数据类型与变量
数据类型
C 语言提供了丰富的数据类型来描述生活中的各种数据：用 整型 表示整数、用 字符型 表示字符、用 浮点型 表示小数。编译器只有知道数据的类型，才知道如何存储与计算。
数据类型总览
字符型
char[signed] charunsigned char
整型
short [int],[signed] short [int],unsigned short [int]int,[signed] int,unsigned intlong [int],[signed] long [int],unsigned long [int]long long [int],[signed] long long [int],unsigned long long [int]（C99 引入）
浮点型
float,double,long double
布尔类型
C 语言原来并没有为布尔值单独设置一个类型，而是使用整数 0 表示假，非零值表示真。
在C99 中也引入了 布尔类型，是专门表示真假的。
布尔类型的使用得包含头文件 <stdbool.h>
#define bool _Bool
#define false 0
#define true 1
示例：
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
int main(void) {
_Bool f1 = 1;
bool f2 = true;
if (f1 && f2) printf("i like C\n");
return 0;
}
数据类型长度
sizeof是关键字/操作符，返回类型长度（单位：字节）。- 操作数可以是 类型 或 表达式/变量。表达式不会被真实求值，只按其类型计算长度。
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。- 返回类型是
size_t（实现相关，常见为unsigned long或unsigned long long）。
示例：
#include <stdio.h>
int main(void) {
int a = 10;
printf("%zd\n", sizeof(a));
printf("%zd\n", sizeof a); // 变量名时可省略括号
printf("%zd\n", sizeof(int)); // 类型需括号
printf("%zd\n", sizeof(3 + 3.5));// 表达式按类型推断
return 0;
}
不同类型长度（示例环境 VS2022 x64）：
char: 1
_Bool: 1
short: 2
int: 4
long: 4
long long: 8
float: 4
double: 8
long double: 8
注意： sizeof(s = b+1) 中的 s = b+1 不会执行，只按表达式类型求大小。
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。
signed 和 unsigned
- 对 字符型 和 整型 可加
signed/unsigned。 signed关键字，表示一个类型带有正负号，包含负值。unsigned关键字，表示该类型不带有正负号，只能表示零和正整数。int默认等同于signed int；但char的有符号性由实现决定（char可能等于signed char或unsigned char）。
整数变量声明为 unsigned 的好处是，同样长度的内存能够表示的最大整数值，增大了一倍。
#define SHRT_MIN (-32768) //有符 号16位 整型的 最小值
#define SHRT_MAX 32767 //有符 号16位 整型的 最大值
#define USHRT_MAX 0xffff //无 符 号16位 整型的 最大值
#define INT_MIN (-2147483647 - 1) //有符 号整型的 最小值
#define INT_MAX 2147483647 //有符 号整型的 最大值
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。
示例：
signed char c1 = -128; // 取值范围通常为 -128~127
unsigned char c2 = 255; // 取值范围通常为 0~255
unsigned int u = 42; // 只表示非负整数
取值范围
上述的数据类型很多，尤其整数型类型就有 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，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文件中说明了整数类型的取值范围。float.h这个头文件中说明浮点类型的取值范围。
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。
变量
C语言中把经常变化的值称为变量，不变的值称为常量。
// data_type name;
int age; //整型变量
char ch; //字符变量
double weight; //浮点型变量
创建
变量在创建的时候就给一个初始值，就叫初始化。
int age = 18; // 整型变量
char ch = 'w'; // 字符变量
double w = 48.0; // 浮点变量
unsigned height = 100;
变量分类
在大括号外部定义的变量就是全局变量，全局变量的使用范围更广，整个工程中想使用，都是有办法使用的。
在大括号内部定义的变量就是局部变量，局部变量的使用范围是比较局限，只能在自己所在的局部范围内使用的。
#include <stdio.h>
int global = 2023; // 全局变量
int main()
{
int local = 2018; // 局部变量
printf("%d\n", local);
printf("%d\n", global);
return 0;
}
如果局部和全局变量，名字相同呢？
#include <stdio.h>
int n = 1000;
int main()
{
int n = 10;
printf("%d\n", n);
return 0;
}
局部变量和全局变量同名的时候，局部变量优先使用。
作用域与存储
- 局部变量：大括号内部定义，通常位于栈区。
- 全局/静态变量：大括号外部定义或
