第一章：数据类型（⭐）
1.1 概述
根据
变量中存储的值的不同，我们可以将变量分为两类：普通变量：变量所对应的内存中存储的是普通值。指针变量：变量所对应的内存中存储的是另一个变量的地址。
如下图所示：
NOTE
普通变量和指针变量的相同点：
- 普通变量有内存空间，指针变量也有内存空间。
- 普通变量有内存地址，指针变量也有内存地址。
- 普通变量所对应的内存空间中有值，指针变量所对应的内存空间中也有值。
普通变量和指针变量的不同点：
- 普通变量所对应的内存空间存储的是普通的值，如：整数、小数、字符等；指针变量所对应的内存空间存储的是另外一个变量的地址。
- 普通变量有普通变量的运算方式，而指针变量有指针变量的运算方式（后续讲解）。
- 那么，在 C 语言中变量的数据类型就可以这么划分，如下所示：
NOTE
- 根据
普通变量中存储的值的类型不同，可以将普通变量类型划分为基本数据类型（整型、字符类型、浮点类型、布尔类型）和复合数据类型（数组类型、结构体类型、共用体类型、枚举类型）。 - 根据
指针变量所指向空间中存储的值的类型不同，可以将指针类型分为基本数据类型指针、复合数据类型指针、函数指针、数组指针等，例如：如果指针所指向的空间保存的是 int 类型，那么该指针就是 int 类型的指针。
1.2 整数类型
1.2.1 概述
- 整数类型简称整型，用于存储整数值，如：12、20、50 等。
- 根据所占
内存空间大小的不同，可以将整数类型划分为： - ① 短整型：
| 类型 | 存储空间（内存空间） | 取值范围 |
|---|---|---|
| unsigned short （无符号短整型） | 2 字节 | 0 ~ 65,535 (2^16 - 1) |
| [signed] short（有符号短整型，默认） | 2 字节 | -32,768 (- 2^15) ~ 32,767 (2^15 -1) |
- ② 整型：
| 类型 | 存储空间（内存空间） | 取值范围 |
|---|---|---|
| unsigned int（无符号整型） | 4 字节（通常） | 0 ~ 4294967295 (0 ~2^32 -1) |
| [signed] int（有符号整型，默认） | 4 字节（通常） | -2147483648（- 2^31） ~ 2147483647 (2^31-1) |
- ③ 长整型：
| 类型 | 存储空间（内存空间） | 取值范围 |
|---|---|---|
| unsigned long（无符号长整型） | 4 字节（通常） | 0 ~2^32 -1 |
| [signed] long（有符号长整型，默认） | 4 字节（通常） | - 2^31 ~ 2^31-1 |
- ④ 长长整型：
| 类型 | 存储空间（内存空间） | 取值范围 |
|---|---|---|
| unsigned long long（无符号长整型） | 8 字节（通常） | 0 ~2^64 -1 |
| [signed] long long（有符号长整型，默认） | 8 字节（通常） | - 2^63 ~ 2^63-1 |
NOTE
- ① C 语言默认没有规定各种数据类型所占存储单元的长度，但是通常需要遵守：
sizeof(short int) ≤ sizeof(int) ≤ sizeof(long int) ≤ sizeof(long long)，具体的存储空间由编译系统自行决定；其中，sizeof 是测量类型或变量、常量长度的运算符。 - ② short 至少 2 个字节，long 至少 4 个字节。
- ③ 之所以这么规定，是为了可以让 C 语言长久使用，因为目前主流的 CPU 都是 64 位，但是在 C语言刚刚出现的时候，CPU 还是以 8 位和 16 位为主。如果当时就将整型定死为 8 位或 16 位，那么现在我们肯定不会再学习 C 语言了。
- ④ 整型分为有符号 signed 和无符号 unsigned 两种，默认是 signed。
- ⑤ 在实际开发中，
最常用的整数类型就是int类型了，如果取值范围不够，就使用 long 或 long long 。 - ⑥ C 语言中的
格式占位符非常多，只需要大致了解即可；因为，我们在实际开发中，一般都会使用 C++ 或 Rust 以及其它的高级编程语言，如：Java 等，早已经解决了需要通过格式占位符来输入和输出变量。
1.2.2 短整型（了解）
- 语法：
c
unsigned short x = 10 ; // 无符号短整型c
short x = -10; // 有符号短整型NOTE
- ① 有符号表示的是正数、负数和 0 ，即有正负号。无符号表示的是 0 和正数，即正整数，没有符号。
- ② 在
printf中无符号短整型（unsigned short）的格式占位符是%hu，有符号短整型（signed short）的格式占位符是%hd。 - ③ 可以通过
sizeof运算符获取无符号短整型（unsigned short）和有符号短整型（signed short）的存储空间（所占内存空间）。 - ③ 可以通过
#include <limits.h>来获取无符号短整型（unsigned short）和有符号短整型（signed short）的取值范围。
- 示例：定义和打印短整型变量
c
#include <stdio.h>
int main() {
// 定义有符号 short 类型
signed short s1 = -100;
printf("s1 = %hd \n", s1); // s1 = -100
// 定义无符号 short 类型
unsigned short s2 = 100;
printf("s2 = %hu \n", s2); // s2 = 100
// 定义 short 类型，默认是有符号
short s3 = -200;
printf("s3 = %hd \n", s3); // s3 = -200
return 0;
}- 示例：获取类型占用的内存大小（存储空间）
c
#include <stdio.h>
int main() {
size_t s1 = sizeof(unsigned short);
printf("unsigned short 的存储空间是 %zu 字节 \n", s1); // 2
size_t s2 = sizeof(signed short);
printf("signed short 的存储空间是 %zu 字节 \n", s2); // 2
size_t s3 = sizeof(short);
printf("short 的存储空间是 %zu 字节 \n", s3); // 2
return 0;
}- 示例：获取类型的取值范围
c
#include <limits.h>
#include <stdio.h>
int main() {
