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资讯：04-数据类型

来源：博客园

数据类型

1.有符号数和无符号数

1.1 有符号数和无符号数

1. 有符号数有符号数是最高位为符号位，0代表正数，1代表负数。,最高位为符号位,其他位为数据位

  • 默认是有符号数
  • 要存储一个负数,要定义一个有符号数
char num;signed char num;  // 有符号数unsgned char num;// 无符号数#include int main(){signed int a = -1089474374; //定义有符号整型变量aprintf("%X\n", a); //结果为 BF0FF0BA//B       F      0        F       F     0        B      A//1011 1111 0000 1111 1111 0000 1011 1010return 0;}

2. 无符号整数无符号数最高位不是符号位，而就是数的一部分，无符号数不可能是负数。*当我们写程序要处理一个不可能出现负值的时候，一般用无符号数，这样可以增大数的表达最大值。


(相关资料图)

#include int main(){unsigned int a = 3236958022; //定义无符号整型变量aprintf("%X\n", a); //结果为 C0F00F46return 0;}

1.2 数的范围

有符号数和无符号数能够表示数的个数是一样的,但是表示的数的范围是不一致的1. char类型

  • 有符号char -128 - 127 (-2^7 ~ 2^7-1)
  • 无符号char 0 - 255 (0 - 2^8-1)
  • 规定:将负0表示成-128
  • 有符号和无符号都表示256个数
// 有符号1,000 0000 - 1,111 1111    -0 - -127       0,000 0000 - 0,111 1111    +0 - +127       // 无符号0000 0000 - 1111 1111      0 - 255

2. short类型

  • signed:-2^15 - 2^15-1
  • unsigned:0 - 2^16-1

其他类型可以类似推导得出

数据类型占用空间取值范围
short2字节-32768 到 32767 (-215 ~ 215-1)
int4字节-2147483648 到 2147483647 (-231 ~ 231-1)
long4字节-2147483648 到 2147483647 (-231 ~ 231-1)
unsigned short2字节0 到 65535 (0 ~ 216-1)
unsigned int4字节0 到 4294967295 (0 ~ 232-1)
unsigned long4字节0 到 4294967295 (0 ~ 232-1)

3. 数的范围不能越界

2.计算机内存数值存储方式

2.1 计算机中数值的存储

120对应的二进制,01111010-23对应二进制,10010111

// 计算机中存储值,负数在计算机中的存储?// 以char类型存储0 -0 -1 1-0    : 1000 0000 0     : 0000 00001     : 0000 0001-1    : 1000 0001// 使用源码操作加减0000 0001     11000 0001  + -11000 0010    -2   //结果错误

如果负数在计算机中原码存储,会导致两个问题,负数运算结果不正确,0的状态还有两种

// 如果以反码存储,查看结果            源码        反码-0    : 1000 0000      1111 11110     : 0000 0000      0000 00001     : 0000 0001      0000 0001-1    : 1000 0001      1111 11101       0000 0001-1      1111 1110-0      1111 1111     // 结果为-0,运算结果正确但是有两种0

以反码存储,负数运算结果正确但是0得状态有两种

// 以补码存储,负数运算结果-0  0000 0000 0   0000 00001   0000 0001-1  1111 1111-1 + 1 = 0// 负数运算结果正确,而且0的状态只有一种

正数和负数在计算机中都是以补码进行存储的

2.2 原码

一个数的原码(原始的二进制码)有如下特点：

  • 最高位做为符号位，0表示正,为1表示负
  • 其它数值部分就是数值本身绝对值的二进制数
  • 负数的原码是在其绝对值的基础上，最高位变为1下面数值以1字节的大小描述:
十进制数原码
+150000 1111
-151000 1111
+00000 0000
-01000 0000

原码表示法简单易懂，与带符号数本身转换方便，只要符号还原即可，但当两个正数相减或不同符号数相加时，必须比较两个数哪个绝对值大，才能决定谁减谁，才能确定结果是正还是负，所以原码不便于加减运算。

#include int main(){  char num = 0x81; // 十六进制数--给的是补码--1000 0001  printf("%d\n",num); //  %d输出有符号32位整数 -127  printf("%u\n,num");  // %u输出无符号32位整数 11931683    system("pause");  return 0;  unsigned int d = 0xffffffff;  定义无符号int变量d,以十六进制的方式进行赋值  /*    虽然定义的是无符号数,但是打印的是%d需要将其看成有符号数    d = 0xffffffff -- 赋值以16进制赋值,给的是补码    补码: 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111    反码: 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000    原码: 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001   输出-1  */  printf("有符号方式打印:d = %d\n",d); // -1  printf("无符号方式打印:d = %u\n",d); // 0xffffffff}

