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【C语言的奥秘9】数据类型总结

news 来源：原创 2025/7/3 9:04:29

一、数据类型的介绍

数据类型是按被定义变量的性质，表示形式，占据存储空间的多少，构造特点来划分的。在C语言中，数据类型可分为:基本数据类型，构造数据类型，指针类型，空类型四大类。

基本数据类型:基本数据类型最主要的特点是，其值不可以再分解为其它类型。也就是说，基本数据类型是自我说明的。

char //字符数据类型——1字节
short //短整型——2字节
int //整形——4字节
long //长整型——4/8字节
long long //更长的整形——8字节
float //单精度浮点数——4字节
double //双精度浮点数——8字节

构造数据类型:构造数据类型是根据已定义的一个或多个数据类型用构造的方法来定义的。在 C 语言中，构造类型有以下几种:

数组类型
结构体类型
共用体(联合)类型

指针类型:指针是一种特殊又具有重要作用的数据类型。他的值用来表示某个变量在内存储器中的地址。

空类型:在调用函数值时，通常应向调用者返回一个函数值。这个返回的函数值是具有一定的数据类型的，应在函数定义及函数说明中给以说明。通常应用于函数的返回类型、函数的参数、指针类型。

//情况一
void test(...)//返回类型为空类型
{
//函数体
}
//情况二
void test(void)//返回类型为空类型
{
//函数体
}
//情况三
void* p;//无具体类型的

二、整型在内存中的存储

1、整型常量的表示方法

整型常量就是整常数，在 C语言中，使用的整常数有八进制、十六进制和十进制三种。

1）十进制整常数:十进制整常数没有前缀。其数码为 0~9。

前缀在程序中是一个非常重要的标志，在程序中是根据前缀来区分各种进制数的。因此在书写常数时不要把前缀弄错造成结果的不正确。

2）八进制整常数:八进制整常数必须以0开头，即以0 作为八进制数的前级。数码取值为 0~7。八进制数通常是无符号数。

以下各数是合法的八进制数:
015(十进制为 13)0101(十进制为 65)、0177777(十进制为 65535);
以下各数不是合法的八进制数:
256(无前缀 0)、03A2(包含了非八进制数码)、-0127(出现了负号)。

3）十六进制整常数:十六进制整常数的前缀为 0X 或 0x。其数码取值为 0-9，A~F 或a~f。

以下各数是合法的十六进制整常数:
0X2A(十进制为 42)、0XA0(进制为 160)0XFFFF(十进制为 65535)
以下各数不是合法的十六进制整常数:
5A(无前缀 0X)、0X3H(含有非十六进制数码)。

4）还有一些数我们发现是有后缀的，也是对数据的描述

u和 U························表示该整型常量为无符号类型
l 和 L························· 表示该整型常量为 long 型。
例如，3517U为unsigned 型，127569L为 long 型

2、整型的定义类型

char

unsigned char

signed char

short

unsigned short [int]

signed short [int]

unsigned int

signed int

long

unsigned long [int]

signed long [int]

3、整型的存储

数据存放内存中其实存放的是补码。计算机中的整数有三种2进制表示方法，即原码、反码和补码。三种表示方法均有符号位和数值位两部分，符号位都是用0表示“正”，用1表示“负”

正数的原、反、补码都相同。

负整数的三种表示方法各不相同。

原码
直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制就可以得到原码。
反码
将原码的符号位不变，其他位依次按位取反就可以得到反码。
补码
反码+1就得到补码。

4、整数的显示

printf 函数既能输出八进制数又能输出十六进制数。输出八进制数使用 %o，输入十六进制数使用%x或%X，无符号型为%u。

要注意的是输出十六进制的时候，%x的话用小写字母a~f来表示，%X的话用大写字母A~F来表示。

😉😉😉😉😉😉😉😉😉😉😉😉😉😉😉😉

这里给大家补充一个小点：


int main()
{unsigned int num = -10;printf("%d\n", num);printf("%u\n", num);return 0;
}

