c/c 之数据类型 -凯发k8官方网
tips：
1. 本人当初学习c/c 的记录。
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3. 可能会有些错误。如果看到，希望能指出，以此共勉！
ansi c99标准中规定的数据类型如下图所示。
说明：
- 同一行类型的语义相同，即可以相互替代。
- long float类型与double相同，故在c99标准中没有此类型。
- 部分编译器也提供了unsigned float和unsigned double，最好不要使用，以免影响程序的可移植性。
- int默认是signed，所以int, signed, signed int三者等价。其它unsigned的情况类似。char默认情况不确定。
c语言中数据类型的长度
ansi c99标准中定义了两类（四个）类型修饰符：long/short和unsigned/signed。c99标准规定，long类型不能比变通类型短，short类型不能比普通类型长。而unsigned与signed的区别在实现上是有无符号的区别，而是使用上是取值范围的区别，两者表示范围相同，但前者全是正数，后者关于0对称。
说明：
- long/short可以修饰int，long还可以修饰double。
- unsigned/signed可以修饰int、char，不可以修饰浮点型。
- int长度是机器的字长，short int是半个字长，long int是一个或两个字长。
- unsigned/signed长度与普通类型一样，只是表示区间不同。
c语言中数据类型的转换
类型转换分为显示和隐式两种，前者比较简单，这里只讲后者。下面是c99标准中给出的各种类型对象的基本转换规则：
- 枚举常量： 转换成int，如超出int范围，则转成long int等
- 浮点型：
- 如果转成整类型，只保留整数部分，如果超出整型表示范围，则转换错误；
- 如果向上转成double/long double，值不变；
- 如果向下转成float/double等，如果能用float/double表示，则正常，如果超出表示范围，则转换错误，而如果在表示范围内，但精度降低，则要依赖于编译器的处理了
整型： short int/char/枚举类型/位类型都可转换成int，如果超出int表示范围，则提升到unsigned int。
对于二元运算符中的普通算术运算转换，c99标准给出了如下图所示的转换规则：
说明：对于unsigned char和unsigned short int的整型提升问题，c99标准给出“保值”的转换方法：方法是将unsigned char和unsigned short int转换成int，如果超出表示范围，则转成unsigned int。
- 对于表格中第五行，long int与unsigned int的情况，在vc6.0没有这样实现，是直接转成unsigned int。
面向对象编程（oop）的本质是设计并扩展自己的数据类型。c 兼容c的数据类型，又稍有区别。当然，下面的数据类型说明多数同样适用于c类型，部分不同于c的地方将单独指出。
基本类型
基本类型主要就是整型和浮点型，同时对这两种进行了多种变形。(c 11新增了bool类型，兼容c99)
整型
基本整型包括：char、short、int、long和c 11中新增的long long（兼容c99）。其中每种类型都有有符号版和无符号版。
1. 每种数据类型都有一定的数据范围，不同的系统可能有不能的范围。c 采用灵活的标准，确保了数据类型的最小长度（c语言可能不同）：
- short 至少16位
- int 至少与short一样长
- long 至少32位，且至少与int一样长
- long long 至少64位，且至少与long一样长
在头文件climits（旧limits.h）中包含了关于整型限制的信息。如下图（vs2010）：
数据类型的范围是怎么算出来的。（c及c ） - 计算机中数据都是以二进制存储；
- 二进制可以由不同的编码（原码、补码、反码）表示，计算机统一采用补码表示。
- 计算机中的正负号，0表示正数，1表示负数
以2字节（16位）有符号类型来说：
