极客笔记C语言 数据类型
数据类型指定变量可以存储的数据类型，例如整数、浮点数、字符等。
在C语言中，有以下几种数据类型。
| 类型 | 数据类型 |
|---|---|
| 基本数据类型 | int、char、float、double |
| 派生数据类型 | array, pointer, structure, union |
| 枚举数据类型 | enum |
| 无类型 | void |
基本数据类型
基本数据类型是基于整数和浮点数的。C语言支持有符号和无符号字面量。
基本数据类型的内存大小可能根据32位或64位操作系统而变化。
让我们看看基本数据类型。它的大小是根据32位架构给出的。
| 数据类型 | 存储大小 | 范围 |
|---|---|---|
| char | 1 字节 | -128 到 127 |
| signed char | 1 字节 | -128 到 127 |
| unsigned char | 1 字节 | 0 到 255 |
| short | 2 字节 | -32,768 到 32,767 |
| signed short | 2 字节 | -32,768 到 32,767 |
| unsigned short | 2 字节 | 0 到 65,535 |
| int | 2 字节 | -32,768 到 32,767 |
| signed int | 2 字节 | -32,768 到 32,767 |
| unsigned int | 2 字节 | 0 到 65,535 |
| short int | 2 字节 | -32,768 到 32,767 |
| signed short int | 2 字节 | -32,768 到 32,767 |
| unsigned short int | 2 字节 | 0 到 65,535 |
| long int | 4 字节 | -2,147,483,648 到 2,147,483,647 |
| signed long int | 4 字节 | -2,147,483,648 到 2,147,483,647 |
| unsigned long int | 4 字节 | 0 到 4,294,967,295 |
| float | 4字节 | |
| double | 8字节 | |
| long double | 10字节 |
整型
整型 是不带小数或小数部分的整数， int 数据类型 用于表示它们。
它通常应用于包含 数值 的变量，比如 计数、索引 或其他数字。int 数据类型既可以表示 正数 也可以表示 负数 ，因为它默认是有符号的。
在大多数设备上，一个 int 占用 4个字节 的内存，可以存储从大约负20亿到正20亿之间的数值。
字符
单个字符由 字符数据类型 表示。通常用于保存 ASCII 或 UTF-8编码方案字符 ，例如 字母、数字、符号 或 逗号 。一个 char 可以表示 256个字符 ，占用一个字节的内存。字符如 ‘A’、’b’、’5’ 或 ‘$’ 要用单引号括起来。
浮点型
要表示整数，请使用 浮点数据类型 。浮点数可以用来表示小数单位或带有小数位的数字。
float 类型通常用于需要很好的精度但可能不太精确的变量。它可以在 4个字节 的内存中存储精度约为 6个小数位 的数值，范围约为 3.4 x 1038 。
双精度型
使用两种数据类型来表示 两个浮点整数 。当需要更高的精度时，比如在科学计算或金融应用中，它相对于float提供了更高的精度。
Double 类型 使用 8个字节 的内存，精度约为 15个小数位 ，可以获得更大的数值。如果未提供明确的类型，C 默认将浮点数视为双精度。
int age = 25;
char grade = 'A';
float temperature = 98.6;
double pi = 3.14159265359;
在上面的示例中，我们声明了四个变量：一个 int变量 表示人的年龄，一个 char变量 表示学生的成绩，一个 float变量 表示温度读数，还有两个 表示圆周率的变量 。
派生数据类型
除了基本数据类型外，C还支持 派生数据类型 ，包括 数组、指针、结构体 和 联合体 。这些数据类型使程序员能够处理异构数据，直接修改内存，并构建复杂的数据结构。
数组
数组是一种派生数据类型 ，它允许您存储 相同类型的固定大小元素的序列 。它提供了一种将多个相同数据的目标合并到同一个名称下的机制。
使用索引来访问数组的元素，第一个元素的索引为 0 。数组的大小在声明时固定，程序执行期间无法更改。数组的组成部分被放置在相邻的内存区域中。
以下是声明和使用数组的示例：
#include
int main() {
int numbers[5]; // Declares an integer array with a size of 5 elements
// Assign values to the array elements
numbers[0] = 10;
numbers[1] = 20;
numbers[2] = 30;
numbers[3] = 40;
numbers[4] = 50;
// Display the values stored in the array
printf("Values in the array: ");
for (int i = 0; i < 5; i++) {
printf("%d ", numbers[i]);
}
printf("\n");
return 0;
}
输出：
Values in the array: 10 20 30 40 50
指针
指针是一种派生数据类型，用于跟踪另一个数据类型的内存地址。当声明一个指针时，首先指定它所引用的数据类型，然后在变量名之前加一个星号(*)。
您可以通过指定变量的内存地址来进行错误访问并更改变量的值。指针常用于函数指针、数据结构和动态内存分配等任务。
以下是声明和使用指针的示例：
#include
int main() {
int num = 42; // An integer variable
int *ptr; // Declares a pointer to an integer
ptr = # // Assigns the address of 'num' to the pointer
// Accessing the value of 'num' using the pointer
printf("Value of num: %d\n", *ptr);
return 0;
}
输出:
Value of num: 42
结构
结构是一种派生数据类型，它允许将许多数据类型在一个名称下进行分组，从而创建复合数据类型。它使您能够通过将各种类型的变量组合在一起来创建自己独特的数据结构。
- 结构的成员或字段用于引用其中的每个变量。
- 任何数据类型，包括不同的结构，都可以是结构的成员。
- 可以使用点（.）运算符访问结构的成员。
这里演示了结构的声明和使用：
#include
#include
// Define a structure representing a person
struct Person {
char name[50];
int age;
float height;
};
int main() {
