初识C语言 | 第4篇

内置数据类型

• 本质：数据类型就是给计算机下达的“圈地指令”。它规定了变量在内存中占据的空间大小（字节数）以及数据的存储格式（如何解读二进制）。
• 作用：决定了数据能存多大范围、精度如何，是程序运行的基石。
• 常用
  • char （字符/小整数，1字节）
  • short （短整型，2字节）
  • int （基本整型，4字节，32/64位系统通用）
  • long （长整型，4字节Windows32/64位）
  • long long （长长整型，8字节）
  • float （单精度浮点，通常4字节）
  • double （双精度浮点，通常8字节）
  • long double （扩展精度浮点，8字节）

操作数

核心释义

• 参与运算的数据/变量/常量，就是运算符用来“加工处理”的原材料。
• 运算符是动作，操作数是动作作用的对象。

分类举例

1. 单目运算符：1个操作数
   !flag → 运算符 ! ，操作数： flag
   &a → 运算符 & ，操作数： a
   ​
2. 双目运算符：左右2个操作数
   a + 5 → 运算符 + ，左操作数 a ，右操作数 5
   x > y → 运算符 > ，操作数： x 、 y
   ​
3. 三目运算符：3个操作数
   cond ? exp1 : exp2 → 三个操作数依次为 cond 、 exp1 、 exp2

一句话速记

运算符=干活的工具；操作数=工具要摆弄的料子。

操作符

算数操作符

• 加法
  int main()
  {
  int sum = 3 + 5;
  printf(“%d\n”,sum);
  return 0;
  }
• 减法
  int main()
  {
  int sum = 10 - 7;;
  printf(“%d\n”,sum);
  return 0;
  }
• 乘法
  int main()
  {
  int sum = 3 * 5;
  printf(“%d\n”,sum);
  return 0;
  }
• 除法
  int main()
  {
  int m = 15 / 5;
  printf(“%d\n”,m);
  return 0;
  }
• 取摸（取余）
  int main()
  {
  int n = 5 % 3;
  printf(“%d\n”,n);
  return 0;
  }
• 幂运算（求次方）
  int main()
  {
  int s = 2 ** 3;
  printf(“%d\n”,s);
  return 0;
  }
• 整除（向下取整除法）
  int main()
  {
  int u = 9 // 5;
  printf(“%d\n”,u);
  return 0;
  }

位操作符

位操作符是对整数的二进制位逐位进行运算的操作符。

• &：按位与
  • 示例：5 & 3 - > 1;//两位都为1才为1
  • 分析：5的二进制是101，3的二进制是011，按位与结果是001，对应十进制1
• |：按位或
  • 示例：5 | 3 - > 7;//有一位为1就为1
• 分析：5的二进制是101，3的二进制是011，按位或结果是111，对应十进制7
• ^：按位异或
  • 示例：5 ^ 3 - > 6;//两位不同为1，相同为0
  • 分析：5的二进制是101，3的二进制是011，按位与结果是110，对应十进制6
• ~：按位取反
  • 示例：~5 - > -6;//0变1，1变0，得补码
  • 分析：-5的二进制是101，对应的32进制数前面全是0；按位取反是010，对应32位二进制前面全是1，即得补码。补码最高位是1，为负数。对补码取反后加1，再转化为十进制数是6。即绝对值为6，最终结果为-6.（正数按位取反 ，其结果就是取相反数再减一；负数按位取反，结果是取绝对值减一）
• <<：左移
  • 示例：5 << 1 - > 10;//各位左移，右侧补零
  • 分析：5的二进制是101，左移后为1010，对应十进制数是10

• ：右移

  • 示例：5 >> 1 - > 2;//各位右移，左侧补符号位
  • 分析：5的二进制是101，右移后为10，对应十进制数是2

• ：无符号右移

  • 示例：-1 >> 1 - > 2147483647，;//各位右移，左侧始终补0
  • 分析：计算机实际存储负数用的是补码，-1的补码是32个1。右移左侧补零，其余位位全1，对应十进制数为2147483647。

赋值操作符

• 各操作符功能详解
  • = ：基本赋值操作符，将右边的值直接赋给左边变量。例如： int a = 10;
  • += ：加法赋值，等价于 a = a + b 。例如： a += 5; 表示 a 增加 5。
  • -= ：减法赋值，等价于 a = a - b 。例如： a -= 3; 表示 a 减少 3。
  • *= ：乘法赋值，等价于 a = a * b 。例如： a *= 2; 表示 a 乘以 2。
  • /= ：除法赋值，等价于 a = a / b 。例如： a /= 4; 表示 a 除以 4。
  • &= ：按位与赋值，等价于 a = a & b 。用于对二进制位进行“与”运算后赋值。
  • ^= ：按位异或赋值，等价于 a = a ^ b 。用于对二进制位进行“异或”运算后赋值。
  • |= ：按位或赋值，等价于 a = a | b 。用于对二进制位进行“或”运算后赋值。
  • ‘>>=’：右移赋值，等价于 a = a >> b 。将 a 的二进制位向右移动 b 位后赋值。
  • <<= ：左移赋值，等价于 a = a << b 。将 a 的二进制位向左移动 b 位后赋值。
• 使用注意事项
  • 复合赋值操作符具有隐式类型转换特性，例如 short s = 1; s += 1; 是合法的。但short s = 1; s = s + 1; 可能因类型提升而报错。’s = s + 1; ‘前面需要类型说明。
  • 赋值操作符的优先级较低，表达式会先计算右边，再执行赋值。
  • 位运算赋值操作符（如 &= , ^= , |= ）常用于底层数据处理、标志位设置等场景。

