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详解C语言的数据类型和变量（上）

1.数据类型介绍

在讲数据类型之前，先探讨一下，为什么会用数据类型这个东西的存在？

C语言作为一门编译型的计算机语言，而计算机语言是被我们用来编写出程序，去命令计算机帮助我们完成特定任务。而这个特定任务必然是我们在日常生活中所面临到的一些难题。那我们有问题需要交给计算机解决，那是不是得把问题描述给计算机听，就像人与人之间的对话一样。而这个问题以及问题解决步骤的描述，就得用到计算机语言中的数据类型。我想这就是数据类型存在的理由之一。

C语言给我们提供了丰富的数据类型来描述生活中的各种数据。

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//举个例子
//如果不懂什么叫做变量的读者，别着急，后面会讲解。这里感知数据类型的存在即可

int score; //用int类型（整型）来描述“成绩”这个变量

char ch; //用char类型（字符型）来描述“ch”这个变量

float average; //用float类型（浮点数类型）来描述“average”这个变量

使用整型类型来描述整数，使用字符类型来描述字符，使用浮点数类型来描述小数。 所谓的“类型”,就是相似的数据所拥有的共同特征，编译器只有知道了数据类型，才能懂得如何操作接下来的数据。

C语言中的类型分为内置类型和自定义类型，本节主要解决C语言数据类型中的内置类型。

数据类型的分类
1.1 字符型
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//字符类型
char  //由character这个单词演变过来的
[signed] char  //有符号的
unsigned char //无符号的

注：[]里面的内容可以省略的。其实就是，char 与 signed char一个意思。 如果读者们还未学到 signed 和 unsigned这两个关键字是什么意思，可以先掠过这个知识点（后面会详细讲解这两个关键字的作用）。 这里你只需要了解到“如果我想描述一个字符，就得用char(字符型)”

1.2 整型
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注：在你的IDE(集成开发环境)编写C语言时，[]里面的内容可以省略的。
//短整型
short [int]
[signed] short int //有符号的
unsigned short int //无符号的

//整型
int
[signed] int //有符号的
unsigned int //无符号的

//长整型
long [int]
[signed] long [int] //有符号的
unsigned long [int] //无符号的

//更长的整型
//在C99中引入的。之前版本的编译器是不支持此类型的。
long long [int]
[signed] long long [int] //有符号的
unsigned long long [int] //无符号的
1.3 浮点型
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float //单精度浮点型

double //双精度浮点型

long double //长双精度浮点型

这里为了解决读者心中的一些疑惑，解释一下单精度与双精度浮点型的一些差别。

在计算机底层，浮点数的存储方式有一个标准，这个标准是由IEEE来规定的。顾名思义，双精度肯定是要比单精度的小数点后位数更多的。换句话说，双精度类型更适合一些对精度要求严格场景，但这不是我们不使用它的原因，在日常的开发中，double和float类型是非常常用的。

1.4 布尔类型

C语言本来是没有布尔类型的。在没有布尔类型之前，在C语言内部是以“0”表示“假”，“非0”表示“真”。 在C99中，布尔类型就被使用了，功能：专门表示真假的。

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_Bool //布尔类型

读者们在使用布尔类型时，一定要包含头文件<stdbool.h>。

为了让读者们加强对头文件<stdbool.h>的包含。下面，对包含<stdbool.h>简要解释（主要目的是，别忘了包含头文件！！！）。 解释：在上面讲过，布尔类型是在C99中引入的，那是不是就意味着在C语言创建之初，就没有想到过，把布尔类型作为C语言的数据类型(但现在是了)。那既然是创建之初没有的，是后面才引入，那我们使用它时，肯定不能像int、char、float、double这样，因为它们在C语言创建之初就被造出来了。为此，它需要一个媒介融入到这个数据类型的大家庭中，而这个媒介正是头文件<stdbool.h>。

