C语言中数据的表现形式及其运算

1. 常量和变量

1.1 常量

在程序运行过程中，其值不能被改变的量称为常量。如1000,0.0036,0.0025是常量。数值常量就是数学中的常量。

（1）整型常量。如1000,12345,0，-324等都是整形常量
（2）实型常量。有两种表现形式：

①十进制小数形式，由数字和小数点组成。如123.456,0.12，-56.79等
②指数形式。如12.34e3,-123.87e等，

（3）字符常量。有两种形式的字符常量

①普通字符，用单撇号括起来的一个字符，如：‘a’, ‘Z’ , ‘3’ , ‘?’。不能写成 ‘ab’ 或 ‘12’ 。
请注意：单撇号只是界限符，字符常量只能是一个字符，不包括单撇号。‘a’ 和 ‘A’ 是不同的字符常量。
字符常量存储在计算机存储单元中，并不是存储字符本身，而是其代码（一般采用ASCII代码）存储的。
例如字符 ‘a’ 的ASCII代码是 97，因此，在存储单元中存放的是97（以二进制形式存放）。

②转义字符，除了以上形式的字符常量外，C语言还允许用一种特殊形式的字符常量，就是以字符""开头的字符序列。例如printf函数中的 ‘\n’ 代表一个 "换行"符。 ‘\t’ 代表将输出的位置跳到下一个Tab位置。这是一种在屏幕上无法显示的 “控制字符”，在程序中也无法一个一般形式的字符来表示，只能采用这种特殊形式来表示。

（4）字符串常量

如"boy","123"等，用双撇号把若干个字符括起来，字符串常量是双撇号中的全部字符。

（5）符号常量

用#define 指令，指定用一个符号名称代表一个常量，例如：
#define PI 3.1415
这种用一个符号名代表一个常量的，称为符号常量，有以下好处：

①含义清楚。看程序从PI就可以大致知道它代表圆周率，考虑了“见名知意”。
②在需要改变程序中多处用到的同一个常量时，能做到”一改全改“。

1.2 变量

变量代表一个有名字的、具有特点属性的一个存储单元。它用来存放数据，也是存放变量的值。在程序运行期间，变量的值可以改变的。

变量需要先定义，后使用。定义变量时指定该变量的名字和类型。变量名和变量值是两个不同的概念。
变量名实际上是一个名字代表的一个存储地址。

1.3 常变量

C99允许使用常变量，方法是在定义变量时，前面加一个关键字const，例如：

const int a = 3;定义a为一个整型变量，指定其值为3,而且在变量存储期间其值不能改变。

常变量和变量的异同是：
常变量具有变量的基本属性：有类型，占存储单元，只是不允许改变其值。

1.4 标识符

在计算机高级语言中，用来对变量、符号常量名、函数、数组、类型等命名的有效字符序列统称为 标识符。
C语言规定标识符只能由字母、数字、下划线三种字符组成，且第一个标识符必须为字母或下划线。

注意：编译系统认为大写字母和小写字母是两个不同的字符，因此，sum和SUM是两个不同的变量名，同样class和Class也是两个不同的变量名。

2.数据类型

所谓类型，就是对数据分配存储单元的安排，包括存储单元的长度（占多少字节）以及数据的存储形式。不同的类型分配不同的长度和存储形式。

其中，基本类型（包括整型和浮点型）和枚举类型变量的值都是数值，统称为算术类型。
算术类型和指针类型统称为纯量类型，因为其变量的值是以数字来表示的。
枚举类型是程序中用户定义的整型类型。数组类型统称为组合类型，共用体类型不属于组合类型，因为同一个时间内只有一个成员有值。不同类型的数据在内存中占用的存储单元长度是不同的，比如在VC++编译器中char型数据分配一个字节，int型分配4个字节。

2.1整型数据

2.1.1整型数据的分类

（1）基本整型（int型）

编译系统分配给int型数据2个字节或4个字节（由具体的C编译系统自行决定）。
在存放整数的存储单元中，最左边一位是用来表示符号的。如果该数为0，表示数值为正；如果该数为1，表示数值为负。