static，通常位于静态区。 - 动态分配：通过
malloc/calloc/realloc/free使用堆区。
同名遮蔽：
#include <stdio.h>
int n = 1000; // 全局
int main(void) {
int n = 10; // 局部，遮蔽全局
printf("%d\n", n); // 输出 10
return 0;
}
算术操作符
C语言中为了方便运算，提供了一系列操作符，+ - * / %，这些操作符都是双目操作符。
int x = 4 + 22;
int y = 61 - 23;
int sq = 5 * 5; // 25
float a = 6 / 4; // 1.0 (整除后再赋值给浮点)
float b = 6.0 / 4; // 1.5 (浮点除法)
int r = 6 % 4; // 2
printf("%d %f %f %d\n", x, a, b, r);
- 整数除法会截断小数；至少一侧为浮点才能进行浮点除法。
- 取模
%只适用于整数；负号由左操作数决定。
赋值操作符
在变量创建的时候给一个初始值叫初始化，在变量创建好后，再给一个值，这叫赋值。
int a = 100; //初始化
a = 200;//赋值
连续赋值
int a = 3, b = 5, c = 0;
c = b = a + 3; // 建议拆开写，便于调试
C语言虽然支持这种连续赋值，但是写出的代码不容易理解，建议还是拆开来写，这样方便观察代码的执行细节。
int a = 3;
int b = 5;
int c = 0;
b = a+3;
c = b;
复合赋值
在写代码时，经常可能对一个数进行增、自自减的操作，如下代码：
int a = 10;
a += 3; // a = a + 3
a -= 2; // a = a - 2
a *= 4; // a = a * 4
a /= 5; // a = a / 5
a %= 7; // a = a % 7
这样代码C语言给提供了更加方便的写法：
int a = 10;
a += 3;
a -= 2;
/*
+= -=
*= /= %=
>>= <<=
&= |= ^=
*/
单目操作符
C语言中还为单目操作符。 ++、--、+、- 就是单目操作符的。有一些操作符只有一个操作数，被称单目操作符。
- 前置
++a：先+1后使用。 - 后置
a++：先使用后+1。
int a = 10;
int b = ++a; // a=11, b=11
int c = a--; // c=11, a=10
- 一元正负号：
int x = +10; // 等同于 10
int y = -x; // 取相反数
强制类型转换
在操作符中还有一种特殊的操作符是强制类型转换，语法形式如下：
(类型)
int a = (int)3.14; // 仅取整数部分 => 3
尽量避免不必要的强转，优先通过合理的类型设计解决告警。
printf
基本用法
#include <stdio.h>
int main(void)
{
printf("Hello World");
return 0;
}
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。
为了让光标移到下一行的开头，可以在输出文本的结尾，添加一个换行符 \n。
#include <stdio.h>
int main(void)
{
printf("Hello World\n");
return 0;
}
如果文本内部有换行，也是通过插入换行符来实现，如下方代码：
#include <stdio.h>
int main(void)
{
printf("Hello\nWorld\n");
printf("Hello\n");
printf("World\n");
return 0;
}
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。
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他值代入。
// 输出 There are 3 apples
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("There are %d apples\n", 3);
return 0;
}
上面示例中，There are %d apples\n 是输出文本，里面的 %d 就是占位符，表示这个位置要用其他值来替换。占位符的第一个字符一律为百分号 %，第二个字符表示占位符的类型，%d 表示这里代入的值必须是一个整数。
printf() 的第二个参数就是替换占位符的值，上面的例子是整数 3 替换 %d。执行后的输出结果就是 There are 3 apples。
常用的占位符除了 %d，还有 %s 表示代入的是字符串。
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%s will come tonight\n", "zhangsan");
return 0;
}
上面示例中，%s 表示代入的是一个字符串，所以 printf() 的第二个参数就必须是字符串，这个例子是 zhangsan。执行后的输出就是 zhangsan will come tonight。
输出文本里面可以使用多个占位符。
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%s says it is %d o'clock\n", "lisi", 21);
return 0;
}
上面示例中，输出文本 %s says it is %d o'clock 有两个占位符，第一个是字符串占位符 %s，第二个是整数占位符 %d，分别对应 printf() 的第二个参数（lisi）和第三个参数（21）。执行后的输出就是 lisi says it is 21 o'clock。
参数与占位符是一一对应关系，如果有 n 个占位符，printf() 的参数就应该有 n + 1 个。如果参数个数少于对应的占位符，printf() 可能会输出内存中的任意值。
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。