范围： （10进制）-32768到32767；（16进制）8000到7fff；(2进制补码）1000，0000，0000 ，0000到0111,1111,1111,1111
原码：最高位为符号位，其余位与正常二进制表示方法一致；
原码表示范围：
最大为0111111111111111 = 2^15-1 = 32767
最小为1111111111111111 = -2^15-1 = -32767
0和-0：
0：0000000000000000
-0：1000000000000000
即正零与负零表示方法不同。也就意味着：原码能表示的有符号数范围是：-32767～-0和0～32767
补码： 正数补码与原码相同，负数补码需要把除符号位以外的原码取反加1
补码表示范围：
最大为0111111111111111 = 2^15-1 = 32767
最小为1000000000000001 = 原码：1111111111111111的符号不变其余取反为：1000000000000000，再加1为：1000000000000001
0和-0：
0：0000000000000000 // 与原码相同
-0：0000000000000000 // 原码：1000000000000000的符号不变其余取反为：1111111111111111，再加1为：0000000000000000（进位舍掉）
也就是正0和负0在补码系统中的编码是一样的。也就是补码会比原码多一个编码出来，这个编码就是1000000000000000。因为任何一个原码都不可能在转成补码时变成1000000000000000。所以，人为规定1000000000000000这个补码编码为-32768。所以，补码系统中，范围是-23768～32767。
- c 中，对于变量的赋值更加灵活，原来用于结构体和数组的赋值，现在对于单个变量也是可以的。
- c 如何确定整型常数的类型
- 对于有字符修饰的整型数字，根据字符来判断类型。例如：123l，则为long；123ul为unsigned long。
- 对于没有符号修饰的十进制数字，c 总是采用int、unsigned int、long、unsigned long、long long （没有short）中能够存储该数的最小类型表示。
- 对于没有符号修饰的十六进制或者八进制，则总是以对应的无符号类型表示。
浮点型
c 基本浮点型包括：float、double、long double。unsigned和signed不能修饰浮点型
c/c 对于浮点型有效位的规定：
- float至少32位
- double 至少48位，且不少于float
- long double 至少和double一样多
注意：默认情况下，浮点常数字为double型，例如程序中直接写1.0,其被当做double型数字。
在头文件cfloat（旧float.h）中包含了关于浮点型限制的信息（有些系统没有提供该文件）。如下图：
从上表中可看到，在vs2010中，double的有效位数为15，float的有效位数为6
浮点数的存储
c/c 编译器都是按照ieee的浮点数表示法，即一种科学计数法，用符号、指数和尾数来表示，底数为2。也就是把浮点数表示为尾数乘以2的指数次方再添加上符号的形式。因为科学技术法 a×bm的形式，a介于1～10，而浮点数表示法中，a始终为1，所以在最终的表示结果中，这个1被略去。即：尾数二进制最高位的1不要
具体规格是：
| float | 1 | 8 | 23 | 32 |
| double | 1 | 11 | 52 | 64 |
下面通过例子来解释上面的表示规格：
- 38414.4表示为double：
- 分开整数和小数部分，整数化为16进制，0x960e；小数部分为：0.4=0.5×0 0.25×1 0.125×1 …… 0.5×（1 or 0）/n ……。//实际上这永远算不完！
- 有的小数可以穷尽，有的是永远不会穷尽的，此时只需要提取出各项的系数，即011……，这些项的和加上整数部分共53位就可以了。正如上面所言的，最高为不变的1可以省略（归一化），最终是53-1=52位。
- 38414.4可以表示为1001011000001110.0110011001100110011001100110011001100b。
- 用科学计数法表示为1.0010110000011100110011001100110011001100110011001100×215。
