嵌入式Linux C（二）——数据类型（详）-阿里云开发者社区

一、数据类型

分类：

基本数据类型：（内置：编译器自带的类型）：int(4)、short(2)、long(8)、long long、char(1)、float(4)、double(8)

复合数据类型：（多个内置类型的组成的新类型）：数组、union、struct、enum

void类型：void *（万能指针）：多态

二、定义变量

（注意事项：编码规范）

变量的可读性形容词_名词（不允许用拼音命名！！！） int n; int sum_result;

循环变量：int i;int k;

三、基本数据类型需掌握的知识点

3.0 类型转化

C语言类型转换：不安全，可以将任何类型之间转换，有可能造成数据丢失（可以隐式输出，直接编译）

安全的类型转换：先检查两个类型是否可以转换

强制类型转换：（类型名称）变量名

如果一个运算符两边的运算数类型不同，先要将其转换为相同的类型，即较低类型转换为较高类型，然后再参加运算，转换规则如下图所示。

3.1 各种数据类型的字节长度

（变量占用内存的大小：字节）int num = 5;

注：计算机便是内存大小的单位：8bit位 = 1个字节、16bit = 2个字节 = 半字、32bit = 字、双字、kb

1. 数据类型长度

int len = sizeof(num);//sizeof计算数据类型和变量的内存大小

//int len = sizeof(int);

sizeof是一个运算符

int num;
int len = sizeof num; //√
int len = sizeof int;//×
int len = sizeof(num);//√

2. 指针长度

指针的长度：int *; char *

指针类型：保存地址，操作系统中地址的长度是固定的，是由操作系统位数决定的，64位系统是8个字节、32位系统是4个字节

3. 数组长度

int arry_int[100];//400
char arry_char[100];//100

4. 字符串长度

字符串的长度：int strlen(char *stc) //不统计’\0’

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
    char *ptr = "hello world";
    printf("sizeof(*ptr) = %ld\n",sizeof(ptr));
    printf("strlen(*ptr) = %ld\n",strlen(ptr));
    printf("strlen(hello world) = %ld\n",strlen("hello world"));
    return 0;
}

小结：如何测量数据类型的大小

sizeof运算符

sizeof(变量名)

sizeof (数据类型)

strlen 统计字符串中字符的个数

3.2 各种数据类型的取值范围

（计算机是以补码形式保存数据，为解决+0 -0问题）

原码、反码、补码

计算机里保存：补码

正数：原码 = 补码

负数：

补码 = 原码取反 + 1

原码 = 补码取反 + 1

unsigned char：0 - 255（2^8-1）

signed char：-128-127

0 000 0000 = 0

0 111 1111 = 127

1 000 0000 = -128

111 1111

+1 = 2^7 - 1 + 1

1 000 0000 =-128

1 111 1111 = -1

000 0000

+1

1 000 0001 = -1

计算机为什么提出补码存储？

解决 +0 与-0

0 000 0000 = +0

1 000 0000 = -0

printf("%d",~2)

0000 0010

1111 1101

000 0010

+1

1 000 0011 = -3

//例
char ch = -128;
ch = ch - 1; //溢出
//计算机不做减法，只做加法
//1 000 0000 //-128
//1 111 1111 //-1
//0 111 1111 = 127//上面两个相加得出结果

//例
char a[1000]
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
  a[i] = i - 1;
  //i = 127   a[127]  =  -128
  //i = 128   a[128]  =  127
  //i = 128   a[129]  =  126
  //..
  //i = 255   a[255]  =  0;   ‘\0’
}
printf("strlen(a) = %ld\n",strlen(a));
//结果是255  可以好好想想

//例1
char ch =127;
ch = ch + 1;
printf("%d",ch);// 溢出，输出-128
//例2
char ch =127;
printf("%d",ch + 1);//输出128
//例1，是+1后回写到内存中，造成溢出
//例2，是直接输出，所以不存在回写

3.3 无符号和有符号的移植性

signed VS unsigned

有的编译器默认是有符号，有的是无符号

如果不解决，可能导致不同编译器，编译出错

typedef

关键字：给数据类型重命名

typedef unsigned char uChar;

typedef signed char Char;

