【C生万物】C语言数据类型、变量和运算符

简介: 【C生万物】C语言数据类型、变量和运算符


1. 数据类型的介绍

C语言提供了了丰富的数据类型来描述生活中的各种数据。

C语言提供的一下数据类型:

1.1 字符型

// 注:带[]的可以省略
char
[signed] char // 有符号的char 
unsigend char //  无符号的char

1.2 整型

// 注:带[]的可以省略
// 短整型
short [int]
[signed] short [int]
unsigned short [int]
// 整型
int
[signed] int
unsigned int
// 长整型
long [int]
[signed] long [int]
unsigned long [int]
// 长长整型
// C99中引入
long long [int]
signed long long [int]
unsigned long long [int]

1.3 浮点型

float     // 单精度浮点型
double    // 双精度浮点型
long double

1.4 布尔型

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,非零表示真。

C99中才引入了布尔类型,是专门表示真假的。

_Bool

使用布尔类型必须包含头文件:<stdbool.h>

布尔值变量的取值是:true 或者 false

2. signed 和 unsigned

C语言使用signedunsigned 关键字修饰字符型和整型类型的。

signed:表示一个类型带有正负号,包含负值;

unsigned:表示一个类型不带有正负号,只能表示零和正整数

3. 变量

在生活中有些值是不变的(如:性别、身份证号码、血型等等)

有些值是可变的(如:年龄、体重、薪资等等)

不变的值,C语言中用常量的概念来表示,变的值,C语言用变量的概念来表示。

3.1 变量的创建

变量创建的语法如下:

int age;
   |   |
   |   |
数据类型 变量名
int age;  // 整型变量
float weight; // 浮点型变量
char ch;  // 字符型变量

变量的初始化:变量创建的时候就给了一个初始值,就叫初始化

int age = 18;
float weght = 48.5;
char ch = 'a';

3.2 变量的分类

  • 全局变量:在大括号外部定义的变量叫做全局变量

全局变量的使用范围更广,整个工程都可以使用。

  • 局部变量:在大括号内部定义的变量叫做局部变量

局部变量的使用范围是比较局限的,只能在自己所在的局部范围内使用

#include<stdio.h>
int num = 100; // 全局变量
int main()
{
    int age = 18; // 局部变量
    
    printf("%d\n",num);
    printf("%d\n",age);
    
    return 0;
}

注:

当局部变量和全局变量同名时,局部变量使用优先(同名时不是同一个变量,也不是重新赋值!!!)

全局变量和局部变量在内存中怎么存储的?

内存中的三个区域:栈区、堆区、静态区

  1. 局部变量存储在栈区
  2. 全局变量存储在静态区
  3. 堆区是用来动态内存管理的

4. 算术操作符:+、-、*、/、%

C语言中为了方便运算,提供了一系列的操作符,其中有一组操作符叫:算术操作符。分别是+、-、*、/、%,都是双目操作符

4.1 + 和 -

+-用来完成加法和减法。

+-都是有2个操作数的,位于操作符两端的就是它们的操作数,这种操作符也叫双目操作符

#include<stdio.h>
int main()
{
    int x = 4 + 22;
    int y = 61 - 23;
    printf("%d\n",x);
    printf("%d\n",y);
    return 0;
}

4.2 *

运算符* 用来完成乘法。

#include<stdio.h>
int main()
{
    int num = 5;
    printf("%d\n",num * num); // 25
    return 0;
}

4.3 /

运算符 /用来完成除法。

除号的两端如果是整数,执行的是整数除法,得到的结果也是整数。

#include<stdi.h>
int main()
{
    float x = 6 / 4;
    int y = 6 / 4;
    printf("%f\n",x); // 1.000000
    printf("%d\n",y); // 1
    return 0;
}

上面示例,尽管变量 x 的类型是 float (浮点数),但是 6 / 4 得到的结果是 1.0,而不是1.5.原因就在于C语言里面的整数除法是整除,只会返回整数部分,丢弃小数部分。

如果希望得到浮点数的结果,两个运算数至少有一个浮点数,这时C语言就会进行浮点数除法。

#include<stdi.h>
int main()
{
    float x = 6.0 / 4;  // 或者 float x = 6 / 4.0;
    printf("%f\n",x); // 1.500000
    return 0;
}
// 6.0 / 4 表示进行浮点数除法,得到结果就是1.5

4.4 %

运算符 % 表示求模运算,即返回两个整数相除的余值。这个运算符只能用于整数,不能用于浮点数。

#include<stdio.h>
int main()
{
    int x = 6 % 4;
    printf("%d\n",x); // 2
    
    return 0;
}

负数求模的规则是,结果的正负号由第一个运算符的正负号决定。

#include<stdio.h>
int main()
{
    printf("%d\n",-11 % 2);   // -1
    printf("%d\n",11 % -2);   // 1
    printf("%d\n",-11 % -2);  // -1
    return 0;
}
// 第一个运算符的正负号决定了结果的正负号

