第二章变量与进制

1、关键字和标识符

关键字keyword：预定义

标识符命名规则

26个英文字母大小写、0-9 或 _
数字不可开头
不可以是关键字
不允许有空格
严格区分大小写
C99和C11不限制长度，编译器只识别前63个字符

命名建议

见名知意
避免数字
宏定义、枚举常数、常量，全大写下划线分割
避免使用下划线开头
变量名、函数名多个单词用下划线连接
统一用下划线命名或者小驼峰命名

2、变量

变量三要素：数据类型、变量名、变量值

变量声明格式

// 声明同时赋值
数据类型 变量名 = 变量值;

// 或者 先声明后赋值
数据类型 变量名;
变量名 = 变量值;

eg:

int a;
a = 10;

// 或者
int a = 10;

备注：先赋值，在使用，避免使用到异常数据

3、变量作用域

大括号内{}有效
同一个作用域变量名不能重复

for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    printf(" i = %d\n", i);
}

printf(" i = %d\n", i); // 变量i 超出作用于，编译失败

作用域分类

块作用域
文件作用域

4、数据类型

分类：

基本数据类型
- 整型
  - 短整型 short
  - 整型 int
  - 长整型 long
- 浮点型
  - 单精度浮点型float
  - 双精度浮点型double
- 字符型 char
构造类型
- 数组类型
- 结构体类型 struct
- 共用体类型 union
- 枚举类型 enum
指针类型
空类型 void
后续新增类型：
- 整型 long long
- 浮点型 long double
- 布尔型 _Bool

注意：c语言中没有字符串类型，用字符数组表示字符串

5、整数类型

修饰符

signed 带符号位，有正负号，默认
unsigned 不带符号位，只能表示零和正整数

单位

bit 位：计算机中的最小存储单位
byte 字节：计算机中基本存储单元

1 byte = 8 bit

不同类型占用空间大小

类型	占用空间
shot	2字节
int	通常4字节
long	4或8字节
long long	4或8字节（c99新增）

需要区分32位、64位编译器

// 整数常量，默认int
int a = 20;

// 等价于
signed int a = 20;

后缀

// 声明long可以使用后缀: l或L
long l1 = 123; // int -> long
long l2 = 123L; // long

// 声明long long可以使用后缀: ll或LL
long long ll = 123LL;

// 声明无符号整数使用：u或U
unsigned int x = 123U;

unsigned long x = 123UL;

unsigned long long x = 123ULL;

精确宽度类型

int8_t
int16_t
int32_t
int64_t
uint8_t
uint16_t
uint32_t
uint64_t

整数的极限值

#include <stdio.h>
#include <limits.h>

int main(void) {

    printf("%d\n", INT_MAX); // 最大值：2147483647
    printf("%d\n", INT_MIN); // 最小值：-2147483648

    return 0;
}

6、浮点类型

不同类型占用空间大小

类型	占用空间
float	4字节
double	8字节
long double	12字节

浮点型没有修饰符signed和unsigned

// 浮点型默认为double

double d1 = 12.3;

long double d2 = 12.3L;

float f1 = 12.3F;

科学计数法

// 12.3 x 10^3
double d1 = 12.3e+3;

// 或者
double d1 = 12.3e3;

0.3E6 等价于 .3E6
3.0E6 等价于 3.E6

示例：华氏度转摄氏度

#include <stdio.h>

int main(void) {
    // 华氏度f（64）转摄氏度c（17.8）
    double f = 64.0;

    // 计算公式：c = (5 / 9) * (f - 32)
    double c = (5.0 / 9) * (f - 32);
    printf("%.2f\n", c);
    // 输出：17.78

    return 0;
}

7、字符类型

char 表示一个字符，占用一个字节

#include <stdio.h>

int main(void) {
    char c = 'A';
    // 等价于 char c = 65;

    printf("%c\n", c); // A
    printf("%d\n", c); // 65

    return 0;
}

区分字符1和数字1

#include <stdio.h>

int main(void) {
    char c1 = '1';
    char c2 = 1;

    printf("c1=%c (%d)\n", c1, c1); // c1=1 (49)
    printf("c2=%c (%d)\n", c2, c2); // c2=SOH (1)

    return 0;
}

char每个字符对应一个ASCII码，是一个数值，可以进行加减乘除运算

特殊值

ASCII码	控制字符
48	0
65	A
97	a

char型允许有修饰符signed和unsigned

转义字符

转义字符	说明
`\n`	换行
`\t`	制表
`\'`	单引号
`\"`	双引号
`\0`	null字符

8、布尔类型

1、C89没有布尔值

真：非零，比如：1
假：0

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int flag = 1;

    if (flag) {
        printf("true\n");
    } else {
        printf("false\n");
    }

    // 输出：true
    return 0;
}

2、C89中可以通过宏定义布尔值

#include <stdio.h>

// 定义bool类型
#define BOOL int // 也可以使用 typedef int BOOL
#define TRUE 1
#define FALSE 0

int main(void) {
    BOOL flag = TRUE;

    if (flag) {
        printf("true\n");
    } else {
        printf("false\n");
    }

    // 输出：true
    return 0;
}

3、C99新增了 _Bool表示布尔值

#include <stdio.h>

int main(void) {
    _Bool flag = 1;

    if (flag) {
        printf("true\n");
    } else {
        printf("false\n");
    }

    // 输出：true
    return 0;
}

4、C99还提供了头文件 stdbool.h

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>

int main(void) {
    bool flag = true;

    if (flag) {
        printf("true\n");
    } else {
        printf("false\n");
    }