相信解释到这里，读者们在使用布尔类型时就不会忘记包含头文件这件事了。

加强对布尔类型的理解： 下面这幅图是头文件<stdbool.h>里面的部分内容：

<stdbool.h>文件的部分内容

有一定的C语言基础的读者，不难看出_Bool也可以写成bool。同时在这里可以清晰地看到“0”代表“false”， “1”代表“true”。其实实际上，只要是“非0”都可以表示“true”，只不过在C语言编译器上为了统一，都将“真”用“1” 来表示。希望读者能理解这个逻辑。

代码演示：

代码演示

在上述的例子，就展示布尔类型的魅力了。当然，希望读者们能用试试为“flag = 0"或者是非0时，会出现什么情况。（动手才是编程的正解！！！）

2.各种数据类型的长度

在上面我们讲到了整型、字符型、浮点类型以及布尔类型，并分别讲了它们的应用场景、使用格式以及一些需要注意的点。那这个小节，我将带大家学习数据类型更加基础的东西——数据长度。

为了在计算机描述生活中的问题，数据类型的正确使用是关键。那么，我们无限制的使用数据类型吗？ 答案肯定是不行的，每个人都有极限，更何况是计算机呢！

那为什么是会是样子呢？ 请看图解：

底层演示

如果我们无限地占用内存空间，那总有一天内存会被我们占满的，那为什么会出现这种情况呢？ 原因是数据类型是有大小的。用官方的语言来说，数据类型是有长度的。

相信读到这里，你会对数据长度有一定的认知了！

每一种数据类型都有自己的长度，使用不同的数据类型，能够在内存中创建不同的空间以容纳这些不同数据长度。变更量的长度不同存储的数据范围就会有所差异。

2.1 sizeof操作符

sizeof是一个关键字，也是操作符，是专门用来计算sizeof的操作符的数据类型长度的，单位是字节。 sizeof的操作数可以是类型，也可以是变量或者表达式。

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sizeof(类型)

sizeof 表达式

使用sizeof的小tips:

  1. sizeof 的操作数如果不是类型，是表达式的时候，可以省略后面的括号。
  2. sizeof 后面的表达式是不参与运算的，根据表达式的类型得出来的大小(也就是，“=”左边变量的类型大小)。
  3. sizeof 的计算结果是 size_t 类型的。

代码演示：

演示

可以看到，打印的时候我在printf 函数用的占位符是%zd而不是%d,原因是sizeof 的返回值是size_t类型。 如果强行使用%d打印，编译器会发出警报，当仍会输出正确的结果。

不好编程的案例
警报信息
2.2 数据类型的长度

在x64的环境下：

x64：数据类型的大小

在x86的环境下：

x86：数据类型的大小
2.3 sizeof 中的表达式不计算

再次说明这个点。sizeof在代码编译时，就根据表达式的类型确定计算结果了。而表达式执行却要在程序运行期间才能运行，在编译期间已经将sizeof 给处理掉了，所以运行期间就不会执行表达式的值。

也就是说明了，sizeof 语句执行的顺序是高于其括号里面表达式的执行顺序，而且sizeof 是执行在编译时期的，当执行完后，sizeof 就会被嘎掉。当进入到执行时期，编译器根本就找不到sizeof 这个东西了，那自然就执行不了过好里面的表达式了，因为已经找不到了。

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//测试：sizeof中表达式不计算
#include <stdio.h>
int main()
{
 short s = 2;
 int b = 66;
 printf("%d\n", sizeof(s = b+1));
 printf("s = %d\n", s);
 return 0;
}

读者可自行测试这段代码。

3.小结

在本次，我们讲了数据类型、数据类型的长度以及如何查看数据类型的长度。

  • 数据类型的种类、使用、实际意义
  • 数据类型长度的重要性
  • 数据长度的大小 – sizeof 运算符

剩下的知识，会在详解C语言的数据类型和变量（下）中继续分享给大家！

望大家能够

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  • 有讲的不好的地方希望能够指正。
本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自作者个人站点/博客。 原始发表：2024-10-16，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent 删除数据数据类型变量编译器计算机

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