2.1　数据类型

2.1.1　程序引例

【例2.1】已知一个圆的半径，求这个圆的周长和面积。

分析：如果用r代表圆的半径，用g代表圆的周长，用s代表圆的面积，用pi代表圆周率π，那么圆的周长公式是g=2pi*r，圆的面积公式是s=pi*r2。在这两个公式里，pi是圆周率，固定不变的，而半径r是可变的，则圆的周长与圆的面积也是可变的，那么，这些元素如何在C语言里进行说明并表示出来，这就是本节的重点内容。

程序代码如下：

运行结果如图2-1所示。

由图中可以看到，r的值为整数1，而g、s为小数形式，也就是说，r与g、s是不同的数据类型。那么C语言的数据类型是怎样规定的呢？

在C语言中，每个数据都属于唯一的一种数据类型，没有无类型的数据，C语言的数据类型如图2-2所示。

C语言的基本数据类型有三种：字符型、整型和实型（浮点型）。C语言的基本数据类型修饰符有四种：singed（有符号）、unsigned（无符号）、long（长型符）、short（短型符），这些类型修饰符可以与字符型或整型数据配合使用。基本数据类型和取值范围如表2-1所示。

说明：C语言中，整型数据的取值范围随着程序编译系统的不同而不同。本书以C-Free 3.5作为程序调试环境。

2.1.2　标识符和关键字

所谓标识符是指用来标识程序中用到的变量名、函数名、类型名、数组名、文件名以及符号常量名等有效字符序列。

在C语言中，标识符的命名规则是：由字母（大小写皆可）、数字及下画线组成，且第一个字符必须是字母或下画线。

由上述的标识符命名规则可知，下面的标识符名是合法的：

year、_123、Int

而下面的标识符是非法的：

#123、1_2

所谓关键字又被称为保留字，它也是C语言的一种标识符，用来命名C语言程序中的语句、数据类型和变量属性等。每个关键字都有固有的含义，不能另做其他用途，C语言中的所有关键字都使用小写字母来表示。

2.1.3　常量

常量又称常数，是指在程序运行过程中其值不可改变的量。C语言中的常量可分整型常量、实型常量和字符型常量。

（1）整型常量

整型常量又称为整数，在C语言中，整数可以用三种数制来表示：

①十进制整型常量。十进制整型常量没有前缀，其数码为0～9。

②八进制整型常量。八进制整型常量必须以数字0开头，其数码取值范围为0～7。

③十六进制整型常量。十六进制整型常量的前缀为0X或0x。其数码取值范围为0～9、A～F或a～f。

（2）实型常量

实型也称为浮点型，实型常量也可称为实数或浮点数。在C语言中，实数采用十进制表示，它有两种形式：十进制小数形式和指数形式。

①十进制小数形式：小数形式是由数码0～9和小数点组成（注意：必须有小数点）。

②指数形式：指数形式又称科学计数法。其一般形式为：a E n（a表示十进制数，n表示指数），其数值为a×10n。

注意：指数表示形式中E或e前后必须有数字，E或e后面的数字必须是整数。

【例2.2】整型常量和实型常量的输出。

第一个printf语句，以十进制形式输出用三种数制表示的整数，第二个printf语句，以小数形式和指数形式输出实数，运行结果如图2-3所示。

（3）字符型常量

字符型常量是用单引号括起来的一个字符。例如：'A'、'a'等。

在C语言中，字符型常量有以下特点：

①字符型常量只能用单引号括起来，不能使用双引号或其他括号。单引号是字符型常量的定界符，不是字符型常量的一部分。

②字符型常量只能存放一个字符，不能是多个字符。字符值以ASCII码的形式存放在内存单元中。数字被定义为字符型之后就不能参与数值运算，也就是说'5'与5是不同的。

③转义字符是一种特殊的字符型常量。转义字符以反斜线“\”开头，后面跟一个或几个字符。转义字符主要用来表示控制代码，例如，“回车”、“换行”等。转义字符具有特定的含义，不同于字符原有的意义，所以称为“转义”字符。常用转义字符如表2-2所示。

表中最后两行是用ASCII码（八进制或十六进制）表示一个字符。例如，'\101'或'\x41'表示ASCII码为十进制数65的字符'A'。其中'\101'中101是八进制，转换成十进制是65，而'\x41'中x41是十六进制，转换成十进制也是65。

