第 2 章 C 语言数据类型

1. 第2章 C语言数据类型

2. 第2章 C语言数据类型 • 数据是程序处理的对象，程序的主要任务就是对数据进行加工、处理，而计算机中的数据包括数值型数据和非数值型数据。 • 比如，数学中的整数、实数就是数值型的数据，计算机能够处理的文字、声音、图像等就是非数值型的数据。数据类型是按照被说明量的性质、表示形式和占据存储空间的多少以及构造特点来划分的。 • 本章主要介绍C语言程序中的基本数据类型。

3. 2.1 数据类型间简介

4. 2.1 数据类型简介 • C语言为我们提供了丰富的数据类型

5. 2.2 常量

6. 2.2 常量 • 常量是指在程序运行的整个过程中，其值始终不变的量。 • 常量可以有不同的类型，可分为直接常量和符号常量。直接常量也就是日常所说的常数。符号常量则是指用标识符定义的常量，从字面上不能直接看出其类型和值。

7. 2.2 常量 • 常量

8. 2.2.1 整型常量 • C语言中整型常量有十进制、八进制、十六进制3种形式。 • 十进制整型常量的表示与数学上的整数表示相同，十进制整型常量没有前缀，由0～9的数字组成。 • 以下各数是合法的十进制整型常量： • 237，-568，65535，1627 • 以下各数不是合法的十进制整型常量： • 023 (不能有前导0)，23D (含有非十进制数码)

9. 2.2.1 整型常量 • 八进制整型常量的表示以数字0开头，即以0作为八进制数的前缀，由0～7的数字组成，八进制数通常是无符号数。 • 以下各数是合法的八进制常数： • 015(十进制为13) • 0101（十进制为65） • 0177777(十进制为65535) • 以下各数不是合法的八进制常数： • 256(无前缀0)，03A2(包含了非八进制数字A) • -0128(出现了非八进制数字8和负号)

10. 2.2.1 整型常量 • 十六进制整型常量的表示以0x或0X开头，即以0x或0X作为前缀（注：十六进制数前缀字符0x，x前面是数字0而不是字符o）,由0~9，A~F或a~f的数字组成。 • 以下各数是合法的十六进制整型常量： • 0X2A(十进制为42) • 0XA0 (十进制为160) • 0XFFFF (十进制为65535) • 以下各数不是合法的十六进制整型常量： • 5A(无前缀0X) • 0X3H (含有非十六进制数码H)

11. 2.2.2 实型常量 • 在C语言中，实型常量只能用十进制形式表示，不能用八进制和十六进制形式表示。 • 它有两种形式： • 小数形式和指数形式。

12. 2.2.2 实型常量 • 1.小数形式 • 由正负号、0～7的数字和最多一个小数点组成（必须有小数点）。 • 如： • -1.85，0.3456， 120.0，.426，-11 • 都是十进制小数形式实数。小数点前面和后面可以没有数字。

13. 2.2.2 实型常量 • 2. 指数形式 • 由十进制数加上阶码标志“e”或“E”以及阶码组成。其一般形式为：a E n。其中a为十进制数，n为十进制整数（n为正数时“+”可以省略）其值为：a×10n。 • 例如，1.234e+12 表示 1.234*10¹² • 0.25e-8 表示 0.25*10-8。 • 以下是合法的实数： • 1.234e+12（等于1.234×1012）, 3.7E-2（等于3.7×10-2） • 2.34e+8（等于2.34×108） • 以下是非法的实数： • 568（无小数点）, e-5（阶码标志“e”之前无数字）, • -5（无阶码标志）, 58.+e5（负号位置不对） • 2.7E（无阶码）, 6.4e+5.8（阶码为小数）