2.3 反码

  • 对于正数，反码与原码相同
  • 对于负数，符号位不变，其它部分取反(1变0,0变1)
十进制数反码
+150000 1111
-151111 0000
+00000 0000
-01111 1111

反码运算也不方便,通常用来作为求补码的中间过渡

2.4 补码

在计算机系统,数值一律用补码来存储

补码特点::

  • 对于正数，原码、反码、补码相同
  • 对于负数，其补码为它的反码加1
  • 补码符号位不动，其他位求反，最后整个数加1，得到原码
十进制数补码
+150000 1111
-151111 0001
+00000 0000
-00000 0000

2.5 补码的意义

示例1:用8位二进制数分别表示+0和-0

十进制数原码
+00000 0000
-01000 0000
十进制数反码
+00000 0000
-01111 1111

不管以原码方式存储，还是以反码方式存储，0也有两种表示形式。为什么同样一个0有两种不同的表示方法呢？但是如果以补码方式存储，补码统一了零的编码：

十进制数补码
+00000 0000
-010000 0000由于只用8位描述，最高位1丢弃，变为0000 0000

示例2:计算9-6的结果以原码方式相加：

十进制数原码
90000 1001
-61000 0110

结果为-15，不正确。

以补码方式相加：

十进制数补码
90000 1001
-61111 1010

最高位的1溢出,剩余8位二进制表示的是3，正确。

在计算机系统中，数值一律用补码来存储，主要原因是：

  • 统一了零的编码
  • 将符号位和其它位统一处理
  • 将减法运算转变为加法运算
  • 两个用补码表示的数相加时，如果最高位(符号位)有进位，则进位被舍弃
#include int main(){  // 赋值时(输入),赋的是十进制,给的是原码,如果赋值给的是8进制或者是16进制给的是补码  // 打印时(输出),十进制打印的是原码,如果是十六进制或者8进制打印的是补码  char num = 129;  //129 -- 十进制 -- 原码-反码-补码 1000 0001   // num是有符号数,最高位为1,计算机认为这是一个负数的补码  /*    1000 0001    1111 1110    1111 1111    -127  */  printf("num = %d\n",num); // -127}
#include int main(){  // 如果赋值给的是8进制或者十六进制给的是补码  // 输出,十进制要的是原码,16进制或8进制要的是补码  char ch = 0x82; // 1000 0010  /*    补码 1000 0010    反码 1111 1101    原码 1111 1110     -126  */  printf("%d\n",ch);  //2  int num = 0x80 00 00 01;  // 补码: 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001  // 反码: 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110  // 原码: 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111  -7fffffff  printf("%d\n,num");  //3.  char ch = -123; // 原码 1 111 1011  printf("%d\n",ch);  // -123}

2.6 数值溢出

当超过一个数据类型能够存放最大的范围时，数值会溢出。有符号位最高位溢出的区别：符号位溢出会导致数的正负发生改变，但最高位的溢出会导致最高位丢失。

数据类型占用空间取值范围
char1字节-128到 127(-27 ~ 27-1)
unsigned char1字节0 到 255(0 ~ 28-1)
#include int main(){char ch;//符号位溢出会导致数的正负发生改变        // 7f -- 补码 -- 0111 1111        //  2 -- 补码 -- 0000 0010                         1000  0001         // 反码 1111 1110         // 原码 1111 1111     -127    ch = 0x7f + 2; //127+2printf("%d\n", ch);//0111 1111//+2后 1000 0001，这是负数补码，其原码为 1111 1111，结果为-127//最高位的溢出会导致最高位丢失        // 补码 1111 1111        //      0000 0001unsigned char ch2;ch2 = 0xff+1; //255+1printf("%u\n", ch2);//  1111 1111//+1后 10000 0000， char只有8位最高位的溢出，结果为0000 0000，十进制为0ch2 = 0xff + 2; //255+1printf("%u\n", ch2);//  1111 1111//+1后 10000 0001， char只有8位最高位的溢出，结果为0000 0001，十进制为1return 0;}

