第4节：核心知识2

1. 数据类型

1.1 sizeof 运算符

目标：

• 会查看变量、类型占用内存大小

• 每种数据类型，都有自己固定的占用内存大小和取值范围。

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具体展开讲解前，我们先来看下，C 语言提供的查看变量或类型占用内存大小的运算符，sizeof

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• 语法 1：sizeof(变量名)
• int a = 10;

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printf("%llu\n", sizeof(a));
//sizeof(a) 获取 a 变量占用内存大小。
可以用 printf 显示出来
// 查看 sizeof 返回的占用内存大小，需要使用 
%llu 格式符

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• 语法 2：sizeof(类型名)

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- printf("%llu\n", sizeof(double)); 
// 也可以使用 sizeof 直接查看某种类型占用的内存大小

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1.2 数值型

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1.2.1 整型

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目标：选用不同类型存整数

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1.2.3 基础信息

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数据类型	字节数	格式符	数据范围	最小值宏	最大值宏
short（短整型）	2字节	%hd	-2^15 ~ 2^15-1	SHRT_MIN	SHRT_MAX
int（整型）	4字节	%d	-2^31 ~ 2^31-1	INT_MIN	INT_MAX
long（长整型）	4字节	%ld	-2^31 ~ 2^31-1	LONG_MIN	LONG_MAX
long long（长长整型）	8字节	%lld	-2^63 ~ 2^63-1	LLONG_MIN	LLONG_MAX
unsigned short（无符号短整型）	同 short	%hu	0 ~ 2^16-1	0	USHRT_MAX
unsigned int（无符号整型）	同 int	%u	0 ~ 2^32-1	0	UINT_MAX
unsigned long（无符号长整型）	同 long	%lu	0 ~ 2^32-1	0	ULONG_MAX
unsigned long long（无符号长长整型）	同 long long	%llu	0 ~ 2^64-1	0	ULLONG_MAX

• 上表中列出的占用字节数和取值范围，是大多数情况下各种类型的取值。

• 由于，C 标准没有具体规定以上各类数据所占用的字节数。因此，在不同系统、编译器下，数据类型占用的字节数会有所不同。

• 比如：int 类型，在 Turbo C 环境占 2 字节，取值范围与 short 相同。 而在 Visual C 环境下是 4 字节。 再如：long 类型，相同的 gcc 编译器下，在 Windows 系统中占 4 字节，而在 Linux 系统中占 8 字节。

• 可以使用 sizeof 查看 数据类型 占用内存的大小。

• 可以引入头文件 #include <limits.h> 借助宏来查看 数据类型 在当前平台上 对应的最小、最大值。

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#include <stdio.h>
#include <limits.h>

int main(void)
{
printf("short 大小 = %llu\n", sizeof(short));
printf("short 最小值 = %hd， 最大值 = %hd\n", SHRT_MIN, SHRT_MAX);
printf("unsigned short 最小值 = 0 最大值 = %hu\n", USHRT_MAX);
printf("\n");
printf("int 大小 = %llu\n", sizeof(int));
printf("int 最小值 = %d，最大值 = %d\n", INT_MIN, INT_MAX);
printf("unsigned int 最小值 = 0, 最大值 = %u\n", UINT_MAX);
printf("\n");

    printf("long 大小 = %llu\n", sizeof(long));
    printf("long 最小值 = %ld， 最大值 = %ld\n", LONG_MIN, LONG_MAX);
    printf("unsigned long 最小值 = 0 最大值 = %lu\n", ULONG_MAX);
    printf("\n");

    printf("long long 大小 = %llu\n", sizeof(long long));
    printf("long long 最小值 = %lld， 最大值 = %lld\n", LLONG_MIN, LLONG_MAX);
    printf("unsigned long long 最小值 = 0, 最大值 = %llu\n", ULLONG_MAX);
    printf("\n");

    return 0;

}

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1.2.4 验收案例

• 编写程序，选择合适的类型 定义变量 存储：人类年龄、中国人口数量 和 地球年龄（约 45.5 亿）， 并借助宏 打印 选用的类型对应无符号数 最大值，证明你的选择无误。

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1.2.5 bool 型

目标：知道 bool 类型两种取值

• C 语言在设计之初是没有布尔类型的，使用 1 和 0，对应表示真、假。
• 但，其他编程语言像 C++、java 都设计有布尔数类型。 C 语言在 1999 年推出的新标准（C99）中，也加入了 布尔类型。用 true 来代表 1，为真；用 false 来代表 0，为假。
• 使用时，需要引入头文件 #include <stdbool.h>

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#include <stdbool.h>

int main(void)
{
printf("%d, %d\n", true, false); // 1, 0
return 0;
}

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虽然语法上与其他语言一致，但 C 语言每次在使用时需先引入头文件，较为麻烦。 因此，一些老 C 工程师还是喜欢直接在程序中用 1 和 0 来表示 真和假。

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1.2.6 实型

目标：

• 会选用浮点型变量存小数 实型表示有符号的十进制小数，在计算机内部以浮点方式表示（小数点是浮动的），因此也叫浮点型。

• 常见实型有两种： float (单精度)、 double (双精度)
• 实型数据没有八、十六进制，也没有 unsigned 无符号形式。在计算机底层采用的是近似计算，实现比较复杂，且不同平台处理方式不同。我们这里只学习它基本的知识。