可以发现输出结果如下：

这是因为，所有的数进入计算机都是以补码的形式存储，输出的时候却是按照当前的给出的输出格式来输出的，-10的原、反、补三种情况如下：

原：10000000000000000000000000001010
反：11111111111111111111111111110101
补：11111111111111111111111111110110

%d输出的时候是计算机会把-10按照整型的输出出来，%u输出的时候计算机会把-10按照无符号输出出来。这个时候就有人来问了，那unsigned的作用是什么呢？笔者的理解是这样的，当咱们需要一个无符号数的时候，咱们就定义一个unsigned类型的变量，当是其他类型的时候就定义其他类型，因为unsigned它是给程序员看的，告诉你这个变量给赋值的时候一定是一个无符号数。否则就会出现上面定义的是无符号数却赋值给的是-10这样的情况。

这个时候就会有很多同学说，那unsigned有什么用，起初大家都在想，这个标识符表示该变量是无符号的，但是在这个题看来并不是这样，他虽然定义了一个无符号变量num，但是输出该咋样还是咋样，可以说是一个无意义的标识符。哈哈，那要是这样想的话你就大错特错了，这里对num进行了限定，则num以后一旦遇到就是一个无符号的变量，他表示的值进行运算都是无符号的进行运算。


#include<stdio.h>
int main()
{unsigned int i;for (i = 9; i >= 0; i-=10000){printf("%d\n", i);}
}

这里会发现运行结果是一个无限循环的一直输出，但是输出的结果是有正有负的值。综上可以得出这样的结论，当变量被unsiged的变量类型定义时，该变量的运算过程都是一个无符号的值进行运算，但是输出该变量的时候，由于printf函数输出只与输出格式有关，是完全按照前面的限定格式输出与变量是不是无符号类型是没有关系的。

5、隐式类型转换

C语言的整型算术运算总是默认是整型类型的精度来进行的。为了获得这个精度，表达式中的字符和短整型操作数在使用之前被转换为普通整型，这种转换称为整型提升。

表达式的整型运算要在CPU的相应运算器件内执行，CPU内整型运算器(ALU)的操作数的字节长度
一般就是int的字节长度，同时也是CPU的通用寄存器的长度。
因此，即使两个char类型的相加，在CPU执行时实际上也要先转换为CPU内整型操作数的标准长
度。
通用CPU（general-purpose CPU）是难以直接实现两个8比特字节直接相加运算（虽然机器指令
中可能有这种字节相加指令）。所以，表达式中各种长度可能小于int长度的整型值，都必须先转
换为int或unsigned int，然后才能送入CPU去执行运算。

例子


char a,b,c;
a = b + c;

解释

b和c的值被提升为普通整型，然后再执行加法运算；加法运算完成之后，结果将被截断，然后再存储于a中。

那么是如何进行整型提升呢？

//负数的整形提升
char c1 = -1;
变量c1的二进制位(补码)中只有8个比特位：
1111111
因为 char 为有符号的 char
所以整形提升的时候，高位补充符号位，即为1
提升之后的结果是：
11111111111111111111111111111111

//正数的整形提升
char c2 = 1;
变量c2的二进制位(补码)中只有8个比特位：
00000001
因为 char 为有符号的 char
所以整形提升的时候，高位补充符号位，即为0
提升之后的结果是：
00000000000000000000000000000001

//无符号整形提升，高位补0，与正数的方法一致
略

三、浮点类型在内存中的存储

1、实型常量

实型也称为浮点型。实型常量也称为实数或者浮点数。在Ｃ语言中，实数只采用十进

制。它有二种形式：十进制小数形式和指数形式。

标准Ｃ允许浮点数使用后缀。后缀为“f”或“F”即表示该数为浮点数。如 356f 和 356.是等价的。

2、实型变量

浮点数家族包括： float、double、long double 类型。

通过这些类型可以定义不同精度的浮点型变量。

3、浮点数存储

根据国际标准IEEE（电气和电子工程协会） 754，任意一个二进制浮点数V可以表示成下面的形式：
(-1)^S * M * 2^E
(-1)^S表示符号位，当S=0，V为正数；当S=1，V为负数。
M表示有效数字，大于等于1，小于2。
2^E表示指数位。

