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6 、数据类型和运算

一、整数🧀

  • C语言变量必须
    • 提前定义
    • 确定类型

1、sizeof🧀

  • 静态运算符
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int main() {

    int a = 6;
    printf("%ld", sizeof(a++));
    printf("%d", a); // 输出仍然是6，前一句中的a++只在那一句生效->静态运算

    return 0;
}

2、整数类型🧀

类型 大小说明
char 1 字节（8 比特）
short 2 字节
int 取决于编译器/CPU，通常表示“一个字”
long 取决于编译器/CPU，通常表示“一个字”
long long 8 字节

Note

int 就是用来表示寄存器（reg）的

3、整数的内部表达🧀

一个字节有 8 位，因此最多可以表示：

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0000 0000 ~ 1111 1111 （即十进制 0 ~ 255，共 256 个数）

但在表示有符号整数（即包括正数和负数）时，需要一种方式来引入“负号”的概念。

Info

  • 用最高位表示符号（0 为正，1 为负），其余位表示数值。

  • 示例：1000 0001 表示 -1，0000 0001 表示 +1

  • 问题：不能正常进行加减法。例如：

1
1000 0001（-1） + 0000 0001（+1） = 1000 0010（错误）
  • 把整个范围中的中间值当作 0，例如 1000 0000 表示 0，
  • 左边为负数，右边为正数。
  • 问题：表示方法不直观、计算复杂，硬件处理不方便。
  • 正数的补码 = 原码
  • 负数的补码 = 反码 + 1

这样，加法可以直接使用补码运算实现，无需区分正负号。

4、整数的范围🧀

一个字节共有 8 位，因此可以表示：

1
0000 0000 ~ 1111 1111（即十进制 0 ~ 255，共 256 个值）

Info

在默认情况下，char 是有符号的，其采用 补码（two's complement） 表示负数：

  • 正数范围：0000 0001 ~ 0111 1111 → 十进制 1 ~ 127
  • 负数范围：1111 1111 ~ 1000 0000 → 十进制 -1 ~ -128
  • 零：0000 0000
  • 全部用于表示正整数范围：0000 0000 ~ 1111 1111 → 十进制 0 ~ 255
有符号数和无符号数 
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int main() {
    char c = 255;              // 被当作补码处理 → 实际是 -1
    int i = 255;               // 正常整型
    unsigned char e = 255;     // 强制当作无符号处理 → 255

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printf("c = %d, i = %d, e = %d\n", c, i, e);
return 0;

}

/ c = -1, i = 255, e = 255 / ```

int的最大值

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int main() {
    int a = 0, b = 0;
    while (++a > 0)
        ;
    printf("The biggest number is int is :%d\n", a - 1); // 什么时候转过一圈即可知道最大的数字

    b++;

    while ((a = a / 10) != 0) {
        b++;
    }

    printf("The biggest digit in int is : %d\n", b);

    return 0;
}

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int main() {
    int a = 0;
    int bits = sizeof(int) * 8; // 获取 int 类型的总位数（单位：bit）

    printf("The biggest number in int is: %d\n", (1 << (bits - 1)) - 1);
    printf("The number of bits in int is: %d\n", bits);
    return 0;
}

二、浮点数🧀

1、浮点类型🧀

类型 字长（位） 数值范围 有效数字（十进制位） scanf 格式 printf 格式
float 32 ±1.20×10⁻³⁸ ~ ±3.40×10³⁸，含 0、±inf、nan 约 7 位 %f %f, %e
double 64 ±2.2×10⁻³⁰⁸ ~ ±1.79×10³⁰⁸，含 0、±inf、nan 约 15 位 %lf %f, %e 
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#include <bits/stdc++.h>
int main() {
    double ff = 1E-10;
    printf("%E,%.16f\n", ff, ff);
    // %.16f表示输出位数：16位
    // %E表示科学计数法
    return 0;
}

2、浮点的精度和范围🧀

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int main() {
    printf("%f\n", 12.0 / 0);
    printf("%f\n", -12.0 / 0);
    printf("%f\n", 0.0 / 0);
}

/*
inf
-inf
nan
*/

Warning

  • 避免使用 f1 == f2 来比较两个浮点数，可能因为精度误差导致比较失败。
    • 推荐写法：fabs(f1 - f2) < 1e-12（对于 double），或适当调整阈值。
    • 注意字面量类型：
    • 默认带小数点的字面量（如 1.23）是 double 类型。
    • 如果需要表示 float 类型，请在数值后加 f 或 F 后缀，如：1.23f。

