初识C语言·2

1在介绍数据类型之前，先介绍signed 和 unsigned。signed和unsigned都是C语言中的关键字，它们的作用是决定字符或者整型的正负号。signed（有符号）表示该数据可正可负，unsigned修饰一个数据的时候表示该数据只能是正数或者0。而int，整型，是默认带有符号的，你可以写成signed int，也可以写成int，两种写法都是正确的。写成unsigned int 就是表示

XY.散人

709人浏览 · 2023-10-16 21:13:53

XY.散人 · 2023-10-16 21:13:53 发布

1·signed unsigned

2·数据类型及其取值范围

3·变量

4·操作符

5·强制类型转换

6·printf 和 scanf 详细介绍

在介绍数据类型之前，先介绍signed 和 unsigned。

signed和unsigned都是C语言中的关键字，它们的作用是决定字符或者整型的正负号。

signed（有符号）表示该数据可正可负，unsigned修饰一个数据的时候表示该数据只能是正数或者0。

而int，整型，是默认带有符号的，你可以写成signed int，也可以写成int，两种写法都是正确的。写成unsigned int 就是表示非负整数了，当然，也可以省略int ,直接写unsigned。

但是这两个的区别不止这个，还有取值范围。unsigned就厉害了，直接让正数取值范围扩大了一倍，因为数在计算机是二进制存储的，开头的数是表示符号，0表示正，1表示负。

inunsigned int类型比int类型的容量大是因为，unsigned int是无符号类型的，所以最高位不表示正负，而int类型的最高位是表示正负的。

根据VS.2022环境中limits.h（整型的取值范围。如果是float.h就是浮点型的取值范围）的文件我们来看一下取值范围。

浅浅了解一下进制

16位的 signed short int 的取值范围是：-32768~32767，最⼤是32767；⽽ unsigned short int 的取值范围是：0~65535，最⼤值增⼤到了65,535。

好了，注意，字符类型的signed和unsigned和整型是有区别的。

C 语⾔规定 char 类型默认是否带有正负号，由当前系统决定。也就是说， char 不等同于 signed char ，它有可能是 signed char ，也有可能是 unsigned char 。这⼀点与 int 不同， int 就是等同于 signed int 。

编程为生活服务，而生活中的元素有不同的种类，编程中也是。

下面介绍不同的数据类型及其取值范围。

如图，数据类型有两大类，今天就内置类型进行介绍，自定义类型后续跟进。

字符

字符在前一篇文章已经进行了较为详细的介绍，这里暂且略过。

整型

整型，整数类型的意思，在C语言中，将整型进行了一个细分，分为短整型，整型，长整型，更长的整型，注意，更长的整型是在C99中引入的。

对应的代码为 short int , int ,long int ,long long int 。当然除了整型的int不可省略，其他可以省略。

既然分为长短，那么取值范围就有区别，我们根据limits.h进行直观的理解。

• 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。

那么是什么导致它们的取值范围不同呢？

答案是在内存中占的字节数。

PS：计算机最小存储单位是bit，然后是byte,kb，mb，tb...

一个比特存放0或者1，一个字节等于8比特，1 kb=1024byte...

一个整型占4个字节，短整型占2个字节，长整型占8或者4个字节，更长的整型占8个字节。

有人就问了，欸long为什么是两种情况，这是因为C语言中规定占字节数long>=int,取决于多少位系统。

浮点型

不少人看到这个名字觉得好高深，其实就是小数的意思啦，当然，浮点型分为两种，一种是单精度浮点型，一种是双精度浮点型，一听就知道双精度浮点型的精确度要高点。

C语言中规定，float是单精度浮点型，double是双精度浮点型。

浮点型也是有long double的。

布尔类型

C语言原来并没有为布尔值单独设置⼀个类型，而是使用整数 0 表示假，非零值表示真。在 C99 中也引入了布尔类型，是专门表示真假的。

布尔类型的写法有两种，_Bool和bool，取值有false和true。

使用布尔类型要引用头文件<stdbool.h>的，那么进行一下代码演示。

好了，内置类型已经有了一个大概的了解，那么我们现在来了解一下每种数据类型在内存中的内存大小，在此之前，先了解一下sizeof这个关键词。

sizeof

sizeof既是一个关键词，也是一个操作符，可以用来计算数据类型的所占字节数，也可以用来计算数组所占字节数。

先来看看应用场景之数组大小；

arr1数组有5个字符，而一个字符占1个字节，所以输出结果是5。

但是！

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 ，甚至是 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，可能是 unsigned int ，也可能是 unsigned long long 。

