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逍遥自在学C语言 | 变量、常量与数据类型

标签:
C 嵌入式

前言

一、人物简介

  • 第一位闪亮登场,有请今后会一直教我们C语言的老师 —— 自在。

  • 第二位上场的是和我们一起学习的小白程序猿 —— 逍遥。

二、基本数据类型

1、整型

C语言中的整型数据如下表所示:

数据类型 含义 长度(字节) 取值范围(有符号) 取值范围(无符号)
short 短整型 2 [ -2152^{15}215 , 2152^{15}215-1 ] [ 0 , 2162^{16}216-1 ]
int 整型 4 [ -2312^{31}231 , 2312^{31}231-1 ] [ 0 , 2322^{32}232-1 ]
long 长整型 4或8
long long 长长整型 8 [ -2632^{63}263 , 2632^{63}263-1 ] [ 0 , 2642^{64}264-1 ]
  • 整型数据可以是有符号的,也可以是无符号的。

  • 有符号的整型可以表示负数和正数,而无符号的整型只能表示非负整数。

2、浮点型

浮点型用于表示实数,它分为单精度浮点型(float)和双精度浮点型(double)。单精度浮点型占用4个字节,双精度浮点型占用8个字节。它们的取值范围和精度如下表所示:

数据类型 长度(字节) 取值范围 精度
float 4 1.2E-38 ~ 3.4E38 约6位小数
double 8 2.2E-308 ~ 1.8E308(15位有效数字) 约15位小数

🚩 浮点型数据在计算机内部以二进制形式存储,因此可能会存在精度问题。在进行浮点型数据的比较时,应该使用适当的误差范围进行比较。

3、字符型

字符型用于表示单个字符,它占用1个字节。

数据类型 含义 长度(字节) 取值范围(有符号) 取值范围(无符号)
char 字符型 1 [ -272^727 , 272^727-1 ] [ 0 , 282^828-1 ]

字符型数据可以作为单个字符使用,也可以作为整型数据使用,表示该字符在ASCII码表中的对应数值。

4、布尔型

布尔型(bool)用于表示真假值,它只有两个取值:true和false。

在C语言中,布尔型数据被定义为一个整型数据类型,0表示false,非0表示true。

三、变量


1、变量的定义和声明

在C语言中,变量必须先被定义或声明才能使用。定义一个变量意味着为它分配内存,声明一个变量意味着告诉编译器这个变量的类型和名称。

  • 变量的定义格式如下:
type variable_name;

其中,type是变量的数据类型,variable_name是变量的名称。例如:

int apple;
short i = 5;
float voltage;
  • 变量的声明有两种情况:

1️⃣一种是需要建立存储空间的。例如:int apple 在声明的时候就已经建立了存储空间。
2️⃣另一种是不需要建立存储空间的,通过使用extern关键字声明变量名而不定义它。 例如:extern int apple, 其中变量 apple 可以在别的文件中定义。

extern int apple; //声明,不是定义
int students; //声明,也是定义

📔 一般来讲,除非有extern关键字,否则都是变量的定义

2、变量类型

在C语言中,变量的类型指的是变量所存储的数据类型。我们前面介绍的基本数据类型,都可以作为变量的类型。

  • int:整型,用于存储整数。
  • long: 长整型,用于存储更大的整数。
  • float:单精度浮点型,用于存储浮点数。
  • double:双精度浮点型,用于存储更大的浮点数。
  • char:字符型,用于存储字符。
  • bool:布尔型,用于存储布尔值。

C语言还提供了一些复合数据类型,如结构体、联合体和枚举等,这些符合数据类型,我们在以后的文章中再介绍。

3、变量命名规则

  • 变量名可以由字母、数字和下划线组成,但必须以字母或下划线开头。

  • 变量名不能使用关键字作为名称,变量名的长度没有限制,但建议使用有意义的名称。

✔️ 正确的变量命名

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

❌ 错误的变量命名

int 1round = 0; //不能以数字开头

int case = 1; //不能以关键字作为变量名

int %age = 16; //不能用标点符号

int name age = 18; //不能用空格

4、变量的初始化和赋值

  • 在C语言中,可以使用赋值运算符(=)将一个值赋给一个变量。

例如,下面的代码将值20赋给变量num:

int num;
num = 20;
  • 变量的初始化是指在声明变量时将其赋初值。

例如,下面的代码声明并初始化了一个名为num的整数变量:

int num = 10;

