第 2 講：數(shù)據(jù)類型初步
我們先要掌握一個概念：數(shù)據(jù)類型（Data Type）。世間萬物都有自己獨特的表示方式。例如人的性別只有男、女、其它三種方式就可以完整表達出來，再比如身高只需要是一個正整數(shù)來表示就比較合適了，又比如說話的文字可以用語音的形式呈現(xiàn)，也可以用文字形式呈現(xiàn)。在電腦里，每一種想要表示出來的數(shù)據(jù)都有他們自己的數(shù)據(jù)表示機制，這種機制就稱為數(shù)據(jù)類型。
布爾型數(shù)據(jù)在 C 語言委員會在 1999 年才提出該類型的文案，所以 C99 標準才開始支持布爾類型，而現(xiàn)在大多教材使用的還是 ANSI C（C89）標準，即 1989 年的標準，所以教材上給的 C 語言是不支持布爾類型的。
頭暈是吧，我們先來說說，什么叫無符號、什么叫帶符號（有符號）、什么叫字符、什么叫字符串、什么叫布爾、什么叫二進制小數(shù)、什么叫浮點小數(shù)、什么又叫精度。
無符號（Unsigned）：非負的；
帶符號（或有符號，Signed）：可以表示負數(shù)的；
字符（Character）：可以表示出一個普通的英文文本信息的最小單元。這樣說不好理解，你可以認為是“英文所有大小寫字母 + 數(shù)字 + 各種英文標點符號”的集合；
字符串（簡稱串，String）：一系列字符；
布爾（Boolean）：只用來表示真假情況的；
二進制小數(shù)（Binary Decimal）：使用二進制格式表達出來的小數(shù)；
浮點小數(shù)（Floating Point Decimal）：二進制小數(shù)存儲在電腦里的一種存儲機制，類似于科學計數(shù)法，不過是表達為 a \times 2^b 的格式；
精度（Accuracy）：表示表達出一個完整數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)比較起來的完全精確的程度，在 C 語言里特指小數(shù)轉(zhuǎn)為二進制小數(shù)后，在存放為浮點小數(shù)時，表達出來的數(shù)值和原始數(shù)值相差多少個小數(shù)位。
下面我們來說一下精度和二進制小數(shù)的東西。
精度和二進制小數(shù)
一般在學校里，老師都會講解如何把一個數(shù)字利用二進制表達出來。可它們并沒有講解，如何表示一個小數(shù)，以及一個負數(shù)。不過，我會帶領大家認識一下，如何表示一個二進制小數(shù)，使用 0 和 1。首先，我們舉個例子。
將 0.15625 轉(zhuǎn)為 0 和 1
表示小數(shù)的方式很簡單。既然表示整數(shù)利用的是除2取整的模式，那么小數(shù)自然就是乘2取余的模式。
比如這個示例里，我們把 0.15625 乘以 2，得到 0.3125，整數(shù)部分為 0，把它提取出來，做減法得到 0.3125（因為是減去 0，所以數(shù)字并沒變化），然后把這個數(shù)繼續(xù)乘以 2，得到 0.625，整數(shù)部分為 0，繼續(xù)提取出來，然后用 0.625 乘以 2，得到 1.25，提取整數(shù)部分 1，再將 0.25 乘以 2，繼續(xù)往下做，直到我們得到 0 結束計算。
最終，我們得到的數(shù)字 0、0、1、0、1 即是二進制小數(shù)表達的小數(shù)部分，由于這個數(shù)的整數(shù)部分本來就是 0，所以整數(shù)部分無需我們作更多的二進制表達的轉(zhuǎn)換，所以這個數(shù)的二進制表示就是 0.00101_2。
能遇到十進制表示里的循環(huán)小數(shù)類似的情況嗎？
如果我們嘗試把 0.3 按上述邏輯轉(zhuǎn)換為二進制小數(shù)的時候，就會發(fā)現(xiàn)異樣：
可以看到，在計算 0.3 的時候，運算總能得到 0.3、0.6、0.2、0.4、0.8、0.6、0.2、0.4、……的序列，后面無窮無盡。所以，0.3 的二進制表示就是 0.0\dot100\dot1_2。
現(xiàn)在再來說精度的問題
正是因為數(shù)字并不能完整轉(zhuǎn)換為準確的二進制表示，比如 0.3，所以表示上一定會存在精度的偏差。比如 0.3 在二進制轉(zhuǎn)換后，由于無窮無盡的關系，我們只能在 float、double 或 long double 類型表示完整的二進制位數(shù)后，舍棄掉后面的部分，于是這個數(shù)肯定就不等于原始數(shù)值了。