printf("unsigned short 类型的范围是[0,%hu]\n", USHRT_MAX); // [0,65535]
printf("short 类型的范围是[%hd,%hd]\n", SHRT_MIN,SHRT_MAX); // [-32768,32767]
return 0;
}1.2.3 整型
- 语法：
c
unsigned int x = 10 ; // 无符号整型c
int x = -10; // 有符号整型NOTE
- ① 有符号表示的是正数、负数和 0 ，即有正负号。无符号表示的是 0 和正数，即正整数，没有符号。
- ② 在
printf中无符号整型（unsigned int）的格式占位符是%u，有符号整型（signed int）的格式占位符是%d。 - ③ 可以通过
sizeof运算符获取无符号整型（unsigned int）和有符号整型（signed int）的存储空间（所占内存空间）。 - ③ 可以通过
#include <limits.h>来获取无符号整型（unsigned int）和有符号整型（signed int）的取值范围。
- 示例：定义和打印整型变量
c
#include <stdio.h>
int main() {
// 定义有符号 int 类型
signed int i1 = -100;
printf("i1 = %d \n", i1); // i1 = -100
// 定义无符号 int 类型
unsigned int i2 = 100;
printf("i2 = %u \n", i2); // i2 = 100
// 定义 int 类型，默认是有符号
short i3 = -200;
printf("i3 = %d \n", i3); // i3 = -200
return 0;
}- 示例：获取类型占用的内存大小（存储空间）
c
#include <stdio.h>
int main() {
size_t i1 = sizeof(unsigned int);
printf("unsigned int 的存储空间是 %zu 字节 \n", i1); // 4
size_t i2 = sizeof(signed int);
printf("signed int 的存储空间是 %zu 字节 \n", i2); // 4
size_t i3 = sizeof(int);
printf("int 的存储空间是 %zu 字节 \n", i3); // 4
return 0;
}- 示例：获取类型的取值范围
c
#include <limits.h>
#include <stdio.h>
int main() {
printf("unsigned int 类型的范围是[0,%u]\n", UINT_MAX); // [0,4294967295]
printf("int 类型的范围是[%d,%d]\n", INT_MIN,INT_MAX); // [-2147483648,2147483647]
return 0;
}1.2.4 长整型（了解）
- 语法：
c
unsigned long x = 10 ; // 无符号长整型c
long x = -10; // 有符号长整型NOTE
- ① 有符号表示的是正数、负数和 0 ，即有正负号。无符号表示的是 0 和正数，即正整数，没有符号。
- ② 在
printf中无符号长整型（unsigned long）的格式占位符是%lu，有符号长整型（signed long）的格式占位符是%ld。 - ③ 可以通过
sizeof运算符获取无符号长整型（unsigned long）和有符号长整型（signed long）的存储空间（所占内存空间）。 - ③ 可以通过
#include <limits.h>来获取无符号长整型（unsigned long）和有符号长整型（signed long）的取值范围。
- 示例：定义和打印长整型变量
c
#include <stdio.h>
int main() {
// 定义有符号 long 类型
signed long l1 = -100;
printf("l1 = %ld \n", l1); // l1 = -100
// 定义无符号 long 类型
unsigned long l2 = 100;
printf("l2 = %lu \n", l2); // l2 = 100
// 定义 long 类型，默认是有符号
long l3 = -200;
printf("l3 = %ld \n", l3); // l3 = -200
return 0;
}- 示例：获取类型占用的内存大小（存储空间）
c
#include <stdio.h>
int main() {
size_t l1 = sizeof(unsigned long);
printf("unsigned long 的存储空间是 %zu 字节 \n", l1); // 4
size_t l2 = sizeof(signed long);
printf("signed long 的存储空间是 %zu 字节 \n", l2); // 4
size_t l3 = sizeof(long);
printf("long 的存储空间是 %zu 字节 \n", l3); // 4
return 0;
}- 示例：获取类型的取值范围
c
#include <limits.h>
#include <stdio.h>
int main() {
printf("unsigned long 类型的范围是[0,%lu]\n", ULONG_MAX); // [0,4294967295]
printf("long 类型的范围是[%ld,%ld]\n", LONG_MIN,LONG_MAX); // [-2147483648,2147483647]
return 0;
}1.2.5 长长整型（了解）
- 语法：
c
unsigned long long x = 10 ; // 无符号长长整型c
long long x = -10; // 有符号长长整型NOTE
- ① 有符号表示的是正数、负数和 0 ，即有正负号。无符号表示的是 0 和正数，即正整数，没有符号。
- ② 在
printf中无符号长长整型（unsigned long long）的格式占位符是%llu，有符号长长整型（signed long long）的格式占位符是%lld。 - ③ 可以通过
sizeof运算符获取无符号长长整型（unsigned long long）和有符号长长整型（signed long long）的存储空间（所占内存空间）。 - ③ 可以通过
#include <limits.h>来获取无符号长长整型（unsigned long long）和有符号长长整型（signed long long）的取值范围。
- 示例：定义和打印长长整型变量
c
#include <stdio.h>
int main() {
