C 语言数据类型与变量详解：从类型长度到操作符的完整入门指南-开发者社区

1. 数据类型的介绍

C 语言提供了丰富的数据类型来描述生活中的各种数据。使用整型类型来描述整数，使用字符类型来描述字符，使用浮点型类型来描述小数。正所谓"类型"，就是相似的数据所拥有的共同特征，编译器只有知道了数据的类型，才知道怎么操作数据。下面开始介绍 C 语言提供的各种类型，本章节主要探讨内置数据类型。

上面这张思维导图展示了 C 语言的数据类型整体分类，分为内置类型和自定义类型两大分支。内置类型是语言自带的基础类型，包含字符型、整型、浮点型、布尔类型；自定义类型由程序员自己创建，包含数组、结构体 struct、枚举 enum、联合体 union。

整型

//整数 - integer//短整型short[int][signed]short[int]unsignedshort[int]//整型int[signed]intunsignedint//长整型long[int][signed]long[int]unsignedlong[int]//更长的整型//C99中引入longlong[int][signed]longlong[int]unsignedlonglong[int]

字符型

char//character[signed]char//有符号的unsignedchar//无符号的

浮点型

floatdoublelongdouble

布尔型

C 语言原来并没有为布尔值单独设置一个类型，而是使用整数 0 表示假，非零值表示真。在 C99 中也引入了布尔类型，是专门表示真假的。

_Bool

布尔类型的使用得包含头文件<stdbool.h>，布尔类型变量的取值是：true或者false。

#include<stdbool.h>intmain(){_Booln=true;//=后面只能是两个值true/falseif(n)printf("I like c\n");//true表示的是真可以打印出来return0;}

每一种数据类型都有自己的长度，使用不同的数据类型，能够创建出长度不同的变量，变量长度的不同，存储的数据范围就有所差异。说到了计算长度，那么有没有计算各种类型长度的操作符呢？

2. 计算类型长度的操作符：sizeof

sizeof是一个关键字，也是操作符，专门是用来计算操作符数的类型长度的，单位是字节。
sizeof操作符的操作数可以是类型，也可以是变量或者表达式。

sizeof(类型)sizeof表达式

sizeof的操作数如果不是类型，是表达式的时候，可以省略掉后边的括号。
sizeof后边的表达式是不真实参与运算的，类型根据表达式的类型来得出大小。
sizeof的计算结果是size_t类型的。

3. 数据类型长度

//sizeof 计算的结果应该使用%zd来打印intmain(){printf("%zd\n",sizeof(char));//打印的结果是1字节printf("%zd\n",sizeof(int));//打印的结果是4字节printf("%zd\n",sizeof(short));//打印的结果是2字节printf("%zd\n",sizeof(long));//打印的结果是4字节printf("%zd\n",sizeof(longlong));//打印的结果是8字节printf("%zd\n",sizeof(float));//打印的结果是4字节printf("%zd\n",sizeof(double));//打印的结果是8字节printf("%zd\n",sizeof(longdouble));//打印的结果是8字节也有可能是16字节，sizeof(long double) >= sizeof(double)return0;}//单位是字节，c语言标准：sizeof（long）>= sizeof(int)

注：sizeof在表达式中不计算，因为在代码进行编译的时候，就根据表达式的类型确定了，而表达式的执行却要在程序运行期间才能执行，在编译期间已经将sizeof处理掉了，所以在运行期间就不会执行表达式了。

4. signed 和 unsigned

C 语言使用signed和unsigned关键字修饰字符型和整型类型的。

signed关键字，表示一个类型带有正负号，包含负值；unsigned关键字，表示该类型不带有正负号，只能表示零和正整数。对于int类型，默认是带有正负号的，也就是说int等同于signed int。由于这是默认情况，关键字signed一般都省略不写，但是写了也不算错。

signedinta;// 等同于int a;

int 类型也可以不带正负号，只表示非负整数。这时就必须使用关键字unsigned声明变量。

unsignedinta;