不過，二進制表達是很復雜的，所以這里我不打算展開講解，有興趣的小伙伴可以看下網(wǎng)上有關 IEEE 754 的標準規(guī)范，這個就是專門規(guī)定如何把小數(shù)表示為二進制表示，存儲到程序里的規(guī)范。
這里告訴大家的是，經(jīng)過這種精心轉(zhuǎn)換的模式后，我們有了如下的結論：
float類型的小數(shù)，精度是表示為十進制數(shù)的情況下的 6 或 7 位有效數(shù)字（6 或 7 的其一，詳細情況則取決于二進制表示，這里不展開說明）；double類型的小數(shù)，精度是表示為十進制數(shù)的情況下的 14 或 15 位有效數(shù)字；long double類型取決于系統(tǒng)實現(xiàn)，所以這里無法給出精確的范圍，大約精確到 19 位有效數(shù)字。
所占字節(jié)大小
大家都知道，數(shù)據(jù)存儲到電腦里都是以一個叫做“字節(jié)”的單位作為衡量依據(jù)的，那么這些數(shù)據(jù)類型都對應了一個固定的、絕對的字節(jié)數(shù)，它就表示元素存進去時，用這個類型就需要占據(jù)多大的內(nèi)存空間的容量。表格如下：
如果你有時候記不住它們的大小，可以用代碼寫成這樣來得到結果：
我們把上面提到的類型代號寫到這里，就可以輸出對應的結果了。比如
因為這些所占字節(jié)數(shù)是可以測出來的，所以一般不要求記住它們，但考試會考，所以這些數(shù)值還是希望你記住，就好像化學元素的相對原子質(zhì)量，常見的是需要作出記憶的。
然后，先不要管這個代碼里的
%d是啥，稍后會作出解釋。
使用
變量的定義和聲明
在數(shù)學里，表示一個可以變化的數(shù)據(jù)信息是通過變量來表達的，比如 f(x) = 3x^2 + 5x + 7 這個表達式里，x 就是所謂的自變量，而 f(x) 稱為函數(shù)，如果寫成 y 則又稱為因變量。在 C 語言里，我們不區(qū)分所謂的自變量和因變量，只要能寫成一個數(shù)值的表示形式，就稱為變量。
變量的形式一般是這樣的：
數(shù)據(jù)類型 變量名;（簡單聲明）數(shù)據(jù)類型 變量名 = 數(shù)值;（賦值數(shù)值常量）數(shù)據(jù)類型 變量名 = 計算表達式;（賦值表達式）數(shù)據(jù)類型 變量1, 變量2, 變量3;（不賦值）數(shù)據(jù)類型 變量1, 變量2 = 多少, 變量3;（不全賦值）數(shù)據(jù)類型 變量1 = 多少, 變量2 = 多少, 變量3 = 多少;（全賦值）
比如，一個程序?qū)懗蛇@樣
將得到
其中的 \' 在前文提到過，以 \ 開頭的、寫在雙引號里的內(nèi)容可以表示一個另外意義的表達結果，這里 \'` 表示輸出一個 `'` 符號。然后 `%d` 則在這里表示 `printf` 語句小括號里第一個逗號后的變量的信息結果。這里就表示 `age` 這個變量的數(shù)值（23），然后把 23 替換到雙引號的 `m` 和 `y 之間。
順帶一說，雙引號的內(nèi)容就稱為一個字符串，而每一個字母（包括空格、\' 等等符號，都表示一個字符）。
變量的自定義輸入
再拿出 int 作為數(shù)據(jù)類型舉例。既然有輸出就應該由輸入。如果需要我們自己輸進去一個數(shù)字，然后程序輸出這個結果，就需要用到新的寫法：scanf 語句。
這樣就可以了。注意 scanf 語句的寫法，逗號后跟的 age 變量必須要在前面加前綴符號 &，這一點在后面再說。
可以發(fā)現(xiàn)，C 語言是一種比較奇特的語言，它的大多數(shù)語法的耦合度較高，即前面的知識點要用超綱的內(nèi)容做鋪墊，而后面的知識點卻又依賴于前面的知識點，所以……寫教程真的很傷腦筋啊……
當然，scanf 語句也可以同時為多個變量賦值。比如
& 前綴符號，而且在運行程序的時候，你必須得跟著這個字符串里寫的格式寫，比如這個字符串 %d, %d
scanf 語句甚至不以換行作為分割，所以你可以這么輸入：
這樣的書寫格式里所有的換行都是不被讀取的，所以你的所有換行都會被“抹掉”，故這種格式最終還是
但如果沒有嚴格按照格式書寫，比如
這些格式都是錯的，最終只有 a 會正確得到 12，而 b 依舊是沒有數(shù)值的。
當然，你也可以分寫兩句：
切記，字符串里帶有空格的
scanf語句，在運行程序時，你也要在輸入完第一個數(shù)據(jù)時，空一格輸入第二個數(shù)據(jù)。當然，后者這種格式，在輸入的時候可以用回車的方式分割兩個輸入數(shù)據(jù)。
格式化字符串的定義和使用