5、变量作用域

在C语言中,变量的作用域指的是变量在程序中可见的范围。变量可以在函数内部或外部定义。

  • 在函数内部定义的变量称为局部变量,只在该函数中可见。
  #include <stdio.h>
  
  void print_local_num() {
      int local_num = 20;	// 局部变量
      printf("local_num = %d\n", local_num);
  }
  
  int main()
  {
      print_local_num();  // 输出 local_num = 20
  	return 0;    
  }
  • 在函数外部定义的变量称为全局变量,可以在整个程序中使用。
#include <stdio.h>

int global_num = 10; // 全局变量

void print_global_num() {
    printf("global_num = %d\n", global_num);
}

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

6、变量存储类型

在C语言中,变量的存储类型指的是变量所存储的位置。C语言中的存储类型包括自动、静态、寄存器和外部等。

  • 自动变量:自动变量在函数内部声明,在函数执行时被创建,在函数结束时被销毁。
  • 静态变量:静态变量在函数内部或函数外部声明,它们在程序开始执行时被创建,在程序结束时被销毁。
  • 寄存器变量:寄存器变量是指被存储在CPU寄存器中的变量,它们通常用于在计算密集型的代码中提高性能。
  • 外部变量:外部变量是在程序文件外部声明的全局变量,可以被程序的所有文件访问。

🌴自动变量的默认存储类别为auto。例如,下面的代码定义了一个自动变量num:

#include <stdio.h>

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

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

🌴静态变量默认存储类别为static,在程序执行期间始终存在,它的值在函数调用之间保持不变。例如,下面的代码定义了一个静态变量static_num:

#include <stdio.h>

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

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

🌴寄存器变量的默认存储类别为register。例如,下面的代码定义了一个寄存器变量reg_num:

#include <stdio.h>

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

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

🌴外部变量的默认存储类别为extern。例如,下面的代码定义了一个外部变量extern_num,并在另一个文件中访问它:

// other_file.c
int extern_num = 60;

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

extern int extern_num;

void print_extern_num() {
    printf("extern_num = %d\n", extern_num);
}

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

四、常量

在C语言中,常量可以是整数、浮点数、字符或字符串。

1、 整数常量

整数常量是指不带小数部分的数字。在C语言中,整数常量可以用十六进制、八进制或十进制表示。下表列出了不同进制下整数常量的表示方法:

进制 格式 示例
十进制 直接写数字 10, 20, 30
八进制 以0开头 012, 034, 076
十六进制 以0x或0X开头 0x10, 0x1E, 0xFF

例如,下面的代码定义了三个整数常量:

#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 = %d\n", decimal_num, octal_num, hex_num);
    return 0;
}

输出结果为:decimal_num = 10, octal_num = 10, hex_num = 255。

2、 浮点数常量

浮点数常量是指带有小数部分的数字。在C语言中,浮点数常量可以用小数点表示,也可以用科学计数法表示。例如,下面的代码定义了两个浮点数常量:

#include <stdio.h>

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

输出结果为:float_num = 1.230000, double_num = 0.000012。

3、 字符常量

字符常量是指用单引号括起来的单个字符。例如,下面的代码定义了两个字符常量:

#include <stdio.h>

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

4、 字符串常量

字符串常量是指用双引号括起来的多个字符。在C语言中,字符串常量实际上是一个字符数组,以空字符(’\0’)结尾。例如,下面的代码定义了一个字符串常量:

#include <stdio.h>

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

输出结果为:Hello, world!。

小结

通过这篇文章,我们已经学会了C语言中基本的数据类型、变量和常量的使用。继续加油,你会成为C语言大佬的!

以上,如果觉得对你有帮助,点个赞再走吧,这样@知微之见也有更新下去的动力!

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