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基本数据类型的奇妙交响：奏响C语言世界的初始乐章

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大家好啊，我是小象٩(๑òωó๑)۶
我的博客：Xiao Xiangζั͡ޓއއ

很高兴见到大家，希望能够和大家一起交流学习，共同进步。*
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这一章节我们来学习数据类型的含义，数据类型的分类，各种数据类型的长度，懂得signed和unsigned的区别，了解数据类型的取值范围

文章目录

一、数据类型介绍

数据类型在C语言中的地位是很重要的，因为它决定了变量储存数据的方式和范围。
C语言的数据类型为三类：

整型类型来描述整数
字符类型来描述字符
浮点型类型来描述小数。

所谓“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的类型，才知道怎么操作数据。
下面来详细盘点⼀下C语言提供的各种数据类型，本章节主要探讨内置数据类型。
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1.1字符型

在C语言中，字符型（Character Type） 是一种基本数据类型，用于存储单个字符。字符可以是字母、标点符号或控制字符（如换行符、回车符等）。C语言中的字符型数据通常使用char关键字来声明。
简单来说，char就是不是数字的字符
代码演示：

char //character
[signed] char //signed表示有符号的
unsigned char //unsigned表示⽆符号的

1.2 整型

在C语言中，整型（Integer） 数据类型是用于存储整数值的数据类型。整型数据类型包括几种不同的变体，每种变体在存储大小和值范围上有所不同。
一般来说，整型主要包括短整型，整形，长整形和更长的整形
代码演示：

//短整型
short [int]
[signed] short [int]
unsigned short [int]
//整型
int
[signed] int
unsigned int
//⻓整型
long [int]
[signed] long [int]
unsigned long [int]
//更⻓的整型 （少用）
//C99中引⼊
long long [int]
[signed] long long [int]
unsigned long long [int]

1.3 浮点型

在C语言中，浮点型数据类型是用于存储带小数部分的数值的。浮点型数据类型能够表示非常大或非常小的数值，并且可以存储小数，这使得它们在科学计算、工程计算和图形处理等领域非常有用。
浮点型一般有三种类型：

float //单精度浮点型
double //双精度浮点型
long double //双精度浮点型

1.4 布尔类型

在C语言的标准版本中（特别是C89/ANSI C及之前的版本），并没有直接定义一个专门的布尔类型，而是使用整数 0 表示假，而非零值表示真然而，从C99标准开始，C语言引入了<stdbool.h>头文件，该头文件定义了布尔类型以及相关的宏。
在 C99 中也引入了布尔类型 ，是专门表示真假的。

_Bool

布尔类型的使用得包含头文件 <stdbool.h>
布尔类型变量的取值是： true 或者 false.
我们写一个代码来演示一下：

#include<stdbool.h>
int main()
{
	_Bool flag = false;
	if (flag)
	{
		printf("I like C\n", );
	}
	return 0;
}

结果：
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这里可以看到当flag为false时，便不会打印出字符串
当然，这里的_Bool也可以直接写成bool，这样做更为方便，像这样

#include <stdbool.h>
int main()
{
	创建一个变量表示真/假
	bool flag = false;

	if (flag)
	{
		printf("i like C\n");
	}
	return 0;
}

1.5 各种数据类型的长度

在C语言中，各种数据类型的长度可能会因编译器和目标平台的不同而有所差异。也正因为这样，每⼀种数据类型都有自己的长度，使用不同的数据类型，能够创建出长度不同的变量，变量长度的不同，存储的数据范围就有所差异。

1.5.1 sizeof操作符

sizeof 是⼀个关键字，也是操作符，专门是用来计算sizeof的操作符数的类型长度的，单位是字节。
sizeof 操作符的操作数可以是类型，也可是变量或者表达式。

关于字节：一个bit可以存放一个二进制位，一个字节（Byte）等于8个比特

sizeof( 类型 )
sizeof 表达式

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的。
sizeof 后边的表达式是不真实参与运算的，根据表达式的类型来得出大小。
sizeof 的计算结果是 size_t 类型的。故sizeof要使用%zd

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 ，甚止是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unsigned int ，也可能是unsigned long long 。