// 定义有符号 long long 类型
signed long long ll1 = -100;
printf("ll1 = %lld \n", ll1); // ll1 = -100
// 定义无符号 long long 类型
unsigned long long ll2 = 100;
printf("ll2 = %llu \n", ll2); // ll2 = 100
// 定义 long long 类型，默认是有符号
long long ll3 = -200;
printf("ll3 = %lld \n", ll3); // ll3 = -200
return 0;
}- 示例：获取类型占用的内存大小（存储空间）
c
#include <stdio.h>
int main() {
size_t ll1 = sizeof(unsigned long long);
printf("unsigned long long 的存储空间是 %zu 字节 \n", ll1); // 8
size_t ll2 = sizeof(signed long long);
printf("signed long long 的存储空间是 %zu 字节 \n", ll2); // 8
size_t ll3 = sizeof(long long);
printf("long long 的存储空间是 %zu 字节 \n", ll3); // 8
return 0;
}- 示例：获取类型的取值范围
c
#include <limits.h>
#include <stdio.h>
int main() {
printf("unsigned long long 类型的范围是[0,%llu]\n", ULLONG_MAX); // [0,18446744073709551615]
printf("long long 类型的范围是[%lld,%lld]\n", LLONG_MIN,LLONG_MAX); // [-9223372036854775808,9223372036854775807]
return 0;
}1.2.6 字面量后缀
字面量是源代码中一个固定值的表示方法，用于直接表示数据，即：
c
int num1 = 100; // 100 就是字面量c
long num2 = 100L; // 100L 就是字面量c
long long num3 = 100LL; // 100LL 就是字面量NOTE
- ① 默认情况下的，整数字面量的类型是 int 类型。
- ② 如果需要表示 long 类型的字面量，需要添加后缀 l 或 L ，建议 L。
- ③ 如果需要表示 long long类型的字面量，需要添加后缀 ll 或 LL，建议 LL 。
- ④ 如果需要表示无符号整数类型的字面量，需要添加 u 或 U，建议 U 。
- 示例：
c
#include <stdio.h>
int main() {
int num = 100;
printf("num = %d\n", num); // num = 100
long num2 = 100L;
printf("num2 = %ld\n", num2); // num2 = 100
long long num3 = 100LL;
printf("num3 = %lld\n", num3); // num3 = 100
unsigned int num4 = 100U;
printf("num4 = %u\n", num4); // num4 = 100
unsigned long num5 = 100LU;
printf("num5 = %lu\n", num5); // num5 = 100
unsigned long long num6 = 100ULL;
printf("num6 = %llu\n", num6); // num6 = 100
return 0;
}1.2.7 精确宽度类型
- 在前文，我们了解到 C 语言的整数类型（short 、int、long、long long）在不同计算机上，占用的字节宽度可能不一样。但是，有的时候，我们希望整数类型的存储空间（字节宽度）是精确的，即：在任意平台（计算机）上都能一致，以提高程序的可移植性。
NOTE
- Java 语言中的数据类型的存储空间（字节宽度）是一致的，这也是 Java 语言能够跨平台的原因之一（最主要的原因还是 JVM）。
- 在嵌入式开发中，使用精确宽度类型可以确保代码在各个平台上的一致性。
- 在 C 语言的标准头文件
<stdint.h>中定义了一些新的类型别名，如下所示：
| 类型名称 | 含义 |
|---|---|
| int8_t | 8 位有符号整数 |
| int16_t | 16 位有符号整数 |
| int32_t | 32 位有符号整数 |
| int64_t | 64 位有符号整数 |
| uint8_t | 8 位无符号整数 |
| uint16_t | 16 位无符号整数 |
| uint32_t | 32 位无符号整数 |
| uint64_t | 64 位无符号整数 |
NOTE
上面的这些类型都是类型别名，编译器会指定它们指向的底层类型，如：在某个系统中，如果 int 类型是 32 位，那么 int32_t 就会指向 int ；如果 long 类型是 32 位，那么 int32_t 就会指向 long。
- 示例：
c
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
int main() {
// 变量 x32 声明为 int32_t 类型，可以保证是 32 位(4个字节)的宽度。
int32_t x32 = 45933945;
printf("x32 = %d \n", x32); // x32 = 45933945
return 0;
}1.2.8 sizeof 运算符
- 语法：
c
sizeof(表达式)NOTE
- ① 表达式可以是任何类型的数据类型、变量或常量。
- ② 返回某种数据类型或某个值占用的字节数量，并且
sizeof(...)的返回值类型是size_t。 - ③ 在
printf中使用占位符%zu来处理size_t类型的值。
- 示例：参数是数据类型
c
#include <stdio.h>
#include <stddef.h>
int main() {
size_t s = sizeof(int);
printf("%zu \n", s); // 4
return 0;
}- 示例：参数是变量
c
#include <stdio.h>
#include <stddef.h>
int main() {
int num = 10;
size_t s = sizeof(num);
printf("%zu \n", s); // 4
return 0;
}- 示例：参数是常量
