return 语句

在入门例子程序中，return 语句是最后一条语句。int main(void) 中的 int 表明 main() 函数应返回一个整数。有返回值的 C 函数要有 return 语句，没有返回值的程序也建议大家保留 return 关键字，这是一种好的习惯或者说统一的编码风格。

分号

在 C 语言中，每一行的结尾都要用 ; 进行结束，它表示一个语句的结束，如果忘记或者会略分号会被编译器提示错误。

关键字

下面是 C 语言中的关键字，C 语言的关键字一共有 32 个，根据其作用不同进行划分

数据类型关键字

数据类型的关键字主要有 12 个，分别是

char: 声明字符型变量或函数
double: 声明双精度变量或函数
float: 声明浮点型变量或函数
int : 声明整型变量或函数
long: 声明长整型变量或函数
short : 声明短整型变量或函数
signed : 声明有符号类型变量或函数
_Bool: 声明布尔类型
_Complex ：声明复数
_Imaginary: 声明虚数
unsigned : 声明无符号类型变量或函数
void : 声明函数无返回值或无参数，声明无类型指针

控制语句关键字

控制语句循环的关键字也有 12 个，分别是

循环语句

for : for 循环，使用的最多
do ：循环语句的前提条件循环体
while：循环语句的循环条件
break : 跳出当前循环
continue：结束当前循环，开始下一轮循环

条件语句

if：条件语句的判断条件
else : 条件语句的否定分支，与 if 连用
goto: 无条件跳转语句

开关语句

switch: 用于开关语句
case：开关语句的另外一种分支
default : 开关语句中的其他分支

返回语句

retur：子程序返回语句（可以带参数，也看不带参数）

存储类型关键字

auto : 声明自动变量一般不使用
extern : 声明变量是在其他文件正声明（也可以看做是引用变量）
register : 声明寄存器变量
static: 声明静态变量

其他关键字

const: 声明只读变量
sizeof : 计算数据类型长度
typedef: 用以给数据类型取别名
volatile : 说明变量在程序执行中可被隐含地改变

C 中的数据

我们在了解完上面的入门例子程序后，下面我们就要全面认识一下 C 语言程序了，首先我们先来认识一下 C 语言最基本的变量与常量。

变量和常量

变量和常量是程序处理的两种基本对象。

有些数据类型在程序使用之前就已经被设定好了，在整个过程中没有变化（这段话描述不准确，但是为了通俗易懂，暂且这么描述），这种数据被称为常量(constant)。另外一种数据类型在程序执行期间可能会发生改变，这种数据类型被称为 变量(variable)。例如 int number 就是一个变量，而3.1415 就是一个常量，因为 int number 一旦声明出来，你可以对其任意赋值，而 3.1415 一旦声明出来，就不会再改变。

变量名

有必要在聊数据类型之前先说一说变量名的概念。变量名是由字母和数字组成的序列，第一个字符必须是字母。在变量名的命名过程中，下划线 _ 被看作字母，下划线一般用于名称较长的变量名，这样能够提高程序的可读性。变量名通常不会以下划线来开头。在 C 中，大小写是有区别的，也就是说，a 和 A 完全是两个不同的变量。一般变量名使用小写字母，符号常量（#define 定义的）全都使用大写。选择变量名的时候，尽量能够从字面上描述出变量的用途，切忌起这种 abc 毫无意义的变量。

还需要注意一般局部变量都会使用较短的变量名，外部变量使用较长的名字。

数据类型

在了解数据类型之前，我们需要先了解一下这些概念 位、字节和字。

位、字节和字都是对计算机存储单元的描述。在计算机世界中，最小的单元是 位(bit)，一个位就表示一个 0 或 1，一般当你的小伙伴问你的电脑是 xxx 位，常见的有 32 位或者 64 位，这里的位就指的是比特，比特就是 bit 的中文名称，所以这里的 32 位或者 64 位指的就是 32 bit 或者 64 bit。字节是基本的存储单元，基本存储单元说的是在计算机中都是按照字节来存储的，一个字节等于 8 位，即 1 byte = 8 bit。字是自然存储单位，在现代计算机中，一个字等于 2 字节。