（2）短整型（short int）

VC++ 编译器中分配给int 4个字节，则short int 短整型2个字节。

（3）长整型（long int）

类型名为long int 或long 。VC++编译器对一个long型数据分配4个字节（即32位）。
因此lont int 型变量的范围为 -2的31次方~（2的31次方-1）。

（4）双长整型（long long int）

类型名为 long long int或 long long。一般分配八个字节。

C标准没有具体规定各种类型数据所占用存储单元的长度，这是由各编译器系统自行决定的。C标准只要求Long型数据长度不短于int 型，short型不长于 int型。即：
sizeof(short) <= sizeof(int) <= sizeof(long) <= sizeof(long long)

2.1.2整型变量的符号属性

整型数据常见的存储空间和值的范围见下图

类型	字节数
int（基本类型）	4
unsigned int（无符号基本整型）	4
short（短整型）	2
unsigned short（无符号短整型）	2
long（长整型）	4
unsigned long(无符号长整型)	4
long long(双长型)	8
unsigned long long(无符号双长整型)	8

说明：

1.只有整型（包括字符型）数据可以加signed 或unsigned 修饰符，实型数据不能加。
2.对无符号整型数据用 “%u” 格式输出。 %u 表示用无符号十进制数的格式输出。

2.2字符型数据

2.2.1字符与字符代码

字符与字符代码并不是任意写一个字符，程序都能识别的。只能使用系统的字符集中的字符，目前大多数系统采用ASCII字符集。其中包括：
字母：大写英文字符 A~Z, 小写英文字母 a~z。
数字：0~9
专门符号：29个，包括 ! : # &’ + , - . / : ; < = > ? [] ^ _ ; ` { | } ~
空格符：空格、水平制表符（tab）、垂直制表符、换行、换页(form feed)。
不能显示的字符：空(null)字符（以 ‘\0’ 表示）、警告（以 ‘\a’ 表示）…
注意

字符 ‘1’ 和整数1是不同的概念。字符 ‘1’ 只是代表一个形状为 ‘1’ 的符号，在需要时按原样输出，在内存中以 ASCII码形式存储，占一个字节；而整数1是以整数存储方式存储的，占2个或者4个字节。
整数运行1+1=2，而字符 ’1‘ + ’1‘ 并不等于2或字符 ’2‘。

2.2.2字符变量
字符变量是用类型符 char 定义字符变量。char 是英文character(字符)的缩写，如：

char c= '?';定义c为字符型变量并使初值为字符 '?'。 '？' 的ASCII 代码是63，系统把整数63赋给变量c。

说明：用"%d"格式输出十进制整数63，用"%c"格式输出字符 ’ ? ’。

前面介绍了整型变量可以用signed 和 unsigned修饰符表示符号属性，字符类型也属于整形，也可以用signed 和 unsigned 修饰符。

说明：在使用有符合字符型变量时，允许存储的值为 -128~127,但字符的代码不可能为负值，所以在存储字符时实际上只用到0-127这一部分。

2.2.3 浮点型数据
浮点型数据包括 float （单精度浮点型）、double（双精度浮点型）、longlong（长双精度浮点型）。
（1）float型（单精度浮点型）。编译系统位每一位float型变量分配四个字节，在存储时，系统将实型数据分成小数部分和指数部分两个部分。
（2）double型（双精度浮点型）。为了扩大能表示的数值范围，在C语言进行浮点数的算术运算时，将float型数据字段转换为double 型，然后进行运算。
（3）long double型（长双精度）型。

注意类型和变量的关系。
每一个变量都属于一个确定的类型，类型是变量的一个重要的属性。变量是占用存储单元的，是具体存在的实体，在其占用的存储单元中可以存放数据。
而类型是变量的共性，是抽象的，不占存储单元，不能用来存放数据。

本文来源《C程序设计》谭浩强