2.2 基本數(shù)據(jù)類型

為了能將程序中指定的數(shù)據(jù)精確地用相應(yīng)的內(nèi)存單元來存儲(chǔ)和操作，C語言內(nèi)部預(yù)定義了一些數(shù)據(jù)類型，這些類型稱為基本數(shù)據(jù)類型，其名稱是內(nèi)部預(yù)定義的關(guān)鍵字，不能另做他用，且全部是小寫字母。同時(shí)，為了在程序中能直接訪問內(nèi)存單元，C語言還提供了指針類型。除此之外，C語言還允許用戶根據(jù)基本數(shù)據(jù)類型和指針類型定義出更為復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，如數(shù)組、結(jié)構(gòu)和聯(lián)合等，用于多個(gè)或多項(xiàng)數(shù)據(jù)的描述。總之，C語言中的數(shù)據(jù)類型可分為基本類型、構(gòu)造類型和指針類型3類，如圖2.2所示。

圖2.2 C語言的數(shù)據(jù)類型

注：（1）void又稱無值類型，用于描述沒有返回值的函數(shù)以及通用指針類型

（2）圖中的type是指任意一個(gè)C語言合法的數(shù)據(jù)類型

這里，首先介紹C語言的基本類型，其他類型在以后的章節(jié)中陸續(xù)介紹。

2.2.1 整型

C語言中，用于基本整型定義的關(guān)鍵字是int，對于ANSI C來說，它表示int型整數(shù)的二進(jìn)制碼在計(jì)算機(jī)中是用2字節(jié)（16位）的連續(xù)內(nèi)存單元來存儲(chǔ)的。按照整數(shù)的機(jī)內(nèi)格式，最高位用做符號(hào)位（正數(shù)為0，負(fù)數(shù)為1），其余各位為數(shù)據(jù)位。這樣，int類型所指定的內(nèi)存可以存儲(chǔ)-32 768～+32 767范圍的整數(shù)，或者說，int整型表示的數(shù)值范圍為-32 768～+32 767。

事實(shí)上，為了更好地控制整數(shù)的范圍和存儲(chǔ)空間，C語言還允許用short（短型）、long （長型）、signed（有符號(hào)）和unsigned（無符號(hào)）關(guān)鍵字來區(qū)分。

（1）當(dāng)short修飾int時(shí)，稱為短整型，寫成short int，也可省略int，直接寫成short。在大多數(shù)計(jì)算機(jī)上，short表示2字節(jié)，即16位長。默認(rèn)時(shí)，short的最高位是符號(hào)位，這樣它能表示-32 768～+32 767范圍的整數(shù)。

（2）當(dāng)long修飾int時(shí)，稱為長整型，寫成long int，也可省略int，直接寫成long。在大多數(shù)計(jì)算機(jī)上，long表示4字節(jié)，即32位長。默認(rèn)時(shí)，long的最高位也是符號(hào)位，這樣它能表示-2 147 483 648～+2147 483 647范圍的整數(shù)。

可見，short，int和long可以分別表示不同位長的整數(shù)，如圖2.3所示。注意，Visual C++ 6.0所支持的整型int為4字節(jié)，即32位（圖中的虛框已標(biāo)明）。

圖2.3 不同整型的存儲(chǔ)空間的大小

（3）當(dāng)unsigned修飾short，int和long時(shí)，它強(qiáng)制使它們的符號(hào)位（最高位）也用做數(shù)據(jù)位，并與其他位一起來表示整數(shù)。這樣，它們所表示的整數(shù)的最小值是0，即只能表示正整數(shù)。例如，unsigned short表示的整數(shù)范圍是0～65 535。

（4）當(dāng)signed修飾short，int，long和long long（此類型為C99標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)充）時(shí)，由于默認(rèn)時(shí)short，int和long都是有符號(hào)的，因而此時(shí)signed可以省略。例如，signed int可省略為int。

需要說明的是：在C語言中，unsigned int可省略為unsigned，而signed int既可省略為int，也可省略為signed。

2.2.2 實(shí)型

實(shí)型又可稱為浮點(diǎn)型。在C語言中，用于表示實(shí)型的類型名關(guān)鍵字有：float，double和long double。需要說明的是：ANSI C 并未規(guī)定具體的每一種實(shí)型的位長、精度和數(shù)值范圍。但在大多數(shù)計(jì)算機(jī)中：