c
#include <stdio.h>
#include <stddef.h>
int main() {
size_t s = sizeof(10);
printf("%zu \n", s); // 4
return 0;
}1.2.9 数值溢出
所谓的数值溢出指的是：当超过一个数据类型能够存放的最大范围的时候，数值就会溢出。
- 如果达到了最大值，再进行加法计算，数据就会超过该类型能够表示的最大值，叫做上溢出。
- 如果这个数目前是最小值，再进行减法计算， 数据就会超过该类型的最小值， 叫做下溢出。
在 C 语言中，
整数的数据类型分为无符号和有符号的，其在底层表示和存储是不一样的，即：无符号整数不使用最高位作为符号位，所有的位都用于表示数值，如：对于一个 4 位无符号整数，二进制表示的范围是从 0000 到 1111 ，那么十进制表示的范围是从 0 到 15。有符号整数使用最高位作为符号位，这意味着它们可以表示正数和负数，通常使用补码来表示有符号整数。在补码表示法中：最高位为 0 表示正数、最高位为 1 表示负数，如：对于一个4位有符号整数，二进制表示的范围是从 0000（0） 到 0111 （7），1000 （-8）到 1111（-1）。
NOTE
- 在 C 语言中，无符号整数，最高位不是符号位，它是数值的一部分。
- 在 C 语言中，有符号整数，最高位是符号位，用于表示正负数。
对于无符号的数值溢出：
- 当数据到达最大值的时候，再加 1 就会回到无符号数的最小值。
- 当数据达到最小值的时候，再减 1 就会回到无符号数的最大值。
那么，无符号的上溢出，原理就是这样的：
- 那么，无符号的下溢出，原理就是这样的（需要先借位，然后再减）：
对于有符号的数值溢出：
- 当数据到达最大值的时候，再加 1 就会回到有符号数的最小值。
- 当数据达到最小值的时候，再减 1 就会回到有符号数的最大值。
那么，有符号的上溢出，原理就是这样的：
- 那么，有符号的下溢出，原理就是这样的：
NOTE
在实际开发中，选择合适的数据类型，以避免数值溢出问题！！！
- 示例：无符号的上溢出和下溢出
c
#include <limits.h>
#include <stdio.h>
int main() {
unsigned short s1 = USHRT_MAX + 1;
printf("无符号的上溢出 = %hu \n", s1); // 0
unsigned short s2 = 0 - 1;
printf("无符号的下溢出 = %hu \n", s2); // 65535
return 0;
}- 示例：有符号的上溢出和下溢出
c
#include <limits.h>
#include <stdio.h>
int main() {
short s1 = SHRT_MAX + 1;
printf("有符号的上溢出 = %hd \n", s1); // -32768
short s2 = SHRT_MIN - 1;
printf("有符号的下溢出 = %hd \n", s2); // 32767
return 0;
}1.3 浮点类型
1.3.1 概述
- 在生活中，我们除了使用
整数，如：18、25 之外，还会使用到小数，如：3.1415926、6.18 等，小数在计算机中也被称为浮点数（和底层存储有关）。 整数在计算机底层的存储被称为定点存储，如下所示：
小数在计算机底层的存储被称为浮点存储，如下所示：
NOTE
- ① 计算机底层就是采取类似科学计数法的形式来存储小数的，而科学技术法的表现就是这样的，如：3.12 * 10^-2 ；其中，10 是基数，-2 是指数，而 3.12 是尾数。
- ② 因为尾数区的内存空间的宽度不同，导致了小数的精度也不相同，所以小数在计算机中也称为浮点数。
- 在 C 语言中，变量的浮点类型，如下所示：
| 类型 | 存储大小 | 值的范围 | 有效小数位数 |
|---|---|---|---|
| float（单精度） | 4 字节 | 1.2E-38 ~ 3.4E+38 | 6 ~ 9 |
| double（双精度） | 8 字节 | 2.3E-308 ~ 1.7E+308 | 15 ~ 18 |
| long double（长双精度） | 16 字节 | 3.4E-4932 ~ 1.2E+4932 | 18 或更多 |
NOTE
- ① 各类型的存储大小和精度受到操作系统、编译器、硬件平台的影响。
- ② 浮点型数据有两种表现形式：
- 十进制数形式：3.12、512.0f、0.512（.512，可以省略 0 ）
- 科学计数法形式：5.12e2（e 表示基数 10）、5.12E-2（E 表示基数 10）。
- ③ 在实际开发中，对于浮点类型，建议使用 double 类型；如果范围不够，就使用 long double 类型。
1.3.2 格式占位符
对于 float 类型的格式占位符，是
%f，默认会保留6位小数；可以指定小数位，如：%.2f表示保留2位小数。对于 double 类型的格式占位符，是
%lf，默认会保留6位小数；可以指定小数位，如：%.2lf表示保留2位小数。对于 long double 类型的格式占位符，是
%Lf，默认会保留6位小数；可以指定小数位，如：%.2Lf表示保留2位小数。如果想输出
科学计数法形式的浮点数，则使用%e。示例：
c
#include <stdio.h>
int main() {
float f1 = 10.0;
printf("f1 = %f \n", f1); // f1 = 10.000000
printf("f1 = %.2f \n", f1); // f1 = 10.00
return 0;
}- 示例：
c
#include <stdio.h>
int main() {
double d1 = 13.14159265354;
printf("d1 = %lf \n", d1); // d1 = 13.141593
printf("d1 = %.2lf \n", d1); // d1 = 13.14
return 0;
}- 示例：
c
#include <stdio.h>
int main() {
long double d1 = 13.14159265354;
printf("d1 = %LF \n", d1); // d1 = 13.141593
printf("d1 = %.2LF \n", d1); // d1 = 13.14
return 0;
}- 示例：
c
#include <stdio.h>
int main() {
float f1 = 3.1415926;
double d2 = 3.14e2;
printf("f1 = %.2f \n", f1); // f1 = 3.14
printf("f1 = %.2e \n", f1); // f1 = 3.14e+00
