[C++知识库]C语言第七章——数据类型

引子：sizeof的用法

• 是一个运算符，给出某个类型和变量在内存中所占据的字节数
• sizeof(int) sizeof(i)
• 是静态运算符，它的结果在编译时刻就已经决定了
• 不要在sizeof的括号中做运算，这些运算不会做的，即只看结果是什么类型的，不会真的去做计算，比如sizeof(a++)这种事情a不会++，但sizeof(a+1.0)确实是会先把int a转化为double 然后再得出double的大小

C语言的类型

整数

关于几种整数类型、

整数那一张ppt，每种数据类型是几个字节

下面是用自己的电脑来看这些数据类型的

#include<stdio.h>
int main()
{
	printf("%ld\n",sizeof(char));
	printf("%ld\n",sizeof(short));
	printf("%ld\n",sizeof(int));
	printf("%ld\n",sizeof(long));
	printf("%ld\n",sizeof(long long));
	
	printf("%ld\n",sizeof(float));
	printf("%ld\n",sizeof(double));
	printf("%ld\n",sizeof(long double));
	return 0;
 } 

我这台电脑的运行结果是

关于为什么int和long根据计算机和编译器有不同的结果？
如下图，int想要表达的就是一个寄存器的大小，寄存器通过总线一次性可以把这么多的数据给了RAM，所谓“这么多的数据”即一个int,int就是用来表达寄存器的

计算机内整数是如何表达的

引子：

• 计算机里一切都是二进制，他是什么取决于我们怎么看待它！！！
• 所有的类型最终的意义是我们通过什么方式去看待它，而不是表明他是怎么表达的

原码和补码
负数是由补码表示的

以一个字节（8位）举例
0-> 0000 0000
1-> 0000 0001
现在要找到一个数是-1，使得，-1+1=0，即
1111 1111+0000 0001-> 1 0000 0000
而第九位无法表达，因此，其实是255+1->256,然而这里的256因为无法表达第9位，而变成了0，这里的1111 1111本来是255，也就变成了-1
即

• 对于-a来说，补码就是0-a,实际上是2ⁿ-a,n是这种类型的位数

对应在上面的例子中，对于-1来说，补码就是0000 0000-0000 0001=1111 1111,（0-1=-1）实际上是（1 0000 0000-0000 0001=1111 1111注意有溢出的1）2⁸-1=255

• 1111 1111被当作纯二进制数的时候是255，被当作补码来说是-1（再次反应的是引子中说的，在于我们怎样看待它）
• 补码的意义在于拿原码和补码就可以加出一个带溢出的0，进行的运算仍然是纯二进制的运算

整数的范围——关于越界

如图，正是因为char所表达的范围变成了一个圆，所以才会有

• 同样是8位，只能表示256个数，但char表示的是则是-2⁷到2⁷-1（即-128～127，即上图中圆的内圈），而unsigned char表示的则是0到2⁸-1(即0～255，即上图中圆的外圈)
• char中，127+1=-128，127+2=-127
• unsigned char中，255+1=0，0-2=254

整数的格式化输入输出

只有两种%d %ld 如果表示无符号的则是%u,%lu

• 所有int和比int小的数都用%d
• 比int大的都用%ld

顺便做个拓展,如果写出下面的代码，其实就是想表达全部位都是1的时候用无符号数输出，但会发现输出的数字是一样的，这是为什么？？？

#include<stdio.h>
int main()
{
	char c=-1;
	int i=-1; 
	printf("%u %u",c,i);
	
	
	return 0;
 }

答案是unsigned int所能表示的最大值
这就非常好理解了，有以下的说明

注意： 这里需要注意的就是，之前提到过的两点

• int想要表达的就是一个寄存器的大小，寄存器通过总线一次性可以把这么多的数据给了RAM，所谓“这么多的数据”即一个int,int就是用来表达寄存器的就算是char也是一次给RAM一个int的大小
• 所以为什么所有int和比int小的数都用%d也是这个道理，即int和long表示几个字节是由编译器和计算机决定的，这是很有道理的，超过int大小以后，一次给RAM的是一个long的大小，所以
  1.int和long表示的是和寄存器相关的事情
  2.所有int和比int小的数都用%d，比int大的都用%ld
  这两件事情是同一件事情

字符类型char——既是整数类型也是字符类型

'1’的ASCII码是49

#include<stdio.h>
int main()
{
	char c;
	scanf("%c",&c) ;
	printf("%c %d",c,c);

	return 0;
 }

这里输入：1
输出结果：1 49

#include<stdio.h>
int main()
{
	char c;
	scanf("%d",&c) ;
	printf("%c %d",c,c);

	return 0;
 }

这里输入：49
输出结果：1 49
!!!
便一目了然了

字符的运算

字符也是可以做类似++这种操作的，毕竟是ASCII码的运算

大小写字母转换

常见的ASCII码可以简单知道一下，比如

• a的ASCII码数值是97，A的ASCII码数值是65。
• ASCII码值中，大小写字母码的关系是对应的大写字母与小写字母之间相差32
• 大写字母码<小写字母码

因此我们就很容易的可以得出来大小写字母的转换公式

• a+‘a’-‘A’ ——把大写字母变成小写字母
• a+‘A’-‘a’ ——把小写字母变成大写字母
  注意，根本不需要强记，要充分的理解，可以用a的ASCII码数值是97，A的ASCII码数值是65的例子来理解