5. 赋值操作符:= 和 复合赋值

在变量创建的时候给一个初始值叫初始化,在变量创建好后,再给一个值,这叫赋值。

int a = 100;  // 初始化
a = 200;    // 赋值

赋值操作符 = 是一个随时可以给变量赋值的操作符。

5.1 连续赋值

赋值操作符也可以连续赋值,如:

int a = 3;
int b = 5;
int c = 0;
c = b = a + 3;  // 连续赋值,从右向左依次赋值的

C语言虽然支持这种连续赋值,但是写出的代码不容易理解,建议还是拆开来写,这样方便观察代码的执行细节。

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

这样写,在调试的时候,每一次赋值的细节都是可以方便的观察的。

5.2 复合赋值符

在写代码的时候,我们经常对一个数进行自增、自减的操作,如:

int a = 10;
a = a + 3;
a = a - 2;

这样的代码C语言提供了更加方便的写法:

int a = 10;
a += 3;
a -= 2;

C语言的复合赋值符有:

+=  -=
*=  /=  %=
>>=   <<=
&=  |=  ^=

6. 单目操作符:++、–、+、-

C语言中还有一些操作符只有一个操作符,被称为单目操作符。++、--、+(正)、-(负) 就是单目操作符。

6.1 ++ 和 –

++是一种自增的操作符,又分为前置++和后置++,–是一种自增的操作符,又分为前置–和后置–。

6.1.1 前置++

int a = 10;
int b = ++a;  // ++的操作数是a,是放在a的前面的,就是前置++
printf("a = %d b = %d\n",a ,b);
// a = 11 b = 11

计算口诀:先 +1,后使用

a原来是10,先 +1,后a变成了11,再使用赋值给b,b得到的也是11,所以计算后,a和b都是11,等价于这样的代码:

int a = 10;
a += 1;
b = a;
printf("a = %d b = %d\n",a ,b);
// a = 11 b = 11

6.1.2 后置++

int a = 10;
int b = a++;  // ++的操作数是a,是放在a的后边面的,就是后置++
printf("a = %d b = %d\n",a ,b);
// a = 11 b = 10

计算口诀:先使用,后 +1

a原来是10,先使用,把a赋值给b,b变成了10,后a+1变成了10,所以计算后,a=11,b=10,等价于这样的代码:

int a = 10;
int b = a;
a += 1;
printf("a = %d b = %d\n",a ,b);
// a = 11 b = 10

6.1.3 前置–

和前置++同理,只是换成了-1

计算口诀:先 -1,后使用

int a = 10;
int b = --a; // -- 的操作符是a,是放在a的前面的,就是前置--
printf("a = %d b = %d\n",a ,b);
// a = 9 b = 9

6.1.4 后置–

和后置++同理,只是换成了-1

计算口诀:先使用,后-1

int a = 10;
int b = a--; // -- 的操作符是a,是放在a的后面的,就是后置--
printf("a = %d b = %d\n",a ,b);
// a = 9 b = 10

6.2 + 和 -

这里的 + 是正号,- 是负号,都是单目操作符

运算符 + 对正负没有影响,是完全可以省略的运算符

int a = +10 //等价于 int a = 10;

运算符 - 用来改变一个值的正负号,负数的前面加上 -就会得到正数,正数的前面加上 - 会得到负数

int a = 10;
int b = -a;
int c = -10;
printf("b = %d c = %d\n",b,c);  // b = -10 c = -10
int a = -10;
int b = -a;
printf("b = %d\n",b); // b = 10

7. 关系运算符

C语言用于比较的表达式,称为**“关系表达式”**,里面使用的运算符就称为“关系运算符”,主要有下面6个。

  • > 大于运算符
  • < 小于运算符
  • >= 大于等于运算符
  • <= 小于等于运算符
  • == 相等运算符
  • != 不相等运算符
a == b;
a != b;
a < b;
a > b;
a <= b;
a >= b;

关系表达式通常返回01,表示真假。

C语言中,0表示假,非0表示真。

注意:

相等运算符与赋值运算符是两种不同的运算符,不要混淆。

多个关系运算符不宜连用

8. 逻辑操作符

逻辑运算符提供了逻辑判断功能,用于构建更复杂发表达式,主要有下面三个运算符。

  • !:逻辑取反运算符(改变单个表达式的真假)。
  • &&:与运算符,就是并且的意思(两侧的表达式都为真,则为真,否则为假)。
  • ||:或运算符,就是或者的意思(两侧至少一个表达式为真,则为真,否则为假)

注:C语言中,非0表示真,0表示假

记忆口诀:

&&:全真为真,有假必假,遇假则停

||:全假为假,有真必真,遇真则停

!:真变假,假变真

9. 强制类型转换

在操作符中还有一种特殊的操作符是强制类型转换,语法形式如下:

(类型)

看代码:

