【一】数据类型#

在 C 语言中，数据类型用于描述数据的性质。一个对象或表达式的类型，会影响以下内容：

数据在内存中的表示方式和通常占用的空间；
数据能够表示的取值范围与精度；
可以对数据执行哪些运算；
编译器应当如何解释对应的位模式。

例如，同样一组二进制位，按整数、浮点数或字符解释时，含义可能完全不同。

C 语言的类型可以概括为以下几类：

基本类型：包括字符类型、整数类型、布尔类型和浮点类型。
枚举类型：使用 enum 定义一组具名的整数常量。
派生类型：包括数组类型、指针类型和函数类型。
结构体与共用体类型：分别使用 struct 和 union 组织多个成员。
void 类型：表示“没有值”，常用于无返回值函数和通用对象指针 void *。

C 语言没有“引用类型”这一类别。引用是 C++ 等语言中的概念；C 语言主要通过指针间接访问其他对象。

本章以初学阶段最常用的类型为主。除此之外，C99 还提供复数类型，C11 增加了原子类型相关机制，这些内容通常在数学计算和并发编程中进一步学习。

【二】基础数据类型#

C 语言的基本类型主要包括：

类别	常用类型	用途
字符类型	`char`、`signed char`、`unsigned char`	保存字符编码单元或小整数
整数类型	`short`、`int`、`long`、`long long` 及其无符号形式	保存整数
布尔类型	`_Bool`，以及常用写法 `bool`	表示逻辑真与假
浮点类型	`float`、`double`、`long double`	保存带小数部分或范围较大的近似数值

数据类型的实际大小与取值范围由 C 标准的最低要求、编译器、目标平台和数据模型共同决定，不能简单认为 int 永远为 4 字节、long 永远为 8 字节。

C 标准规定了整数类型的最低精度与相对关系，例如：

1
sizeof(char) <= sizeof(short) <= sizeof(int) <= sizeof(long) <= sizeof(long long)

相邻类型的大小允许相同。sizeof(char) 按定义始终为 1，但 C 语言中的 1 字节不一定等于 8 位；每字节的位数可通过 <limits.h> 中的 CHAR_BIT 查看。现代通用平台通常为 8 位。

可以使用 sizeof 查看当前编译环境中某个类型所占的字节数，并通过以下头文件查询类型范围：

<limits.h>：整数类型的范围和每字节位数；
<float.h>：浮点类型的范围与精度；
<stdint.h>：固定宽度整数类型及相关宏。

【1】浮点类型#

浮点类型用于表示带小数部分或数值范围较大的近似值：

类型	常见大小	常见有效数字	字面量示例
`float`	4 字节	约 6～9 位十进制有效数字	`3.14f`
`double`	8 字节	约 15～17 位十进制有效数字	`3.14`
`long double`	8、12 或 16 字节	不低于 `double`	`3.14L`

表中的大小与精度是现代平台上的常见情况，实际结果仍取决于具体实现。可以使用 sizeof 查看大小，并通过 <float.h> 中的 FLT_DIG、DBL_DIG、LDBL_DIG 等宏查看精度。

浮点数使用有限位数保存数值，很多十进制小数无法被二进制浮点格式精确表示：

1
#include <stdio.h>
2

3
int main(void)
4
{
5
    double result = 0.1 + 0.2;
6

7
    printf("%.17f\n", result);
8
    return 0;
9
}

常见输出为 0.30000000000000004。因此，判断浮点计算结果是否相等时，通常需要结合业务允许的误差范围，而不能一律直接使用 ==。

【2】`void` 类型#

void 表示“没有值”或“不指定具体对象类型”，主要有以下用途：

1
void print_message(void);  // 函数没有返回值，并且不接收参数
2
void *data;                // 可以保存任意对象的地址

不能定义 void 类型的普通变量，因为 void 没有可存储的值和确定的对象大小。
void * 是通用对象指针，可以与其他对象指针相互转换。
void * 不包含所指对象的具体类型信息，因此不能直接解引用；使用前需要转换或赋给正确类型的对象指针。

