2.3 基本类型数据
2.3.1 整型数据
1．整型数据类型标识符
整型数据分为基本整型、短整型、长整型和无符号型4种。
① 基本整型（简称整型）：类型标识符为int。
② 短整型：类型标识符为short int或short。
③ 长整型：类型标识符为1ong int或1ong。
④ 无符号型：表示不带符号的整数。
无符号型整数又可分为以下3种。
① 无符号整型：类型标识符为unsigned int。
② 无符号短整型：类型标识符为unsigned short。
③ 无符号长整型：类型标识符为unsigned 1ong。
C语言标准没有具体规定以上各类数据所占的内存字节数，不同C编译系统有不同的规定。表2.2所示为在VC++6.0编译环境中各种整型数据所占的内存字节数和取值范围。
表2.2 整型数据类型所占内存字节数和取值范围
在一个存储单元中存储一个有符号整数时，用最高位表示符号，最高位为0说明是正数，最高位为 1 说明是负数，其余二进制位表示数值，并且以二进制补码的形式表示。如果存储的是一个无符号整数，则所有二进制位都用来表示数值。例如：用两个字节存放一个短整型数时，假设两个字节的所有二进制位全部为1，如果说明为short类型，则它代表的是-1，如果说明为unsigned short类型，则它代表的是65535。
2．整型变量的定义
根据表2.2给出的整型数据类型标识符可以定义相应的整型变量。例如：
int i,j,k; /* 定义变量i,j,k为整型 */
unsigned short n,m; /* 定义变量n,m为无符号短整型 */
long p,l; /* 定义变量p,l为长整型 */
当按上述方法定义变量时，编译系统仅为所定义的变量分配了存储单元，而没有在存储单元中存放任何数据，此时的变量不能正确使用，因为变量中的值无意义。
C语言允许在定义变量的同时，对该变量预先设置初值，也称变量的初始化。例如：
int i1=6; /* 定义i1为整型变量并赋初值6 */
也可以为被定义变量的一部分赋初值，例如：
int i1,i2,i3=10;
定义i1、i2和i3为整型变量，并只对i3初始化，值为10。
如果对几个变量赋以同一个初值，不能写成：
int a=b=c=8;
而应写成：
int a=8,b=8,c=8;
3．整型常量
整型常量简称为整数或整常数。C语言程序中整型常量有以下3种表示形式。
① 十进制整数：按通常习惯的十进制整数形式表示，例如，102、-98、0等。
② 八进制整数：以数字0开头的八进制数符串，数字0是八进制整数的前缀，八进制数符为0～7。八进制数通常是无符号数。例如，025（表示十进制数21）、0400（表示十进制数256）。
③ 十六进制整数：以0x或0X开头的十六进制数符串，0x或0X是十六进制整数的前缀，十六进制数符为0～9和a～f（或A～F），其中a～f（或A～F）对应于十进制数10～15。十六进制数通常是无符号数。例如，0x14（表示十进制数20）、0xFFFF（表示十进制数65535）。
整型数又分为长整型数、短整型数和无符号整型数。长整型数在表示上与其他整型数的区别是加后缀L或l。所谓后缀是指在数字后面加写的字母，如1234L、0X2abL等。无符号数的后缀是U或u，如7543U、0125u等。前缀和后缀可同时使用以表示不同类型、不同进制的整型数。例如，03456LU表示八进制无符号长整型数。
在程序中出现的整数根据前缀来区分各种进制数，根据后缀来区分不同类型，因此在书写常数时不要把前缀和后缀弄错造成结果不正确。
2.3.2 实型数据
1．实型数据类型标识符
实型数据有单精度型和双精度型两种。
● 单精度型：类型标识符为float。
● 双精度型：类型标识符为double。
在VC++6.0中，实型数据占内存大小、取值范围和有效数据位数如表2.3所示。
表2.3 实型数据类型占内存大小、取值范围和有效数据位数
注意：在VC++6.0中，所有的float类型数据在运算中都自动转换成double型数据。
与整型数据的存储方式不同，实型数据是按照规范化的指数形式存储的。所谓规范化的指数形式是指其尾数部分为纯小数，即小数点前整数部分小于1，小数点后的第1位大于0。
2．实型变量的定义
根据表2.3给出的实型数据类型标识符可以定义相应的实型变量，并可在定义时赋初值。例如：