printf("d2 = %.2lf \n", d2); // d2 = 314.00
printf("d2 = %.2e \n", d2); // d2 = 3.14e+02
return 0;
}1.3.3 字面量后缀
浮点数字面量默认是 double 类型。
如果需要表示 float 类型的字面量，需要后面添加后缀 f 或 F。
如果需要表示 long double 类型的字面量，需要后面添加后缀 l 或 L。
示例：
c
#include <stdio.h>
int main() {
float f1 = 3.1415926f;
double d2 = 3.1415926;
long double d3 = 3.1415926L;
printf("f1 = %.2f \n", f1); // f1 = 3.14
printf("d2 = %.3lf \n", d2); // d2 = 3.142
printf("d3 = %.4Lf \n", d3); // d3 = 3.1416
return 0;
}1.3.4 类型占用的内存大小（存储空间）
可以通过 sizeof 运算符来获取 float、double 以及 long double 类型占用的内存大小（存储空间）。
示例：
c
#include <stdio.h>
int main() {
printf("float 的存储空间是 %zu 字节 \n", sizeof(float)); // 4
printf("double 的存储空间是 %zu 字节 \n", sizeof(double)); // 8
printf("long double 的存储空间是 %zu 字节 \n", sizeof(long double)); // 16
return 0;
}1.3.5 类型的取值范围
可以通过
#include <float.h>来获取类型的取值范围。示例：
c
#include <float.h>
#include <stdio.h>
int main() {
printf("float 的取值范围是：[%.38f, %f] \n", FLT_MIN, FLT_MAX);
printf("double 的取值范围是：[%lf, %lf] \n", DBL_MIN, DBL_MAX);
printf("double 的取值范围是：[%Lf, %Lf] \n", LDBL_MIN, LDBL_MAX);
return 0;
}1.4 字符类型
1.4.1 概述
- 在生活中，我们会经常说：今天天气真
好，我的性别是女，我今年10岁，像这类数据，在 C 语言中就可以用字符（char）来表示。 - 在 C 语言中，变量的
字符类型可以表示单个字符，如：'1'、'A'、'&'。
NOTE
- C 语言的出现在 1972 年，由美国人丹尼斯·里奇设计出来；那个时候，只需要 1 个字节的内存空间，就可以完美的表示拉丁体系（英文）文字，如：a-z、A-Z、0-9 以及一些特殊符号；所以，C 语言中不支持多个字节的字符，如：中文、日文等。
- C 语言中没有字符串类型，是使用字符数组（char 数组）来模拟字符串的，并且字符数组也不是字符串，而是构造类型。
- 在 C 语言中，如果想要输出中文、日文等多字节字符，就需要使用字符数组（char 数组）。
- 在 C++、Java 等高级编程语言中，已经提供了 String （字符串）类型，原生支持 Unicode，可以方便地处理多语言和特殊字符。
- 在 C 语言中，可以使用
转义字符 \来表示特殊含义的字符。
| 转义字符 | 说明 |
|---|---|
\b | 退格 |
\n | 换行符 |
\r | 回车符 |
\t | 制表符 |
\" | 双引号 |
\' | 单引号 |
\\ | 反斜杠 |
| ... |
1.4.2 格式占位符
在 C 语言中，使用
%c来表示 char 类型。示例：
c
#include <stdio.h>
int main() {
char c = '&';
printf("c = %c \n", c); // c = &
char c2 = 'a';
printf("c2 = %c \n", c2); // c2 = a
char c3 = 'A';
printf("c3 = %c \n", c3); // c3 = A
return 0;
}1.4.3 类型占用的内存大小（存储空间）
可以通过 sizeof 运算符来获取 char 类型占用的内存大小（存储空间）。
示例：
c
#include <stdio.h>
int main() {
printf("char 的存储空间是 %d 字节\n", sizeof(char)); // 1
printf("unsigned char 的存储空间是 %d 字节\n", sizeof(unsigned char)); // 1
return 0;
}1.4.4 类型的取值范围
可以通过
#include <limits.h>来获取类型的取值范围。示例：
c
#include <limits.h>
#include <stdio.h>
int main() {
printf("char 范围是[%d,%d] \n", CHAR_MIN,CHAR_MAX); // [-128,127]
printf("unsigned char 范围是[0,%d]\n", UCHAR_MAX); // [0,255]
return 0;
}1.4.3 字符类型的本质
- 在 C 语言中，char 本质上就是一个整数，是 ASCII 码中对应的数字，占用的内存大小是 1 个字节（存储空间），所以 char 类型也可以进行数学运算。
- char 类型同样分为 signed char（无符号）和 unsigned char（有符号），其中 signed char 取值范围-128 ~ 127，unsigned char取值范围 0 ~ 255，默认是否带符号取决于当前运行环境。
字符类型的数据在计算机中存储和读取的过程，如下所示：
- 示例：
c
#include <limits.h>
#include <stdio.h>
int main() {
// char 类型字面量需要使用单引号包裹
char a1 = 'A';
char a2 = '9';
char a3 = '\t';
printf("c1=%c, c3=%c, c2=%c \n", a1, a3, a2);
// char 类型本质上整数可以进行运算
char b1 = 'b';
char b2 = 101;
printf("%c->%d \n", b1, b1);
printf("%c->%d \n", b2, b2);
printf("%c+%c=%d \n", b1, b2, b1 + b2);
// char 类型取值范围
unsigned char c1 = 200; // 无符号 char 取值范围 0 ~255