【三】逻辑类型#

C99 引入了 _Bool 类型。包含 <stdbool.h> 后，在 C17 及更早标准中通常可以使用更易读的 bool、true 和 false；C23 已将 bool、true 和 false 纳入语言本身。

1
#include <stdbool.h>
2

3
bool is_ready = true;
4
bool has_error = false;

在条件判断中：

数值 0 表示假；
任何非零值都表示真；
将任意标量值转换为 _Bool 时，0 会转换为 0，非零值会转换为 1。

因此，“非零为真”描述的是条件判断规则，并不表示所有非零值本身都等于整数 1。

例如：

1
int x;
2

3
if (0.5) {
4
    x = 12;
5
} else {
6
    x = 18;
7
}
8

9
// 0.5 是非零值，条件为真，因此 x 最终为 12。

浮点数也可以作为判断条件，但实际程序通常应写出含义更明确的比较表达式，例如 value != 0.0。

【四】整数类型#

C 的标准整数类型包括 char、short、int、long 和 long long，每种标准有符号整数类型（除 plain char 外）都有对应的无符号形式。

1
signed char / unsigned char
2
signed short / unsigned short
3
signed int / unsigned int
4
signed long / unsigned long
5
signed long long / unsigned long long

其中，signed 可以省略，因此 short 等价于 signed short，int 等价于 signed int。但是，char、signed char 和 unsigned char 是三个不同的类型，普通 char 是否带符号由具体实现决定。

下面表格中的字节数和范围是常见 8 位字节、二进制补码环境中的典型结果，并非 C 标准对所有平台的固定要求。编写程序时，可以使用 sizeof 和 <limits.h> 在当前环境中确认。

【1】字符类型（`char`）#

类型名称	常见长度	常见范围	说明
`char`	1 字节	由实现决定	与 `signed char`、`unsigned char` 都是不同类型
`signed char`	1 字节	-128 ～ 127	明确表示有符号小整数
`unsigned char`	1 字节	0 ～ 255	也常用于查看对象的原始字节

给整数类型赋值时，需要注意目标类型能否表示该值：

1
char c1 = 129;
2
unsigned char c2 = -1;

如果当前实现的普通 char 是有符号的，并且无法表示 129，转换结果由实现定义，编译器也可能发出警告；这不一定是编译错误。
转换到无符号整数类型时，数值会按该类型可表示值数量取模。在 8 位 unsigned char 环境中，-1 会转换为 255。

不应依赖超出范围后的隐式转换结果来表达正常业务逻辑。需要明确范围时，应先检查数值，再进行转换。

【2】`short` 类型#

类型名称	常见长度	常见范围
`short`（`signed short`）	2 字节	-32768 ～ 32767
`unsigned short`	2 字节	0 ～ 65535

【3】int 类型#

类型名称	常见长度	常见范围
`int`（`signed int`）	4 字节	-2147483648 ～ 2147483647
`unsigned int`	4 字节	0 ～ 4294967295

【4】long 类型#

long 的大小不能仅根据“32 位或 64 位系统”判断，它还取决于平台采用的数据模型：

常见环境	数据模型	`long` 的常见长度	`signed long` 的常见范围
32 位 Windows / Linux	ILP32	4 字节	-2³¹ ～ 2³¹ - 1
64 位 Windows（包括 MinGW-w64）	LLP64	4 字节	-2³¹ ～ 2³¹ - 1
64 位 Linux / macOS	LP64	8 字节	-2⁶³ ～ 2⁶³ - 1

相应的 unsigned long 范围通常为 0 ～ 2^N - 1，其中 N 是该类型的位数。

【5】`long int` 类型#

long int 不是另一种独立类型，它只是 long 的完整写法；同理，unsigned long int 与 unsigned long 完全等价。

1
long a = 10L;
2
long int b = 10L;                  // 与 long 相同
3
unsigned long c = 10UL;
4
unsigned long int d = 10UL;        // 与 unsigned long 相同