- 然后计算阶码，阶码共11位，可以表示-1024~1023，因为指数可以为负数，规定先加上1023变为非负数（指数偏移），上面的15表示为15 1023=1038，二进制为10000001110。符号位，0为正，1为负。所以最终结果是
- 0 10000001110 0010110000011100110011001100110011001100110011001100
- 颜色与上表对应。
- 3490593表示为float：
- 3490593的浮点数为3490593.0。
- 整数化为二进制，为1101010100001100100001b，即1.101010100001100100001×221，由于float的尾数有23位，需要补0。即1.10101010000110010000100×221。
- 计算阶码时，类似double的表示，阶码共8位，表示的范围是-128～127，为了方便，加上127，上面的21表示为21 127=148=10010100b。最终结果是：
- 0 10010100 10101010000110010000100
- 颜色与上表对应。
- 0.5的二进制表示：
- 上面给出了0.4的二进制表示的计算方法：
- 0.4 = 0.5×0 0.25×1 0.125×1 …… 0.5×（1 or 0）/n ……。
- 它是无穷尽的，直到精度合适了为止。
- 然而对于有的数来说，是有穷的，比如0.5=1×0.5。整数部分为0，小数部分为0.1，所以0.5的二进制形式是0.1，即1.0 × 2-1。
- 计算阶码时，用127 (-1)=126=b1111110b。所以最终结果是：
- 0 01111110 00000000000000000000000
- 颜色与上表对应。
- -12.5的二进制浮点表示：
- 整数部分为12，即1100b；小数部分为0.5，即0.1b，即1100.10000000000000000000，即1.10010000000000000000000 × 23。
- 计算阶码，3 127=130，即10000010b，所以最终结果是：
- 1 10000010 10010000000000000000000
- 颜色与上表对应。
- 逆向求取，1011 1101 0100 0000 0000 0000 0000 0000转为十进制：
- 1011 1101 0100 0000 0000 0000 0000 0000为：
- 1 01111010 10000000000000000000000
- 所以该数为-1.10000000000000000000000 × 201111010-127=-5 = -0.000011b = 0.046875
详细见http://blog.163.com/yql_bl/blog/static/847851692008112013117685/
有了以上知识，那么printf(“%f”,10/3);的结果是什么？结果是0.0000
10/3的结果无疑应该是3，但是，我们却要求printf按照浮点数来去这个数，通过以上我们知道，整数和浮点数的存储方式是不一样的。
整型数3在内存存储如下：
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011
但是现在我们要用浮点数的方式来解析这32位数字。按照浮点数方式：
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011
上面红色是符号为0，表示正数；蓝色的是指数位，结果为0，但是这儿要注意的一点是指数在存储的时候是进行过偏移的，所以这儿要剪掉127，所以指数为-127。最后的紫色是尾数，结果是2^(-22) 2^(-23),但是也要注意一点是，尾数在进行存储的时候是归一化过的，小数点前面其实有个1，所以最后尾数是1 2^(-22) 2^(-23)。所以最后的浮点数是：[1 2^(-22) 2^(-23)]*2^(-127)转化为可读数字就是5.87747385606e-39 ，这个数就非常小了，所以显示的时候就是0.000000啦。
数据类型转换
隐式类型转换
在某些情况下，c 将自动对数据类型进行转换：