signed char c2 = 200; // 有符号 char 取值范围 -128~127，c2会超出范围
char c3 = 200; // 当前系统，char 默认是 signed char
printf("c1=%d, c2=%d, c3=%d", c1, c2, c3);
return 0;
}1.5 布尔类型
1.5.1 概述
- 布尔值用于表示 true（真）、false（假）两种状态，通常用于逻辑运算和条件判断。
1.5.2 早期的布尔类型
在 C 语言标准（C89）中，并没有为布尔值单独设置一个数据类型，所以在判断真、假的时候，使用
0表示false（假），非 0表示true（真）。示例：
c
#include <stdio.h>
int main() {
// 使用整型来表示真和假两种状态
int handsome = 0;
printf("帅不帅[0 丑，1 帅]： ");
scanf("%d", &handsome);
if (handsome) {
printf("你真的很帅！！！");
} else {
printf("你真的很丑！！！");
}
return 0;
}1.5.3 宏定义的布尔类型
判断真假的时候，以
0为false（假）、1为true（真），并不直观；所以，我们可以借助 C 语言的宏定义。示例：
c
#include <stdio.h>
// 宏定义
#define BOOL int
#define TRUE 1
#define FALSE 0
int main() {
BOOL handsome = 0;
printf("帅不帅[FALSE 丑，TRUE 帅]： ");
scanf("%d", &handsome);
if (handsome) {
printf("你真的很帅！！！");
} else {
printf("你真的很丑！！！");
}
return 0;
}1.5.4 C99 标准中的布尔类型
在 C99 中提供了
_Bool关键字，用于表示布尔类型；其实，_Bool类型的值是整数类型的别名，和一般整型不同的是，_Bool类型的值只能赋值为0或1（0 表示假、1 表示真），其它非 0的值都会被存储为1。示例：
c
#include <stdio.h>
int main() {
_Bool handsome = 0;
printf("帅不帅[0 丑，1 帅]： ");
scanf("%d", &handsome);
if (handsome) {
printf("你真的很帅！！！");
} else {
printf("你真的很丑！！！");
}
return 0;
}1.5.5 C99 标准头文件中的布尔类型（推荐）
- 在 C99 中提供了一个头文件
<stdbool.h>，定义了bool代表_Bool，false代表0，true代表1。
NOTE
在 C++、Java 等高级编程语言中是有 boolean 类型的关键字的。
- 示例：
c
#include <stdio.h>
int main() {
bool handsome = false;
printf("帅不帅[false 丑，true 帅]： ");
scanf("%d", &handsome);
if (handsome) {
printf("你真的很帅！！！");
} else {
printf("你真的很丑！！！");
}
return 0;
}1.6 数据类型转换
1.6.1 概述
- 在 C 语言编程中，经常需要对不同类型的数据进行运算，运算前需要先转换为同一类型，再运算。为了解决数据类型不一致的问题，需要对数据的类型进行转换。
1.6.2 自动类型转换（隐式转换）
1.6.2.1 运算过程中的自动类型转换
- 不同类型的数据进行混合运算的时候，会发生数据类型转换，
窄类型会自动转换为宽类型，这样就不会造成精度损失。
- 转换规则：
- ① 不同类型的整数进行运算的时候，窄类型整数会自动转换为宽类型整数。
- ② 不同类型的浮点数进行运算的时候，精度小的类型会自动转换为精度大的类型。
- ③ 整数和浮点数进行运算的时候，整数会自动转换为浮点数。
- 转换方向：
NOTE
最好避免无符号整数与有符号整数的混合运算，因为这时 C 语言会自动将 signed int 转为 unsigned int ，可能不会得到预期的结果。
- 示例：
c
#include <stdio.h>
/**
* 不同的整数类型混合运算时，宽度较小的类型会提升为宽度较大的类型，比如 short 转为 int ，int 转为 long 等。
*/
int main() {
short s1 = 10;
int i = 20;
// s1 是 short 类型，i 是 int 类型，当 s1 和 i 运算的时候，会自动转为 int 类型后，然后再计算。
int result = s1 + i;
printf("result = %d \n", result);
return 0;
}- 示例：
c
#include <stdio.h>
int main() {
int n2 = -100;
unsigned int n3 = 20;
// n2 是有符号，n3 是无符号，当 n2 和 n3 运算的时候，会自动转为无符号类型后，然后再计算。
int result = n2 + n3;
printf("result = %d \n", result);
return 0;
}- 示例：
c
#include <stdio.h>
/**
* 不同的浮点数类型混合运算时，宽度较小的类型转为宽度较大的类型，比如 float 转为 double ，double 转为 long double 。
*/
int main() {
float f1 = 1.25f;
double d2 = 4.58667435;
// f1 是 float 类型，d2 是 double 类型，当 f1 和 d2 运算的时候，会自动转为 double 类型后，然后再计算。
double result = f1 + d2;
printf("result = %.8lf \n", result);
return 0;
}- 示例：
c
#include <stdio.h>
/**
* 整型与浮点型运算，整型转为浮点型
*/
int main() {
int n4 = 10;
double d3 = 1.67;
// n4 是 int 类型，d3 是 double 类型，当 n4 和 d3 运算的时候，会自动转为 double 类型后，然后再计算。
double result = n4 + d3;
printf("%.2lf", result);
return 0;
}1.6.2.2 赋值时的自动类型转换
- 在赋值运算中，赋值号两边量的数据类型不同时，等号右边的类型将转换为左边的类型。