整数变量声明为unsigned的好处是，同样长度的内存能够表示的最大整数值，增大了一倍。比如，16 位的signed short int的取值范围是：-32768 ~ 32767，最大是 32767；而unsigned short int的取值范围是：0 ~ 65535，最大值增大到了 65,535。32 位的signed int的取值范围可以参看limits.h中给出的定义。

unsigned int里面的int可以省略，所以上面的变量声明也可以写成下面这样。

unsigneda;

字符类型char也可以设置signed和unsigned。

signedchara;unsignedchara;

注意：C 语言规定char类型默认是否带有正负号，由当前系统决定。这就是说，char不等同于signed char，它有可能是signed char，也有可能是unsigned char。这一点与int不同，int就是等同于signed int。

5. 数据类型的取值范围

上述的数据类型很多，尤其整型类型就有short、int、long、long long四种，为什么呢？

其实每一种数据类型有自己的取值范围，也就是存储的数值的最大值和最小值的区间，有了丰富的类型，我们就可以在适当的场景下去选择适合的类型。如果要查看当前系统上不同数据类型的极限值：limits.h文件中说明了整型类型的取值范围，float.h这个头文件中说明浮点型类型的取值范围。为了代码的可移植性，需要知道某种整数类型的极限值时，应该尽量使用这些常量。

SCHAR_MIN，SCHAR_MAX：signed char 的最小值和最大值。
SHRT_MIN，SHRT_MAX：short 的最小值和最大值。
INT_MIN，INT_MAX：int 的最小值和最大值。
LONG_MIN，LONG_MAX：long 的最小值和最大值。
LLONG_MIN，LLONG_MAX：long long 的最小值和最大值。
UCHAR_MAX：unsigned char 的最大值。
USHRT_MAX：unsigned short 的最大值。
UINT_MAX：unsigned int 的最大值。
ULONG_MAX：unsigned long 的最大值。
ULLONG_MAX：unsigned long long 的最大值。

6. 变量

6.1 变量的创建

了解清楚了类型，我们使用类型做什么呢？类型是用来创建变量的。什么是变量呢？

C 语言中把经常变化的值称为变量，不变的值称为常量。

变量创建的语法形式是这样的：

data_type name;||||数据类型 变量名

intage;//整型变量charch;//字符变量doubleweight;//浮点型变量

变量在创建的时候就给一个初始值，就叫初始化。

intage=18;charch='w';doubleweight=48.0;unsignedintheight=100;

6.2 变量的分类

全局变量：在大括号外部定义的变量就是全局变量，全局变量的使用范围更广，整个工程中想使用，都是有办法使用的。
局部变量：在大括号内部定义的变量就是局部变量，局部变量的使用范围仅限于其所在的代码块。

#include<stdio.h>inta=2023;//全局变量intmain(){intb=2018;//局部变量printf("%d\n",a);printf("%d\n",b);return0;}

如果局部和全局变量，名字相同，局部变量优先使用，如下：

#include<stdio.h>intn=1000;intmain(){intn=10;printf("%d\n",n);//打印的结果是多少呢？return0;}

全局变量和局部变量在内存中存储在哪里呢？

一般我们在学习 C/C++ 语言的时候，我们会关注内存中的三个区域：栈区、堆区、静态区。

局部变量是放在内存的栈区
全局变量是放在内存的静态区
堆区是用来动态内存管理的

7. 算术操作符：+、-、*、/、%

在写代码时候，一定会涉及到计算。C 语言中为了方便运算，提供了一系列操作符，其中有一组操作符叫：算术操作符。分别是：+、-、*、/、%，这些操作符都是双目操作符。