浮点数

整数是二进制数，是补码形式
浮点数是编码形式

表达范围

这里的表达范围说的很详细

1. 接近0的很小的一个数到很大的一个数，负数一边也是（这表示其实在接近0的很小的一片区域浮点数是表达不了的）
2. 0（虽然接近0的小片区域不能表达，但是可以表达0）
3. ±inf（正负无穷）
4. nan（不存在）
   这里用一个例子说明±inf和nan

#include<stdio.h>
int main()
{
	
	printf("%f\n",12.0/0.0);
	printf("%f\n",-12.0/0.0);
	printf("%f\n",0.0/0.0);
	return 0;
 }

输出结果：
1.#INF00
-1.#INF00
-1.#IND00

注意：如果是整数printf("%d\n",12/0);其实编译都通不过，但是浮点数中其实定义了0.0可以做分母，专门来这样表示了无穷和不存在的情况
注注意：这里0.0表示的就是0，不能理解成0.0是表示的无限接近0的一个很小的数，所以才能做分母，这样理解是错误的，因为有如下的代码说明0和0.0相等

#include<stdio.h>
int main()
{
	int i=0;
	double k=0.0;
	if(i==k)
	{
		printf("here!");
	}
	return 0;
 }

确确实实输出了here！那就没话说了，而且浮点数的表达范围明确说可以表达0了

浮点数不能被准确表达！！！

但这种判断的方法是可行的，因为浮点运算是有精度的，可以用类似的思路来写代码来说明

#include<stdio.h>
int main()
{
	float a=1.23f;
	float b=2.34f;
	float c=a+b;
	if(c==3.57)
	{
		printf("here!");
	}else
	{
		printf("不相等，c=%.10f,c=%f",c,c);
	}

	return 0;
 }

输出结果是：
不相等，c=3.5699999332,c=3.570000
这里就说明了浮点数不能准确表达，注意这里要在1.23和2.34后面专门加上f来说明是浮点数，而前面的0.0就算加了f，也是和0相等的

• 带小数点的字面量是double而不是float，float需要用f或F后缀来表明身份

这里遇到了一些小的问题：

• 如果去掉f，好像还是会输出here的，是double相等float不相等？

关于输出精度的事情

用例子来说明

#include<stdio.h>
int main()
{
	
	printf("%.3f\n",0.0049);
	printf("%.30f\n",0.0049);
	printf("%.3f\n",0.00049);
	return 0;
 }

输出结果：
0.005
0.004899999999999999800000000000
0.000

输出的结果会得出这样几个结论：

• 由第一个和第三个输出的结果得出，输出精度是会四舍五入的
• 第二个结果才是计算机内部真实的这个数，因为0.0049计算机没法准确表达——浮点数计算机没法准确表达，因为数学中的数是连续的，而计算机必须用离散的数来表示

类型转换

自动类型转换

• 当运算符的两边出现不一致的类型时，会自动转换成比较大的类型
• 对于printf，任何小于int的类型都会被转换成int，float会被转换成double（所以这就是输出double的时候并不需要搞一个%lf 只需要%f，都是有原因的）
• 对于scanf，要输入short，需要%hd（所以输入double的时候也要%lf）

强制类型转换

(int)10.2;

注意：强制类型转换的优先级高于四则运算，毕竟是单目运算符

逻辑类型（运算）——特殊的整数运算

• 逻辑类型本身是人为定出来的
• 逻辑类型是特殊的整数类型，逻辑运算是特殊的整数运算
• 逻辑运算优先级！高于&&高于||（运算优先级要熟悉，见C语言第一章——基本运算这篇文章有总结）
• 短路！！！逻辑运算是自左向右进行的，如果左边的结果已经能决定结果了，就不会做右边的运算，这对人来说也是很容易理解的

!a //非
a&&b//与
a||b//或

a>4&&a<6//表示4<a<6
a>'A'&&a<'Z'//判断a是不是大写字母
!age<20//要注意这里是先算非运算，因为是单目运算符

指针

指针会第八章进行单独的讲解

自定义类型

这里留下来的一个问题：

• 自定义类型指的是结构体吗？？

八进制和十六进制

表示八进制，前面加0
表示十六进制，前面加0x

int i=012;
int k=0x12;

注意：八进制和十六进制仅仅是如何把数字表达为字符串，与内部如何表达数字无关（内部表达的数字肯定是二进制啊！）

总结：%的输入输出格式

整数

%d 表明输入输出的是十进制（Decimal）
%o 表明输入输出的是八进制（Octal）
%x %X 表明输入输出的是十六进制（Hexadecimal）（因为有字母，输出大写字母时用%X）
%c

%p

浮点数

%f double类型的输出，float类型的输入和输出
%lf double类型的输入（具体查看自动类型转换的后两个点）
%e %E 表示输入输出的是科学计数法，例子如下

#include<stdio.h>
int main()
{
	
	double i=1234.5678; 
	double k;
	scanf("%e",&k);//输入1e-10 
	printf("%E %e %f\n",i,i,i);
	printf("%E %e %f",k,k,k);
	
	return 0;
 }

计算结果：
1.234568E+003 1.234568e+003 1234.567800
3.884164E-315 3.884164e-315 0.000000
足以说明用法了（最后一个是0是因为他表达的数跑到精度后面了，如果想要看到他表示的数，可以把%f改成%.16f让他输出小数点后16位的就可以了，这倒不是什么大的事情）是输出精度的事情

总结：逃逸字符（转义字符）

\n
\t 制表位，到固定的位置
\b 回退一格
\
*
"