1.2.6.1 基础信息

类型	字节数	格式符	有效数字	常量后缀
float (单精度)	4	%f	6~7	f
double (双精度)	8	%lf	15~16	无

• float (单精度) : 此类型占用4个字节，使用格式符 %f 进行输出，能提供大约6到7位的有效数字精度。在C/C++中声明单精度浮点常量时，例如 3.14f，可以在数值后添加后缀 f。
• double (双精度) : 此类型占用8个字节，推荐使用格式符 %lf 进行输出（尽管 %f 在很多情况下也可用于double类型的数据），能提供大约15到16位的有效数字精度。在C/C++中，默认的浮点类型就是double类型，声明时无需特殊后缀，如需显式指定，则可以使用后缀 d，例如 3.14 或 3.14d。

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我们直接书写的小数常量，如 6.23，系统默认看做 double 类型。如想指明为 float 类型，需加后缀 f，6.23f。

• 6~7：

  • 整数部分 + 小数部分 <= 6 位， 准确。
  • 整数部分 + 小数部分 == 7 位，可能准确，也可能不准确。
  • 整数部分 + 小数部分 > 7 位。大多不准确。

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• 15~16：

  • 整数部分 + 小数部分 <= 15 位， 准确。
  • 整数部分 + 小数部分 == 16 位，可能准确，也可能不准确
  • 整数部分 + 小数部分 > 16 位。大多不准确。 显示小数时，%f 和 %lf 默认保留 6 位小数。 如需指定小数位数，使用格式符 %.nf ，n 为几，表示精确到小数点后几位，会对 n+1 位做 4 舍 5 入。

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#include <stdio.h>

int main(void)
{
float f = 1.23456789101112131415f; // 定义有 20 位小数的 float 变量
double d = 1.23456789101112131415; // 定义有 20 位小数的 double 变量

    printf("f=%.20f\n", f);
    printf("d=%.20lf\n", d);

    return 0;

}

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1.2.6.2 验收案例

• 已知 圆周率 π 的值为 3.14159265358979323846。选择一种浮点数类型定义变量保存 π 值，并打印输出变量，要求正确保留小数点后 8 位数据。

1.2.7 字符型

目标：会在程序中使用字符型数据

1.2.7.1 基础信息

C 语言定义 char 类型来表示字符数据。 其本质依然是存储数值，因此与数值型类似，也有有符号、无符号之分。占用 1 个字节内存大小。 暂时无法在飞书文档外展示此内容

1.2.7.2 ASCII 码

char 类型在程序中，最常用来表示字符。其本质依然是一个数字，但每个值都对应一个固定的字符，共定义了 128 个字符。称之为 ASCII 码 (American Standard Code for Information Interchange) 美国信息交换标准代码。

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ASCII值	控制字符	ASCII值	字符	ASCII值	字符	ASCII值	字符
0	NUL	32	(space)	64	@	96	、
1	SOH	33	!	65	A	97	a
2	STX	34	"	66	B	98	b
3	ETX	35	#	67	C	99	c
4	EOT	36	$	68	D	100	d
5	ENQ	37	%	69	E	101	e
6	ACK	38	&	70	F	102	f
7	BEL	39	'	71	G	103	g
8	BS	40	(	72	H	104	h
9	HT	41	)	73	I	105	i
10	LF	42	*	74	J	106	j
11	VT	43	+	75	K	107	k
12	FF	44	,	76	L	108	l
13	CR	45	-	77	M	109	m
14	SO	46	.	78	N	110	n
15	SI	47	/	79	O	111	o
16	DLE	48	0	80	P	112	p
17	DC1	49	1	81	Q	113	q
18	DC2	50	2	82	R	114	r
19	DC3	51	3	83	S	115	s
20	DC4	52	4	84	T	116	t
21	NAK	53	5	85	U	117	u
22	SYN	54	6	86	V	118	v
23	TB	55	7	87	W	119	w
24	CAN	56	8	88	X	120	x
25	EM	57	9	89	Y	121	y
26	SUB	58	:	90	Z	122	z
27	ESC	59	;	91	[	123	{
28	FS	60	<	92	\	124
29	GS	61	=	93	]	125	}
30	RS	62	94			126	~
31	US	63	?	95	_	127	DEL

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上表中有 6 个字符对应的 ASCII 较为常见，建议大家记下，会为后续写代码提供很多方便。

字符	ASCII 码	字符	ASCII 码
空	0	\n（换行符）	10
空格	32	0	48
A	65	a	97

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需注意的是，我们从键盘键入的所有内容都是字符。如，键入数字 7，实际是字符 ‘7’，真正存储在计算机内的是 55（字符 7 的 ASCII 码值），而如果我们键入了 35，实际上这是两个字符。真正存储在计算机内的是 51 和 53（字符 3 和 字符 5 的 ASCII 码值）。 我们可以用 printf 结合 格式符 %c，显示字符。 如果用 %d，就显示 其 ASCII 值了。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
char ch = 53;
printf("ASCII 为：%d, 字符为：%c\n", ch, ch);
return 0;
}