C 语言的数据类型有很多，下面我们就来依次介绍一下。

整型

C 语言中的整型用 int 来表示，可以是正整数、负整数或零。在不同位数的计算机中其取值范围也不同。不过在 32 位和 64 位计算机中，int 的取值范围是都是 2^32 ，也就是 -2147483648 ~ +2147483647，无符号类型的取值范围是 0 ~ 4294967295。

整型以二进制整数存储，分为有符号数和无符号数两种形态，有符号数可以存储正整数、负整数和零；无符号只能存储正整数和零。

可以使用 printf 打印出来 int 类型的值，如下代码所示。

#include <stdio.h> 
int main(){
 int a = -5;
 printf("%d\n",a);
 unsigned int b = 6;
 printf("%d\n",b);
}

C 语言还提供 3 个附属关键字修饰整数类型，即 short、long 和 unsigned。

short int 类型（或者简写为 short）占用的存储空间可能比 int 类型少，适合用于数值较小的场景。
long int 或者 long 占用的存储空间可能比 int 类型多，适合用于数值较大的场景。
long long int 或者 long long（C99 加入）占用的存储空间比 long 多，适用于数值更大的场合，至少占用 64 位，与 int 类似，long long 也是有符号类型。
unsigned int 或 unsigned 只用于非负值的场景，这种类型的取值范围有所不同，比如 16 位的 unsigned int 表示的范围是 0 ~ 65535 ，而不是 -32768 ~ 32767。
在 C90 标准中，添加了 unsigned long int 或者 unsigned long 和 unsigned short int 或 unsigned short 类型，在 C99 中又添加了 unsigned long long int 或者 unsigned long long 。
在任何有符号类型前面加 signed ，可强调使用有符号类型的意图。比如 short、short int、signed short、signed short int 都表示一种类型。

比如上面这些描述可以用下面这些代码来声明：

long int lia;
long la;
long long lla;
short int sib;
short sb;
unsigned int uic;
unsigned uc;
unsigned long uld;
unsigned short usd;

这里需要注意一点，unsigned 定义的变量，按照 printf 格式化输出时，是能够显示负值的，为什么呢？不是 unsigned 修饰的值不能是负值啊，那是因为 unsigned 修饰的变量，在计算时会有用，输出没什么影响，这也是 cxuan 刚开始学习的时候踩的坑。

我们学过 Java 的同学刚开始都对这些定义觉得莫名其妙，为什么一个 C 语言要对数据类型有这么多定义？C 语言真麻烦，我不学了！

千万不要有这种想法，如果有这种想法的同学，你一定是被 JVM 保护的像个孩子！我必须从现在开始纠正你的这个想法，因为 Java 有 JVM 的保护，很多特性都做了优化，而 C 就像个没有伞的孩子，它必须自己和这个世界打交道！

上面在说 short int 和 long int 的时候，都加了一个可能，怎么，难道 short int 和 long int 和 int 还不一样吗？

这里就是 C 语言数据类型一个独特的风格。

为什么说可能，这是由于 C 语言为了适配不同的机器来设定的语法规则，在早起的计算机上，int 类型和 short 类型都占 16 位，long 类型占 32 位，在后来的计算机中，都采用了 16 位存储 short 类型，32 位存储 int 类型和 long 类型，现在，计算机普遍使用 64 位 CPU，为了存储 64 位整数，才引入了 long long 类型。所以，一般现在个人计算机上常见的设置是 long long 占用 64 位，long 占用 32 位，short 占用 16 位，int 占用 16 位或者 32 位。

char 类型

char 类型一般用于存储字符，表示方法如下

char a = 'x';
char b = 'y';

char 被称为字符类型，只能用单引号 '' 来表示，而不能用双引号 “” 来表示，这和字符串的表示形式相反。

char 虽然表示字符，但是 char 实际上存储的是整数而不是字符，计算机一般使用 ASCII 来处理字符，标准 ASCII 码的范围是 0 - 127 ，只需 7 位二进制数表示即可。C 语言中规定 char 占用 1 字节。

其实整型和字符型是相通的，他们在内存中的存储本质是相通的，编译器发现 char ，就会自动转换为整数存储，相反的，如果给 int 类型赋值英文字符，也会转换成整数存储，如下代码

#include <stdio.h>
int main(){
 char a = 'x';
 int b;
 b = 'y';
 printf("%d\n%d\n",a,b);
}

输出

120

121

所以，int 和 char 只是存储的范围不同，整型可以是 2 字节，4 字节，8 字节，而字符型只占 1 字节。

有些 C 编译器把 char 实现为有符号类型，这意味着 char 可表示的范围是 -128 ~ 127，而有些编译器把 char 实现为无符号类型，这种情况下 char 可表示的范围是 0 - 255。signed char 表示的是有符号类型，unsigned char 表示的是无符号类型。

_Bool 类型

_Bool 类型是 C99 新增的数据类型，用于表示布尔值。也就是逻辑值 true 和 false。在 C99 之前，都是用 int 中的 1 和 0 来表示。所以 _Bool 在某种程度上也是一种数据类型。表示 0 和 1 的话，用 1 bit（位）表示就够了。

float、double 和 long double

整型对于大多数软件开发项目而言就已经够用了。然而，在金融领域和数学领域还经常使用浮点数。C 语言中的浮点数有 float、double 和 long double 类型。浮点数类型能够表示包括小数在内更大范围的数。浮点数能表示小数，而且表示范围比较大。浮点数的表示类似于科学技术法。下面是一些科学记数法示例:

数字	科学记数法	指数记数法
1000000000	1 * 10^9	1.0e9
456000	4.56 * 10^5	4.56e5
372.85	3.7285 * 10 ^ 2	3.7285e2
0.0025	2.5 * 10 ^ -3	2.5e-3

C 规定 float 类型必须至少能表示 6 位有效数字，而且取值范围至少是 10^-37 ~ 10^+37。通常情况下，系统存储一个浮点数要占用 32 位。

C 提供的另一种浮点类型是 double(双精度类型)。一般来说，double 占用的是 64 位而不是 32 位。

C 提供的第三种类型是 long double ，用于满足比 double 类型更高的精度要求。不过，C 只保证了 long double 类型至少与 double 类型相同。

浮点数的声明方式和整型类似，下面是一些浮点数的声明方式。

#include <stdio.h>
int main(){
 float aboat = 2100.0;
 double abet = 2.14e9;
 long double dip = 5.32e-5;
 printf("%f\n", aboat);
 printf("%e\n", abet);
 printf("%Lf\n", dip);
}

printf() 函数使用 %f 转换说明打印十进制计数法的 float 和 double 类型浮点数，用 %e 打印指数记数法的浮点数。打印 long double 类型要使用 %Lf 转换说明。

关于浮点数，还需要注意其上溢和下溢的问题。

上溢指的是是指由于数字过大，超过当前类型所能表示的范围，如下所示

float toobig = 3.4E38 * 100.0f;
printf("%e\n",toobig);

输出的内容是 inf，这表示 toobig 的结果超过了其定义的范围，C 语言就会给 toobig 赋一个表示无穷大的特定值，而且 printf 显示值为 inf 或者 infinity 。

下溢：是指由于数值太小，低于当前类型所能表示的最小的值，计算机就只好把尾数位向右移，空出第一个二进制位，但是与此同时，却损失了原来末尾有效位上面的数字，这种情况就叫做下溢。比如下面这段代码

float toosmall = 0.1234e-38/10;
printf("%e\n", toosmall);

复数和虚数类型

许多科学和工程计算都需要用到复数和虚数，C99 标准支持复数类型和虚数类型，C 语言中有 3 种复数类型：float _Complex、double _Complex 和 long double _Complex。

