2 数据类型和运算
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。 （1）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，圆的周长公式是g=2πr，面积公式是s=πr2。在这两个公式里，PI是圆周率，固定不变的，而半径是可变的，则圆的周长与圆的面积也是可变的，这些元素如何在C语言里进行说明并表示出来？
（2）程序源码： #include \#define PI 3.14 void main() { int r=1; float g,s; g=2*PI*r; s=PI*r*r;
printf(\}
图2-1 例2.1运行结果
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。没有无类型的数据，C语言的数据类型如图2-2所示。
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短整型（short） 整型 整型（int） 长整型（long） 基本类型
实型（浮点型） 字符类型（char） 数组类型
构造类型
指针类型 结构体类型(struct) 共用体类型（union） 枚举类型（enum）
空类型(void)
图2-2 C语言的数据类型
单精度型（float） 双精度型（double）
C语言的基本类型有三种：字符型、整型和实型（浮点型）。C语言的基本类型修饰符有四种：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：
表2-1 C语言常用基本数据类型描述
类型 char int float double 说明 字符型 整型 单精度实型 双精度实型 内存单元个数 1字节 4字节 4字节 8字节 8取值范围 即0～（2-1） 即-2～（2-1） -3.4E+38～3.4E+38 -1.7E+308～1.7E+308 3131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）、数字及下划线组成，且第一个字符必须是字母或下划线。
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、float、1_2 所谓关键字（保留字），它也是C语言的一种标识符，它用来命名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语言中所有关键字都使用小写字母来表示。
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2.1.3 常量
常量(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 十进制数常量 十进制整常量数没有前缀，其数码为0～9。
② 八进制整常量 八进制整常量必须以数字0开头，其数码取值范围为0～7。 ③ 十六进制数常数 十六进制数常数的前缀为0X 或0x。其数码取值范围为0～9、A～F或a～f。
（2）实型(浮点型)常量
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： 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。 #include
{ printf(“a=%d,b=%d,c=%d\\n”,38,017,0x20); printf(“p=%f,p=%e\\n”,123.456,123.456); }
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。
图2-3 例2.2运行结果
（3）字符型常量
字符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，字符常量有以下特点： ①字符常量只能用单引号括起来，不能使用双引号或其他括号。单引号是字符常量的定界符，不是字符常量的一部分。
②字符常量只能存放一个字符，不能是多个字符。字符值是以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
转义字符是一种特殊的字符常量。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。
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表2-2 常用的转义字符及其功能
字符 \\0 \\n \\? \\” \\\\ \\ddd \\xhh 表示字符串结束 换行，将当前位置换到下一行的行首 单引号字符 双引号字符 反斜杠字符 1-3位八进制数表示的ASCII码所代表的字符 1-2为十六进制数表示的ASCII码所代表的字符 功能 ASCII码 0 10 39 34 92 0-255 0-255 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】字符常量的输出。 #include
{ printf(“ch1=%c,ch2=%c\\n”, ?a?, ?b?); printf(“ch1=%d,ch2=%d\\n”, ?a?, ?b?);
printf(“ch3=%d,ch3=%c\\n”, ?\\101?, ?\\101?); }
运行结果如图2-4所示：
图2-4 例2.3运行结果
（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。
字符串常量与字符常量是不同的，它们之间主要的区别有： ①字符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可以把一个字符常量赋给一个字符变量，但不能把一个字符串常量赋予一个字符变量，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，增加一个字节中存放字符?\\0?，用于标志字符串的结束。
字符常量?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：
a a \\0 （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
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之前必须先定义，其一般形式为：#define 标识符 常量
如例2.1中，圆周率用PI表示，可写为：#define PI 3.14
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“PI”定义为其后的常量值3.14，定义后在程序中所有出现PI的地方均可以3.14来代替PI。符号常量的标识符是用户自己的定义的。
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，它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
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，圆的半径r值为1，则变量r在内存中的存储形式如下：
r 变量名
1 变量值 存储单元
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,l;
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,l。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,l是变量名。
（1）变量定义的格式：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），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;
变量的赋值一般有如下几种情况： 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;
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