【6】`long long` 类型#

类型名称	常见长度	常见范围
`long long`（`signed long long`）	8 字节	-2⁶³ ～ 2⁶³ - 1
`unsigned long long`	8 字节	0 ～ 2⁶⁴ - 1

long long 从 C99 开始成为标准类型，标准保证它至少能够表示 -9223372036854775807 ～ 9223372036854775807。

【7】注意事项#

有符号整数发生超出可表示范围的算术溢出时，会产生未定义行为。
无符号整数运算按 2^N 取模，其中 N 是该类型的值位数，因此不会发生标准意义上的有符号溢出，但仍可能造成逻辑错误。
float、double 和 long double 没有对应的 unsigned 形式，下面的写法都是语法错误：
```
1
unsigned float value1;
2
unsigned double value2;
3
unsigned long double value3;
```
需要明确位宽时，可以使用 <stdint.h> 中的 int8_t、uint32_t、int64_t 等类型。只有实现能够提供相应宽度时，这些类型才会被定义。

【五】整数进制#

按照进位规则计数的数制称为进位计数制，简称进位制。
C 源代码中的整数字面量可以使用二进制、八进制、十进制和十六进制表示。
进制只影响源代码的书写方式，不会改变整数在程序中的类型和值。例如，10、012 和 0xA 表示的数值都等于十进制的 10。

【1】二进制#

基数为 2 的进位制称为二进制。
二进制只有 0、1 两种数字，计数时逢 2 进 1。
二进制整数字面量以 0b 或 0B 开头，例如 0b1010。

0b 前缀从 C23 开始成为标准语法；在更早的 C 标准模式中，它属于 GCC、Clang 等编译器提供的扩展。使用旧版编译器或严格的 C17 模式时，应先确认是否支持。

1
0b1010 = 1 × 2^3 + 0 × 2^2 + 1 × 2^1 + 0 × 2^0
2
       = 1 × 8   + 0 × 4   + 1 × 2   + 0 × 1
3
       = 10

【2】八进制#

基数为 8 的进位制称为八进制。
八进制包含 0～7 共八种数字，计数时逢 8 进 1。
八进制整数字面量以数字 0 开头。

1
01010 = 1 × 8^3 + 0 × 8^2 + 1 × 8^1 + 0 × 8^0
2
      = 1 × 512 + 0 × 64  + 1 × 8   + 0 × 1
3
      = 520

注意区分普通十进制数和以 0 开头的八进制数。例如，010 表示十进制的 8；08 和 09 不是合法的八进制整数字面量。

【3】十进制#

基数为 10 的进位制称为十进制。
十进制包含 0～9 共十种数字，计数时逢 10 进 1。
十进制整数字面量没有额外前缀。

1
1010 = 1 × 10^3 + 0 × 10^2 + 1 × 10^1 + 0 × 10^0
2
     = 1 × 1000 + 0 × 100  + 1 × 10   + 0 × 1
3
     = 1010

【4】十六进制#

基数为 16 的进位制称为十六进制。
十六进制包含 0～9 和 A～F（不区分大小写）共 16 种数字，计数时逢 16 进 1。
十六进制整数字面量以 0x 或 0X 开头。

1
0x1010 = 1 × 16^3 + 0 × 16^2 + 1 × 16^1 + 0 × 16^0
2
       = 1 × 4096 + 0 × 256  + 1 × 16   + 0 × 1
3
       = 4112

上述公式中的 ^ 仅用于表示数学上的乘方。在 C 表达式中，^ 是按位异或运算符，并不表示乘方。

整数的进制与输出格式可以不同。printf 常用的无符号整数格式说明符如下：

格式说明符	输出形式
`%u`	无符号十进制
`%o`	无符号八进制
`%x`	无符号十六进制（小写）
`%X`	无符号十六进制（大写）

printf 没有标准的二进制格式说明符。如果需要输出二进制，通常需要自行逐位处理。

【5】练习#

（1）进制表示#

要求：分别使用二进制、八进制、十进制和十六进制字面量表示整数，并统一使用十进制输出。

1
#include <stdio.h>
2

3
int main(void)
4
{
5
    int a = 0b1010;  // 二进制字面量（C23，旧版 GCC 也支持此扩展）
6
    int b = 01010;   // 八进制字面量
7
    int c = 1010;    // 十进制字面量
8
    int d = 0x1010;  // 十六进制字面量
9