注意：操作符也被叫做运算符，是不同的翻译，意思是一样的。

7.1 + 和 -

+和-用来完成加法和减法的，都是有两个操作数，位于操作符两端的就是它们的操作数，这种操作符也叫双目操作符。

/*加法*/intmain(){inta=10;intb=20;printf("%d\n",a+b);return0;}/*减法*/intmain(){inta=10;intb=20;printf("%d\n",b-a);return0;}

7.2 * 和 /

运算符*用来完成乘法，运算符/用来完成除法。除号的两端如果是整数，执行的是整数除法，得到的结果也是整数。

/* 乘法 */intmain(){intnum=15;printf("%d\n",num*4);return0;}/* 除法：除号的两端如果是整数，计算的是整数的除法，不会得到小数，得到的是整除后的商 */intmain(){printf("%d\n",8/2);printf("%d\n",6/4);//进行的是整数除法，得到的结果是 1（商），如果想得到1.5就必须要有一个小数，而且要用%f来打印如下printf("%f\n",6.0/4);//打印的是1.5，%f是用来打印小数的，这种打印的方式，小数点后默认是6位小数的return0;}//除号两端有浮点数计算的是小数除法

上面示例中，尽管变量 x 的类型是float（浮点数），但是6 / 4得到的结果是1.0，而不是1.5。原因就在于 C 语言里面的整数除法是整除，只会返回整数部分，丢弃小数部分。如果希望得到浮点数的结果，两个运算数必须至少有一个浮点数，这时 C 语言就会进行浮点数除法。

7.3 %

运算符%表示求模（余）运算，即返回两个整数相除的余值。这个运算符只能用于整数，不能用于浮点数。

/* % --取模（余）运算符，获得整除后的余数 */intmain(){printf("%d\n",10%3);//10/3=3...1return0;}

负数求模的规则是，结果的正负号由第一个运算数的正负号决定。

#include<stdio.h>intmain(){printf("%d\n",11%-5);// 1printf("%d\n",-11%-5);// -1printf("%d\n",-11%5);// -1return0;}

8. 赋值操作符：= 和复合赋值

在变量创建的时候给一个初始值叫初始化，在变量创建好后，再给一个值，这叫赋值。

/*赋值操作符 = 是一个随时可以给变量赋值的操作符*/inta=100;//初始化a=200;//赋值，这里使用的就是赋值操作符

8.1 连续赋值

赋值操作符也可以连续赋值，如：

inta=3;intb=5;intc=0;c=b=a+3;//连续赋值，从右向左依次赋值

建议：C 语言虽然支持这种连续赋值，但是写出的代码不容易理解，建议还是拆开来写，这样方便观察代码的执行细节。

inta=3;intb=5;intc=0;b=a+3;c=b;//这样写，在调试的时候，每一次赋值的细节可以很方便地观察

/* 赋值和连续赋值 */intmain(){inta=0;//初始化a=10;//赋值，c语言里是从右向左intb=3;intc=5;c=b=a+3;//连续赋值，从右向左依次赋值c=(b=a+3);//跟上面的一样的b=a+3;c=b;//拆开写便于观察运算过程，比较推荐printf("c = %d b = %d\n",c,b);return0;}

8.2 复合赋值符

在写代码时，我们经常可能对一个数进行自增、自减的操作，如下代码：

inta=10;a=a+3;a=a-2;

这样代码 C 语言给提供了更加方便的写法：

inta=10;a+=3;a-=2;

C 语言中提供了复合赋值符，方便我们编写代码，这些赋值符有：

1+=-=2*=/=%=3//下面的操作符后期讲解4>>=<<=5&=|=^=

赋值的完整代码例子：

/* 复合赋值 */intmain(){inta=3;//a = a + 5;//a += 5;//这种写法跟上面一样，这是复合赋值 +=//a = a - 5;//a -= 5;//*= /= %=printf("%d\n",a);return0;}