单目操作符

只需要一个操作数就能完成运算的操作符。

• ! ：逻辑反操作，用于将布尔值取反。例如： if (!a) 表示当 a 为假（0）时条件成立。
  • 布尔值：只有两个固定取值的逻辑值
• ：负值操作符，用于取相反数。例如： int b = -a;

• ：正值操作符，通常用于显式表明正数，实际作用不大，但可用于强制类型提升。

• & ：取地址操作符，用于获取变量的内存地址。例如： int *p = &a;
• sizeof ：计算操作数所占内存字节数，是编译期常量。例如： sizeof(int) 返回 4（在32位系统上）。
• ~ ：按位取反操作符，对二进制每一位取反。例如： ~5 （即 ~0101 ）结果为 -6 （补码表示）。- – ：自减操作符，分为前置 --a 和后置 a-- ，前者先减后用，后者先用后减。
• ++ ：自增操作符，同样分前置 ++a 和后置 a++ ，语义与 – 类似。
• • ：解引用操作符，用于访问指针所指向的内存内容。例如： int val = *p;
• (类型) ：强制类型转换操作符，用于显式转换数据类型。例如： (int)3.14 结果为 3。

关系操作符

• ：大于

• = ：大于等于

• < ：小于
• <= ：小于等于
• != ：不等于
• == ：等于

逻辑操作符

• && （逻辑与）：只有当左右两个条件都为真时，整个表达式才为真。例如： if (a >= 10 && b == 0) 表示“只有a大于等于10，且b为0”才允许执行if下的代码。

  • int main()
    {
    int a = 15;
    int b = 0;

  if (a >= 10 && b == 0)
  printf(“真\n”);
  else
  printf(“假\n”);
  return 0;
  }

• || （逻辑或）：只要左右两个条件中有一个为真，整个表达式就为真。例如： if (a >= 20 || b == 0) 表示“分a大于等于20或b等于0”即可执行if下的代码。

  • int main()
    {
    int a = 25;
    int b = 5;
    if (a >= 20 || b == 0)
    printf(“真\n”);
    else
    printf(“假\n”);
    return 0;
    }

条件操作符

条件操作符，也常被称为“三目运算符”

• 其语法结构： exp1 ? exp2 : exp3
• 作用：用于简化条件判断的简洁写法，功能等价于一个 if-else 语句，但更紧凑、适合在表达式中直接使用。
• 执行逻辑非常直观：
  • 首先计算 exp1 （条件表达式）的值；
  • 如果 exp1 为真（非零），则整个表达式的结果是 exp2 的值；
  • 如果 exp1 为假（零），则整个表达式的结果是 exp3 的值。
• 代码示例：
  int main()
  {
  int a = 10;
  int b = 15;
  int max = (a > b) ? a : b;
  printf(“%d\n”, max);
  return 0;
  }

逗号表达式

• 语法形式： exp1, exp2, exp3, …, expN
• 执行规则：从左到右依次计算每个表达式，整个逗号表达式的值是最后一个表达式 expN 的值。
• 典型用途：常用于 for 循环的初始化或更新部分，或在需要多个表达式但只允许一个表达式的地方（如宏定义、函数参数）。
• 示例：
  • int a = (1 + 2, 3 + 4); // a 的值是 7，因为逗号表达式取最后一个值
  • for (int i = 0, j = 10; i < j; i++, j–) { … }

下标引用、函数调用和结构成员操作符

• [] — 下标引用操作符
  • 用于访问数组元素或指针所指向的内存位置。
  • 示例： arr[3] 表示访问数组 arr 的第4个元素（索引从0开始）。
• () — 函数调用操作符
  • 用于调用函数，括号内可传入参数。
  • 示例： printf(“Hello”) 、 add(2, 3)
• . — 结构体成员访问操作符（点操作符）
  • 用于访问结构体变量的成员。
  • 示例：
    struct Student s;
    s.age = 20; // 使用 . 访问结构体成员
• -> — 指针访问结构体成员操作符（箭头操作符）
  • 用于通过结构体指针访问其成员。
  • 示例：
    struct Student *p = &s;
    p->age = 20; // 等价于 (*p).age = 20

常用关键字

数据类型相关

用于定义变量或数据的类型。

• 基本类型： char , int , float , double , void （无）
• 修饰符（用于改变类型的长度或符号）： short , long , signed（有符号的） , unsigned （无符号的）
• 自定义类型构造： struct (结构体), union (共用体), enum (枚举)
• 类型重命名： typedef

流程控制相关

用于控制代码的执行顺序。

• 条件判断： if , else , switch , case , default
• 循环结构： for , do , while
• 跳转语句： break , continue , goto , return

存储类型与作用域相关

用于定义变量的生命周期、可见性或存储位置。

• 存储类说明符： auto (自动变量，默认), static (静态), extern (外部声明), register (寄存器)
• 类型限定符： const (常量/只读), volatile (易变/防止优化)

其他

运算符： sizeof (计算大小)

变量命名

• 变量命名应“见名知义”（语义化）

  • 变量名应当清晰地表达其代表的含义，避免使用无意义的字符。
  • 例如，使用 int age 来存储年龄，能够让人一眼看出该变量的用途；
  • 而如果使用 int a 或 int aaa 来命名，虽然语法合法，但无法体现变量的实际意义，会极大降低代码的可读性。

• 变量命名需遵守硬性语法规则

  • 变量名只能由字母（a-z, A-Z）、数字（0-9）和下划线（_）组成，且绝对不能以数字开头。
  • 此外，C语言严格区分大小写， Age 和 age 会被视为两个不同的变量。

• 变量命名不能是关键字

  • 变量名严禁使用C语言的32个标准关键字（如 int , float , if , else , return 等）。
  • 这些关键字已被系统赋予了特定的语法含义，如果用作变量名，会导致编译器报错。