下面還要來看看，什么是格式化字符串（Formatting String）。其實，說白了，前文出現(xiàn)的 %d 就是格式化字符串的一種。但請注意，它只是其中一種，如果你把它認為是輸出數(shù)值結果的話，那就錯了。所有的格式化字符串如下。
要把數(shù)據(jù)輸入到電腦里面去，我們需要用到的是C語言自帶的輸入功能，寫法也有兩種不同的類型：
&了，這個符號就是專門用來找位置的。
另需要你記憶一些格式化字符串的寫法：
大家只需要記住前面四種和最后兩種就可以了。
如果我又定義了一個變量，是 int，就用 %d 轉(zhuǎn)為整數(shù)存放到電腦之中。
比如
就將整數(shù)變量 a 輸入到電腦里面用整數(shù)規(guī)范存儲了。如果格式化字符串用成其他的，比如 %f，結果就很怪異。所以一定要配套。
輸入兩次的話，可以簡寫成一次輸入：
注意，scanf 語句的字符串里中間最好要有字符。說白了就是不要寫成 %d%d 挨在一起的寫法。如果不給空格雖然程序不會出錯，但是這樣讓容易出現(xiàn)安全漏洞，諸如緩存區(qū)溢出等。
格式化字符串的排版控制
因為是在控制臺界面運行的，所以空格就可以用來排版了，不過有些時候，比如我們想讓某個數(shù)輸出的時候有對齊的效果，就會按情況來計算占據(jù)的顯示的格數(shù)。比如一個兩位數(shù)一定是占兩格的，如果我們強制讓所有輸出的數(shù)值都占三格呢？
我們可以在 % 和 d 之間添加數(shù)值以控制占的格數(shù)。比如 %2d 表示占兩格，%6d
輸出的樣子就是
%占格數(shù).小數(shù)位格數(shù)f
將輸出
特別要注意前面的空格。
如果是輸入里插入這樣的格式化字符串的話，則會嚴格按照這樣的標準執(zhí)行輸入，如果超出范圍的部分會被直接舍棄掉，或是拿給下一個部分使用。比如
那么提示輸入的時候，如果輸入的是 12345 的話，由于前面 %3d 的控制，后面的 45 會被切掉，而 b 恰好要兩位數(shù)，所以 a 為 123，b 是 45，輸出也是一樣。
但如果超出了范圍，比如輸入了 123456，則依然結果是 123 和 45，6 會被舍棄。
最后講一下這些語句的寫法規(guī)范。
規(guī)范
代碼格式規(guī)范
其實呢，編譯器這位翻譯官將你的 C 語言代碼給它轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)能夠識別和操作的語言之前，會給你的代碼進行排版，這個時候，分號這些就顯得額外重要。
一句話一定要用分號結尾，表示你這個操作做完了。不過換行不是必須有的，你可以把代碼全寫在一行，也可以換行寫，只要有分號怎么寫都無所謂，但是為了代碼好看整潔，建議換行。
這樣當然可以了，不過肯定不好看！
標識符命名規(guī)范
在前文里我們提到了標簽和變量，它們都遵循一個命名規(guī)則。這個規(guī)則保證了程序正確的執(zhí)行。命名規(guī)范其實在前文已經(jīng)說到了。
數(shù)字、字母、下劃線
_三者的組合；第一個字符不能是數(shù)字；
不能是前文用到過的那些 C 語言自帶的字符組合，如
int等（注意，此時scanf還不是 C 語言固有的東西，也就是說你可以把scanf、printf、main這種東西定義為變量名，但完全不建議這么做）。
只要滿足這 3 點就可以了。比如 hello、age、test_01、T_T、o_O 都是正確的標識符，而 2_4、^_^ 則不行。但建議名字取得有意義，因為下文可能會用到它們，取一個有意義的名字對語義理解有幫助。
類型規(guī)范
可以在上文看到很多有關變量的定義的語句。但可以發(fā)現(xiàn)到的是，大多整數(shù)類型的變量全部被定義為了 int，而在后面的很多內(nèi)容里也會這么干。你可能會問，雖然 int 的范圍較大，且包含大多我們常見的元素的量，但 int 存儲的字節(jié)數(shù)（占的空間大?。╋@然比 short 這些類型要大上一倍，甚至比 char 大上三倍，那為什么像是年齡這種東西不用 short 類型，甚至是更精確的 unsigned short 類型存儲呢？年齡一般在 150 以下，而且 short 的范圍最大到 32767，顯然是夠用的。
原因在于，int 是非常常用的數(shù)據(jù)類型，這其實算作一種習慣性使用。上文提到的說法是正確而且合理的，但一般我們出于計算和兼容性而言，用 int 居多。所以，如果你覺得確實需要降低內(nèi)存使用，或者 int 不夠用的話，才確定具體的使用類型，而一般都盡量使用 int 類型。