所以C语言给了一个解决方法，那就是单独设一个类型别名，即sizeof的返回结果是size_t类型，对应的占位符应该是%zd。

sizeof后面可以是类型，也可以是表达式，但是表达式的括号是可以不用加的，类型一定要加括号，如图

虽然sizeof可以计算表达式的所占字节数，但是sizeof里面的表达式是不进行计算的，如图

好了，接下来是不同数据类型的所占字节数；

相信大家也知道代码怎么写了，那么不多说直接上代码

ok数据类型就介绍完了，开启下个内容。

C语言中把变化的量称为变量，不变的量称为常量。

这是创建变量的过程。

数据类型决定变量类型。

在VS里面，要求变量最好进行初始化，不然在VS这种对语法要求比较高的环境中，可能会报错。

初始化即是对变量随便赋一个值。

变量也有分类，分为局部变量和全局变量。

局部变量就是放在大括号之内的变量，如；

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a=0;
    return 0;
}

这里的a就是局部变量。

全局变量就是放在大括号之外的变量，如；

#include <stdio.h>
int b=0;
int main()
{
    int a=0;
    return 0;
}

这里的b就是全局变量。

局部变量的作用范围就只有所在的大括号之内，全局变量的作用范围自然就是整个工程。

那么，当局部变量和全局变量冲突的时候结果如何呢？

可以发现，当局部变量和全局变量冲突的时候，局部变量优先。

那么它们的存储地方呢？

局部变量存储在内存的栈区，全局变量存储在内存中的静态区，这里稍作介绍，后面深入。

操作符也有一定的分类，算术操作符，赋值操作符，复合操作符，单目操作符，双目操作符，三目操作符等等，操作符数不胜数，这里就提到的进行介绍。

PS：操作符也被称为运算符，不同的翻译，意思一样

算数操作符，无非就是进行计算所用的操作符，那么包括的操作符有，

+ - / * %

对应的中文就是加减乘除取模，取模是取余数的意思，这些操作符与生活中的加减乘除有些许差别，但我认为是可以接受的。

这里+ - * 不进行过多介绍，计算机中运算与生活中无异。

重点介绍 / %

先看一串代码：

提问，结果是什么呢？相信不少刚接触C语言的认为答案是1.5，那么结果是否如此呢？

看来不是，而且细心的人会发现6的下面有三个点，当把鼠标移动过去就会有提醒说“整数除法运算应先去尾再转化为浮点型”，原因在于我们在进行除法运算时两个操作数都是整型，C语言中的整数除法是整除，也就是只会返回整数部分，丢弃小数部分。

所以希望得到浮点数的结果，两个运算数必须至少有一个浮点数。如图：

% 取模，即返回两个数相除的余数，但是这个操作符只能用于整数，不能用于浮点数。

但是负数也是可以进行取模的，但是结果的正负号只有第一个运算数的正负号决定，

如图：

赋值操作符和复合赋值

在定义一个变量的时候给一个初始值叫做初始化，创建好变量后再给一个值叫做赋值。

int a = 100;//初始化
a = 200;//赋值,使用的就是赋值操作符

所以=就是赋值操作符。

当然，也可以进行连续赋值，如：

int a = 1;
int b = 2;
int c = 0;
c = b = a+3;//连续赋值，从右向左依次赋值

C语言支持这种写法，但是这种代码不易理解，所以建议拆开写。

int a = 5;
int b = 9;
int c = 0;
b  = a + 3;
c = b;

这种就很容易观察细节了。

复合赋值符

写代码的时候我们经常会对一个数进行自增自减的操作，如下

int a = 0;
int b = 0;
a = a+3;
b = b-2;

C语言中提供了更加方便的写法

int a = 18;
a += 4;

代码结果是a=22，同理，还有其他复合赋值符

如： += -= *= /= %=，这些运算思路和+=是一样的

当然，还有这些复合赋值符，如 >>= <<= &= |= ^=，后面进行介绍。

单目/双目/三目操作符

单双三的意思就是有几个运算符，如+ - / %需要两个运算符，就代表这些操作符是双目操作符。

单目操作符：++ -- + -

欸刚才不是说+ - 是双目吗，怎么变成单目了，因为这里的+ -是表示正负号的意思。

现在对++ -- 进行介绍。

++分为前置++和后置++，且++是一种自增的操作符，具体如下代码

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = 10;
	int b = a++;
	int c = ++a;
	printf("%d %d %d", a, b, c);
	return 0;
}