IEEE 754规定：

对于32位的浮点数，最高的1位是符号位s，接着的8位是指数E，剩下的23位为有效数字M。

对于64位的浮点数，最高的1位是符号位S，接着的11位是指数E，剩下的52位为有效数字M。

S的存储

存储的浮点数是正数，符号位即为0，S存储0，反之存储负数S位即为1。

M的存储

前面说过， 1≤M<2 ，也就是说，M可以写成 1.xxxxxx 的形式，其中xxxxxx表示小数部分。IEEE 754规定，在计算机内部保存M时，默认这个数的第一位总是1，因此可以被舍去，只保存后面的xxxxxx部分。比如保存1.01的时候，只保存01，等到读取的时候，再把第一位的1加上去

E的存储

这里的E是一个无符号整数（unsigned int），所以如果E为8位，它的取值范围为0~255，如果E为11位，它的取值范围为0~2047。但是，科学计数法中的E是可以出现负数的，所以IEEE 754规定，存入内存时E的真实值必须再加上一个中间数，对于8位的E，这个中间数是127；对于11位的E，这个中间数是1023。

指数E从内存中取出还可以再分成三种情况：

E不全为0或不全为1

指数E的计算值减去127（或1023），得到真实值，再将有效数字M前加上第一位的1
举例
0.5（1/2）的二进制形式为0.1，由于规定正数部分必须为1，即将小数点右移1位，则1.0*2^(-1)，其阶码为-1+127=126，表示为01111110，而尾数1.0去掉整数部分为0，补齐0到23位00000000000000000000000，则其二进制表示形式为:
0 01111110 00000000000000000000000

E全为0

此时浮点数的指数E等于1-127（或者1-1023）即为真实值，有效数字M不再加上第一位的1，而是还原为0.xxxxxx的小数。这样做是为了表示±0，以及接近于0的很小的数字。

E全为1

这时，如果有效数字M全为0，表示±无穷大（正负取决于符号位s）；

四、算数转换（类型转换）

1、自动类型转换

自动转换发生在不同数据类型的量混合运算时，由编译系统自动完成。自动转换遵循以下规则：

😉为保证精度的不降低

①水平方向的转换:char和short型自动转换成int型,剩下三种与之相同.

②垂直方向的转换:经过水平方向的转换,如果参加运算的数据类型仍然不相同,将会进行垂直方向上的自动转换,将数据类型转换成其中数据类型最高的类型

😉赋值运算的类型转换

赋值运算时,将赋值号右侧表达式的类型自动转换成左侧的变量的类型,所以当右侧表达式类型比左侧表达式类型级别高,运算精度会降低.

🙈🙈如下例子🙈🙈


int main()
{float PI=3.14159;int s,r=5;s=r*r*PI;printf("s=%d\n",s);return 0;
}

本例程序中，PI 为实型；s，r 为整型。在执行 s=r*r*PI 语句时，r 和 PI 都转换成double型计算，结果也为 double 型。但由于 s 为整型，故赋值结果仍为整型，舍去了小数部分。

2、强制类型转换

强制类型转换是通过类型转换运算来实现的。其一般形式为：(类型说明符) (表达式)

其功能是把表达式的运算结果强制转换成类型说明符所表示的类型。

例:

(float) a 把 a 转换为实型
(int)(x+y) 把 x+y 的结果转换为整型

3、注意

无论是强制转换或是自动转换，都只是为了本次运算的需要而对变量的数据长度进行的临时性转换，而不改变数据说明时对该变量定义的类型。

今天的分享就到这啦😉

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