在 C 语言中,数据类型定义了变量或函数能够接受的数据形式。它们决定了数据存储的空间大小和如何解释存储的位模式。C语言提供了多种基本数据类型,可分为以下几类:
- 基本类型: 算术类型,包括两种类型:整数类型和浮点类型。
- 枚举类型: 算术类型,被用来定义在程序中只能赋予其一定的离散整数值的变量。
- void 类型: 类型说明符 void 表明没有可用的值。
- 派生类型: 包括:指针类型、数组类型、结构类型、共用体类型和函数类型。 数组类型和结构类型统称为聚合类型。函数的类型指的是函数返回值的类型。
一.基本类型
基本类型是算术类型,包括整数类型和浮点类型。整数类型用于表示没有小数部分的数值,而浮点类型用于表示有小数部分的数值。
整数类型
下表列出了关于标准整数类型的存储大小和值范围的细节:
类型 | 描述 | 值范围 | 存储大小 |
---|---|---|---|
char | 字符型 | -128 到 127 | 1 字节 |
unsigned char | 无符号字符型 | 0 到 255 | 1 字节 |
signed char | 有符号字符型 | -128 到 127 | 1 字节 |
int | 整型 | -32,768 到 32,767 或 -2,147,483,648 到 2,147,483,647 | 2 或 4 字节 |
unsigned int | 无符号整型 | 0 到 65,535 或 0 到 4,294,967,295 | 2 或 4 字节 |
short | 短整型 | -32,768 到 32,767 | 2 字节 |
unsigned short | 无符号短整型 | 0 到 65,535 | 2 字节 |
long | 长整型 | -2,147,483,648 到 2,147,483,647 | 4 字节 |
unsigned long | 无符号长整型 | 0 到 4,294,967,295 | 4 字节 |
long long | 长长整型 | -9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807 | 8 字节 |
unsigned long long | 无符号长长整型 | 0 到 18,446,744,073,709,551,615 | 8 字节 |
当使用unsigned 数值无负数范围。 |
浮点类型
下表列出了关于标准浮点类型的存储大小、值范围和精度的细节:
类型 | 存储大小 | 值范围 | 精度 |
---|---|---|---|
float | 4 字节 | 1.2E-38 到 3.4E+38 | 6 位有效位 |
double | 8 字节 | 2.3E-308 到 1.7E+308 | 15 位有效位 |
long double | 16 字节 | 3.4E-4932 到 1.1E+4932 | 19 位有效位 |
#include <stdio.h>int main() {int integer = 100;float floating = 12.34;double doubleNum = 123.456;printf("Integer: %d\n", integer);printf("Floating Point: %f\n", floating);printf("Double: %lf\n", doubleNum);return 0;
}
头文件 float.h 定义了宏,在程序中可以使用这些值和其他有关实数二进制表示的细节。下面的示例将输出浮点类型占用的存储空间以及它的范围值:
#include <stdio.h>
#include <float.h>
int main() {printf("float 存储最大字节数 : %lu \n", sizeof(float));printf("float 最小值: %E\n", FLT_MIN );printf("float 最大值: %E\n", FLT_MAX ); printf("精度值: %d\n", FLT_DIG ); return 0;
}
%E
为以指数形式输出单、双精度实数,详细说明查看 C 库函数 - printf()。
当编译并执行上面的程序时,它会产生下列结果:
float 存储最大字节数 : 4
float 最小值: 1.175494E-38
float 最大值: 3.402823E+38
精度值: 6
二.枚举类型
枚举类型是一种特殊的基本类型,用于定义在程序中只能赋予其一定的离散整数值的变量。
#include <stdio.h>
enum color { red, green, blue };
int main() {enum color favoriteColor;favoriteColor = green;if (favoriteColor == red) {printf("红色");} else if (favoriteColor == green) {printf("绿色");} else {printf("蓝色");}return 0;
}
三.void 类型
void 类型指定没有可用的值。它用于三种情况:
- 函数返回为空。
- 函数参数为空。
- 指针指向 void。
#include <stdio.h>void printHello() {printf("Hello, World!");
}int main() {printHello();return 0;
}
四.派生类型
包括指针类型、数组类型、结构类型、共用体类型和函数类型。这些类型基于基本类型构建。
#include <stdio.h>
struct person {char name[50];int age;
};
int main() {struct person p1 = {"John Doe", 30};printf("Name: %s\nAge: %d\n", p1.name, p1.age);return 0;
}
五.类型转换
类型转换是将一个数据类型的值转换为另一种数据类型的值。
C 语言中有两种类型转换:
- 隐式类型转换:隐式类型转换是在表达式中自动发生的,无需进行任何明确的指令或函数调用。它通常是将一种较小的类型自动转换为较大的类型,例如,将int类型转换为long类型或float类型转换为double类型。隐式类型转换也可能会导致数据精度丢失或数据截断。
- 显式类型转换:显式类型转换需要使用强制类型转换运算符(type casting operator),它可以将一个数据类型的值强制转换为另一种数据类型的值。强制类型转换可以使程序员在必要时对数据类型进行更精确的控制,但也可能会导致数据丢失或截断。
隐式类型转换
int i = 100;
double result;
result = i / 30.0; //转换为double
显式类型转换
double d = 9.5;
int total = (int)d + 1; //转换为int类型
六.变量与常量
变量
变量是存储数据的内存空间的名称。它们的值在程序执行期间可以改变。变量根据其定义的位置和作用域可分为局部变量和全局变量。
局部变量
局部变量在函数或语句块(例如{}
内)中定义,并且只能在该函数或语句块内部使用。它的生命周期从声明开始,到所在函数或语句块的结束。
void function() {int localVar = 10; // 局部变量 printf("%d\n", localVar);
}
全局变量
全局变量在函数外部定义,通常在程序的顶部。全局变量的作用域是整个文件,也可以在其他文件中通过外部引用访问。它的生命周期贯穿整个程序的执行时间。
int globalVar = 20; // 全局变量
void function() { printf("%d\n", globalVar);
}
int main() { function(); return 0;
}
名称冲突
当局部变量和全局变量同名时,局部变量在其作用域内将优先被使用。
引入其他文件的全局变量
使用extern
关键字可以在一个文件中访问另一个文件的全局变量。
示例
// 在另一个文件中定义的全局变量
extern int g_val;
常量
常量是程序中值不变的元素。C 语言提供了多种定义常量的方法。
字面常量
字面常量是直接出现在程序中的值,如数字 10
或字符串 "hello"
。
const
常变量
const
关键字用于定义其值不可改变的变量,注意其实还属于变量。
const int a = 1;
#define
标识符常量
使用#define
预处理指令定义的常量。
#define MAX 100
枚举常量
枚举是一种定义命名的整型常量的方法。枚举的每个成员都代表一个常量。
enum Sex {
// 默认值从零开始
MALE, FEMALE, SECRET
};
enum Sex s = MALE;