- 不同数据类型之间的赋值 例如：int a = 1.0;目标类型是被赋值对象的类型。
- 算数表达式中存在不同数据类型的数运算，例如int a = 1;double b = 2.0; int c = a b;
- 将一个表达式作为实参传递给函数调用，此时形参和实参类型不一致：目标转换类型为形参的类型
- 从一个函数返回一个表达式，表达式类型与返回类型不一致：目标转换类型为函数的返回类型
c 11表达中，不同数据进行运算时的校验规则（与c语言稍有区别）： - 如果其中有一个数为long double，那么另一个就被转换为long double
- 否则，如果有一个数double，那么另一个就被转换为double
- 否则，如果有一个数为float，那么另一个数就被转换为float
- 否则，否则说明操作数都是整型，执行整型提升
- 如果两个操作数同是有符号或同是无符号，这转换为等级较高的类型进行运算
- 如果一个有符号一个无符号，且无符号类型级别高，这转换无符号数运算
- 否则，如果有符号可以表示所有无符号取值，这转换为有符号类型运算
- 否则，将两个数都转换为有符号数的无符号版本运算
显示类型转换
(typename)value; // c语言风格 typename(value); // c 风格此外，c 还提供了四个关键字来实现转换，与传统强制转换相比，其转换更加严格
static_cast显示对浮点数进行强制转换时，规则如下：
较大浮点转较小浮点，例如double转float精度降低，如果超出float范围，结果不确定| 浮点型转整型 | 小数被省略，如果超出float范围，结果不确定 |
| 较大整型转较小整型，例如long转int | 如果超出int范围，通常只复制右边的值 |
潜在的数据转换问题
复合数据类型由基本数据类型组成，c 中类就是一种符合数据类型。此外数组、字符串、结构体、共同体、枚举、指针和自由存储空间都作为复合数据类型
数组（c/c ）
如果只对数组部分赋值，后面的默认为零。
不能将一个数组赋值给另一个数组。
指针和二维数组（c/c ）
指针
首先，指针也是一个变量，其在内存中一般占用4个字节。比较特殊的是，指针变量中存放的值是一个地址。例如：
int *p;
这里，定义了一个指针，编译器在内存中拿出4个字节，名字叫p，里面存放一个4字节的地址。对于未初始化的指针，其值是随机的，很危险！
常见的指针操作：*与 、–
指针和引用的联系与区别(仅c )
（1）指针是一个实体，而引用仅是个别名；
（2）引用使用时无需解引用(*)，指针需要解引用；
（3）引用只能在定义时被初始化一次，之后不可变；指针可变；
（4）引用没有 const，指针有 const；
（5）引用不能为空，指针可以为空；
（6）“sizeof 引用”得到的是所指向的变量(对象)的大小，而“sizeof 指针”得到的是指针本身(所指向的变量或对象的地址)的大小；
（7）指针和引用的自增( )运算意义不一样；
（8）从内存分配上看：程序为指针变量分配内存区域，而引用不需要分配内存区域。
在说明指针的时候，有必要额外说明一下二维数组。
二维数组
有很多地方说数组就是指针，这是错误的一种说法。这两者是不同的数据结构。其实，在c/c 中没有所谓的二维数组，书面表达就是数组的数组。为了表述方便才叫它二维数组。二维数组在概念上是二维的，即其下标在两个方向上变化，下标变量在数组中的位置也处于一个平面之中，而不是像一维数组只是一个向量。但是，实际的硬件存储器却是连续编址的，也就是说存储器单元是按一维线性排列的。如何在一维存储器中存放二维数组，可有两种方式：一种是按行排放， 即放完一行之后顺次放入第二行。另一种是按列排放， 即放完一列之后再顺次放入第二列。
在c语言中，二维数组是按行排列的。即，先存放a[0]行，再存放a[1]行，最后存放a[n]行。每行中的元素也是依次存放。例如对数组a[5][3]赋值两种方式（结果完全相同）：
- 按行分段赋值可写为：
int a[5][3]={ {80,75,92}, {61,65,71}, {59,63,70}, {85,87,90}, {76,77,85} }; - 按行连续赋值可写为：
int a[5][3]={ 80,75,92,61,65,71,59,63,70,85,87,90,76,77,85};
注意：