// Declare a variable of type struct Person
struct Person person1;
// Assign values to the structure members
strcpy(person1.name, "John Doe");
person1.age = 30;
person1.height = 1.8;
// Accessing the structure members
printf("Name: %s\n", person1.name);
printf("Age: %d\n", person1.age);
printf("Height: %.2f\n", person1.height);
return 0;
}
输出：
Name: John Doe
Age: 30
Height: 1.80
联合
一种称为 联合 的派生数据类型使您能够在同一内存地址中存储各种数据类型。与结构体不同，结构体的每个成员都有各自的内存空间，而联合的成员共享一个内存空间。在任何给定时刻，一个值只能由联合的一个成员持有。当您需要交替地表示多种数据类型时，联合非常有用。与结构体类似，您可以使用 点（.） 操作符访问联合的成员。
下面是一个声明和使用联合的示例：
#include
// Define a union representing a numeric value
union NumericValue {
int intValue;
float floatValue;
char stringValue[20];
};
int main() {
// Declare a variable of type union NumericValue
union NumericValue value;
// Assign a value to the union
value.intValue = 42;
// Accessing the union members
printf("Integer Value: %d\n", value.intValue);
// Assigning a different value to the union
value.floatValue = 3.14;
// Accessing the union members
printf("Float Value: %.2f\n", value.floatValue);
return 0;
}
输出：
Integer Value: 42
Float Value: 3.14
枚举数据类型
在C语言中，可以使用枚举数据类型（enum）定义一组具有连接值的命名常量或枚举器。
枚举给你提供了一种给一组整数值赋予有意义的名称的方式，这使得你的代码更易于阅读和维护。
以下是在C语言中定义和使用枚举的示例：
#include
// Define an enumeration for days of the week
enum DaysOfWeek {
Monday,
Tuesday,
Wednesday,
Thursday,
Friday,
Saturday,
Sunday
};
int main() {
// Declare a variable of type enum DaysOfWeek
enum DaysOfWeek today;
// Assign a value from the enumeration
today = Wednesday;
// Accessing the enumeration value
printf("Today is %d\n", today);
return 0;
}
输出：
Today is 2
空数据类型
C语言中的 void数据类型 用于表示缺少特定类型。函数返回类型、函数参数和指针是经常使用该类型的三种情况。
函数返回类型
void返回类型 的函数不会产生返回值。void函数执行一个任务或操作，而不是返回一个值。
示例:
void printHello() { printf("Hello, world!\n"); }
函数参数
使用 void 参数可以表示函数不接受任何参数。
示例：
void processInput(void) { /* Function logic */ }
指针：
任何地址都可以存储在类型为 **void*** 的指针中，这使它成为通用指针。它提供了一种处理指针指向含糊或非典型类型的方法。
示例：
void* dataPtr;
void（无类型）数据类型 对于定义不接受任何参数的函数非常有用，当使用通用指针或者想要表示函数不返回任何值时。但需要注意的是，虽然 **void*** 可以用于构建通用指针，但void本身不能被声明为变量类型。
这是一个展示如何在不同情况下利用void的代码示例：
#include
// Function with void return type
void printHello() {
printf("Hello, world!\n");
}
// Function with void parameter
void processInput(void) {
printf("Processing input...\n");
}
int main() {
// Calling a void function
printHello();
// Calling a function with void parameter
processInput();
// Using a void pointer
int number = 10;
void* dataPtr = &number
printf("Value of number: %d\n", *(int*)dataPtr);
return 0;
}
输出：
Hello, world!
Processing input...
Value of number: 10
结论
结果是，数据类型在C编程语言中非常重要，因为它们定义了变量可以保存的信息的种类。它们提供了数据的大小和格式，使得编译器可以分配内存并执行必要的操作。C语言支持的数据类型包括void、枚举、派生类型和基本类型。除了浮点类型（如float和double）之外，C语言中的基本数据类型还包括整数类型（如int、char和short）。这些形式可以是有符号的或无符号的，并且它们的大小和范围会变化。为了创建可靠和高效的代码，了解这些类型的内存大小和范围非常重要。
派生类型的几个示例包括联合体、指针、结构和数组 。由于数组，相同类型的多个元素可以被连续地存储在内存中。指针可以跟踪内存地址，从而实现快速的数据结构操作和动态内存分配。联合体允许多个变量共享相同的内存空间，结构将相关变量组合在一起。
使用枚举数据类型定义命名常量可以使代码更具可读性和可维护性。枚举为命名常量赋予了整数值，以便能够对相关数据进行有意义的表示。void数据类型表示缺少特定类型。它被用作既不接受任何参数也不返回值的函数和函数参数的返回类型。void*指针也可作为存储各种类型地址的通用指针使用。
C编程需要对数据类型有牢固的理解。通过选择合适的数据类型，程序员可以确保适当的内存分配，避免数据溢出或截断，并提高代码的可读性和可维护性。通过对数据类型的深入了解，C程序员可以创建出满足应用程序需求的高效、可靠和结构良好的代码。