C语言的数据类型

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。

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#include  
int main(){
 int a = -5;
 printf("%d
",a);
 
 unsigned int b = 6;
 printf("%d
",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：

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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。

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

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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

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#include 

int main(){
 char a = 'x';
 int b;
 b = 'y';
 
 printf("%d
%d
",a,b);
}

输出

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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:

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。

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#include 

int main(){

 float aboat = 2100.0;
 double abet = 2.14e9;
 long double dip = 5.32e-5;
 
 printf("%f
", aboat);
 printf("%e
", abet);
 printf("%Lf
", 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

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

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float toosmall = 0.1234e-38/10;
printf("%e
", 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。

最后

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