一文讲解C语言数据类型

C 语言中有四种数据类型——整型、浮点型、指针和聚合类型。所有其他的类型都是从这四种类型的某种组合派生而来。

整型

整型包括字符、短整型、整型和长整型，使用有符号 signed
和无符号 unsigned
两个关键字标记整型，其中 signed
为C90标准添加的关键字。

规定整型值相互之间大小的规则为 长整型至少应该和整型一样大，而整型至少应该和短整型一样长。

C 语言针对不同情况，提供了不同的整数类型。特别是，C 语言中的整数类型可表示不同的取值范围和正负值。一般情况使用 int 类型即可。但是为了满足特定任务和机器的要求，还可以选择其他类型。

ANSI C 标准给定了各种整型值的最小范围的规范，如下所示。

上表中字节大小不确定的类型由编译器决定。在编写程序时，可以使用 sizeof
运算符，获取特定平台下，某个类型或变量的大小，如下所示。

unsigned long int a = 10;
printf("%llu\n", sizeof(a));    // 4

limits.h
头文件还提供了不同整数类型的特点，还提供了不同整数类型在 signed
或 unsigned
中的取值范围。

C99标准中添加了 unsigned long long int
或 unsigned long long
。

char
类型容纳的是字符型值，但本质上是小整型值。根据C90标准定义，char
可以使用 signed
或 unsigned
，而缺省的 char
是 signed char
或 unsigned char
，取决于编译器。所以，char
型变量的值位于 signed char
和 unsigned char
的交集中，程序才是可移植的。例如，ASCII
字符集中的字符都是位于这个范围之内的。

浮点型

浮点型提供了 float
、double
和 long double
类型用来存储 3.14159
等带小数的浮点数。ANSI C 标准仅规定 long double
至少和 double
一样长，而 double
至少和 float
一样长。标准同时规定了一个最小范围，所有浮点类型表示的值在 到 之间。下表给出了 ANSI C 标准的各种浮点型值的最小范围的规范。

float.h
头文件提供了 float
、double
和 long double
的取值范围的名字。

浮点数字面值总是写成十进制的形式，它必须有一个小数点或一个指数，也可以两者都有。这里有一些例子：

3.14159    1E10    25.    .5    6.023e23

浮点数字面量在缺省的情况下都是 double
类型，当显式在数字后面跟 L
或 l
表示是 long double
类型值，跟 F
或 f
表示是 float
类型值。

指针

变量的值存储于内存中，每个内存位置都由地址唯一确定并引用。指针提供了一种以符号形式使用地址的方法。使用指针可以更有效率地实现诸如 tree
和 list
等高级数据结构，但不加限制也是错误的根源。

unsigned long int month[12] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12};
unsigned long int *p;
p = month;  // 把数组地址赋给指针
for (int index = 0; index < 12; index++) {
    printf("%lu Month\n", *(p + index));
}

可以通过指针访问数组的地址，在指针前面加上 *
运算符就可以得到该指针所指向对象的值。

聚合类型

聚类数据类型 aggregate data type
能够同时存储超过一个的单独数据。

数组

数组 array
是由数据类型相同的一系列元素组成的顺序集合，每个元素通过下标引用或指针间接访问。声明数组时，编译器根据元素类型与数量创建，如下所示。

unsigned long int month[12] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12};    // 内含 12 个 unsigned long int 类型元素的数组

与普通变量类似，使用数组元素前，必须先给他们赋初值。编译器使用的值是内存相应位置上的现有值。

结构

结构 structure variable
是以不同数据类型为成员，组合而成的复杂复杂结构。每个结构成员有自己的名字，并通过名字访问其结构成员。

typedef struct {
    int data; //数据域
    struct BiTNode * lchild, *rchild; //左右孩子指针
} BiTNode;

联合

联合 union
是一种特殊的数据类型，与结构类似，但联合中，不同数据类型的成员引用的是内存中的相同位置。因此，使用联合以存储既无规律、事先也不知道顺序的混合类型。

typedef union {
    int math;
    double chinese;
} Score;

Score s;
s.math = 50;
s.chinese = 92.5;

假设在 32 位机器上编译，联合所占大小为 8 字节，即 double
类型的大小。执行上述代码后，s.math
未定义，s.chinese
的值为 92.5
。

枚举

可以用枚举类型 enumerated type
声明符号名称来表示整型常量。使用 enum 关键字，可以创建一个新类型并指定它具有的值（实际上，enum常量是int类型，因此，只要能使用int类型的地方就可以使用枚举类型）。枚举类型的目的是提高程序的可读性。它的语法与结构的语法相同。例如，可以这样声明

枚举 enumerated
类型用来声明符号名称来表示整型常量。枚举类型使用 enum
关键字创建并指定具有的值。

enum account_type {
    USERNAME,
    EMAIL,
    PHONE,
    SOCIAL
};

上面的枚举类型中，定义符号名号名称实际上还是整型值类型，如 USERNAME
是 0
，EMAIL
是 1
，依次类推。也可以为这些符号名指定特定整型值，如下所示。

enum account_type {
    USERNAME=8,
    EMAIL=16,
    PHONE=32,
    SOCIAL=64
};

因此，枚举类型的目的是提高程序的可读性，但不能把枚举变量同整数无差别地混合使用，会削弱它们值的含义。

void

C90标准增加了 void
类型，用于指定没有可用的值。通常用于以下三种情况：

• 对函数返回的限定。函数不需要返回值时，可以返回 void
  类型的返回值，如 void run(int a)
  。
• 对函数参数的限定。函数参数不接受任何参数，可指明参数 void
  ，如 int rand(void)
  。
• void
  指针。void
  指针指向对象地址，而不是类型；任何指针都可以赋值给void
  指针。

typedef

typedef
可以为各种数据类型自定义名称。与 #define
类似，但也有不同之处：

• typedef
  创建的符号名受限于类型，不能用于值。
• typedef
  由编译器解释，不是预处理器。
• 在其受限范围内，typedef
  比 #define
  更灵活。

与普通声明基本相同，把 typedef
放在声明前面即可，如下所示。

typedef unsigned long int INTEGER;

之后可以使用新名字 INTEGER
来定义 unsigned long int
类型的变量：

INTEGER a = 10;

该定义的作用域取决于 typedef
定义所在的位置。在函数中定义，就具有局部作用域，在函数外面，就具有文件作用域。