1.2.7.3 转义字符

C 语言提供了一类特殊的字符，是由 \ 和特定字符组合而成，称之为 转义字符。他们都是 ==一个== 字符，如：

• \n 这是 1 个字符。 代表 回车换行（回车键）。
• \t 也是 1 个字符。代表 制表符 （Tab 键）。
• \b 同样是 1 个字符。 代表 退格符（Backspace 键）。
• \0 是一个字符。代表 空。对应 ASCII 值 0。
• \ddd 是一个字符。ddd 对应 3 个八进制数（没有用 0 开头）。 如：\141 对应 ASCII 值为 97，代表 ‘a’。
• \xhh 是一个字符。x 表十六进制，hh 对应 2 个十六进制数。 如：\x41 对应 ASCII 值为 65，代表 ‘A’。 \ 还可以在特定环境下，将一个字符还原其本身意。 比如，现在想在 printf(“%d\n”，10)；输出 10 的时候，用 “” 把 10 包裹住。 如果直接写 printf(“ “%d” \n”，10)；是会报错的。这时，可以使用 " 将 “ 进行转义，还原其本身意。 printf(""%d"", 10); // 这里的 " 看做一个双引号字符。 类似的还有：
• \ 代表 单引号。
• \ 代表 反斜杠。

1.2.8 字符输入输出

C 语言提供了专门的函数，方便在程序中 获取、输出 字符数据。

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• getchar()：获取用户从键盘写入的一个字符。

  1. 程序执行到 getchar() 会暂停，等待用户键入字符数据。
  2. 一次 getchar() 调用，只读取一个字符。如用户键入多个字符，需要多次调用 getchar()读取。
  3. 函数调用完成，会返回实际读到的字符 对应的 ASCII 值。
  4. 用户键入字符结束，敲的回车键，对应‘\n’ 字符，也可以使用 getchar() 读取。

• int ret = getchar();

• putchar(ch)：将 ch 对应的字符，输出到屏幕。

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1. ch 可以是变量也可以是常量。
2. 一次 putchar() 调用，只写出一个字符（不含换行符 ‘\n’）。
3. 函数调用完成，会返回实际写出的字符 对应的 ASCII 值。

• char ch = 'A'; int ret = putchar(ch); 验收案例
• 编写程序，使用 getchar 接收用户输入的 字符 a 和回车符。要求通过 ‘a’ 进行数学运算得到 ‘A’，只使用一个 prinf 函数打印 ‘A’ 和 回车符的 ASCII 值，使用 tab 符隔分数据。

2. 标识符

2.1 什么是标识符？

程序中，我们自己起的名字统称为标识符

2.2 标识符的硬性要求

• 以数字、字母、下划线组成
• 不能以数字开头
• 不能是关键字
• 区分大小写

2.3 标识符的软性建议

用英文单词，见名知意 变量名：全部小写 文件名：全部小写，单词之间用下划线隔开

3. scanf 输入

目标：接收用户输入数据
我们可以借助 getchar() 读取用键入的字符数据。 如果想要读取其他数据怎么办呢？C 语言提供了 scanf() 函数，可以结合 格式符 读取各种类型数据。 基础信息

• 作用：从标准输入设备（键盘）上按格式获取数据。

• 语法：scanf("格式控制字符串“, ......); 需指定头文件 #include <stdio.h>

  • 参 1： 必须是字符串，且必须包含 格式说明符（占位符）

    • 格式符 与 数据类型中使用方式一致。 常用的有 %d、%c、%f、%lf 等。

  • 后续参数（变参）：个数，直接受 参 1 格式匹配符影响。

    • 对应 格式符的 必须是 变量地址（&变量名，可取变量地址），代表数据存放位置。

• 示例： printf(“请输入一个字符：”); // 借助 printf 提示用户输入 char ch = 0; // 准备变量，存储数据 scanf("%c", &ch); // 使用变量地址，与 格式符对应

printf(“请输入三个整数，用逗号间隔：”);
int a, b, c; // 可以不赋初值。
scanf("%d,%d,%d", &a, &b, &c);

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注意事项

1. 不要在 scanf 的参 1 中，添加类似 printf() 的提示字符串和 \n 换行符。
2. 键入数据时，数据个数、类型、顺序，必须与参 1 中占位符一一对应。
3. 键入数据时，数据间的分割符，必须与 参 1 中 占位符的分割符一致。
4. scanf 的返回值，代表格式符成功匹配数据的次数。（较少使用）
5. VS2019 以后的版本编译时，会将 scanf 划为 “不安全函数”，爆出 C4996 错误，推荐你使用 s_scanf() 函数。
6. 但，学习、练习、测试时，直接使用 scanf 很方便，可暂时屏蔽该错误。

• 方法 1：在项目中设置：工程名 → 右键 → 属性 →C/C++→ 预处理器 → 预处理器定义 → 编辑 → 将 _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 加入“预处理定义” 中
• 方法 2：在每个.c 文件开头（第一行）添加宏：#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS