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  • [C语言]进阶|数据类型: 整数, 浮点, 逻辑, 类型转换和条件运算

    ---------------------------------------------------------------------------------

    【C语言的类型】

    1. 整型(都分为有符号signed和无符号unsigned两个版本):

    char, short, int, long, long long 

     

      # 注:long long 为C99标准,是64位长整型,需要编译器对C标准的支持。

    引:C标准规定整型值相互间大小规则,长整型至少应该和整型一样长,而整型至少应该和短整型一样长。

    short int 至少为16位,long int 至少32位,至于缺省的 int 究竟是16还是32,通常选择的缺省值是这种机器最为高效的位数。

    头文件 limits.h 说明了各种不同的整数类型的特点。  ———《C和指针》

     

    2. 浮点型:

    float,double,long double

     

    3. 布尔类型:

    bool:通过头文件定义,只需要引入stdbool.h即可使用

      # 注:C99之前没有布尔型,C99标准引入新关键字_Bool表示布尔类型,引入stdbool.h可以用 bool 代替_Bool,true代替1,false代替0

     

    4. 指针

     

    自定义类型

     

    【类型有什么不同】

    类型名称:int,long,double

    输入输出时的格式化:%d,%ld,%lf

    所表达的数的范围:char < short < int < float < double     # 注意,它们的大小与编译器和操作系统

    内存中所占据的大小:1个字节到16个字节,使用sizeof()得到大小,sizeof是静态运算符,它的结果在编译时刻就决定了,sizeof的运算不会计算。

    内存中的表达形式:二进制数(补码),编码

     

    【整数类型】

    //  main.c
    //  Created by weichen on 15/3/25.
    //  Copyright (c) 2015年 weichen. All rights reserved.
    #include <stdio.h>
    
    int main(int argc, const char * argv[]) {
        printf("sizeof(char)=%ld
    ", sizeof(char));         //1 字节(8bite)
        printf("sizeof(short)=%ld
    ", sizeof(short));       //2 字节
        printf("sizeof(int)=%ld
    ", sizeof(int));           //4 取决于编译器(cpu),通常的意义是“1个字”
        printf("sizeof(long)=%ld
    ", sizeof(long));         //8 取决于编译器(cpu),通常的意义是“1个字”
        printf("sizeof(long long)=%ld
    ", sizeof(long long));//8 8字节
    
        //gcc ./test.c -o -m32  #以32平台架构编译显示
        
        
        char c = 255;
        int i = 255;
        printf("c=%d, i=%d
    ", c, i); //c=-1, d=255
        
        unsigned char d = 255;        //用来表示整数不以补码的形式表示,看做纯二进制
        printf("d=%d
    ", d);          //d=255
        
        char e = 127;
        e = e + 1;
        printf("e=%d
    ", e);          //-128
        
        unsigned char f = 127;
        f = f + 1;
        printf("f=%d
    ", f);          //128
        
        return 0;
    }
    
    //int 是用来表达寄存器的
    /*
     计算机以二进制表达正整数,表达负数用补码:
     
        0  ->  00000000
        1  ->  00000001
     
        11111111 + 00000001 -> 1000000000 
                                          |
        00000000 - 00000001 -> (负1)     |
                                          |
     (1)00000000 - 00000001 -> 11111111   /
    
       ① 11111111被当做纯二进制时,是255,被当作补码时,是-1
       ② 同样,对于-a,实际是(2^n - 1),n是这种类型的位数;补码是0-a
       ③ 补码的意思是拿补码和原码可以加出一个溢出的“零”
    */
    
    
    //数的范围
    /*
     一个字节(8位),表达的是:
     00000000 - 11111111
    
     其中,00000000 -> 0
         11111111 ~ 10000000 -> -1 ~ -128   //用补码表示
    00000001 ~ 01111111 -> 1 ~ 127          //纯二进制表示
    */
    
    //unsigned
    /*
     如果一个字面量常数想要表达自己是unsigned,可以在后面加u或U
        255U
     用l或L表示long(long)
     unsigned的初衷并非扩展数能表达的范围,而是为了做纯二进制运算,主要是为了移位。
     */
    
