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C基本数据类型学

C语言的基本数据类型有以下几个:
int 整型
char 字符型
float 单精度浮点型
double 双精度浮点型
另外,在基本数据类型基础上附加一些限定词, 得到扩充的数据类型。short,long可以应用到整型, unsigned可以应用到整型和字符型:
short int(或short) 短整型
long int(或long) 长整型
unsigned int 无符号整型
unsigned short 无符号短整型
unsigned long 无符号长整型
unsigned char 无符号字符型

整型
C标准没有规定各类数据所占内存字节数,通常一个int型数据所占内存与计算机字长大小相同,为16位或32位,short型数据通常占16位,long型数据是32位。每种编译器可以为硬件选择适合的长度,仅受一些限制,如short 和int 型数据至少占16位,long型至少占32位, short型数据不能超过int型数据的字节数,而int型不长于long 型。
无符号的数总是正数或零,服从数学式子2n,其中n是这种类型的二进制位数。例如,int型是16位,它的数据取值范围在-32768-32767之间,而unsigned int型数据取值范围在0-65535之间。下表列出了不同机器上整型数据的取值范围。
 
16位机器 32位机器

数据类型 所占位数 取值范围 所占位数 取值范围

int 16 -32768~32767 32 -21亿~21亿

short 16 -32768~32767 16 -32768~32767

long 32 -21亿~21亿 32 -21亿~21亿

unsigned int 16 0~65535 32 0~42亿

unsigned short 16 0~65535 16 0~65535

unsigned long 32 0~42亿 32 0~42亿

float 32 约±10E-38~ 10E38

double 64 约±10E-308~10E308

字符型
字符型数据存储时占用8位,它实际存储的是字符对应ASCII码(美国标准信息交换码American Standard Code for Information Interchange)。如一个char型数据'A',其ASCII码为65,故实际存储的内容是65。unsigued char型数据取值范围为0-255,char型数据取值范围为-128-127。字符有符号或无符号是依赖于机器的,但是可打印的字符总是正的。
由于在内存中字符型数据是以ASCII码形式存放,其形式与整型类似,因而在C语言中,字符型数据与整型数据可以通用,字符型数据所有的性质与一字节整型量相同。

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环境: Dev-C++ 4.9.6.0 (gcc/mingw32), 使用-Wall编译选项


基本类型包括字节型(char)、整型(int)和浮点型(float/double)。
定义基本类型变量时,可以使用符号属性signed、unsigned(对于char、int),和长度属性short、long(对于int、double)对变量的取值区间和精度进行说明。

下面列举了Dev-C++下基本类型所占位数和取值范围:

符号属性 长度属性 基本型 所占位数 取值范围 输

入符举例 输出符举例

-- -- char 8 -2^7 ~ 2^7-1 %c %c、%d、%u
signed -- char 8 -2^7 ~ 2^7-1 %c %c、%d、%u
unsigned -- char 8 0 ~ 2^8-1 %c %c、%d、%u

[signed] short [int] 16 -2^15 ~ 2^15-1 %hd
unsigned short [int] 16 0 ~ 2^16-1 %hu、%ho、%hx

[signed] -- int 32 -2^31 ~ 2^31-1 %d
unsigned -- [int] 32 0 ~ 2^32-1 %u、%o、%x

[signed] long [int] 32 -2^31 ~ 2^31-1 %ld
unsigned long [int] 32 0 ~ 2^32-1 %lu、%lo、%lx

[signed] long long [int] 64 -2^63 ~ 2^63-1 %I64d
unsigned long long [int] 64 0 ~ 2^64-1 %I64u、%I64o、%I64x

-- -- float 32 +/- 3.40282e+038 %f、%e、%g
-- -- double 64 +/- 1.79769e+308 %lf、%le、%lg %f、%e、%g
-- long double 96 +/- 1.79769e+308 %Lf、%Le、%Lg

几点说明:

1. 注意! 表中的每一行,代表一种基本类型。“[]”代表可省略。
例如:char、signed char、unsigned char是三种互不相同的类型;
int、short、long也是三种互不相同的类型。
可以使用C++的函数重载特性进行验证,如:
void Func(char ch) {}
void Func(signed char ch) {}
void Func(unsigned char ch) {}
是三个不同的函数。

2. char/signed char/unsigned char型数据长度为1字节;
char为有符号型,但与signed char是不同的类型。
注意! 并不是所有编译器都这样处理,char型数据长度不一定为1字节,char也不一定为有符号型。

3. 将char/signed char转换为int时,会对最高符号位1进行扩展,从而造成运算问题。
所以,如果要处理的数据中存在字节值大于127的情况,使用unsigned char较为妥当。
程序中若涉及位运算,也应该使用unsigned型变量。

4. char/signed char/unsigned char输出时,使用格式符%c(按字符方式);
或使用%d、%u、%x/%X、%o,按整数方式输出;
输入时,应使用%c,若使用整数方式,Dev-C++会给出警告,不建议这样使用。

5. int的长度,是16位还是32位,与编译器字长有关。
16位编译器(如TC使用的编译器)下,int为16位;32位编译器(如VC使用的编译器cl.exe)下,int为32位。

6. 整型数据可以使用%d(有符号10进制)、%o(无符号8进制)或%x/%X(无符号16进制)方式输入输出。
而格式符%u,表示unsigned,即无符号10进制方式。

7. 整型前缀h表示short,l表示long。
输入输出short/unsigned short

时,不建议直接使用int的格式符%d/%u等,要加前缀h。
这个习惯性错误,来源于TC。TC下,int的长度和默认符号属性,都与short一致,
于是就把这两种类型当成是相同的,都用int方式进行输入输出。

8. 关于long long类型的输入输出:
"%lld"和"%llu"是linux下gcc/g++用于long long int类型(64 bits)输入输出的格式符。
而"%I64d"和"%I64u"则是Microsoft VC++库里用于输入输出__int64类型的格式说明。
Dev-C++使用的编译器是Mingw32,Mingw32是x86-win32 gcc子项目之一,编译器核心还是linux下的gcc。
进行函数参数类型检查的是在编译阶段,gcc编译器对格式字符串进行检查,显然它不认得"%I64d",
所以将给出警告“unknown conversion type character `I' in format”。对于"%lld"和"%llu",gcc理所当然地接受了。
Mingw32在编译期间使用gcc的规则检查语法,在连接和运行时使用的却是Microsoft库。
这个库里的printf和scanf函数当然不认识linux gcc下"%lld"和"%llu",但对"%I64d"和"%I64u",它则是乐意接受,并能正常工作的。

9. 浮点型数据输入时可使用%f、%e/%E或%g/%G,scanf会根据输入数据形式,自动处理。
输出时可使用%f(普通方式)、%e/%E(指数方式)或%g/%G(自动选择)。

10. 浮点参数压栈的规则:float(4 字节)类型扩展成double(8 字节)入栈。
所以在输入时,需要区分float(%f)与double(%lf),而在输出时,用%f即可。
printf函数将按照double型的规则对压入堆栈的float(已扩展成double)和double型数据进行输出。
如果在输出时指定%lf格式符,gcc/mingw32编译器将给出一个警告。

11. Dev-C++(gcc/mingw32)可以选择float的长度,是否与double一致。

12. 前缀L表示long(double)。
虽然long double比double长4个字节,但是表示的数值范围却是一样的。
long double类型的长度、精度及表示范围与所使用的编译器、操作系统等有关。

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