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

为了消除警告,我们可以使用强制类型转换:

int a = (int)3.14; // 意思是将3.14强制类型转换为int类型,这种强制类型转换只去整数部分

俗话说,强扭的瓜不甜,我们使用强制类型转换都是万不得已的时候使用,如果不需要强制类型转换就是实现代码,这样自然更好。

10. printf 和 scanf 介绍

printf()scanf() 能让用户可以与程序交流,它们是输出/输入函数,简称 I/O 函数

虽然printf()是输出函数,scanf() 是输入函数,但是它们的工作原理几乎相同。两个函数都使用格式字符串和参数列表。

10.1 printf

10.1.1 基本用法

printf() 的作用将参数文本输出到屏幕。它名字里面的 f 代表 format(格式化),表示可以定制输出文本的格式。

使用printf() 必须包含头文件: <stdio.h>

10.1.2 占位符

printf() 可以在输出文本中指定占位符。

常见的占位符:

%a 十六进制的浮点数,字母输出为小写
%A 十六进制的浮点数,字母输出为大写
%c 单个字符
%d 有符号十进制整数
%e 浮点数,e 计数法
%E 浮点数,E 计数法
%g 6个有效数字的浮点数,整数部分超过6位,转为科学计数法,指数部分的 e 小写
%G 等同于 %g,唯一区别是指数部分的 E 为大写
%i 有符号十进制整数
%o 无符号八进制整数
%p 指针
%s 字符串
%u 无符号十进制整数
%x 无符号十六进制整数,使用十六进制数 0 f
%X 无符号十六进制整数,使用十六进制数 0 F
%% 打印一个百分号

10.1.3 输出格式

printf(格式字符串,待打印项1,待打印项2,....);

10.1.3.1 限定宽度

printf() 允许限定占位符的最小宽度

#include<stdio.h>
int main()
{
  printf("|%5d\n",123); // 输出 |  123
    printf("%-5d|\n", 123); // 输出 123  |
    
    return 0;
}

%5d 表示这个占位符的宽度至少为5位。不满5位,对应的值前面会添加空格。输出的值默认是右对齐,即输出内容前面会有空格;希望改成左对齐,在输出内容后面添加空格,可以在占位符的%的后面插入一个-号。

10.1.3.2 限定小数位数

输出小数是,有时希望限定小数位数。举例,希望小数点后面只保留两位,占位符可以写成%.2f

最小宽度和小数位数这两个限定值,都可以用* 代替 ,通过 printf()的参数传入

#include<stdio.h>
int main()
{
  printf("%*.*f\n", 6,2,0.5); //   0.50
  // 等价于 printf("%6.2f\n", 0.5);  //   0.50
  return 0;
}
10.1.3.4 输出部分字符串

%s 占位符用来输出字符串,默认是全部输出。如果只想输出开头的部分,可以用%.[m]s 指定输出的长度,其中[m] 代表一个数字,表示所要输出的长度。

#include<stdio.h>
int main()
{
  printf("%.5s\n", "hello world"); //hello
    
  return 0;
}

10.2 scanf

当我们有了变量,需要给变量输入值的时候就可以使用scanf() 函数,如果需要将值输出的时候就要使用 printf() 函数。

#include<stdio.h>
int main()
{
  int score = 0;
  printf("请输入成绩:");
  scanf("%d", &score);
  printf("成绩是:%d\n", score);
  return 0;
}

运行结果:

图文演示:

10.2.1 基本用法

scanf() 函数根据特定的格式读取输入。

scanf() 语法与 printf() 的语法类似。

它的第⼀个参数是⼀个格式字符串,里面会放置占位符(与 printf()的占位符基本⼀致),告诉编译器如何解读用户的输入,需要提取的数据是什么类型。

这是因为C语言的数据都是有类型的, scanf() 必须提前知道用户输⼊的数据类型,才能处理数据。

它的其余参数就是存放用户输入的变量,格式字符串里面⾯有多少个占位符,就有多少个变量。

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

10.2.2 scanf()的返回值

scanf() 的返回值是一个整数,表达式成功读取的变量个数。

如果没有读取任何项,或者匹配失败,则返回0。如果在成功读取任何数据之前,发生了读取错误或者读取到文件结尾,则返回常量EOF。

#include<stdio.h>
int main()
{
  int a = 0;
  int b = 0;
  int c = 0;
  int r = scanf("%d %d %d", &a, &b, &c);
  printf("a=%d b=%d c=%d\n", a, b, c);
  printf("r=%d\n", r);
  return 0;
}

运行结果:

如果输入两个数后,按 Ctrl + z,提前结束输入:

在VS环境中按3次Ctrl + z,才能结束输入,我们可以看到 r是2,表示正确读入2个值。

如果一个数字都不输入,直接按3次Ctrl + z,输入的r是-1,也就是EOF。

10.2.3 占位符

scanf() 常用的占位符如下:

%c 字符
%d 整数
%f float 类型浮点型
%lf double 类型浮点型
%Lf long double 类型浮点型
%s 字符串

除了**%c**以外,都活自动忽略起首的空白字符%c不忽略空白字符,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);,即%c前加上一个空格,表示跳过零个或多个空白字符。

注意:

  • 如果用scanf() 读取基本变量类型的值,在变量名前加上一个&
  • 如果用scanf() 把字符读入字符数组中,不要使用&

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