- 如果窄类型赋值给宽类型，不会造成精度损失；如果宽类型赋值给窄类型，会造成精度损失。
NOTE
C 语言在检查类型匹配方面不太严格，最好不要养成这样的习惯。
- 示例：
c
#include <stdio.h>
int main() {
// 赋值：窄类型赋值给宽类型
int a1 = 10;
double a2 = a1;
printf("a2: %.2f\n", a2); // a2: 10.00
// 转换：将宽类型转换为窄类型
double b1 = 10.5;
int b2 = b1;
printf("b2: %d\n", b2); // b2: 10
return 0;
}1.6.3 强制类型转换
- 隐式类型转换中的宽类型赋值给窄类型，编译器是会产生警告的，提示程序存在潜在的隐患，如果非常明确地希望转换数据类型，就需要用到强制（或显式）类型转换。
- 语法：
c
数据类型 变量名 = (类型名)变量、常量或表达式;NOTE
强制类型转换可能会导致精度损失！！！
- 示例：
c
#include <stdio.h>
int main(){
double d1 = 1.934;
double d2 = 4.2;
int num1 = (int)d1 + (int)d2; // d1 转为 1，d2 转为 4，结果是 5
int num2 = (int)(d1 + d2); // d1+d2 = 6.134，6.134 转为 6
int num3 = (int)(3.5 * 10 + 6 * 1.5); // 35.0 + 9.0 = 44.0 -> int = 44
printf("num1=%d \n", num1);
printf("num2=%d \n", num2);
printf("num3=%d \n", num3);
return 0;
}第二章：运算符（⭐）
2.1 概述
- 运算符是一种特殊的符号，用于数据的运算、赋值和比较等。
表达式指的是一组运算数、运算符的组合，表达式一定具有值，一个变量或一个常量可以是表达式，变量、常量和运算符也可以组成表达式，如：
操作数指的是参与运算的值或者对象，如：
- 根据
操作数的个数，可以将运算符分为：- 一元运算符（一目运算符）。
- 二元运算符（二目运算符）。
- 三元运算符（三目运算符）。
- 根据
功能，可以将运算符分为：- 算术运算符。
- 关系运算符（比较运算符）。
- 逻辑运算符。
- 赋值运算符。
- 逻辑运算符。
- 位运算符。
- 三元运算符。
NOTE
掌握一个运算符，需要关注以下几个方面：
- ① 运算符的含义。
- ② 运算符操作数的个数。
- ③ 运算符所组成的表达式。
- ④ 运算符有无副作用，即：运算后是否会修改操作数的值。
2.2 算术运算符
- 算术运算符是对数值类型的变量进行运算的，如下所示：
| 运算符 | 描述 | 操作数个数 | 组成的表达式的值 | 副作用 |
|---|---|---|---|---|
+ | 正号 | 1 | 操作数本身 | ❎ |
- | 负号 | 1 | 操作数符号取反 | ❎ |
+ | 加号 | 2 | 两个操作数之和 | ❎ |
- | 减号 | 2 | 两个操作数之差 | ❎ |
* | 乘号 | 2 | 两个操作数之积 | ❎ |
/ | 除号 | 2 | 两个操作数之商 | ❎ |
% | 取模（取余） | 2 | 两个操作数相除的余数 | ❎ |
++ | 自增 | 1 | 操作数自增前或自增后的值 | ✅ |
-- | 自减 | 1 | 操作数自减前或自减后的值 | ✅ |
NOTE
自增和自减：
- ① 自增、自减运算符可以写在操作数的前面也可以写在操作数后面，不论前面还是后面，对操作数的副作用是一致的。
- ② 自增、自减运算符在前在后，对于表达式的值是不同的。 如果运算符在前，表达式的值是操作数自增、自减之后的值；如果运算符在后，表达式的值是操作数自增、自减之前的值。
- ③
变量前++：变量先自增 1 ，然后再运算；变量后++：变量先运算，然后再自增 1 。 - ④
变量前--：变量先自减 1 ，然后再运算；变量后--：变量先运算，然后再自减 1 。
- 示例：正号和负号
c
#include <stdio.h>
int main() {
int x = 12;
int x1 = -x, x2 = +x;
int y = -67;
int y1 = -y, y2 = +y;
printf("x1=%d, x2=%d \n", x1, x2); // x1=-12, x2=12
printf("y1=%d, y2=%d \n", y1, y2); // y1=67, y2=-67
return 0;
}- 示例：加、减、乘、除（整数之间做除法时，结果只保留整数部分而舍弃小数部分）、取模
c
#include <stdio.h>
int main() {
int a = 5;
int b = 2;
printf("%d + %d = %d\n", a, b, a + b); // 5 + 2 = 7
printf("%d - %d = %d\n", a, b, a - b); // 5 - 2 = 3
printf("%d × %d = %d\n", a, b, a * b); // 5 × 2 = 10
printf("%d / %d = %d\n", a, b, a / b); // 5 / 2 = 2
printf("%d %% %d = %d\n", a, b, a % b); // 5 % 2 = 1
return 0;
}- 示例：取模（运算结果的符号与被模数也就是第一个操作数相同。）
c
#include <stdio.h>
int main() {
int res1 = 10 % 3;
printf("10 %% 3 = %d\n", res1); // 10 % 3 = 1
int res2 = -10 % 3;
printf("-10 %% 3 = %d\n", res2); // -10 % 3 = -1
int res3 = 10 % -3;
printf("10 %% -3 = %d\n", res3); // 10 % -3 = 1
int res4 = -10 % -3;
printf("-10 %% -3 = %d\n", res4); // -10 % -3 = -1
return 0;
}- 示例：自增和自减
c
#include <stdio.h>
int main() {
int i1 = 10, i2 = 20;
int i = i1++;
printf("i = %d\n", i); // i = 10
printf("i1 = %d\n", i1); // i1 = 11
i = ++i1;
printf("i = %d\n", i); // i = 12
printf("i1 = %d\n", i1); // i1 = 12