它们的区别在于是先使用在自增还是先自增在使用，巧记的方法是谁在前谁就先使用，

前置++，++在前所以a先自增，在进行使用，后置++同理可得。那么运行结果就比较明显了。

如图：

--的作用方式是一样的，就不进行阐述了。

三目操作符，即是有三个操作数的，在C语言中有且仅有一个三目操作符，

实现代码是（exp1 ? exp2:exp3）exp是表达式的意思。

先执行表达式1，如果结果为真，那么就执行表达式2，如果结果为假，那么就执行表达式3。

看一段比较简单的代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = 520;
	int b = 1314;
	int c = (a > b ? a : b);
	printf("%d", c);
	return 0;
}

因为a<b，所以执行表达式3,即c的值是1314。

这些操作符就介绍完了，其他的操作符在之后进行介绍。

在操作符中还有一种特殊的操作符是强制类型转换，语法形式很简单，具体实现如下：

int a = 3.14;
//a是int类型，3.14是double类型，两边类型不一致，编译器会报警告

int a = (int)3.14;
//意思就是把3.14强制类型转换为int类型，计算机读取的时候只会读取整数部分

但强扭的瓜不甜，不到万不得已的时候不要使用，不然可能导致精度的丢失。

printf详解

printf的基本用法是把参数文本输出到屏幕，print是打印的意思，f代表格式化，表示可以定制输出文本的格式。

#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("Hello C");
    return 0;
}

上述代码会在屏幕打印Hello C

但是printf不会自动添加换行符，为了让光标移到下一行的开头可以手动添加换号符，如果文本内部有换行，也可以在内部插入换行符，如图：

#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("Hello\nC");
    printf("Hello\n");
    printf("C\n");
    return 0;
}

这些是最最基本的用法。

那么，现在引用占位符的概念；

所谓占位符，就是这个位置可以用其他值带入，如图

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = 1314;
	printf("%d\n", 520);
	printf("%d\n", a);
	return 0;
}

