2.1　數據類型

2.1.1　程序引例

【例2.1】已知一個圓的半徑，求這個圓的周長和面積。

分析：如果用r代表圓的半徑，用g代表圓的周長，用s代表圓的面積，用pi代表圓周率π，那么圓的周長公式是g=2pi*r，圓的面積公式是s=pi*r2。在這兩個公式里，pi是圓周率，固定不變的，而半徑r是可變的，則圓的周長與圓的面積也是可變的，那么，這些元素如何在C語言里進行說明并表示出來，這就是本節的重點內容。

程序代碼如下：

運行結果如圖2-1所示。

由圖中可以看到，r的值為整數1，而g、s為小數形式，也就是說，r與g、s是不同的數據類型。那么C語言的數據類型是怎樣規定的呢？

在C語言中，每個數據都屬于唯一的一種數據類型，沒有無類型的數據，C語言的數據類型如圖2-2所示。

C語言的基本數據類型有三種：字符型、整型和實型（浮點型）。C語言的基本數據類型修飾符有四種：singed（有符號）、unsigned（無符號）、long（長型符）、short（短型符），這些類型修飾符可以與字符型或整型數據配合使用。基本數據類型和取值范圍如表2-1所示。

說明：C語言中，整型數據的取值范圍隨著程序編譯系統的不同而不同。本書以C-Free 3.5作為程序調試環境。

2.1.2　標識符和關鍵字

所謂標識符是指用來標識程序中用到的變量名、函數名、類型名、數組名、文件名以及符號常量名等有效字符序列。

在C語言中，標識符的命名規則是：由字母（大小寫皆可）、數字及下畫線組成，且第一個字符必須是字母或下畫線。

由上述的標識符命名規則可知，下面的標識符名是合法的：

year、_123、Int

而下面的標識符是非法的：

#123、1_2

所謂關鍵字又被稱為保留字，它也是C語言的一種標識符，用來命名C語言程序中的語句、數據類型和變量屬性等。每個關鍵字都有固有的含義，不能另做其他用途，C語言中的所有關鍵字都使用小寫字母來表示。

2.1.3　常量

常量又稱常數，是指在程序運行過程中其值不可改變的量。C語言中的常量可分整型常量、實型常量和字符型常量。

（1）整型常量

整型常量又稱為整數，在C語言中，整數可以用三種數制來表示：

①十進制整型常量。十進制整型常量沒有前綴，其數碼為0～9。

②八進制整型常量。八進制整型常量必須以數字0開頭，其數碼取值范圍為0～7。

③十六進制整型常量。十六進制整型常量的前綴為0X或0x。其數碼取值范圍為0～9、A～F或a～f。

（2）實型常量

實型也稱為浮點型，實型常量也可稱為實數或浮點數。在C語言中，實數采用十進制表示，它有兩種形式：十進制小數形式和指數形式。

①十進制小數形式：小數形式是由數碼0～9和小數點組成（注意：必須有小數點）。

②指數形式：指數形式又稱科學計數法。其一般形式為：a E n（a表示十進制數，n表示指數），其數值為a×10n。

注意：指數表示形式中E或e前后必須有數字，E或e后面的數字必須是整數。

【例2.2】整型常量和實型常量的輸出。

第一個printf語句，以十進制形式輸出用三種數制表示的整數，第二個printf語句，以小數形式和指數形式輸出實數，運行結果如圖2-3所示。

（3）字符型常量

字符型常量是用單引號括起來的一個字符。例如：'A'、'a'等。

在C語言中，字符型常量有以下特點：

①字符型常量只能用單引號括起來，不能使用雙引號或其他括號。單引號是字符型常量的定界符，不是字符型常量的一部分。

②字符型常量只能存放一個字符，不能是多個字符。字符值以ASCII碼的形式存放在內存單元中。數字被定義為字符型之后就不能參與數值運算，也就是說'5'與5是不同的。

③轉義字符是一種特殊的字符型常量。轉義字符以反斜線“\”開頭，后面跟一個或幾個字符。轉義字符主要用來表示控制代碼，例如，“回車”、“換行”等。轉義字符具有特定的含義，不同于字符原有的意義，所以稱為“轉義”字符。常用轉義字符如表2-2所示。

表中最后兩行是用ASCII碼（八進制或十六進制）表示一個字符。例如，'\101'或'\x41'表示ASCII碼為十進制數65的字符'A'。其中'\101'中101是八進制，轉換成十進制是65，而'\x41'中x41是十六進制，轉換成十進制也是65。