三、字符🧀

1、字符类型🧀

在 C 语言中，字符类型 char 实际上是一个整数类型，用来存储字符对应的 ASCII 编码值。

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#include <bits/stdc++.h>
int main() {
    if (49 == '1') {
        printf("Yep!\n");
    }
    return 0;
}

大小写转换

  • 大小写对应字母之间的编码差值是固定的：'a' - 'A' = 32。
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// 大写转小写
char lower = a + ('a' - 'A');

// 小写转大写
char upper = a + ('A' - 'a');

2、转义字符🧀

字符 意义
\b 退格（Backspace）
\t 水平制表符（Tab）
\n 换行（Newline）
\r 回车（Carriage Return）
\" 双引号
\' 单引号
\\ 反斜杠 
stateDiagram
        [*]-->Keyboard
        Keyboard-->Shell:①
        Shell-->Programme:②
        Programme-->Shell:③
        Shell-->Terminal:④
        Terminal-->[*]

四、类型转换🧀

1、自动类型转换🧀

当表达式中不同类型的变量或值参与运算时，编译器会自动将较小范围的类型转换为较大范围的类型，以避免数据丢失。转换规则大致如下：

  • 整数类型提升顺序（从小到大）： char → short → int → long → long long
  • 整数与浮点数混合运算时，整数会先转换成浮点数： int → float → double

示例：

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char c = 10;
int i = c + 5;   // char 自动提升为 int，再参与加法
float f = i + 0.5; // int 自动提升为 float

2、强制类型转换🧀

当你需要强制将一个值转换为另一种类型（通常是缩小类型或改变类型），可以使用“类型转换操作符”：

1
(类型)值

示例：

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(int)10.1;       // 浮点数强制转成整数，结果为10
(short)32;       // 转成short类型
(short)32768;    // 超出short范围，结果为-32768（溢出）

注意：强制转换不会自动检查范围溢出，可能导致数据截断或溢出。

优先级

  • 强制类型转换的优先级高于四则运算。
  • 这意味着下面两个表达式的计算顺序不同：
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int i = (int) a / b;      // 先将 a 强制转换为 int，再除以 b
int i = (int)(a / b);     // 先计算 a/b，再将结果强制转换为 int

五、运算🧀

1、逻辑类型（bool）🧀

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#include <stdbool.h>

bool c = 6 > 5;  // true，逻辑表达式结果赋值给bool变量
bool t = true;   // 直接赋值true

t = 2;           // 虽然t是bool类型，但赋值为非零整数时，内部仍是1（true）
printf("%d\n", t); // 输出1（true），赋值0则输出0（false）

说明： 布尔类型变量本质上是整数类型，非零即为 true，零为 false，输出时通常是 0 或 1。

2、 逻辑运算🧀

运算符 描述 示例 结果说明
! 逻辑非 !a 如果 a 是 true，结果是 false；反之亦然
&& 逻辑与 a && b 如果 a 和 b 都为 true，结果为 true；否则为 false
|| 逻辑或 a || b 只要 a 或 b 有一个为 true，结果就是 true；两者都为 false 才是 false

常见错误

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// 错误写法：4 < x < 6 总是 true（因为4 < x 是0或1，再与6比较总为真）
if (4 < x < 6) {
    // 逻辑错误
}


// 正确写法：用 && 连接两个比较
if (x > 4 && x < 6) {
    // 判断x是否在(4,6)之间
}

// 判断是否是大写字母
if (c >= 'A' && c <= 'Z') {
    // 是大写字母
}

优先级

逻辑非 ! 优先级最高，接着是逻辑与 &&，最低是逻辑或 ||

例如：!done && (count > MAX)

短路求值

逻辑运算从左向右计算：

  • 对于 &&，如果左边是 false，右边不再计算。
  • 对于 ||，如果左边是 true，右边不再计算。

Bug

避免在逻辑表达式中混合赋值操作，尤其是复合赋值， 

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a == 1 && b += 6
这可能导致意料之外的副作用。

3、逗号运算符🧀

逗号运算符 , 会依次执行多个表达式，结果为最后一个表达式的值。

常见用法：for 循环中多变量更新

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for (i = 1, j = 10; i < j; i++, j--) {
    // 循环体
}