占位符的第一个字符统一为%，第二个字符表示的是占位符的类型，如%d表示的是带入的值必须是一个整数。

输出文本里可以有多个占位符，占位符与参数的关系是一一对应的，如果用%c输出整型，那么编译器就会报错。

如果有n个占位符，printf的参数就应该由n+1个参数，如果参数个数小于对应的占位符，printf可能会输出内存中的任意值。

那么，常见的占位符有这些。

• %a ：十六进制浮点数，字母输出为小写。

• %A ：十六进制浮点数，字母输出为大写。

• %c ：字符。

• %d ：十进制整数。

• %e ：使用科学计数法的浮点数，指数部分的 e 为小写。

• %E ：使用科学计数法的浮点数，指数部分的 E 为大写。

• %i ：整数，基本等同于 %d 。

• %f ：小数（包含 float 类型和 double 类型）。

• %g ：6个有效数字的浮点数。整数部分⼀旦超过6位，就会⾃动转为科学计数法，指数部分的 e 为小写。

• %G ：等同于 %g ，唯⼀的区别是指数部分的 E 为⼤写。

• %hd ：十进制 short int 类型。

• %ho ：八进制 short int 类型。

• %hx ：十六进制 short int 类型。

• %hu ：unsigned short int 类型。

• %ld ：十进制 long int 类型。

• %lo ：八进制 long int 类型。

• %lx ：十六进制 long int 类型。

• %lu ：unsigned long int 类型。

• %lld ：十进制 long long int 类型。

• %llo ：八进制 long long int 类型。

• %llx ：十六进制 long long int 类型。

• %llu ：unsigned long long int 类型。

• %Le ：科学计数法表⽰的 long double 类型浮点数。

• %Lf ：long double 类型浮点数。

• %n ：已输出的字符串数量。该占位符本⾝不输出，只将值存储在指定变量之中。

• %o ：⼋进制整数。

• %p ：指针。

• %s ：字符串。

• %u ：五符号整数（unsigned int）。

• %x ：十六进制整数。

• %zd ： size_t 类型。

• %% ：输出⼀个百分号。

当然，不是所有的都常用，随着代码数的增加慢慢就了解了。

占位符有了一定了解，那么介绍printf（）可以定制占位符的输出格式。

printf允许限定占位符的最小宽度

#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("%5d", 123);
	return 0;
}

%5d表示这个占位符的宽度至少为5位，运行结果如图

可以看到，123前面由两个空格，当然宽度值至少为5位，那么改成%2d就不会出现前面由空格的情况

输出的默认值是右对齐，如果想要左对齐，只需要在%后面加一个-号就行。

而对于小数而言，这个限定符会限制所有数字的最小显示宽度。

如图

由于小数的默认精度是小数点后6位，所以前面有4个空格。

总是默认显示正负号

默认情况下，printf（）不对整数显示+号，只对负数显示-号，如果想要在正数前面输出+号。可以在%后面加个+。

限定小数位数

有时候觉得小数点后6位太长了，占位符也可以对其进行限制，如图

所以限定的方式是%后面加.n（n是限制数字）。

当然了，这种写法可以结合限定宽度占位符使用，如图

当当当然了，最小宽度和小数位数这两个限定值都可以通过*代替，通过printf()的参数传入，如图

图中的两个*号就是由参数6 2传入的。

输出部分字符串

%s是用来输出字符串的，默认是全部输出，如果只想输出部分内容，可以通过%.[n]s指定输出其中的长度，其中[n]代表一个数字，表示要输出的长度。具体的代码实现：

以上就是printf（）函数的较为详细的介绍。

6.1

scanf详解

基本用法

scanf同printf一样，原型定义在头文件stdio.h。

scanf用于读取用户的键盘输入，它的第一个参数是一个格式字符串，里面放置的占位符与printf基本一致，而要输入一个数，scanf就必须提前知道用户输入的数据类型，才能进行输入。

它的其他参数就是存放用户输入的变量，有多少个占位符就有多少个变量。

注意：变量前面必须加&（指针变量除外），这个符号是取地址符号，因为scanf传递的是地址，而不是值，即变量的地址指向用户输入的值。

先看两个错误例子

一个是没有先定义，一个是没有加&符号。

所以编译器都进行了报错。

scanf（）处理数值占位符的时候，会自动过滤空白字符，包括空格，制表符，换行符等。

如图展示

scanf() 处理用户输入的原理是，用户的输入先放入缓存，等到按下回车键后，按照占位符对缓存进行解读。

解读用户输入时，会从上⼀次解读遗留的第⼀个字符开始，直到读完缓存，或者遇到第⼀个不符合条件的字符为止。

怎么理解呢？看代码：

空格全部忽略，读取到-13，发现有个点，就不是整型，就跳过，由于遗留的是. ，对应是%f，所以会读取到.45e，%不属于浮点型的有效字符，所以会停在这里。

当然，scanf也可以像printf一样，拥有多个占位符。

scanf的返回值

scanf（）的返回值是一个整数，表示成功读取变量的个数，如果没有读取到任何项，或者匹配失败，就会返回0。

如果在成功读取到任何数据前，发生了读取错误或者遇到读取文件结尾，就返回常量EOF。

那么，现在进行测试。

这是正常输入的情况

那么，我如果提前停止输入呢？

VS中按3次ctrl+z才结束了输入，可以看到r=2。

如果一个都不输入，输出r的值就是-1，也就是EOF的值。

占位符

scanf（）常用的占位符如下：

• %c ：字符。

• %d ：整数。

• %f ： float 类型浮点数。

• %lf ： double 类型浮点数。

• %Lf ： long double 类型浮点数。

• %s ：字符串。

• %[ ] ：在方括号中指定⼀组匹配的字符（比如 %[0-9] ），遇到不在集合之中的字符，匹配将会停⽌。

上⾯所有占位符之中，除了 %c 以外，都会自动忽略起首的空白字符。 %c 不忽略空白字符，总是返回当前第⼀个字符，无论该字符是否为空格。

如果要强制跳过字符前的空白字符，可以写成scanf(" %c", &ch)，%前面加上一个空格，表示跳过0个或者多个空白字符。

需要特别强调的是%s

它的作用规则是

从当前第⼀个非空白字符开始读起，直到遇到空白字符（即空格、换⾏符、制表符等）为止。

即%s不会包含空白字符，所以无法用来读取多个单词，另外，scanf()遇到%s会在字符串变量末尾存储字符0。

scanf() 将字符串读⼊字符数组时，不会检测字符串是否超过了数组长度。所以，储存字符串时，很可能会超过数组的边界，导致预想不到的结果。为了防⽌这种情况，使用%s 占位符时，应该指定读⼊字符串的最长长度，即写成%[m]s ，其中的 [m] 是⼀个整数，表示读取字符串的最大长度，后面的字符将被丢弃。