【例2.3】字符型常量的輸出。

程序代碼如下：

運行結果如圖2-4所示。

（4）字符串常量

字符串常量是用一對雙引號括起來的字符序列。例如，"hello"、""、"123"。字符串的長度等于字符串中包含的字符個數，例如，字符串"hello"的長度為5個字符。

字符串常量與字符型常量是不同的，它們之間主要的區別有：

①字符型常量使用單引號定界，字符串常量使用雙引號來定界。

②字符型常量只能是單個字符，字符串常量則可以包含一個或多個字符。

③可以把一個字符型常量賦給一個字符型變量，但不能把一個字符串常量賦給一個字符串變量，在C語言中沒有相應的字符串變量，可以用一個字符數組來存放一個字符串常量。

字符型常量占一個字節的存儲空間，字符串常量占的內存字節數等于字符串的長度加1，增加的一個字節中存放字符'\0'，用于標志字符串的結束。

字符型常量'a'和字符串常量"a"，雖然都只有一個字符，但在內存中的存儲情況是不同的。

'a'在內存中占一個字節，可表示為：

"a"在內存中占兩個字節，可表示為：

（5）符號常量

在C語言中，也可以用一個標識符來表示一個常量，稱為符號常量。符號常量在使用之前必須先定義，其一般形式如下：

#define標識符常量

【例2.4】已知商品的數量和單價，單價為常量，數量可變，求應付款。

程序代碼如下：

運行結果如圖2-5所示。

如例2.4中，商品單價用PRICE表示，可寫為：#define PRICE 30

其中，define是關鍵字，前面加“#”，表示一條預處理命令（預處理命令都以“#”開頭），稱為宏定義命令。

該語句的功能是把標識符PRICE定義為其后的常量值30，定義后在程序中所有出現PRICE的地方均可以30來代替。符號常量的標識符是用戶自己定義的。

符號常量的特點：

①習慣上符號常量的標識符用大寫字母，變量標識符用小寫字母，以示區別。

②符號常量與變量不同，符號常量的值在其作用域內不能改變，也不能再被賦值。

③使用符號常量的好處是：含義清楚，并且能做到“一改全改”。

2.1.4　變量

在程序運行過程中，其值可以改變的量稱為變量。一個變量應該有一個名字，在內存中占據一定的存儲單元。變量定義必須放在變量使用之前，一般放在函數體的開頭部分。要區分變量名和變量值兩個概念。在例2.1中，圓半徑r的值為1，則變量r在內存中的存儲形式如下：

C語言規定，所有變量在使用前必須先定義。

回顧例2.1中的兩行程序代碼：int r；和float s，g；

這兩行代碼功能是定義了一個整型變量r和兩個浮點型變量s，g。其中int和float都是數據類型標識符，是C語言的關鍵字，用來說明變量的類型，而r，s，g是變量名。

（1）變量定義的格式

變量定義的格式如下：

存儲類型符　數據類型符　變量名表；

說明：

①存儲類型符用來說明變量的存儲類型，存儲類型有自動類型（auto），寄存器類型（register），靜態類型（static），外部類型（extern）等，默認為自動類型。如果未對存儲類型做說明，則為自動類型。在例2.1中，變量定義語句都沒有聲明存儲類型，所以都按自動類型處理。

②數據類型符用來說明變量的數據類型，它可以是C語言中任意一種基本數據類型。

③變量名表中可以只有一個變量名，也可以有多個變量名；如果有多個變量名，各變量名之間用逗號分開。

（2）變量的賦值

定義變量后，在使用之前需要給變量一個初始值。在C語言中，可以通過賦值運算“=”給變量賦值。

變量賦值的一般格式是：

變量名=表達式；

變量的賦值常用的有以下兩種情況：

①先定義后賦值。如：

int r；

r=1；

②在定義變量的同時為其賦值，稱為變量的初始化。定義的變量可以全部初始化，也可以部分初始化。

例如，int r=1；，該語句即定義了整型變量r，同時為其賦初值為1。

變量在某一時刻只有一個確定的值，變量獲得新值后，其原始值被覆蓋。例如：

int r；

r=1；

r=2；

該程序段執行后，變量r的值不是1，而是2。

定義多個同類型變量并要給所有變量賦值，只能逐個處理，每個賦值表達式之間用逗號分開。例如，有三個整型變量x，y，z，且初始值都是10，則可以寫成如下形式：int x=10，y=10，z=10；

如果變量的類型與所賦數據的類型不一致，所賦數據將被轉換成與變量相同的類型。例如，int x=10.5；，該程序執行后，變量x的值是整數10。