14. 2.2.3 字符常量 • 字符常量是用单引号括起来的一个字符。例如：‘a’、‘0’、‘A’、‘-’、‘*’都是合法字符常量，注意，‘a’和‘A’是不同的字符常量。 • 除了以上形式的字符常量以外，C语言还定义了一些特殊的字符常量，是以“\”开头的字符序列，称为转义字符。转义字符是一种特殊的字符常量，具有特定的含义，不同于字符原有的意义，故称“转义”字符。如‘\n’中的n不表示字母n而作为“换行”符。

15. 2.2.3 字符常量 • 转义字符及其含义

16. 2.2.3 字符常量 • 注意： • （1）字符常量只能用单引号括起来，不能用双引 • 号或其他括号。 • （2）字符常量只能是单个字符，不能是字符串。 • （3）字符可以是字符集中任意字符,但数字被定 • 义为字符型之后就以ASCII码值参与数值运 • 算。 • 如,‘6’和6是不同的，‘6’是字符常量，而6是 • 整型常量。

17. 2.2.4 字符串常量 • 在C语言中，字符串常量是用双引号括起来的字符序列。例如，以下是合法的字符串常量： • “CHINA” • “This is a C program.” • “402754” • “+++\\? ab” • “*****” • “”表示一个空格 • “” 表示什么字符也没有 • “\n”表示一个转义字符换行 • ‘ab’既不是字符常量，也不是字符串常量。

18. 2.2.4 字符串常量 • 字符串常量在内存中存储时，系统自动在每一个字符串常量的尾部加一个“字符串结束标志”，即字符‘\0’（ ASCII码值为0）。 • 因此，长度为n个字符的字符串常量在内存中要占用n+1个字节的空间。 • 例如，字符串“C program”的长度为9（即字符的个数），但在内存中所占的字节数为10，即存放“C program\0”。

19. 2.2.4 字符串常量 • 字符串常量在内存中存储时，系统自动在每一个字符串常量的尾部加一个“字符串结束标志”，即字符‘\0’（ASCII码值为0）。因此，长度为n个字符的字符串常量在内存中要占用n+1个字节的空间。例如，字符串“C program”的长度为9（即字符的个数），但在内存中所占的字节数为10，即存放“C program\0”。

20. 2.2.4 字符串常量 • 再如，字符常量‘A’与字符串常量“A”在内存中存储的方式如下：

21. 2.2.4 字符串常量 • 例2.1 分析下面程序的运行结果。 • void main() • { char string[]=“China\n\101\t\\”; • printf(“%s\n”,string); • } • 程序运行结果： • China • A \

22. 2.2.4 字符串常量 • 字符常量与字符串常量的区别： • ⑴ 定界符不同。 • 字符常量使用单引号，而字符串常量使用双引号。 • ⑵ 长度不同。 • 字符常量的长度固定为1，而字符串常量的长度可以是0，也可以是某个整数。

23. 2.2.4 字符串常量 • 字符常量与字符串常量的区别： • ⑶ 存储要求不同。 • 字符常量存储的是字符的ASCII码值，而字符串常量除了要存储字符串常量的有效字符外，还要存储一个字符串结束标志‘\0’。 • 说明： • 在C语言中，没有专门的字符串变量，字符串常量如果需要存放在变量中要用字符数组来处理。

24. 2.2.5 符号常量 • 在程序中，可以定义一个符号来代表一个常量，这种相应的符号称为符号常量。例如：用PI代表圆周率π，即3.14159。 • 符号常量可以增加程序的易读性。 • 例如：用PI代表圆周率π，NAME代表姓名等。 • 符号常量提高了程序的通用性和可维护性，使用符号常量可以使修改该常量变得十分方便。

25. 2.2.5 符号常量 • C语言中，用编译预处理命令#define来定义符号常量。例如： • #define PI 3.14159 • #define NUM 35 • #define NAME “liming” • #define END ‘$’ • *它不是C语句，故末尾不要加分号。 • *习惯上，符号常量用大写，变量用小写以示区别。另外，符号常量一旦定义，就不能在程序的其它地方给该标识符再赋值。

26. 2.3 变量

27. 2.3.1 变量的概念 • 变量是指在程序运行过程中，其值可以改变的量。 • 例如，计算圆的周长的C语句： • i=2*3.14159*r; • i和r都是变量，其中，r可以有不同的值，i的值因r的值不同而不同。

28. 2.3.1 变量的概念 • 变量的特征： • （1）它有一个变量名，变量名的命名方式符合标识符的 • 命名规则。例如，可以用name，sum作为变量名。 • （2）变量有类型之分。 • 不同类型的变量占用的内存单元（字节）数不同， • 因此每个变量都有一个确定的类型。例如，整型变 • 量、实型变量、字符型变量等。 • （3）变量可以存放值。 • 程序运行过程中用到的变量必须有确切的值，变量 • 在使用前必须赋值，变量的值存储在内存中。在程 • 序中通过变量名来引用变量的值。

29. 2.3.1 变量的概念 • 程序运行过程中从变量中取值，实际上是通过变量名找到相应的内存地址，从其存储单元中取数据。

30. 2.3.1 变量的概念 • 例2.2 任意输入两个整数，输出它们的和、差、积 • #include <stdio.h> • void main( ) • { int a,b; /* 定义a,b为整型变量 */ • printf(“input a,b=”); /* 输出提示字符串input a,b= */ • scanf(“%d,%d”,&a,&b); /* 由键盘输入a和b的值 */ • printf(“%d+%d=%d\n”,a,b,a+b); /*计算a和b之和，并输出结果*/ • printf(“%d-%d=%d\n”,a,b,a-b); /*计算a和b之差，并输出结果*/ • printf(“%d*%d=%d\n”,a,b,a*b); /*计算a和b之积，并输出结果*/ • } • 程序运行结果: • 5,8↙ • 5+8=13 • 5-8=-3 • 5*8=40

31. 2.3.2 变量的定义与初始化 • 1. 变量的定义 • 在C语言程序中，常量是可以不经定义而直接引用的，而程序中用到的所有变量必须先定义后使用。 • 变量定义的一般格式为： • 数据类型标识符 变量名1[，变量名2，变量名3，…，变量名n]； • 其中，[]表示可选项。 • 例如： • int a; /* 定义a为整型变量 */ • int m,n; /* 定义m和n为整型变量 */ • float x,y,z; /* 定义x,y,z为单精度实型变量 */ • char ch; /* 定义ch为字符型变量 */ • long int t; /* 定义t为长整型变量 */ • static double r; /* 定义r为长静态的双精度实型变量 */

32. 2.3.2 变量的定义与初始化 • 进行变量定义时，应注意以下几点： • （1）允许在一个数据类型标识符后，说明多个相同类型的变量，各变量名之间用逗号隔开。 • （2）数据类型标识符与变量名之间至少用一个空格隔开。 • （3）最后一个变量名之后必须以分号“；”结尾。 • （4）变量说明必须放在变量使用之前，一般放在函数体的开头部分。 • （5）在同一个程序中变量不允许重复定义。例如，以下是不合法的定义。 • int x,y,z; • int a,b,x; /* 变量x被重复定义 *

33. 2.3.2 变量的定义与初始化 • 2. 变量的初始化 • 在定义变量的同时可以给变量赋初值，称为变量初始化。 • 变量初始化的一般格式为： • 数据类型标识符 变量名1=常量1[,变量名2=常量2,…,变量名n=常量n] • 例如： • int m=3,n=5; /* 定义m和n为整型变量，同时m,n分别赋初值3，5 */ • float x=0,y=0,z=0; /* 定义x,y,z为单精度实型变量， • 同时x,y,z都赋初值为0 */ • char ch=‘a’; /* 定义ch为字符型变量，同时赋初值字符‘a’ */ • long int a=1000,b; /* 定义a,b为长整型变量, 同时a赋初值1000 */