C 语言提供的 3 种虚数类型：float _Imaginary、 double _Imaginary 和 long double _Imaginary。

如果包含 complex.h 头文件的话，便可使用 complex 替换 _Complex，用 imaginary 替代 _Imaginary。

其他类型

除了上述我们介绍过的类型之外，C 语言中还有其他类型，比如数组、指针、结构和联合，虽然 C 语言没有字符串类型，但是 C 语言却能够很好的处理字符串。

常量

在很多情况下我们需要常量，在整个程序的执行过程中，其值不会发生改变，比如一天有 24 个小时，最大缓冲区的大小，滑动窗口的最大值等。这些固定的值，即称为常量，又可以叫做字面量。

常量也分为很多种，整型常量，浮点型常量，字符常量，字符串常量，下面我们分别来介绍

整数常量

整数常量可以表示为十进制、八进制或十六进制。前缀指定基数：0x 或 0X 表示十六进制，0 表示八进制，不带前缀则默认表示十进制。整数常量也可以带一个后缀，后缀是 U 和 L 的组合，U 表示无符号整数（unsigned），L 表示长整数（long）。

330         /* 合法的 */
315u        /* 合法的 */
0xFeeL      /* 合法的 */
048         /* 非法的：8 进制不能定义 8 */

浮点型常量

浮点型常量由整数部分、小数点、小数部分和指数部分组成。你可以使用小数形式或者指数形式来表示浮点常量。

当使用小数形式表示时，必须包含整数部分、小数部分，或同时包含两者。当使用指数形式表示时，必须包含小数点、指数，或同时包含两者。带符号的指数是用 e 或 E 引入的。

3.14159       /* 合法的 */
314159E-5L    /* 合法的 */
510E          /* 非法的：不完整的指数 */
210f          /* 非法的：没有小数或指数 */

字符常量

C 语言中的字符常量使用单引号（即撇号）括起来的一个字符。如‘a’，‘x’，'D'，‘?’，‘$’ 等都是字符常量。注意，‘a’ 和 ‘A’ 是不同的字符常量。

除了以上形式的字符常量外，C 还允许用一种特殊形式的字符常量，就是以一个 “\” 开头的字符序列。例如，前面已经遇到过的，在 printf 函数中的‘\n’，它代表一个换行符。这是一种控制字符，在屏幕上是不能显示的。

常用的以 “\” 开头的特殊字符有

微信图片_20220417160502.png

表中列出的字符称为“转义字符”，意思是将反斜杠（\）后面的字符转换成另外的意义。如 ‘\n’ 中的 “n” 不代表字母 n 而作为“换行”符。

表中最后第 2 行是用ASCII码（八进制数）表示一个字符，例如 ‘\101’ 代表 ASCII 码（十进制数）为 65 的字符 “A”。‘\012’（十进制 ASCII 码为 10）代表换行。

需要注意的是 ‘\0’ 或 ‘\000’ 代表 ASCII 码为 0 的控制字符，它用在字符串中。

字符串常量

字符串常量通常用 "" 进行表示。字符串就是一系列字符的集合。一个字符串包含类似于字符常量的字符：普通的字符、转义序列和通用的字符。

常量定义

C 语言中，有两种定义常量的方式。

使用 #define 预处理器进行预处理
使用 const 关键字进行处理

下面是使用 #define 预处理器进行常量定义的代码。

#include <stdio.h>
#define LENGTH 5
#define WIDTH 10
int main(){
 int area = LENGTH * WIDTH;
 printf("area = %d\n", area);
}

同样的，我们也可以使用 const 关键字来定义常量，如下代码所示

#include <stdio.h>
int main(){
 const int LENGTH = 10;
 const int WIDTH = 5;
 int area;
 area = LENGTH * WIDTH;
 printf("area = %d\n", area);
}

那么这两种常量定义方式有什么不同呢？

编译器处理方式不同

使用 #define 预处理器是在预处理阶段进行的，而 const 修饰的常量是在编译阶段进行。

类型定义和检查不同

使用 #define 不用声明数据类型，而且不用类型检查，仅仅是定义；而使用 const 需要声明具体的数据类型，在编译阶段会进行类型检查。

C 语言基础，来喽！（三）