C語言中基本數據類型、變量和常量的使用

前言

一、人物簡介

• 第一位閃亮登場，有請今后會一直教我們C語言的老師 —— 自在。
• 第二位上場的是和我們一起學習的小白程序猿 —— 逍遙。

二、基本數據類型

1、整型

C語言中的整型數據如下表所示：

• 整型數據可以是有符號的，也可以是無符號的。
• 有符號的整型可以表示負數和正數，而無符號的整型只能表示非負整數。

2、浮點型

浮點型用于表示實數，它分為單精度浮點型（float）和雙精度浮點型（double）。單精度浮點型占用4個字節，雙精度浮點型占用8個字節。它們的取值范圍和精度如下表所示：

浮點型數據在計算機內部以二進制形式存儲，因此可能會存在精度問題。在進行浮點型數據的比較時，應該使用適當的誤差范圍進行比較。

3、字符型

字符型用于表示單個字符，它占用1個字節。

字符型數據可以作為單個字符使用，也可以作為整型數據使用，表示該字符在ASCII碼表中的對應數值。

4、布爾型

布爾型(bool)用于表示真假值，它只有兩個取值：true和false。

在C語言中，布爾型數據被定義為一個整型數據類型，0表示false，非0表示true。

三、變量

1、變量的定義和聲明

在C語言中，變量必須先被定義或聲明才能使用。定義一個變量意味著為它分配內存，聲明一個變量意味著告訴編譯器這個變量的類型和名稱。

• 變量的定義格式如下：

type variable_name;

其中，type是變量的數據類型，variable_name是變量的名稱。例如：

int apple;
short i = 5;
float voltage;

• 變量的聲明有兩種情況：

一種是需要建立存儲空間的。例如：int apple 在聲明的時候就已經建立了存儲空間。

另一種是不需要建立存儲空間的，通過使用extern關鍵字聲明變量名而不定義它。例如：extern int apple， 其中變量 apple 可以在別的文件中定義。

extern int apple; //聲明，不是定義
int students; //聲明，也是定義

一般來講，除非有extern關鍵字，否則都是變量的定義

2、變量類型

在C語言中，變量的類型指的是變量所存儲的數據類型。我們前面介紹的基本數據類型，都可以作為變量的類型。

• int：整型，用于存儲整數。
• long: 長整型，用于存儲更大的整數。
• float：單精度浮點型，用于存儲浮點數。
• double：雙精度浮點型，用于存儲更大的浮點數。
• char：字符型，用于存儲字符。
• bool：布爾型，用于存儲布爾值。

C語言還提供了一些復合數據類型，如結構體、聯合體和枚舉等，這些符合數據類型，我們在以后的文章中再介紹。

3、變量命名規則

• 變量名可以由字母、數字和下劃線組成，但必須以字母或下劃線開頭。
• 變量名不能使用關鍵字作為名稱，變量名的長度沒有限制，但建議使用有意義的名稱。

正確的變量命名

int _gCount = 1;
int m_Age = 18;
long time2 = 20;

錯誤的變量命名

int 1round = 0; //不能以數字開頭

int case = 1; //不能以關鍵字作為變量名

int %age = 16; //不能用標點符號

int name age = 18; //不能用空格

4、變量的初始化和賦值

• 在C語言中，可以使用賦值運算符（=）將一個值賦給一個變量。

例如，下面的代碼將值20賦給變量num：

int num;
num = 20;

• 變量的初始化是指在聲明變量時將其賦初值。

例如，下面的代碼聲明并初始化了一個名為num的整數變量：

int num = 10;

5、變量作用域

在C語言中，變量的作用域指的是變量在程序中可見的范圍。變量可以在函數內部或外部定義。

• 在函數內部定義的變量稱為局部變量，只在該函數中可見。

#include < stdio.h >
  
  void print_local_num() {
      int local_num = 20; // 局部變量
      printf("local_num = %dn", local_num);
  }
  
  int main()
  {
      print_local_num();  // 輸出 local_num = 20
   return 0;    
  }