【例2.3】字符型常量的输出。

程序代码如下：

运行结果如图2-4所示。

（4）字符串常量

字符串常量是用一对双引号括起来的字符序列。例如，"hello"、""、"123"。字符串的长度等于字符串中包含的字符个数，例如，字符串"hello"的长度为5个字符。

字符串常量与字符型常量是不同的，它们之间主要的区别有：

①字符型常量使用单引号定界，字符串常量使用双引号来定界。

②字符型常量只能是单个字符，字符串常量则可以包含一个或多个字符。

③可以把一个字符型常量赋给一个字符型变量，但不能把一个字符串常量赋给一个字符串变量，在C语言中没有相应的字符串变量，可以用一个字符数组来存放一个字符串常量。

字符型常量占一个字节的存储空间，字符串常量占的内存字节数等于字符串的长度加1，增加的一个字节中存放字符'\0'，用于标志字符串的结束。

字符型常量'a'和字符串常量"a"，虽然都只有一个字符，但在内存中的存储情况是不同的。

'a'在内存中占一个字节，可表示为：

"a"在内存中占两个字节，可表示为：

（5）符号常量

在C语言中，也可以用一个标识符来表示一个常量，称为符号常量。符号常量在使用之前必须先定义，其一般形式如下：

#define标识符常量

【例2.4】已知商品的数量和单价，单价为常量，数量可变，求应付款。

程序代码如下：

运行结果如图2-5所示。

如例2.4中，商品单价用PRICE表示，可写为：#define PRICE 30

其中，define是关键字，前面加“#”，表示一条预处理命令（预处理命令都以“#”开头），称为宏定义命令。

该语句的功能是把标识符PRICE定义为其后的常量值30，定义后在程序中所有出现PRICE的地方均可以30来代替。符号常量的标识符是用户自己定义的。

符号常量的特点：

①习惯上符号常量的标识符用大写字母，变量标识符用小写字母，以示区别。

②符号常量与变量不同，符号常量的值在其作用域内不能改变，也不能再被赋值。

③使用符号常量的好处是：含义清楚，并且能做到“一改全改”。

2.1.4　变量

在程序运行过程中，其值可以改变的量称为变量。一个变量应该有一个名字，在内存中占据一定的存储单元。变量定义必须放在变量使用之前，一般放在函数体的开头部分。要区分变量名和变量值两个概念。在例2.1中，圆半径r的值为1，则变量r在内存中的存储形式如下：

C语言规定，所有变量在使用前必须先定义。

回顾例2.1中的两行程序代码：int r；和float s，g；

这两行代码功能是定义了一个整型变量r和两个浮点型变量s，g。其中int和float都是数据类型标识符，是C语言的关键字，用来说明变量的类型，而r，s，g是变量名。

（1）变量定义的格式

变量定义的格式如下：

存储类型符　数据类型符　变量名表；

说明：

①存储类型符用来说明变量的存储类型，存储类型有自动类型（auto），寄存器类型（register），静态类型（static），外部类型（extern）等，默认为自动类型。如果未对存储类型做说明，则为自动类型。在例2.1中，变量定义语句都没有声明存储类型，所以都按自动类型处理。

②数据类型符用来说明变量的数据类型，它可以是C语言中任意一种基本数据类型。

③变量名表中可以只有一个变量名，也可以有多个变量名；如果有多个变量名，各变量名之间用逗号分开。

（2）变量的赋值

定义变量后，在使用之前需要给变量一个初始值。在C语言中，可以通过赋值运算“=”给变量赋值。

变量赋值的一般格式是：

变量名=表达式；

变量的赋值常用的有以下两种情况：

①先定义后赋值。如：

int r；

r=1；

②在定义变量的同时为其赋值，称为变量的初始化。定义的变量可以全部初始化，也可以部分初始化。

例如，int r=1；，该语句即定义了整型变量r，同时为其赋初值为1。

变量在某一时刻只有一个确定的值，变量获得新值后，其原始值被覆盖。例如：

int r；

r=1；

r=2；

该程序段执行后，变量r的值不是1，而是2。

定义多个同类型变量并要给所有变量赋值，只能逐个处理，每个赋值表达式之间用逗号分开。例如，有三个整型变量x，y，z，且初始值都是10，则可以写成如下形式：int x=10，y=10，z=10；

如果变量的类型与所赋数据的类型不一致，所赋数据将被转换成与变量相同的类型。例如，int x=10.5；，该程序执行后，变量x的值是整数10。