上行号。
如果输入为任意多行该如何实现呢？
改错

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 10++;
    int b = 10.0 % 2;
    return 0;
}

设int x=9,y=8; 表达式x == y + 1的结果是
定义int x = 10, y, z; 执行y = z = x; x = y == z; 后， x的结果是
设int a=2,b=3,c,d,e,f; 执行

    c=(a++>= --b);
    d=(a==++b);
    e=(a--!=b);
    f=(++a>b--);

请问a,b,c,d,e,f的结果是

判断输出结果

    int x = 1,y = 1;
    if(x++==2 || ++y==2) 
    {
        x =7;
    }
    printf("x=%d, y=%d\n", x, y);

能正确表示“当x的取值在[-58,-40]或者[40,58]范围内为真，否则为假”的表达式是（）。

A．(x>= -58) && (x<= -40) && (x>=40) && (x<=58)

B．(x>= -58) || (x<= -40) || (x>=40) || (x<=58)

C．(x>= -58) && (x<= -40) || (x>=40) && (x<=58)

D．(x>= -58) ||(x<= -40) && (x>=40) || (x<=58)

执行以下语句后，y 的值为（）。

  int x,y,z;
  x=y=z=0;
  ++x || ++y && ++z;

A．0 B．1 C．2 D．不确定值

基本数据类型

常量

#define

const

字符串常量

整型常量

变量

int类型

printf函数输出int值 八进制、十进制、十六进制

有符号和无符号

整数溢出

char类型

char 和 unsigned char

浮点类型

printf函数输出浮点数

单精度、双精度小数

存储类型限定符

const

volatile(易被改变)

register

字符串格式化输出和输入

putchar函数

printf函数

getchar函数

scanf函数

运算符

赋值

算术

隐式类型转换

关系运算符

逻辑运算符

三目运算符

&取地址符

sizeof运算符

运算符优先级和结合方向

ASCII码表

反汇编演示

作业练习

printf函数输出int值八进制、十进制、十六进制