typedef unsigned int len; //命名易懂

typedef struct student Stu; //结构体重命名，提高编码效率

解决signed、unsigned带来的代码移植性的问题

提高代码的可读性

提高编码效率

四、变量和常量

全局变量和局部变量：字节长度、生命周期、存储区域

作用域：可见范围

局部变量：在函数体里定义的变量–所在函数（出了函数不可见）

全局变量：在函数体外定义的变量–整个全局（需要用外部声明）extern int g_count

生命周期：所在内存空间的分配-释放的过程

局部变量：所在函数体执行时，分配空间，执行结束、释放空间

全局变量：所在程序执行时，分配空间，执行结束，释放空间

存储区域

CPU、硬盘、内存（物理内存，属于稀缺资源）

概念：物理内存与虚拟内存

vim hello.c

gcc hello.c -o hello

存储在硬盘上

CPU读取内存，运算完，回写内存

int num = 5;
*(&num) = 10;
printf("%p\n",&num);
//这个地址在是虚拟内存空间，以便用户不能轻易的访问到物理内存

操作系统会给用户4G的虚拟地址，通过MMU，实现虚拟地址空间(VA)与物理地址空间(PA)的映射

内存4G：1G内核+3G（栈空间、堆空间、数据段、代码段）

栈空间：

存放：局部变量、函数形参、自动变量（少）

特点：先进后出、系统管理（操作系统决定释放与分配）

堆空间：

存放：malloc、ralloc、calloc分配的空间

特点：先进先出、用户管理

数据段

再划分：

bss：未初始化的全局变量

or：常量

静态数据区：static修饰静态变量、初始化的全局变量

初始化未定义，高版本都是0

局部变量：存储在栈空间

全局变量：存储在数据段

五、格式化输出

unsigned int usi_num = 5;
signed int si_num = -5;
int array[3] = {1,2,3};
char ch = 'a';
char *ptr = "hello world";
char src[100] = "hello";
short s_sum = 6;
long l_num = 12345678;
float f_num = 1.123;
double d_num = 1.324;
printf("usi_num = %u\n",usi_num);
printf("si_num = %d\n",si_num);
for(int i = 0; i < sizeof(array)/sizeof(int); i++)
{
  printf("array[%d] = %d\n",i,array[i]);
}
printf("ch = %c\n",ch);
printf("ptr = %s\n",ptr);
while(*ptr != '\0')
{
  printf("%c\n",*ptr);
  ptr++;
}
//数组名保存数组首元素地址
printf("src = %s\n",src);
printf("s_sum = %d\n",s_sum);
printf("l_sum = %ld\n",l_sum);
printf("d_sum = %lf\n",d_sum);

printf注意点

printf：行缓冲：满一行（4096）或者遇到’\n’或者被强行输出时，数据才会被输出

printf语句后面要加上\n

printf("hello world!");
while(1);//不输出

printf使用技巧

printf使用技巧：C语言printf()函数中一些不为人知的技巧！

格式化输入

scanf格式化才能输入

注意点

不加\n

加&

指针类型不兼容（%hd、%ld）

跳出数组时，加上\0

getchar()处理垃圾

数据溢出，很危险

遇到空格就停止

gets()；获取句子，无缓冲

附

计算机不做减法，只做加法

在c语言中，用typedef重命名后，原来的变量名还可以用

MMU的解释：内存管理单元MMU

定义只能定义一次，而声明可以声明很多次。先声明，再使用

指针需要给其地址

疑问及其解决

疑问1：:printf("%d",~2)为什么不直接是正数 1111 1101

解决1：

默认确实是有符号型，所以要看符号位

疑问点2：

unsigned char和unsigned int一样吗？为什么都是输出-3

解决2：

char是8个bit=1个字节

int是32个bit=4个字节（VC中是4个字节、ANSI标准定义中是2个字节）

关于bit等概念，数据范围看：

32位操作系统int类型最大值是多少？

疑问3

大数问题

利用数组连续性，将大数每一位上的数字单独取出放入对应的数组单元中，然后再对每一位做单独的加减乘运算，期间需处理好进位和借位以及其它一些细节性的问题。

疑问4

typedef VS 宏

typedef与#define的区别

typedef只是为了增加可读性而为标识符另起的新名称(仅仅只是个别名)，而#define原本在C中是为了定义常量，到了C++，const、enum、inline的出现使它也渐渐成为了起别名的工具。有时很容易搞不清楚与typedef两者到底该用哪个好，如#define INT int这样的语句，用typedef一样可以完成，用哪个好呢？我主张用typedef，因为在早期的许多C编译器中这条语句是非法的，只是现今的编译器又做了扩充。为了尽可能地兼容，一般都遵循#define定义“可读”的常量以及一些宏语句的任务，而typedef则常用来定义关键字、冗长的类型的别名。

宏定义只是简单的字符串代换(原地扩展)，而typedef则不是原地扩展，它的新名字具有一定的封装性，以致于新命名的标识符具有更易定义变量的功能。请看：

typedef (int*) pINT;

以及下面这行:

#define pINT2 int*

效果相同？实则不同！实践中见差别：pINT a,b;的效果同int *a; int *b;表示定义了两个整型指针变量。而pINT2 a,b;的效果同int *a, b;表示定义了一个整型指针变量a和整型变量b。

转自：typedef与宏定义区别

编程实训

题目：实现一个计算器，功能加减乘除

#include <stdio.h>
int main()
{
  int num_1,num_2,result;
  char run_num; 
  printf("输入需要运算的两个数，并用逗号隔开：\n"); 
  scanf("%d,%d",&num_1,&num_2);
  printf("输入运算符，如*，/，+，-\n");
  getchar();
  scanf("%c",&run_num);
  switch(run_num)
  {
  case '+':
  {
    result = num_1 + num_2;
    break;
  }
  case '-':
  {
    result = num_1 - num_2;
    break;  
  }
  case '*':
  {
    result = num_1 * num_2;
    break;  
  }
  case '/':
  {
    result = num_1 / num_2;
    break;  
  }
  default:
    {
    printf("error!");
    }
  } 
  printf("%d %c %d = %d",num_1,run_num,num_2,result);
  return 0;
}

作业

1.设定输入长度

2.密码保护

嵌入式Linux C（二）——数据类型（详）