    //整数越界
    /*
     整数是以纯二进制方式进行计算的,所以:
     11111111 + 1 -> 100000000 -> 0
     01111111 + 1 -> 10000000  -> -128
     10000000 - 1 -> 01111111  -> 127
     */
    
    //整数的输入输出
    /*
     只有两种形式:int或long long
     %d:int
     %u:unsigned
     %ld:long long
     %lu:unsigned long long
     */
    
    //8进制和16进制
    /*
     一个以0开始的数字字面量是8进制
     一个以0x开始的数字字面量是16进制
     %o用于8进制,%x用于16进制
     8进制和16进制只是如何把数字表达为字符串,与内部如何表达数字无关
     
     16进制很适合表达二进制数据,因为4位二进制正好是一个16进制位
     8进制的一位数字正好表达3位二进制
        因为早期计算机的字长是12的倍数,而非8
     */
    
    //选择整数类型
    /*
     为什么整数要有那么多种?
        为了准确表达内存,做底层程序的需要
     没有特殊需要,就选择int
        现在的CPU的字长普遍是32位或64位,一次内存读写就是一个int,一次计算也是一个int,选择更短的类型不会更快,甚至可能更慢
        现代的编译器一般会涉及内存对齐,所以更短的类型实际在内存中有可能也占据一个int的大小(虽然sizeof告诉你更小)
     unsigned与否只是输出的不同,内部计算是一样的,所以现代高级语言大多已不区分非负。
     */

    【浮点类型】 

    //  main.c  
    //  Created by weichen on 15/4/6.
    //  Copyright (c) 2015年 weichen. All rights reserved.
    #include <stdio.h>
    
    int main(int argc, const char * argv[]) {
        // 浮点类型
        /*
         类型     字长      范围                                                      有效数字
         float    32   ±(1.20*10^-38 ~ 3.40*10^38), 0, ±inf(无穷大), nan(非数字)       7(准确的位数)
         double   64   ±(2.2*10^-308 ~ 1.79*10^308),0, ±inf, nan                     15
         
         类型     scanf     printf
         float     %f       %f,%e(科学计数法)
         double    %lf      %f,%e
         */
        
        double ff = 12.345;
        printf("%e, %f
    ", ff, ff);     //1.234500e+01, 12.34500
        printf("%E
    ", ff);             //1.234500E+01
        
        //在%和f之间加上.n可以指定输出小数点后几位,这样的输出是做四舍五入的
        printf("%.3f
    ", -0.0049);      //-0,005    小数点后保留三位
        printf("%.30f
    ", -0.0049);     //-0.004899999999999999841793218991
        printf("%.3f
    ", -0.00049);     //0.000
        
        printf("%f
    ", 1.0/0.0);        //inf
        printf("%f
    ", -1.0/0.0);       //-inf
        printf("%f
    ", 0.0/0/0);        //nan
        //printf("%d
    ", 12/0);           //无法编译通过,无穷大无法用整数表达,可以用浮点数表达
        
        float a, b, c;
        a = 1.34f;
        b = 1.22f;
        c = a + b;
        if( c == 2.56) {
            printf("a = b
    ");
        } else {
            printf("a != b, c=%.10f 或 %f
    ", c, c); //a != b, c=2.5599999428 或 2.560000(七位有效数字四舍五入而来)
        }
        
        //浮点运算的精度
        /*
         带小数点的字面量是double而非float
         float需要用f或F后缀来表明身份
         float1 == float2 可能失败
         fabs(f1-f2) < 1e^-12   #计算绝对值与最小误差比较,来判断是否相等
         */
         
        //浮点数的内部表达
        /*
         浮点数在计算时是由专用的硬件部件实现的
         计算double和float所用的部件是一样的
         */
        