• 在函數外部定義的變量稱為全局變量，可以在整個程序中使用。

#include < stdio.h >

int global_num = 10; // 全局變量

void print_global_num() {
    printf("global_num = %dn", global_num);
}

int main() {
    print_global_num();  // 輸出 global_num = 10
    return 0;
}

6、變量存儲類型

在C語言中，變量的存儲類型指的是變量所存儲的位置。C語言中的存儲類型包括自動、靜態、寄存器和外部等。

• 自動變量：自動變量在函數內部聲明，在函數執行時被創建，在函數結束時被銷毀。
• 靜態變量：靜態變量在函數內部或函數外部聲明，它們在程序開始執行時被創建，在程序結束時被銷毀。
• 寄存器變量：寄存器變量是指被存儲在CPU寄存器中的變量，它們通常用于在計算密集型的代碼中提高性能。
• 外部變量：外部變量是在程序文件外部聲明的全局變量，可以被程序的所有文件訪問。

自動變量的默認存儲類別為auto。例如，下面的代碼定義了一個自動變量num：

#include < stdio.h >

void print_num() {
    auto int num = 30;
    printf("num = %dn", num);
}

int main() {
    print_num();  // 輸出 num = 30
    return 0;
}

靜態變量默認存儲類別為static，在程序執行期間始終存在，它的值在函數調用之間保持不變。例如，下面的代碼定義了一個靜態變量static_num：

#include < stdio.h >

void print_static_num() {
    static int static_num = 40;
    printf("static_num = %dn", static_num);
    static_num++;
}

int main() {
    print_static_num();  // 輸出 static_num = 40
    print_static_num();  // 輸出 static_num = 41
    print_static_num();  // 輸出 static_num = 42
    return 0;
}

寄存器變量的默認存儲類別為register。例如，下面的代碼定義了一個寄存器變量reg_num：

#include < stdio.h >

void print_reg_num() {
    register int reg_num = 50;
    printf("reg_num = %dn", reg_num);
}

int main() {
    print_reg_num();  // 輸出 reg_num = 50
    return 0;
}

外部變量的默認存儲類別為extern。例如，下面的代碼定義了一個外部變量extern_num，并在另一個文件中訪問它：

// other_file.c
int extern_num = 60;

// main.c
#include < stdio.h >

extern int extern_num;

void print_extern_num() {
    printf("extern_num = %dn", extern_num);
}

int main() {
    print_extern_num();  // 輸出 extern_num = 60
    return 0;
}

四、常量

在C語言中，常量可以是整數、浮點數、字符或字符串。

1、 整數常量

整數常量是指不帶小數部分的數字。在C語言中，整數常量可以用十六進制、八進制或十進制表示。下表列出了不同進制下整數常量的表示方法：

例如，下面的代碼定義了三個整數常量：

#include < stdio.h >

int main() {
    int decimal_num = 10;
    int octal_num = 012;
    int hex_num = 0xFF;
    printf("decimal_num = %d, octal_num = %d, hex_num = %dn", decimal_num, octal_num, hex_num);
    return 0;
}

輸出結果為：decimal_num = 10, octal_num = 10, hex_num = 255。

2、 浮點數常量

浮點數常量是指帶有小數部分的數字。在C語言中，浮點數常量可以用小數點表示，也可以用科學計數法表示。例如，下面的代碼定義了兩個浮點數常量：

#include < stdio.h >

int main() {
    float float_num = 1.23;
    double double_num = 1.23e-5;
    printf("float_num = %f, double_num = %fn", float_num, double_num);
    return 0;
}

輸出結果為：float_num = 1.230000, double_num = 0.000012。

3、 字符常量

字符常量是指用單引號括起來的單個字符。例如，下面的代碼定義了兩個字符常量：

#include < stdio.h >

int main() {
    char char_a = 'A';
    char char_b = 'B';
    printf("char_a = %c, char_b = %cn", char_a, char_b);
    return 0;
}

4、 字符串常量

字符串常量是指用雙引號括起來的多個字符。在C語言中，字符串常量實際上是一個字符數組，以空字符（'?'）結尾。例如，下面的代碼定義了一個字符串常量：

#include < stdio.h >

int main() {
    char str[] = "Hello, world!";
    printf("%sn", str);
    return 0;
}

輸出結果為：Hello, world!。

小結

通過這篇文章，我們已經學會了C語言中基本的數據類型、變量和常量的使用。繼續加油，你會成為C語言大佬的！