10
    printf("a = %d\n", a);  // 以十进制输出
11
    printf("b = %d\n", b);  // 以十进制输出
12
    printf("c = %d\n", c);  // 以十进制输出
13
    printf("d = %d\n", d);  // 以十进制输出
14

15
    return 0;
16
}

运行结果

（2）数据类型#

使用 sizeof 运算符查看当前编译环境中常用数据类型占用的字节数。

1
#include <stdio.h>
2

3
int main(void)
4
{
5
    printf("sizeof(char)               = %zu\n", sizeof(char));
6
    printf("sizeof(unsigned char)      = %zu\n", sizeof(unsigned char));
7
    printf("sizeof(short)              = %zu\n", sizeof(short));
8
    printf("sizeof(unsigned short)     = %zu\n", sizeof(unsigned short));
9
    printf("sizeof(int)                = %zu\n", sizeof(int));
10
    printf("sizeof(unsigned int)       = %zu\n", sizeof(unsigned int));
11
    printf("sizeof(long)               = %zu\n", sizeof(long));
12
    printf("sizeof(unsigned long)      = %zu\n", sizeof(unsigned long));
13
    printf("sizeof(long int)           = %zu\n", sizeof(long int));
14
    printf("sizeof(unsigned long int)  = %zu\n", sizeof(unsigned long int));
15
    printf("sizeof(long long)          = %zu\n", sizeof(long long));
16
    printf("sizeof(unsigned long long) = %zu\n", sizeof(unsigned long long));
17
    printf("sizeof(float)              = %zu\n", sizeof(float));
18
    printf("sizeof(double)             = %zu\n", sizeof(double));
19
    printf("sizeof(long double)        = %zu\n", sizeof(long double));
20

21
    return 0;
22
}

sizeof 表达式的结果类型是 size_t，使用 printf 输出时应匹配 %zu，不能使用 %d。

运行结果

以下结果用于展示平台差异，不代表所有编译环境都完全相同。

1
# Windows 10/11，x86_64 MinGW-w64 GCC 13.2.0
2
sizeof(char)                  = 1
3
sizeof(unsigned char)         = 1
4
sizeof(short)                 = 2
5
sizeof(unsigned short)        = 2
6
sizeof(int)                   = 4
7
sizeof(unsigned int)          = 4
8
sizeof(long)                  = 4
9
sizeof(unsigned long)         = 4
10
sizeof(long int)              = 4
11
sizeof(unsigned long int)     = 4
12
sizeof(long long)             = 8
13
sizeof(unsigned long long)    = 8
14
sizeof(float)                 = 4
15
sizeof(double)                = 8
16
sizeof(long double)           = 16
17

18
# Ubuntu 18.04，x86_64 GCC 的一种典型结果
19
sizeof(char)                  = 1
20
sizeof(unsigned char)         = 1
21
sizeof(short)                 = 2
22
sizeof(unsigned short)        = 2
23
sizeof(int)                   = 4
24
sizeof(unsigned int)          = 4
25
sizeof(long)                  = 8
26
sizeof(unsigned long)         = 8
27
sizeof(long int)              = 8
28
sizeof(unsigned long int)     = 8
29
sizeof(long long)             = 8
30
sizeof(unsigned long long)    = 8
31
sizeof(float)                 = 4
32
sizeof(double)                = 8
33
sizeof(long double)           = 16

【六】ASCII 码#

ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码）是一种早期且广泛使用的字符编码标准。

ASCII 使用 7 位编码，共定义 128 个码位，范围为十进制 0～127（十六进制 0x00～0x7F）。其中包含英文字母、十进制数字、常用符号和控制字符。

ASCII 的核心作用是建立字符与整数编码值之间的映射。例如，在 ASCII 中，字符 'A' 对应十进制值 65，字符 '0' 对应十进制值 48。

在 C 语言中，char 属于整数类型，因此字符可以参与整数运算，也可以分别按字符形式或整数形式输出：

1
#include <stdio.h>
2

3
int main(void)
4
{
5
    char ch = 'A';
6

7
    printf("字符：%c\n", ch);
8
    printf("编码值：%d\n", (int)(unsigned char)ch);
9
    return 0;
10
}