9. 单目操作符：++、- -、+、-

前面介绍的操作符都是双目操作符，有 2 个操作数的。C 语言中还有一些操作符只有一个操作数，被称为单目操作符。++、--、+（正）、-（负）就是单目操作符。

9.1 ++ 和 - -

++是一种自增的操作符，又分为前置++和后置++；- -是一种自减的操作符，也分为前置- -和后置- -。

在介绍之前，看一下完整且正确的代码例子：

/* 单目操作符++ */intmain(){inta=5;//a = a + 1;//a += 1;复合赋值//++：自增1操作符//a++; //后置++++a;//前置++printf("%d\n",a);return0;}

9.1.1 前置 ++

inta=10;intb=++a;printf("a = %d b = %d\n",a,b);

计算口诀：先加一，后使用。

a 原来是 10，先 +1，a 变成 11，再使用就是赋值给 b，b 得到的也是 11，所以计算结束后，a 和 b 都是 11，相当于这样的代码：

inta=10;a=a+1;b=a;printf("a = %d b = %d\n",a,b);

9.1.2 后置 ++

inta=10;intb=a++;//++的操作数是a，是放在a的后面的，就是后置++printf("a = %d b = %d\n",a,b);

计算口诀：先使用，后加 1。

a 原来是 10，先使用，就是先赋值给 b，b 得到了 10，然后再 +1，a 就变成了 11，所以结束后 a 是 11，b 是 10，相当于这样的代码：

inta=10;intb=a;a=a+1;printf("a = %d b = %d\n",a,b);

完整代码：前置 ++ 和后置 ++ 的区别

/* 前置++和后置++的区别 */intmain(){inta=5;//int b = a++;//后置++：先使用，后加1 打印结果是6 5//b = a, a = a + 1intb=++a;//前置++：先加1，后使用 打印结果是6 6//a = a + 1, b = aprintf("a = %d b = %d\n",a,b);return0;}

9.1.3 前置 –

前置--和上面的前置++用法一样，只是++是加 1，而--是减 1。

计算口诀：先减 1，后使用。

inta=10;intb=--a;//--的操作数是a，是放在a的前面的，就是前置--printf("a=%d b=%d\n",a,b);//输出的结果是：9 9

9.1.4 后置 –

后置--类似于后置++，只是把加 1 换成了减 1。

计算口诀：先使用，后减 1。

inta=10;intb=a--;//--的操作数是a，是放在a的后面的，就是后置--printf("a=%d b=%d\n",a,b);//输出的结果是：9 10

9.2 + 和 -

这里的+是正号，-是负号，都是单目操作符。运算符+对正负值没有影响，是一个完全可以省略的运算符，但是写了也不会报错。

inta=+10;//等价于 int a = 10;

运算符-用来改变一个值的正负号，负数的前面加上-就会得到正数，正数的前面加上-会得到负数。

inta=10;intb=-a;intc=-10;printf("b=%d c=%d\n",b,c);//这里的b和c都是-10inta=-10;intb=-a;printf("b=%d\n",b);//这里的b是10

10. 总结

到这里，C 语言数据类型与变量的基础内容就梳理完了。回顾一下这条主线：

数据类型决定了数据在内存中的存储方式与占用空间，内置类型包括整型、字符型、浮点型和布尔型，自定义类型则有数组、结构体、枚举和联合体。
sizeof是计算类型或表达式长度的关键字，结果类型为size_t，打印时推荐使用%zd。
signed与unsigned用来修饰字符型和整型，前者带正负号，后者只能表示零和正整数，同样长度的内存下unsigned能表示的最大值翻倍。
取值范围可以通过limits.h和float.h中的常量来查询，写可移植代码时应尽量使用这些常量而不是硬编码数字。
变量是类型的具体落地，分为全局变量（静态区）和局部变量（栈区），同名时局部变量优先。
操作符方面，算术操作符+ - * / %要注意整数除法与取模的规则；赋值操作符支持连续赋值与复合赋值；单目操作符++ --则要分清前置与后置的"先加后用"与"先用后加"。