float f,f1=2.5; /* 定义f、f1为单精度实型变量，并为f1赋初值2.5 */
double d; /* 定义d为双精度实型变量 */
3．实型常量
实型常量即实数，又称浮点数。在C语言中实型数只有十进制形式，可以用十进制小数形式或十进制指数形式表示。
（1）十进制小数形式
一般由数字和小数点组成（必须有小数点，但小数点前后的 0 可以省略）。例如， 0.246，.246，246.0，246.，0.0等都是正确的小数表示形式。
（2）十进制指数形式
由尾数、字母e或E及指数部分组成。具体格式如下所示：
尾数e指数部分 或 尾数E指数部分
字母e或E左边部分的尾数可以是“整数部分.小数部分”形式，也可以只有整数部分不含小数点和小数部分，或者只有小数部分前面含有小数点而不含整数部分。指数部分必须为整数，可以是正的，也可以是负的。例如，下面指数形式都是正确的：
135e3 124e-2 -12.12e-5 .135E4 0e0
而下面的指数形式是错误的：
e2 3.5e1.5 .e e5 e
2.3.3 字符型数据
1．字符型数据类型标识符
字符型数据的类型标识符为char，在内存中存储一个字符型数据需要1个字节。
2．字符型变量的定义
使用字符型数据类型标识符char可以定义字符型变量，并可在定义时赋初值，例如：
char c1,c2='A'; /* 定义两个字符型变量c1、c2 ，并给c1赋初值'A' */
3．字符型常量
C语言中，一个字符型常量代表ASCII字符集中的一个字符。在C语言程序中字符型常量有以下两种形式。
① 用一对单引号（即撇号）括起来的单个字符。例如，'b'、'Y'、'9'、'('、'y' 等都是合法的字符型常量。
② 用一对单引号（即撇号）括起来的以一个反斜杠（\）开头的转义字符，形如'\n'，'\t'等，意思是将反斜杠（\）后面的字符转变成另外的意义。例如，'\n'不代表字母n而是作为换行符。像换行这种非显示字符难以用一般形式的字符表示，所以C语言规定用转义字符这种特殊形式表示。常见的以反斜杠（\）开头的转义字符见表2.4。
表2.4 转义字符表
单引号是字符型常量的定界符。注意，'Y'和'y'是不同的字符型常量。
表2.4中最后两行用ASCII码（八进制数或十六进制数）表示一个字符，即它将字符的ASCII码值转换为对应的字符。例如，'\103'代表字符C，'\012'代表换行，'\376'代表图形字符■。可见，使用表2.4中的表示方法可以表示任何可输出的字母字符、专用字符、图形字符和控制字符。请注意，'\0'或'\000'代表ASCII码为0的控制字符，即“空操作”字符，它可被用在字符串中。
【例2.2】 字符型常量的输出。
程序代码如下：
#include "stdio.h"
main( )
{
printf("Hello!\thow are you？\nI\'m fine!\n");
printf("This is a cup\b\b\bpen.\n");
printf("A,\101");
}
该程序中3次调用printf( )函数，直接输出双引号内的各个字符。请注意其中的转义字符。第1个printf( )函数先从第一行左端开始输出“Hello!”，然后遇到“\t”，它的作用是跳格，即跳到下一个输出位置，在所用系统中，一个输出区占8列。下一输出位置从第9列开始，故从第9列开始输出“how are you？”。下面遇到“\n”，代表回车换行，返回到下一行最左端（第1列），输出字符“I”，然后遇到“\'”，表示输出“'”，接着输出“m fine”。下面是“\n”，作用是“回车换行”，即光标被移到下一行第一个字符位置。
第2个printf( )函数先输出字符“This is a cup”，后面遇到3个“\b”，“\b”的作用是“退一格”，因此“\b\b\b”的作用是使当前输出位置回退3格到“c”的位置，接着输出“pen.”。最后是“\n”，即“回车换行”。
第3个printf( )函数先输出“A,”，然后遇到“\101”，它的作用是输出ASCII码（八进制数101）所对应的字符，即“A”字符。
程序运行后在显示屏上最后看到的结果是：
Hello! how are you？
I'm fine!
This is a pen.
