1. 数据类型

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。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。

• 语法 1：sizeof(变量名)

  int a = 10;
  printf("%zu\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

• 语法 2：sizeof(类型名)

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

#include <stdio.h>
​
int main() {
​
    // short 类型一般表示 2 个字节
    short a = 10;
    printf("%d \n", a);
    printf("%zu \n", sizeof(short));
    printf("%zu \n", sizeof(a));
​
    // int  类型一般代表 4个字节
    int b = 100; 
    printf("%d \n", b);
    printf("%zu \n", sizeof(int));
    printf("%zu \n", sizeof(b));
​
    // long 类型在 win 中代表 4 字节 ，在linux 32 位中代表 4 个字节 在 64 位 中代表 8 个字节
    long c = 1000l;
    printf("%ld \n", c);
    printf("%zu \n", sizeof(long));
    printf("%zu \n" , sizeof(c));
​
    // long long 在 win 中代表 8 字节，在 c99 中才有该数据类型
    long long d = 10000;
    printf("%lld \n", d);
    printf("%zu \n", sizeof(long long));
    printf("%zu \n", sizeof(d));
    
    return 0;
}

数值型

整型

目标：选用不同类型存整数

基础信息

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。

#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;
}

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。

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>

#include <stdbool.h>
​
int main(void)
{
    printf("%d, %d\n", true, false); // 1, 0
    return 0;
}

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。

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。

基础信息

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。

• 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。

#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;
}

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。

字符型

目标：会在程序中使用字符型数据

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。

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。

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。

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;
}

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。

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。

• 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。

  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。

数据类型总结：

1. 整数：short 、int 、 long 、long long

   1. 打印使用的占位符 : %d 、 %ld ( long )、%lld (long long)

   2. long 、long long 定义的变量要在 变量的后面加载 L 或者 LL 例如：long a = 1000L; 【大小写都可以，一般使用大写】

   3. 默认 int 作为整数的类型

2. 浮点数：float 、 double 、long double

   1. 打印使用的占位符：%f (float ) 、%lf ( double )

   2. float 定义的需要在变量的末尾加上 f 列如：float a = 3.1414f;

   3. double 作为浮点数的默认类型

   4. 浮点数的在打印的时候设置保留的小数点位数 使用 %.要保留的位数f ， 例如：printf("%.2f \n" , 2.222) 代表保留两位小数, 默认处理超出的数据方式是 四舍五入

3. 字符：char

   1. 打印使用的占位： %c

   2. 变量必须是 ASCII 表中的字符

4. signed 和 unsigned

   1. signed 代表有符号的，意思就是可以正数或者负数

   2. unsigned 代表是无符号的，意思只能是正数 ， 变量的取值范围是有符号的最大的范围+最大小的范围

   3. unsigned 只能是整数和字符（会转换为整数）可以使用，浮点数不能使用

5. 特殊数据类型：

   在 c 语言中字符串数据类型是字符拼接得来的，定义方式

   #include <stdio.h>
   ​
   int main() {
       // 字符串定义方式
       /*
       * char 变量名[内存大小] = 值;
       * 内存值的计算方式是：
       * 字符占用一个字节
       * 汉字占用二个字节
       * 最后有一个隐藏的标记符，占用一个字节
       * 比如 aa好  = 1+1+2+1 = 5 
       * cahr str[5]  = "aa好";
       * 字符创的打印占位符是 %s 
       */
       char str[4] = "aaa";
   ​
       printf("我好大儿的名字 %s", str);
   ​
   ​
       return 0;
   }

   技巧：一般我们不会计算内存大小，给一个比较大的值

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。

    • 注意：&代表访问地址值，如果是 string 类型，默认的就是引用的地址，所有不用加上 & ,其他基础数据类型都需要加上 &

• 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);

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。一般写占位符

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。输入的分隔符一般用 空格

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。

   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 CRTSECURE_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 CRTSECURE_NO_WARNINGS

#include <stdio.h>
​
int main() {
     
    char name[20];
    int age;
​
    printf("请输入名字：");
    scanf("%s", name);
​
    printf("请输入年龄");
    scanf("%d", &age);
​
    printf("名字：%s , 年龄：%d", name, age);
​
​
    return 0;
}

练习

练习：判断一个是否是质数

#include <stdio.h>
#include <math.h>
// 质数（素数）是指大于 1 的自然数，且只能被 1 和它本身整除。
/*
理解 val
   1. 对于一个合数 num，它可以分解为两个因子 a 和 b，即 num = a * b。
   2. 如果 a 和 b 都大于 sqrt(num)，那么 a * b 会大于 num，这与 num = a * b 矛盾。
   3. 因此，至少有一个因子 a 或 b 必须小于或等于 sqrt(num)。
*/
void isPrime(int num) {
   if ( num == 1 ) {
      printf("1 不是质数");
   }

   if ( num % 2 == 0 ) {
      printf("%d 不是质数 \n", num);
   }



   double  val = sqrt(num); // 对原来的数进行开根号
   int count = 0;
   for ( int i = 2; i <= val; i++ ) {
      if ( num % i == 0 ) {
         // printf("%d \n", i);
         printf("%d 不是质数 \n", num);
         return;
      }
      count++;
   }
   printf("%d 是质数 \n", num);
   printf("循环了 %d 次 \n", count);
}


int main(int argc, const char* argv[]) {
   isPrime(1231);
   return 0;
}