34. 2.3.3 整型变量 • 整型变量的基本类型符为int。可以根据数值的范围将整型变量定义为基本整型变量、短整型变量或长整型变量。 • 基本整型变量，用int 表示。 • 短整型变量，用short int 表示或用short表示。 • 长整型变量，用long int 表示或用long表示。

35. 2.3.3 整型变量 • 计算机中数据是以二进制形式表示的，基本整型变量占用内存2个字节，即16位。16位中最左边的一位表示符号，该位为0，表示正数；该位为1，表示负数。 • 一个基本整型变量的取值范围为-215 ～（215-1），即 -32768～32767。 • 带符号基本整型变量 [signed] int • 无符号基本整型变量 unsigned int • 带符号短整型变量 [signed] short [int] • 无符号短整型变量 unsigned short [int] • 带符号长整型变量 [signed] long [int] • 无符号长整型变量 unsigned long [int]

36. 2.3.3 整型变量 有符号数 无符号数

37. 2.3.4 实型变量 • 实型数据与整型数据在内存中的存储方式不同，实型数据是按照指数形式存放的。系统把一个实数分成小数部分和指数部分分别存放。指数部分采用规范化的指数形式。

38. 2.3.4 实型变量 • 实型变量分为以下3种: • 单精度（float） • 双精度（double） • 长双精度（long double）

39. 2.3.4 实型变量 • 实型变量是用有限的存储单元进行存储的，因此提供的有效数字总是有限的，在有效位以外的数字将变得没有意义，由此可能会产生一些误差。 • 单精度实数只能保证7位有效数字，双精度实数只能保证15位有效数字，后面的数字无意义。 • 例如： • float a=12345.678; • float b=12345.6789; • 变量a和b的有效数值都是12 345.67，在内存中存储时，a为12 345.677 734，b为12 345.678 711，在忽略无效位后，两者相等。

40. 2.3.4 实型变量 • 由于实数存在舍入误差，在使用时应注意： • （1）不要试图用一个实数精确表示一个大整数。 • （2）由于实数在计算和存储时会有一些微小的误差，因此实 • 数一般不能直接进行判断“相等”，而是判断接近或近似 • （3）避免直接将一个很大的实数与一个很小的实数相加、相 • 减，否则会“丢失”小的数。 • 例如: 某计算机允许表示具有七位有效数字的十进制数，计算333.3333+0.0002222222，若计算时没有位数的限制，则结果应当是3.3335222222。 计算机由于字长位数的限制，只能表示七位有效数字，于是只得将小数点后的七个数字全部删掉，而仅保留其整数部分，得到和值333.3335。 • （4）根据实际要求选择单精度或双精度。

41. 2.3.5 字符型变量 • 字符型变量用来存放字符常量，注意只能存放一个字符。 • 例如： • char c1,c2,c3,c4,c5; • c1=’a’; 正确 • c2=“a”; 不正确 • c3=’abc’; 不正确 • c4=’\107’; 正确 • c5=’6’;正确

42. 2.3.5 字符型变量 • 1.字符型数据在内存中的存放形式 • 将一个字符常量放到一个字符变量中，实际上并不是把该字符本身放到内存单元中去，而是将该字符的相应的ASCII代码放到存储单元中。例如：char c1,c2; c1=’a’; c2=’b’; • 字符’a’的ASCII代码为十进制数97，字符’b’的ASCII代码为十进制数98，在内存中变量c1、c2的值如图所示。 实际上是以二进制形式存放的

43. 2.3.5 字符型变量 • 2.字符型数据的使用 • 字符型数据在内存中是以ASCII码存储,因此，字符型和整型可以通用，字符型数据可以以字符形式输出，也可以以整数形式输出。 • 以字符形式输出时，先将内存中ASCII码转换成对应的字符，再输出。以整数形式输出时，则直接将ASCII码作为整数输出。字符数据还可参加算术运算，此时相当于对它们的ASCII码值进行算术运算，先将其1个字节转换为2个字节，然后进行运算。