在 ASCII 环境中，程序会输出字符 A 及其编码值 65。

C 语言标准并不强制执行字符集必须采用 ASCII，但 Windows、Linux 和 macOS 等现代通用环境通常兼容 ASCII 的前 128 个码位。ASCII 之外的中文等字符需要结合 UTF-8、GBK 等字符编码理解，不能简单当作单个 char 处理。

ASCII 可以划分为：

0x00～0x1F：32 个控制字符；
0x20～0x7E：95 个可打印字符；
0x7F：删除控制字符 DEL。

【1】不可打印字符#

不可打印字符通常不直接显示图形，而是用于控制文本、终端或通信过程。常见示例如下：

ASCII 值	转义写法	名称	说明
0	`\0`	NUL（空字符）	C 字符串的结束标志
8	`\b`	BS（退格）	对应退格控制功能
9	`\t`	HT（水平制表）	移动到下一个水平制表位置
10	`\n`	LF（换行）	Unix/Linux 文本中的换行字符
13	`\r`	CR（回车）	将位置移至当前行开头；Windows 文本换行通常使用 `\r\n`
127	无常用转义写法	DEL（删除）	删除控制字符

键盘上的 Enter 键会由终端或操作系统转换成相应的输入序列，并不能在所有环境下简单等同于单个 ASCII 10。

【2】可打印字符#

ASCII 值	字符	描述
32	空格	空格字符 `' '`
39	`'`	单引号；在字符常量中写作 `'\''`
47	`/`	正斜杠
48	`0`	数字字符 `'0'`，不要与编码值为 0 的 `\0` 混淆
65	`A`	大写英文字母 A
92	`\`	反斜杠；在 C 字符常量中写作 `'\\'`
96	`	反引号
97	`a`	小写英文字母 a
124	`\|`	竖线

ASCII 中的数字字符和英文字母各自连续排列，因此可以进行一些简单换算：

1
int digit = '7' - '0';       // 得到整数 7
2
char lower = 'A' + 32;       // ASCII 中得到字符 'a'

其中，C 标准保证 '0'～'9' 连续，因此第一种数字转换写法具有可移植性；'A' + 32 依赖 ASCII 的字母排列方式。更通用的大小写转换应使用 <ctype.h> 中的 tolower 和 toupper：

1
#include <ctype.h>
2

3
char lower = (char)tolower((unsigned char)'A');
4
char upper = (char)toupper((unsigned char)'a');

为了在 Markdown 表格中显示竖线字符，表格中的 | 写作 \|。这只是 Markdown 转义，不属于字符本身。

音乐

音乐

【一】数据类型#

【二】基础数据类型#

【1】浮点类型#

【2】`void` 类型#

【三】逻辑类型#

【四】整数类型#

【1】字符类型（`char`）#

【2】`short` 类型#

【3】int 类型#

【4】long 类型#

【5】`long int` 类型#

【6】`long long` 类型#

【7】注意事项#

【五】整数进制#

【1】二进制#

【2】八进制#

【3】十进制#

【4】十六进制#

【5】练习#

（1）进制表示#

（2）数据类型#

【六】ASCII 码#

【1】不可打印字符#

【2】可打印字符#

支持与分享

音乐

C 语言数据类型

【一】数据类型#

【二】基础数据类型#

【1】浮点类型#

【2】void 类型#

【三】逻辑类型#

【四】整数类型#

【1】字符类型（char）#

【2】short 类型#

【3】int 类型#

【4】long 类型#

【5】long int 类型#

【6】long long 类型#

【7】注意事项#

【五】整数进制#

【1】二进制#

【2】八进制#

【3】十进制#

【4】十六进制#

【5】练习#

（1）进制表示#

（2）数据类型#

【六】ASCII 码#

【1】不可打印字符#

【2】可打印字符#

支持与分享

【2】`void` 类型#

【1】字符类型（`char`）#

【2】`short` 类型#

【5】`long int` 类型#

【6】`long long` 类型#