- 可以只对部分元素赋初值，未赋初值的元素自动取0值。
- 如果对全部元素赋初值，则第一维的长度可以不给出，例如：int a[][3]={1,2,3,4,5,6,7,8,9};
二维数组一维化
我们可以用一个指向int型的指针变量来访问这个数组，下面的代码是将数组一维化（以上面的a数组为例）：
int *p = a[0]; // 这样就可以用 p 访问每个元素了 p[3] // 第三个元素 *(p 3) // 这个 = p[3]这样就实现了将二维数组一维化，通过p访问的是每个元素，而不是行
数组指针和指针数组
指针数组： 指针数组就是个数组，只不过元素是指针。定义方式如：int *p[3]; 表示三个指针，分别为：p[0]、p[1]、p[2]
数组指针： 指向数组的指针。定义方式如：int (*p)[3]; 表示 p指向的是一个数组元素为int类型并且数组元素的个数为3的一个指针。
上例中，parr是个数组指针，每次 1是移动一行，不是一个元素。比如说，parr 1代表的现在指针已经指向第一行元素了（0行开始），而要取得指针所指的对象，就要用到解引用运算符，所以(parr 1)就代表第一行数组，是整个这一行元素就取到了，那现在要取这一行的第二个元素，只须将指针再移动两个元素，即*(iarr 1) 2，这样就指向了这个元素的地址，再解引用取得元素的值即可。
也许我们应该这样来数组指针：
int (*)[10] p2;
int (*)[10]是指针类型，p2 是指针变量。这样看起来的确不错，不过就是样子有些别扭。其实数组指针的原型确实就是这样子的，只不过为了方便与好看把指针变量p2 前移了而已。
既然这样，那问题就来了。现在再来看看下面的代码：
上面对p3 和p4 的使用，哪个正确呢？p3 1 的值会是什么？p4 1 的值又会是什么？
毫无疑问，p3 和p4 都是数组指针，指向的是整个数组。&a 是整个数组的首地址，a是数组首元素的首地址，其值相同但意义不同。在c 语言里，赋值符号“=”号两边的数据类型必须是相同的，如果不同需要显示或隐式的类型转换。p3 这个定义的“=”号两边的数据类型完全一致，而p4 这个定义的“=”号两边的数据类型就不一致了。左边的类型是指向整个数组的指针，右边的数据类型是指向单个字符的指针。在visual c 6.0 上给出如下警告：
warning c4047: 'initializing' : 'char (*)[5]' differs in levels of indirection from 'char *'。
还好，这里虽然给出了警告，但由于&a 和a 的值一样，而变量作为右值时编译器只是取变量的值，所以运行并没有什么问题。不过我仍然警告你别这么用。
但是如果修改一下代码，把数组大小改小点，会有什么问题？p3 1 和p4 1 的值又是多少呢？
或把数组大小改大点：
int main() {char a[5]={'a','b','c','d'};char (*p3)[10] = &a;char (*p4)[10] = a;return 0; }测试结果：把数组大小改变,都会编译不通过。
地址的强制转换
以下，以x86 windows为例
#include下面分析上面的数据结果
ptr1： a为数组名，那么&a 1不是增一个int，而是(int*)(a的地址 sizeof(a))，因此ptr1指向了数组结尾的第一个字节。
可以这样理解：不管是增1还是减1，这里的1都是sizeof(类型)，上面对a取地址，可认为此时类型为int a[4],这里增的是sizeof(a)
ptr2： 任何数值一旦被强制转换，其类型就改变了。这里实际上就是将地址a，转换为了数，然后 1，把转换后的数再次转换为地址。如下图：
字符串
c 有两种风格的字符串，一种是c语言风格的，一种是c 语言风格string。
c语言风格字符串
c语言风格的字符串以空字符结尾，空字符被写作\0，ascii码为0。c不会检查字符串长度是否越界。
对于c风格的字符串操作一般通过库函数来实现，在头文件string.h中(c cstring)包换大量字符串操作的函数。
要保证目的字符串可以容纳原字符串，否则，编译不会出错，但是运行时，会出现错误：stack around the variable ‘xxx’ was corrupted.