44. 2.3.5 字符型变量 • 例2.3 向字符变量赋予整数。#include <stdio.h>void main(){ char c1,c2; /* 定义c1,c2为字符型变量 */ c1=65; /* 将整数65赋给c1 */ c2=67; /* 将整数67赋给c2 */ printf(“%c %c\n”,c1,c2); /*以字符形式输出c1和c2的值*/ printf(“%d %d\n”,c1,c2); /*以整数形式输出c1和c2的值*/} • 程序运行结果：A C 65 67 • 可以看到：字符型数据和整型数据是通用的。它们既可以用字符形式输出（用%c），也可以用整数形式输出（用%d）。但是应注意字符数据只占一个字节，它只能存放0～255范围内的整数。

45. 2.3.5 字符型变量 • 例2.4 大小写字母的转换。 #include <stdio.h>void main(){ char c1,c2; /* 定义c1,c2为字符型变量 */ c1=65; /* 将整数65赋给c1 */ c2=67; /* 将整数67赋给c2 */ printf(“%c %c\n”,c1,c2);/* 以字符形式输出c1和c2的值 */ printf(“%d %d\n”,c1,c2);/* 以整数形式输出c1和c2的值 */} • 程序运行结果：A B65 66a b97 98

46. 2.3.5 字符型变量 • 例2.5 字符型和整型可以相互赋值。#include <stdio.h>void main(){ int k; /* 定义k为整型变量 */ char ch; /* 定义ch为字符型变量 */ k=‘b’; /* 将字符’b’赋给整型变量k */ ch=66; /* 将整数66赋给字符变量ch */ printf(“%d %c\n”,k,k);/* 以不同形式输出k的值 */ printf(“%d %c\n”,ch,ch); /* 以不同形式输出ch的值 */} • 程序运行结果：98 b66 B

47. 2.3.6 基本数据类型描述 • 基本数据类型和基本数据类型加上修饰以后，各数据类型所占的内存空间字节数和所表示的数值范围。

48. 2.4 程序举例 • 例2.5 实型数据的舍入误差。#include <stdio.h>void main(){ float a,b; /* 定义a和b为单精度实型变量 */ a=123456.789e5; /* 将123456.789e5赋给单精度实型变量a */ b=a+20; /* 将a的值加上20赋给单精度实型变量b */ printf("%f\n",a); /* 以实型形式输出a的值 */ printf("%f\n",b); /* 以实型形式输出b的值 */} 程序运行结果：12345678848.00000012345678848.000000由于实型变量是由有限的存储单元组成的，因此，能提供的有效数字总是有限的。

49. 2.4 程序举例 • 例2.6 分析下面程序的运行结果。#include <stdio.h>void main(){ float a; /* 定义a为单精度实型变量 */ double b; /* 定义b为双精度实型变量 */ a=33333.33333; /* 将33333.33333赋给单精度实型变量a */ b=33333.33333333333333; /* 将33333.33333333333333 • 赋给双精度实型变量b*/ printf(“%f\n%f\n”,a,b); /* 以实型形式输出a和b的值 */} 程序运行结果：33333.332031 33333.333333 由于a 是单精度浮点型，有效位数只有七位。而整数已占五位，故小数二位后之后均为无效数字。b是双精度型，有效位为十六位。但Turbo C 规定小数后最多保留六位，其余部分四舍五入。

50. 本 章 小 结 • 数据是程序处理的对象。在处理数据之前，要确定该数据处理类型和它是作为常量还是变量来使用。 • C语言提供了丰富的数据类型，其中的基本数据类型有整型、实型、字符型和枚举型。 • 常量是指在程序运行期间其值固定不变的量。常量有4类：整型常量、实型常量、字符型常量和字符串常量。程序中可以用符号来代替常量的值，从而使程序直观、易改。 • 变量是指在程序运行期间其值可以被改变的量。变量其实代表了某块存储空间。