1.52数据类型长度
#include<stdio.h>
int main()
{
	printf("%zd\n", sizeof(char));
	printf("%zd\n", sizeof(_Bool));
	printf("%zd\n", sizeof(short));
	printf("%zd\n", sizeof(int));
	printf("%zd\n", sizeof(long));
	printf("%zd\n", sizeof(long long));
	printf("%zd\n", sizeof(float));
	printf("%zd\n", sizeof(double));
	printf("%zd\n", sizeof(long double));
	return 0;
}

在VS2022 X64配置下的输：
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有时候我们会发现long的长度和int的长度一样，long double的长度有时也跟double的长度一样，这是因为C语言标准规定：
sizeof（long) >=sizeof(int)
sizeof(long double) >= sizeof(double)

我们再举几个例子：

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = 10;
	printf("%zd\n", sizeof(a));
	printf("%zd\n", sizeof a);//a是变量名字，可以省略sizeof后面的()
	printf("%zd\n", sizeof(int));
	printf("%zd\n", sizeof(3 + 3.5));
	return 0;

}

结果如图所示：
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很简单，a为整型类型，故长度和int一样为4，而sizeof(3 + 3.5)的长度为8是因为两个不同类型在运算的时候，会发生类型提升，朝着精度更大的那个类型提升，所以在这里类型提升的那个就是3.5的double类型

1.5.3 sizeof中表达式不计算
//测试：sizeof中表达式不计算
#include <stdio.h>
int main()
{
 short s = 2;
 int b = 10;
 printf("%d\n", sizeof(s = b+1));
 printf("s = %d\n", s);
 return 0;
}

对于这段代码，我们可以知道b为int类型，1也是int类型，两个int类型加起来再放进s中就会被覆盖为short类型，因为short类型的长度为2，int类型长度为4，可以当做是一根四米的木头想要放进2米的箱子放不下，所以只能将木头截成两米，也就是short类型。

我们可以看看运算结果：
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sizeof 在代码进行编译的时候，就根据表达式的类型确定了，类型的常用，而表达式的执行却要在程序运行期间才能执行，在编译期间已经将sizeof处理掉了，所以在运行期间就不会执行表达式了。

二、signed 和 unsigned

C 语言使用== signed 和 unsigned 关键字修饰字符型和整型类型的==。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。

为什么会有这两种关键字呢？因为有时候我们在表示数据的时候，像海拔温度一类的数据有带正负号，而像身高年龄就只有正整数

对于 int 类型，默认是带有正负号的，也就是说 int 等同于 signed int 。由于这是默认情况，关键字 signed ⼀般都省略不写，但是写了也不算错。

signed int a;
// 等同于int a;

int 类型也可以不带正负号，只表示非负整数。这时就必须使用关键字 unsigned 声明变量。

unsigned int a;

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。比如，16位的 signed short int 的取值范围是：-32768~32767；而unsigned short int 的取值范围是：0-65535，最大值增大到了65,535。32位的 signed int 的取值范围可以参看 limits.h 中给出的定义。
下面的定义是VS2022环境中，limits.h中相关定义。

#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

unsigned int 里面的 int 可以省略，所以上面的变量声明也可以写成下面这样。

unsigned a;

字符类型 char 也可以设置 signed 和 unsigned 。

signed char c; // 范围为 -128 到 127,有符号
unsigned char c; // 范围为 0 到 255,无符号

注意，C 语言规定 char 类型默认是否带有正负号，由当前系统决定（或者说是由编译器决定），大部分编译器是char指的就是 signed char
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 。
所以在**使用char想表示有符号或者无符号时一定要加上signed或者unsigned比较好**
这⼀点与 int 不同， int 就是等同于 signed int 。

三、 数据类型的取值范围（了解即可，千万不用背）

上述的数据类型很多，尤其数整型类型就有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，我们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 文件中说明了整型类型的取值范围。
float.h 这个头文件中说明浮点型类型的取值范围。

以后找范围的话记得这两个头文件然后去查询就可以

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。

四、结尾

这一课的内容就到这里了，下节课继续学习C语言的关于变量方面的知识
如果内容有什么问题的话欢迎指正，有什么问题也可以问我！
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悦读

道可道，非常道；名可名，非常名。 无名，天地之始，有名，万物之母。 故常无欲，以观其妙，常有欲，以观其徼。 此两者，同出而异名，同谓之玄，玄之又玄，众妙之门。

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