    // 输出：true
    return 0;
}

9、不同类型变量运算规则

1、隐式类型转换

窄类型自动转为宽类型

int main(void) {

    short s = 10; // short
    int i = s; // short => int
    long l = i; // int => long
    double d = l; // long => double

    float f = 3.14F; // float
    double d2 = f; // float => double

    return 0;
}

计算结果为位数较多的那个类型

int main(void) {

    char c = 'A';
    int a = c + 1; // char + int => int

    return 0;
}

2、强制类型转换

宽类型赋值给窄类型

#include <stdio.h>

int main(void) {

    double d = 3.99;
    int i = (int)d;  // 数据截断，不会四舍五入
    printf("%d\n", i); // 3

    return 0;
}

注意：强制类型转换可能会有精度损失

#include <stdio.h>

int main(void) {

    int d = 40000;
    short i = (short)d;
    printf("%d\n", i); // -25536

    return 0;
}

3、运算溢出

#include <limits.h>
#include <stdio.h>

int main(void) {

    int i = INT_MAX;
    i++;
    printf("%d\n", i); // -2147483648

    return 0;
}

10、常量

常量：不能改变的量

常量分为以下几种

字面常量
#define
const c99新增
枚举常量

1、字面常量

3.14; // 字面常量

2、#define

格式

#define 常量名 常量值

eg:

#include <stdio.h>

#define PI 3.14

int main(void) {
    printf("%.2f\n", PI); // -2147483648

    return 0;
}

3、const


int main(void) {
    const float PI = 3.14F;

    return 0;
}

4、枚举常量

#include <stdio.h>

enum Sex {
    UNKNOW,
    MALE,
    FEMALE
};

int main(void) {
    enum Sex sex = FEMALE;
    printf("sex = %d\n", sex);
    // sex = 2

    return 0;
}

11、输入输出函数

输入：从外部输入到计算机
输出：从计算机向外部输出

类型	输入函数	输出函数
任意类型	scanf	printf
单个字符	getchar	putchar
字符串	gets	puts

1、scanf/printf

eg: 输入半径，计算圆的面积


#include <stdio.h>

// 圆周率
# define PI 3.14

int main(void) {
    float radius; // 半径

    scanf("%f", &radius); // 阻塞等待

    float area = PI * radius * radius;

    printf("area = %.2f\n", area);
    // 输入10
    // 输出：area = 314.00

    return 0;
}

eg: 输入多个值，求乘积

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int a, b, c;

    // 输入值分隔：空格 Tab Enter
    scanf("%d%d%d", &a, &b, &c);

    int result = a * b * c;
    printf("result = %d\n", result);
    // 输入：2 4 3
    // 输出：result = 24

    return 0;
}

2、getchar/putchar

#include <stdio.h>

int main(void) {
    char c = getchar(); // 阻塞等待

    putchar(c);
    // 输入：A
    // 输出：A

    return 0;
}

3、gets/puts

#include <stdio.h>

int main(void) {
    char str[10];
    gets(str);

    puts(str);
    // 输入：hello
    // 输出：hello

    return 0;
}

12、变量按照声明位置分类

分类

全局变量
局部变量

#include <stdio.h>

int a = 100; // 全局变量

int main(void) {
    int a = 200; // 局部变量

    printf("%d\n", a); // 输出：200

    return 0;
}

13、常见的进制

进制	数字	进位规则	前缀
十进制 decimal	0-9	满十进一	-
二进制 binary	0-1	满二进一	`0b`/`0B`
八进制 octal	0-7	满八进一	`0`
十六进制 hex	0-9,a-f不区分大小写	满十六进一	`0x`/`0X`

eg:

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int a = 10; // 十进制
    int b = 0B10; // 二进制
    int c = 010; // 八进制
    int d = 0X10; // 十六进制

    printf("十进制：a = %d，b = %d，c = %d，d = %d\n", a, b, c, d);
    printf("八进制：a = %#o，b = %#o，c = %#o，d = %#o\n", a, b, c, d);
    printf("十六进制：a = %#x，b = %#x，c = %#x，d = %#x\n", a, b, c, d);

    return 0;
}

输出

shell

十进制：a = 10，b = 2，c = 8，d = 16
八进制：a = 012，b = 02，c = 010，d = 020
十六进制：a = 0xa，b = 0x2，c = 0x8，d = 0x10

14、进制之间转换

二进制使用补码存储，最高位是符号位

正数最到位是0
负数最高位是1

规则：

正数的补码、反码和原码一样，三码合一
负数的补码、反码和原码不一样
- 负数的原码：十进制转为二进制，最高位位1
- 负数的反码：原码基础上，最高位不变，其余位取反（0->1, 1->0）
- 负数的补码：反码 + 1

10进制转2进制

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[]) {
    int decimal;
    int binary[32];
    int p = 0;

    printf("Enter decimal number: ");
    scanf("%d", &decimal);

    while (decimal > 0) {
        binary[p++] = decimal % 2;
        decimal = decimal / 2;
    }

    for (int i = p - 1; i >= 0; i--) {
        printf("%d", binary[i]);
    }

    return 0;
}

shell

Enter decimal number: 12
1100

ref: https://www.w3schools.in/c-programming/examples/convert-decimal-to-binary

第二章 变量与进制 ​

1、关键字和标识符 ​

2、变量 ​

3、变量作用域 ​

4、数据类型 ​

5、整数类型 ​

6、浮点类型 ​

7、字符类型 ​

8、布尔类型 ​

9、不同类型变量运算规则 ​

10、常量 ​

11、输入输出函数 ​

12、变量按照声明位置分类 ​

13、常见的进制 ​

14、进制之间转换 ​