（1）float是單精度實(shí)型，用32位（4字節(jié)）來表示，其有效位數(shù)為6～7位，數(shù)值范圍約為-3.4×1038～+3.4×1038。

（2）double是雙精度實(shí)型，用64位（8字節(jié)）來表示，其有效位數(shù)為15～16位，數(shù)值范圍約為-1.7×10308～+1.7×10308。

（3）long double是長雙精度實(shí)型，可用64位（8字節(jié)）、80位（10字節(jié)）或128位（16字節(jié)）來表示，具體位長取決于C編譯器對其支持情況，如圖2.4所示（每個(gè)方格代表1字節(jié)，實(shí)線方格表示大多數(shù)編譯器支持的字節(jié)數(shù)，虛框表示可以增加的字節(jié)數(shù)）。

圖2.4 不同實(shí)型的存儲(chǔ)空間的大小

2.2.3 字符型

在C語言中，char字符類型用于表示ASCII編碼的字符，即用來存儲(chǔ)字符的ASCII編碼，它有3種不同的類型：char，unsigned char和signed char。

一般來說，用char存儲(chǔ)小整數(shù)時(shí)，可根據(jù)需要添加unsigned或signed修飾，unsigned char可看做是0～255的正整數(shù)，signed char可看做是-128～127的小整數(shù)。若用char存儲(chǔ)字符，則不需要任何修飾。對于沒有任何修飾的char來說，char究竟有沒有符號(hào)，取決于不同編譯器的處理方式。事實(shí)上，大多數(shù)編譯器（如Visual C++ 6.0）都將沒有任何修飾的char型默認(rèn)為signed char。

2.2.4 實(shí)際位長

在數(shù)據(jù)操作中，有時(shí)由于不知道C語言中的基本數(shù)據(jù)類型的實(shí)際位長，從而使數(shù)據(jù)溢出而導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的錯(cuò)誤。因此，常需要使用下面的程序來測試。

【例Ex_DataT.C】 基本數(shù)據(jù)類型的位長測試

#include<stdio.h>
#include<conio.h>
int main()
{
    printf("char         -------%d byte\n",sizeof(char));
    printf("short        -------%d bytes\n",sizeof(short));
    printf("int          -------%d bytes\n",sizeof(int));
    printf("long        -------%d bytes\n",sizeof(long));
    printf("float        -------%d bytes\n",sizeof(float));
    printf("double       -------%d bytes\n",sizeof(double));
    printf("long double   -------%d bytes\n",sizeof(long double));
    return 0;                   /* 指定返回值 */
}

分析和說明：

（1）程序中，stdio.h頭文件定義的printf庫函數(shù)是一個(gè)帶格式的輸出函數(shù)，由一對雙引號(hào)括起來的字符串，稱為格式字符串，其中的“%d”是將第2個(gè)實(shí)際參數(shù)(sizeof(…))的值按十進(jìn)制來填充到格式字符串中的“%d”位置處，然后輸出到屏幕中。

（2）sizeof是C語言的一個(gè)運(yùn)算符關(guān)鍵字，它的使用類似于一個(gè)函數(shù)，用來獲取一個(gè)表達(dá)式、類型或數(shù)組等所占內(nèi)存的字節(jié)數(shù)大小。

這樣，該程序在Visual C++ 6.0中運(yùn)行，其運(yùn)行結(jié)果如下所示：

char         --------1 byte
short        --------2 byte
int          --------4 byte
long         --------4 byte
float         --------4 byte
double       --------8 byte
long double    --------8 byte

這里再來列出ANSI C中的各種基本數(shù)據(jù)類型、位長和范圍，如表2.1所示。需要說明的是

（1）在表2.1的類型名中，方括號(hào)“[ ]”用來表示可以省略，本書做此約定。

表2.1 ANSI C的基本數(shù)據(jù)類型

（2）ANSI C和Visual C++ 6.0在基本數(shù)據(jù)類型上的區(qū)別為：Visual C++ 6.0中基本int類型的字節(jié)數(shù)默認(rèn)為4，long double類型的字節(jié)數(shù)默認(rèn)為8，而ANSI C分別為2字節(jié)和10字節(jié)。