        //选择浮点类型
        /*
         如果没有特殊需要,只使用double
         现代CPU能直接对double做硬件运算,性能不会比float差,在64位的机器上,数据存储的速度也不比float慢 
         */
        
        return 0;
    }

    【逻辑类型】

    //  main.c
    //  Created by weichen on 15/4/8.
    //  Copyright (c) 2015年 weichen. All rights reserved.
    #include <stdio.h>
    #include <stdbool.h>
    
    int main(int argc, const char * argv[]) {
        // bool
        /*
         C语言本没有逻辑类型,在内部计算中使用整数表达关系运算和逻辑运算的结果,0表示false,而非0的值表示true。
         在C99中,也没有固定的逻辑类型,但是通过一个头文件定义了可以直接使用的true和false这两个值,以及bool这个类型。
         逻辑运算则是C语言固有的成分。
         
         #include <stdbool.h>
         之后就可以使用bool和true、false
        */     
        bool a = 6 < 5;
        bool b = true;
        
        printf("%d
    ", a);  //0
        printf("%d
    ", b);  //1
        
        //逻辑运算
        /*
         逻辑运算是对逻辑量进行的运算,结果只有0或1
         逻辑量是关系运算或逻辑运算的结果
         ! 逻辑非
         && 逻辑与
         || 逻辑或
         
         如果要表达数学中的区间,如:x∈(4,6) 或 x∈[4,6] 应该如何写C的表达式?
         像 4 < x < 6 这样的式子,不是C能正确计算的式子,因为 4 < x 的结果是一个逻辑值(0或1),
         应该写成 (x > 4 && x < 6) 或 (x >= 4 && x <= 6)
         判断一个字符a是否是大写字母? a >= 'A' && a <= 'Z'
         
         优先级    运算符         结合性
         1        ()            从左到右
         2        ! + - ++ --   从右到左(单目+和-)
         3        * / %         从左到右
         4        + -           从左到右
         5        < <= > >=     从左到右
         6        == !=         从左到右
         7        &&            从左到右
         8        ||            从左到右
         9     = += -= *= /= %= 从右到左
         
         */
        
        return 0;
    }

     【类型转换与条件运算】

    //  main.c
    //  Created by weichen on 15/4/8.
    //  Copyright (c) 2015年 weichen. All rights reserved.
    #include <stdio.h>
    
    int main(int argc, const char * argv[]) {
    
        //自动类型转换
        //当运算符的两边出现不一致的类型时,会自动转换成较大的类型,能表达范围更大的数
        
        //char -> short -> int -> long -> long long
        //int -> float -> double
        
        //对于printf,任何小于int的类型会被转换成int;float会被转换成double
        //但是scanf不会,要输入short,需要%hd,即short int,要输入long long,需要%ld。 (h:短整数或单精度浮点数,l:长整数或双精度浮点数)
        
        
        // 强制类型转换的优先级高于四则运算
        //1. (类型)值
        double a = 1.0;
        double b = 2.0;
        int i = (int)a/b;
        int j = (int)(a/b);
        
        int c = 5;
        int d = 6;
        double e = (double)(c/d);
        
        printf("%d
    ", i);
        printf("%d
    ", j);
        printf("%lf
    ", e);
        
        //2. 小的变量不总能表达大的量
        printf("%d
    ", (short)32768);   //-32768,short最多能表示32767
        printf("%d
    ", (char)32768);    //0
        
        //3. 强制类型转换只是从那个变量计算出了一个新的类型的值,它并不改变那个变量,无论是值还是类型都不改变
        int k = 32768;
        short kk = (short)k;
        printf("%d
    ", k);  //32768
        
        //条件运算符
        //c = (count > 20) ? count - 10 : count + 10;
        //条件运算符的优先级高于赋值运算符,但是低于其他运算符
        
        
        //逗号运算符
        //逗号用来连接两个表达式,并以其右边的表达式的值作为它的结果。逗号的优先级是所有的运算符中最低的,所以它两边的表达式会先计算;逗号的组合关系是自左向右,所以左边的表达式会先计算,而右边的表达式的值就留下来作为逗号运算的结果。
        //在for中使用, for(i=0,j=0;i<j;i++,j--){},这里逗号划分两个表达式。
        int n;
        int m;
        n = 1+2,3+4;        //n=1+2是一个表达式,3+4没有用到,最终结果是3
        m = (1+2,3+4);      //组合关系,右边表达式的值作为结果
        printf("%d
    ", n);  //3
        printf("%d
    ", m);  //7
        
        return 0;
    }

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