3. 整型

3.1 整型变量的定义与输出

打印格式含义
%d输出一个有符号的10进制int类型
%o(字母o)输出8进制的int类型
%x输出16进制的int类型，字母以小写输出
%X输出16进制的int类型，字母以大写输出
%u输出一个10进制的无符号数
#include int main(){  char num = 0x81;  // 补码 -- 1000 0001  // 反码 -- 1111 1110  // 原码 -- 1111 1111    print("%d\n",num); // 打印有符号数 -- 最高位为符号位 -127   print("%u\n"num); // 4294967169(涉及到8位转32位)  (输出无符号数)    int num_2 = 0x81;  // 0000 0000 ... 1000 0001  (补码-原码)  printf("%d\n",num_2); // 129  printf("%u\n",num_2); // 129  }
#include int main(){int a = 123;//定义变量a，以10进制方式赋值为123int b = 0567;//定义变量b，以8进制方式赋值为0567int c = 0xabc;//定义变量c，以16进制方式赋值为0xabcprintf("a = %d\n", a);    // a = 123printf("8进制：b = %o\n", b); // 567(8进制)printf("10进制：b = %d\n", b); // 375 (十进制)printf("16进制：c = %x\n", c); // abcprintf("16进制：c = %X\n", c); // ABCprintf("10进制：c = %d\n", c); // 2748unsigned int d = 0xffffffff; //定义无符号int变量d，以16进制方式赋值        // 十六进制给的是补码,所以存储的时候以补码的形式存储,输出使用%d,就是有符号数,补码转原码,符号        // 位不变,输出使用%u,无符号数,高位不是符号位        // 补码: 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111        // 反码: 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000        // 原码: 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001printf("有符号方式打印：d = %d\n", d);  // -1printf("无符号方式打印：d = %u\n", d);  // 0xffffffffreturn 0;}

3.2 整型变量的输入

  • 从键盘输入一个数,使用scanf()函数
  • scanf()从键盘(标准输入)读取数据,键盘输入之后,内容写到标准输入文件(stdin),当程序运行到scanf()的时候,从标准输入中读取,读取内容取决于前面的格式,\n表示结束
  • scanf()没有回车或者换行,会阻塞程序
  • 空格也会结束输入
#include int main(){int sum = 0;        int num = 0;        scanf("%d",&num); // 键盘输入-->标准输入-->num变量        scanf("%d %d",&num,&sum); // 键盘输入两个值,中间用空格123 456分别给两个变量        printf("%d\n",num);        printf("%d\n",sum);        system("pause");        return 0;}
#include int main(){int a;printf("请输入a的值：");//不要加“\n”scanf("%d", &a);printf("a = %d\n", a); //打印a的值return 0;}

3.3 整型变量占用的空间

数据类型占用空间
short(短整型)2字节
int(整型)4字节
long(长整形)Windows为4字节，Linux为4字节(32位)，8字节(64位)
long long(长长整形)8字节

注意：

  • 需要注意的是，整型数据在内存中占的字节数与所选择的操作系统有关。虽然 C 语言标准中没有明确规定整型数据的长度，但 long 类型整数的长度不能短于 int 类型， short 类型整数的长度不能长于 int 类型。
  • 当一个小的数据类型赋值给一个大的数据类型，不会出错，因为编译器会自动转化。但当一个大的类型赋值给一个小的数据类型，那么就可能丢失高位。sizeof关键字
  • sizeof不是函数，所以不需要包含任何头文件，它的功能是计算一个数据类型的大小，单位为字节
  • sizeof的返回值为size_t
  • size_t类型在32位操作系统下是unsigned int，是一个无符号的整数
整型常量所需类型
10代表int类型
10l, 10L代表long类型
10ll, 10LL代表long long类型
10u, 10U代表unsigned int类型
10ul, 10UL代表unsigned long类型
10ull, 10ULL代表unsigned long long类型
#include int main(){char a;        short int b; // 短整型 int可以省略        int c;        long d;        long long e;        // sizeof 用来测数据类型的大小,打印的是字节数        // sizeof(变量或者数据类型)}
打印格式含义
%hd输出short类型
%d输出int类型
%ld输出long类型
%lld输出long long类型
%hu输出unsigned short类型
%u输出unsigned int类型
%lu输出unsigned long类型
%llu输出unsigned long long类型
#include int main(){short a = 10;int b = 10;long c = 10l; //或者10Llong long d = 10ll; //或者10LLprintf("sizeof(a) = %u\n", sizeof(a));printf("sizeof(b) = %u\n", sizeof(b));printf("sizeof(c) = %u\n", sizeof(c));printf("sizeof(c) = %u\n", sizeof(d));printf("short a = %hd\n", a);printf("int b = %d\n", b);printf("long c = %ld\n", c);printf("long long d = %lld\n", d);unsigned short a2 = 20u;unsigned int b2 = 20u;unsigned long c2= 20ul; unsigned long long d2 = 20ull; printf("unsigned short a = %hu\n", a2);printf("unsigned int b = %u\n", b2);printf("unsigned long c = %lu\n", c2);printf("unsigned long long d = %llu\n", d2);return 0;}

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