%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（int）。%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 和 double）。%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（本身不输出，只把数量写入变量）。%o：八进制整数。%p：指针（打印地址）。%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。
输出格式
printf() 可以定制占位符的输出格式。
限定宽度
printf() 允许限定占位符的最小宽度。
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%5d\n", 123); // 输出为 " 123"
return 0;
}
上面示例中，%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齐，即输出内容前面会有空格；如果希望改成左对齐，在输出内容后面添加空格，可以在占位符的 % 后面插入一个 - 号。
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%-5d\n", 123); // 输出为 "123 "
return 0;
}
对于小数，这个限定符会限制所有数字的最小显示宽度。
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%12f\n", 123.45); // 输出 " 123.450000"
return 0;
}
显示正负号
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%+d\n", 12); // 输出 +12
printf("%+d\n", -12); // 输出 -12
return 0;
}
限定小数位数
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("Number is %.2f\n", 0.5); // 输出 Number is 0.50
return 0;
}
与限定宽度结合：
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%6.2f\n", 0.5); // 输出为 " 0.50"
return 0;
}
两处限定值都可用 * 由参数传入：
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%*.*f\n", 6, 2, 0.5); // 等同于 printf("%6.2f\n", 0.5);
return 0;
}
（4）输出部分字符串
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%.5s\n", "hello world"); // 输出 hello
return 0;
}
scanf
当有了变量，需要给变量输入值可以使用 scanf 函数；如果需要将变量的值输出在屏幕上，可以使用 printf 函数。
示例：
#include <stdio.h>
int main()
{
int score = 0;
printf("请输入成绩:");
scanf("%d", &score);
printf("成绩是：%d\n", score);
return 0;
}
注：标准输入一般指的是键盘，标准输出一般指的是屏幕。
基本用法
scanf("%d", &i);
- 第一个参数是格式字符串（含占位符），其余参数是存放输入的变量。有多少个占位符，就有多少个变量。
%d表示输入应为整数。&i传入变量i的地址（指针变量除外）。
一次读入多个变量：
scanf("%d%d%f%f", &i, &j, &x, &y);
- 数值占位符会自动忽略空白字符（空格、制表符、换行符等）；数据之间有多个空格或分多行输入都不影响解读。
处理从上次停止处继续解读：
#include <stdio.h>
int main()
{
int x;
float y;
// 用户输入 "-13.45e12# 0"
scanf("%d", &x);
printf("%d\n", x);
scanf("%f", &y);
printf("%f\n", y);
return 0;
}
上例第一次 %d 读到 -13 停在 .；第二次 %f 从 . 开始读到 .45e12，遇到 # 停止。也可写为：
#include <stdio.h>
int main()
{
int x;
float y;
// 用户输入 "-13.45e12# 0"
scanf("%d%f", &x, &y);
return 0;
}
返回值
- 返回成功读取的变量个数；失败返回
0；在成功读取前出错或到达文件结尾返回EOF(-1)。
#include <stdio.h>
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;
}
（在 VS 环境，按 3 次 ctrl+z 结束：若只输入 2 个数后结束，r=2；若一个都不输直接结束，r=-1 即 EOF。）
占位符
%c：字符（不自动跳过前导空白）。若想跳过前导空白，写成scanf(" %c", &ch);%d：整数。%f：float。%lf：double。%Lf：long double。%s：字符串（从第一个非空白字符开始，直到遇到空白字符为止；末尾自动写入\0）。%[]：指定字符集合（如%[0-9]）。
读取字符串到数组时应限制最大长度，避免越界：
#include <stdio.h>
int main()
{
char name[11];
scanf("%10s", name); // 最多读取 10 个字符
return 0;
}
赋值忽略符
#include <stdio.h>
int main()
{
int year = 0;
int month = 0;
int day = 0;
scanf("%d-%d-%d", &year, &month, &day);
printf("%d %d %d\n", year, month, day);
return 0;
}
如果用户输入 2020/01/01 等不同分隔符，改为：
#include <stdio.h>
int main()
{
int year = 0;
int month = 0;
int day = 0;
scanf("%d%*c%d%*c%d", &year, &month, &day); // %*c：匹配但不赋值，兼容任意分隔符
return 0;
}