c 字符串 string
ios/ansi c 98标准添加了string类，使用者可以直接将它作为一种数据类型来用，定义字符串变量（对象）。要使用string类必须包含头文件string，而且string位于std命名空间中。
详细的使用方法见文件： 双击图标查看！
结构体
无论在c还是c 中，结构体都是很常用的一种数据类型。结构体名，用作结构体类型的标志，它又称结构体标记。大括号内是该结构体中的成员列表，又称为域表。
结构体的内存对齐
结构体内存分配的原则：编译器按照成员列表顺序一个接一个地给每个成员分配内存。只有当存储成员需要满足正确的边界对齐要求时，成员之间才可能出现用于填充的额外内存空间。如果不按照平台要求对数据存放进行对齐，会带来存取效率上的损失。此外，合理利用字节对齐还可以有效地节省存储空间。但要注意，在32位机中使用1字节或2字节对齐，反而会降低变量访问速度。因此需要考虑处理器类型。还应考虑编译器的类型。在vc/c 和gnu gcc中都是默认是4字节对齐。
结构体字节对齐的细节和具体编译器实现相关，但一般而言满足三个准则：
1) 结构体变量的首地址能够被其最宽基本类型成员的大小所整除；
2) 结构体每个成员相对结构体首地址的偏移量(offset)都是成员大小的整数倍，如有需要编译器会在成员之间加上填充字节(internal adding)；
3) 结构体的总大小为结构体最宽基本类型成员大小的整数倍，如有需要编译器会在最末一个成员之后加上填充字节{trailing padding}。
位域（位段）
有些信息在存储时，并不需要占用一个完整的字节， 而只需占几个或一个二进制位。例如在存放一个开关量时，只有0和1 两种状态， 用一位二进位即可。为了节省存储空间，并使处理简便，c语言又提供了一种数据结构，称为“位域”或“位段”。所谓“位域”是把一个字节中的二进位划分为几个不同的区域， 并说明每个区域的位数。每个域有一个域名，允许在程序中按域名进行操作。 这样就可以把几个不同的对象用一个字节的二进制位域来表示。定义方式如下：
struct 位域结构名 { 类型说明符 位域名：位域长度 }; 例： struct bs {int a:8; // 8个二进制位int b:2; // 2个二进制位int c:6; // 6个二进制位 };位域需要遵循以下规则：
1. 位域的长度不能大于数据类型本身的长度，比如int类型就能超过32位二进位。有其他人说是不能超过8位，我在我的机子上是可以实现int ：32的位域长度的。
2. 位域可以无位域名，这时它只用来作填充或调整位置。无名的位域是不能使用的
3. 如果相邻位域字段的类型相同，且其位宽之和小于类型的sizeof大小，则后面的字段将紧邻前一个字段存储，直到不能容纳为止；
4. 如果相邻位域字段的类型相同，但其位宽之和大于类型的sizeof大小，则后面的字段将从新的存储单元开始，其偏移量为其类型大小的整数倍；
5. 如果相邻的位域字段的类型不同，则各编译器的具体实现有差异，vc6采取不压缩方式（不同位域字段存放在不同的位域类型字节中），dev-c 和gcc都采取压缩方式；
6. 如果位域字段之间穿插着非位域字段，则不进行压缩
7. 整个结构体的总大小为最宽基本类型成员大小的整数倍
8. c99规定int、unsigned int和bool可以作为位域类型
系统会先为结构体成员按照对齐方式分配空间和填塞（padding）,然后对变量进行位域操作。
举例如下：
#include如上代码，执行结果如下：
分析：
高位 00110100 00110011 00110001 00110000 低位
‘4’ ‘3’ ‘1’ ‘0’ // 以上二进制位字符的ascii码
其中d.a和d.b共同占用低位一个字节（00110000）, d.a : 10000, d.b : 001
然后，int 是有符号的。所以d.a对应的数为11111111 11111111 11111111 11110000；d.b对应的二进制为10000000 00000000 00000000 00000001
同理，如果int a:5改为了int a:16，此时，d.a对应的值就是10000000 00000000 00110001 00110000
共同体（联合体）
共同体是一种数据格式，它能够存储不同的数据类型，但同时只能存储一种。
匿名共同体：定义时，直接省去共同体的名称，但这里一般同时定义一个对象，因为没有名字以后就没法定义了！除非是放在其他结构里面,可以不定义对象。
关于共同体的嵌套
注：结构体与联合体有何区别？
枚举
1、枚举值默认从零开始，后面的比前面的增加1
2、c早期版本规定，枚举赋值必须是int型，现在该限制被取消了，赋值可以是long、long long
3、可以定义具有相同值的枚举值
在c 98中enum变量的实际大小由编译器决定，只要能够保存enum的成员即可，而在将要发布的新的c 0x中，可以指定enum的实际实现类型，如实现为int类型。
enum month:int{ jan, feb, …, dec }
其他类型：自由存储
单独说明
总结
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