A,A
注意：第2次调用printf( )函数时，先输出“This is cup”，退3格后再输出“pen.”，“pen.”将取代原来的“cup”。程序执行时在屏幕上看不到“cup”。实际上，屏幕上完全按程序要求输出了全部的字符，只是因为在输出前面的字符后很快又输出后面的字符，在人们还未看清楚之前，新的字符已取代了旧的字符。
4．字符型数据在内存中的存储形式
字符型变量存放一个字符，实际上并不是把该字符本身存放到内存单元中去，而是将该字符的ASCII码（ASCII码对照表见附录C）存放到存储单元中。例如，字符'A'的ASCII码为65，'\n'的ASCII码为10，则程序段：
char c1,c2;
c1='A';c2='\n';
执行后，在内存中变量c1和c2的值如图2.3所示。
图2.4 3 字符型数据的存储
因为在内存中，字符数据是以ASCII码的形式存储的，它的存储形式与整数的存储形式类似。因此，在C语言中，字符型数据可以与整型数据混合使用。C语言允许对整型变量赋予字符值，也允许对字符变量赋予整型值。一个字符型数据既可以以字符形式输出，也可以以整数形式输出。以字符形式输出时，需要先将存储单元中的ASCII码转换成相应的字符，然后输出。以整数形式输出时，直接将ASCII码作为整数输出，也可以对字符数据进行算术运算，此时相当于对它们的ASCII码进行算术运算。
【例2.3】 字符型数据的输出。
程序代码如下：
#include "stdio.h"
main( )
{
char c1; /* 定义c1为字符型变量 */
c1=65;
printf("%c,%d\n",c1,c1); /* c1以字符型和整型两种格式输出 */
}
程序运行结果为：
A,65
该程序中c1被定义为字符变量。但在第5行中，将整数65赋给了c1，就是将整数65直接存放到c1的内存单元中。程序的第5行也可用以下语句等价代替：
c1='A';
该语句在执行时，系统首先要将字符'A'转换成其对应的 ASCII 码值 65，然后再存放到cl的内存单元中。二者作用是相同的。第6行将按字符型和整型两种格式输出变量c1的值。其中“%c”是输出字符的格式符。“%d”是输出整数的格式符。有关输出数据的格式符详见第3章。
注意：字符型数据只占一个字节，所以它只能存放0～255范围内的整数。C语言对字符型数据的这种处理增加了程序设计的自由度和灵活性。例如，实现英文字符的大小写转换、数字字符和数字的相互转换等就变得非常方便。
【例2.4】 编写程序实现英文字符的大小写转换。
分析：因为英文字母大小写之间的ASCII码值相差32（参见附录C），即a'-'A'=32，所以很容易通过C语言程序实现英文字符的大小写转换。
程序代码如下：
#include "stdio.h"
main( )
{
char c1;
c1='a';
printf("%c,%c\n",c1,c1-32);
}
程序运行结果如下：
a,A
【例2.5】 编写程序实现数字字符和数字的相互转换。
从附录C可以看出，数字字符0的ASCII码值为48，数字字符1～9的ASCII码值为49～57，可以很容易地实现数字字符和数字的相互转换。程序代码如下：
#include "stdio.h"
main( )
{
char c1,c2;
c1='1';
c2=49;
printf("%c,%c\n",c1,c2);
c1=c1-'0';
c2=c2-'0';
printf("%d,%d\n",c1,c2);
}
程序运行结果如下：
1,1
1,1
注意：程序运行后，第1条printf语句输出的是两个字符1，而第2条printf语句输出的则是两个数字1。请大家思考，如果把这两条语句互换位置，结果会是什么？
2.3.4 字符串常量
字符串常量是由一对双引号（" "）括起来的字符序列。双引号是字符串常量的定界符。在组成字符串的字符序列中若有双引号时应使用转义字符“\"”来表示。字符串的长度为字符序列中字符的个数，不包括两边的双引号。
例如：
"It is fine day." /* 长度为15 */
"12345678.09" /* 长度为11 */
"$10000.00" /* 长度为9 */
"" /* 引号中有一个空格,长度为1 */
"" /* 引号中什么也没有,长度为0 */
"a" /* 引号中有一个字符a,长度为1 */
因为字符串长度的不确定性，所以字符串常量在内存中存储时，系统自动在每个字符串常量的尾部加一个字符串结束标志字符“\0”（“\0”是一个ASCII码为0的“空操作”字符，它不引起任何控制动作，也不是一个可显示的字符），以便系统据此判断字符串是否结束。前面已提到，在内存中存储单个字符需要1个字节，因此，长度为n的字符串常量，在内存中要占用n+1个字节的存储空间，前n个字节存储组成字符串的n个字符，最后1个字节存储字符串结束标志“\0”。
例如，"hello"在内存中的存储形式是（字符对应的ASCII码值）：
为了能直观理解，以后表示字符时，直接用字符本身表示，则上例表示成：
注意：字符串结束符'\0'是系统自动加上的。在输出一个字符串时，字符串结束符并不输出，例如：
printf("hello");
执行此语句时从左到右一个字符一个字符地输出，直到遇到最后的'\0'字符，表示字符串结束了，停止输出。另外，在书写字符串时也不必加'\0'，否则就会画蛇添足。
了解了这一点，就可以理解字符串常量"b"和字符型常量'b'的区别了。
存储字符型常量'b'只需要1个字节：
存储字符串常量"b"需要2个字节：
在C语言中没有专门的字符串变量，如果希望将一个字符串存放在变量中，就要使用字符数组的概念，字符数组中的每一个数组元素存放一个字符。有关字符数组的知识详见第8章。