C 数据类型
在 C 语言中,数据类型指的是用于声明不同类型的变量或函数的一个广泛的系统。变量的类型决定了变量存储占用的空间,以及如何解释存储的位模式。
C 中的类型可分为以下几种:
序号 | 类型与描述 |
---|---|
1 | 基本数据类型 它们是算术类型,包括整型(int)、字符型(char)、浮点型(float)和双精度浮点型(double)。 |
2 | 枚举类型: 它们也是算术类型,被用来定义在程序中只能赋予其一定的离散整数值的变量。 |
3 | void 类型: 类型说明符 void 表示没有值的数据类型,通常用于函数返回值。 |
4 | 派生类型: 包括数组类型、指针类型和结构体类型。 |
数组类型和结构类型统称为聚合类型。函数的类型指的是函数返回值的类型。在本章节接下来的部分我们将介绍基本类型,其他几种类型会在后边几个章节中进行讲解。
整数类型
下表列出了关于标准整数类型的存储大小和值范围的细节:
类型 | 存储大小 | 值范围 |
---|---|---|
char | 1 字节 | -128 到 127 或 0 到 255 |
unsigned char | 1 字节 | 0 到 255 |
signed char | 1 字节 | -128 到 127 |
int | 2 或 4 字节 | -32,768 到 32,767 或 -2,147,483,648 到 2,147,483,647 |
unsigned int | 2 或 4 字节 | 0 到 65,535 或 0 到 4,294,967,295 |
short | 2 字节 | -32,768 到 32,767 |
unsigned short | 2 字节 | 0 到 65,535 |
long | 4 字节 | -2,147,483,648 到 2,147,483,647 |
unsigned long | 4 字节 | 0 到 4,294,967,295 |
注意,各种类型的存储大小与系统位数有关,但目前通用的以64位系统为主。
以下列出了32位系统与64位系统的存储大小的差别(windows 相同):
为了得到某个类型或某个变量在特定平台上的准确大小,您可以使用 sizeof 运算符。表达式 sizeof(type) 得到对象或类型的存储字节大小。下面的实例演示了获取 int 类型的大小:
实例
#include <stdio.h> #include <limits.h> int main() { printf("int 存储大小 : %lu \n", sizeof(int)); return 0; }
%lu 为 32 位无符号整数,详细说明查看 C 库函数 - printf()。
当您在 Linux 上编译并执行上面的程序时,它会产生下列结果:
int 存储大小 : 4
浮点类型
下表列出了关于标准浮点类型的存储大小、值范围和精度的细节:
类型 | 存储大小 | 值范围 | 精度 |
---|---|---|---|
float | 4 字节 | 1.2E-38 到 3.4E+38 | 6 位有效位 |
double | 8 字节 | 2.3E-308 到 1.7E+308 | 15 位有效位 |
long double | 16 字节 | 3.4E-4932 到 1.1E+4932 | 19 位有效位 |
头文件 float.h 定义了宏,在程序中可以使用这些值和其他有关实数二进制表示的细节。下面的实例将输出浮点类型占用的存储空间以及它的范围值:
实例
#include <stdio.h> #include <float.h> int main() { printf("float 存储最大字节数 : %lu \n", sizeof(float)); printf("float 最小值: %E\n", FLT_MIN ); printf("float 最大值: %E\n", FLT_MAX ); printf("精度值: %d\n", FLT_DIG ); return 0; }
%E 为以指数形式输出单、双精度实数,详细说明查看 C 库函数 - printf()。
当您在 Linux 上编译并执行上面的程序时,它会产生下列结果:
float 存储最大字节数 : 4
float 最小值: 1.175494E-38
float 最大值: 3.402823E+38
精度值: 6
void 类型
void 类型指定没有可用的值。它通常用于以下三种情况下:
序号 | 类型与描述 |
---|---|
1 | 函数返回为空 C 中有各种函数都不返回值,或者您可以说它们返回空。不返回值的函数的返回类型为空。例如 void exit (int status); |
2 | 函数参数为空 C 中有各种函数不接受任何参数。不带参数的函数可以接受一个 void。例如 int rand(void); |
3 | 指针指向 void 类型为 void * 的指针代表对象的地址,而不是类型。例如,内存分配函数 void *malloc( size_t size ); 返回指向 void 的指针,可以转换为任何数据类型。 |
如果现在您还是无法完全理解 void 类型,不用太担心,在后续的章节中我们将会详细讲解这些概念。
类型转换
类型转换是将一个数据类型的值转换为另一种数据类型的值。
C 语言中有两种类型转换:
- **隐式类型转换:**隐式类型转换是在表达式中自动发生的,无需进行任何明确的指令或函数调用。它通常是将一种较小的类型自动转换为较大的类型,例如,将int类型转换为long类型或float类型转换为double类型。隐式类型转换也可能会导致数据精度丢失或数据截断。
- **显式类型转换:**显式类型转换需要使用强制类型转换运算符(type casting operator),它可以将一个数据类型的值强制转换为另一种数据类型的值。强制类型转换可以使程序员在必要时对数据类型进行更精确的控制,但也可能会导致数据丢失或截断。
隐式类型转换实例:
int i = 10;
float f = 3.14;
double d = i + f; *// 隐式将int类型转换为double类型*
显式类型转换实例:
double d = 3.14159;
int i = (int)d; *// 显式将double类型转换为int类型*
C 强制类型转换
强制类型转换是把变量从一种类型转换为另一种数据类型。例如,如果您想存储一个 long 类型的值到一个简单的整型中,您需要把 long 类型强制转换为 int 类型。您可以使用强制类型转换运算符来把值显式地从一种类型转换为另一种类型,如下所示:
(type_name) expression
请看下面的实例,使用强制类型转换运算符把一个整数变量除以另一个整数变量,得到一个浮点数:
#include <stdio.h>
int main()
{
int sum = 17, count = 5;
double mean;
mean = (double) sum / count;
printf("Value of mean : %f\n", mean );
}
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Value of mean : 3.400000
这里要注意的是强制类型转换运算符的优先级大于除法,因此 sum 的值首先被转换为 double 型,然后除以 count,得到一个类型为 double 的值。
类型转换可以是隐式的,由编译器自动执行,也可以是显式的,通过使用强制类型转换运算符来指定。在编程时,有需要类型转换的时候都用上强制类型转换运算符,是一种良好的编程习惯。
整数提升
整数提升是指把小于 int 或 unsigned int 的整数类型转换为 int 或 unsigned int 的过程。请看下面的实例,在 int 中添加一个字符:
#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 17;
char c = 'c'; /* ascii 值是 99 */
int sum;
sum = i + c;
printf("Value of sum : %d\n", sum );
}
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Value of sum : 116
在这里,sum 的值为 116,因为编译器进行了整数提升,在执行实际加法运算时,把 'c' 的值转换为对应的 ascii 值。
常用的算术转换
常用的算术转换是隐式地把值强制转换为相同的类型。编译器首先执行整数提升,如果操作数类型不同,则它们会被转换为下列层次中出现的最高层次的类型:
常用的算术转换不适用于赋值运算符、逻辑运算符 && 和 ||。让我们看看下面的实例来理解这个概念:
#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 17;
char c = 'c'; /* ascii 值是 99 */
float sum;
sum = i + c;
printf("Value of sum : %f\n", sum );
}
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Value of sum : 116.000000
在这里,c 首先被转换为整数,但是由于最后的值是 float 型的,所以会应用常用的算术转换,编译器会把 i 和 c 转换为浮点型,并把它们相加得到一个浮点数。