i = i2--;
printf("i = %d\n", i); // i = 20
printf("i2 = %d\n", i2); // i2 = 19
i = --i2;
printf("i = %d\n", i); // i = 18
printf("i2 = %d\n", i2); // i2 = 18
return 0;- 示例：
c
#include <stdio.h>
/*
随意给出一个整数，打印显示它的个位数，十位数，百位数的值。
格式如下：
数字xxx的情况如下：
个位数：
十位数：
百位数：
例如：
数字153的情况如下：
个位数：3
十位数：5
百位数：1
*/
int main() {
int num = 153;
int bai = num / 100;
int shi = num % 100 / 10;
int ge = num % 10;
printf("百位为：%d \n", bai);
printf("十位为：%d \n", shi);
printf("个位为：%d \n", ge);
return 0;
}2.3 关系运算符（比较运算符）
- 常见的关系运算符，如下所示：
| 运算符 | 描述 | 操作数个数 | 组成的表达式的值 | 副作用 |
|---|---|---|---|---|
== | 相等 | 2 | 0 或 1 | ❎ |
!= | 不相等 | 2 | 0 或 1 | ❎ |
< | 小于 | 2 | 0 或 1 | ❎ |
> | 大于 | 2 | 0 或 1 | ❎ |
<= | 小于等于 | 2 | 0 或 1 | ❎ |
>= | 大于等于 | 2 | 0 或 1 | ❎ |
NOTE
- ① C 语言中，没有严格意义上的布尔类型，所以可以 0（假） 或 1（真）表示布尔类型的值。
- ② 不要将
==写成=，==是比较运算符，而=是赋值运算符。 - ③
>=或<=含义是只需要满足大于或等于、小于或等于其中一个条件，结果就返回真。
- 示例：
c
#include <stdio.h>
int main() {
int a = 8;
int b = 7;
printf("a > b 的结果是：%d \n", a > b); // a > b 的结果是：1
printf("a >= b 的结果是：%d \n", a >= b); // a >= b 的结果是：1
printf("a < b 的结果是：%d \n", a < b); // a < b 的结果是：0
printf("a <= b 的结果是：%d \n", a <= b); // a <= b 的结果是：0
printf("a == b 的结果是：%d \n", a == b); // a == b 的结果是：0
printf("a != b 的结果是：%d \n", a != b); // a != b 的结果是：1
return 0;
}2.4 逻辑运算符
- 常见的逻辑运算符，如下所示：
| 运算符 | 描述 | 操作数个数 | 组成的表达式的值 | 副作用 |
|---|---|---|---|---|
&& | 逻辑与 | 2 | 0 或 1 | ❎ |
|| | 逻辑或 | 2 | 0 或 1 | ❎ |
! | 逻辑非 | 2 | 0 或 1 | ❎ |
- 逻辑运算符提供逻辑判断功能，用于构建更复杂的表达式，如下所示：
| a | b | a && b | a || b | !a |
|---|---|---|---|---|
| 1（真） | 1（真） | 1（真） | 1（真） | 0（假） |
| 1（真） | 0（假） | 0（假） | 1（真） | 0（假） |
| 0（假） | 1（真） | 0（假） | 1（真） | 1（真） |
| 0（假） | 0（假） | 0（假） | 0（假） | 1（真） |
NOTE
- ① 对于逻辑运算符来说，任何非零值都表示真，零值表示假，如：
5 || 0返回1，5 && 0返回0。 - ② 短路现象：
- 对于
a && b操作来说，当 a 为假(或 0 )时，因为a && b结果必定为 0，所以不再执行表达式 b。 - 对于
a || b操作来说，当 a 为真(或非 0 )时，因为a || b结果必定为 1，所以不再执行表达式 b。
- 对于
- 示例：
c
#include <stdio.h>
int main() {
int a = 0;
int b = 0;
printf("请输入整数a的值：");
scanf("%d", &a);
printf("请输入整数b的值：");
scanf("%d", &b);
if (a > b) {
printf("%d > %d", a, b);
} else if (a < b) {
printf("%d < %d", a, b);
} else {
printf("%d = %d", a, b);
}
return 0;
}- 示例：
c
#include <stdio.h>
// 短路现象
int main() {
int i = 0;
int j = 10;
if (i && j++ > 0) {
printf("床前明月光\n"); // 这行代码不会执行
} else {
printf("我叫郭德纲\n");
}
printf("%d \n", j); //10
return 0;
}- 示例：
c
#include <stdio.h>
// 短路现象
int main() {
int i = 1;
int j = 10;
if (i || j++ > 0) {
printf("床前明月光 \n");
} else {
printf("我叫郭德纲 \n"); // 这行代码不会被执行
}
printf("%d\n", j); //10
return 0;
}2.5 赋值运算符
- 常见的赋值运算符，如下所示：
| 运算符 | 描述 | 操作数个数 | 组成的表达式的值 | 副作用 |
|---|---|---|---|---|
== | 赋值 | 2 | 左边操作数的值 | ✅ |
+= | 相加赋值 | 2 | 左边操作数的值 | ✅ |
-= | 相减赋值 | 2 | 左边操作数的值 | ✅ |
*= | 相乘赋值 | 2 | 左边操作数的值 | ✅ |
/= | 相除赋值 | 2 | 左边操作数的值 | ✅ |
%= | 取余赋值 | 2 | 左边操作数的值 | ✅ |
<<= | 左移赋值 | 2 | 左边操作数的值 | ✅ |
>>= | 右移赋值 | 2 | 左边操作数的值 | ✅ |
&= | 按位与赋值 | 2 | 左边操作数的值 | ✅ |
^= | 按位异或赋值 | 2 | 左边操作数的值 | ✅ |
|= | 按位或赋值 | 2 | 左边操作数的值 | ✅ |
NOTE
- ① 赋值运算符的第一个操作数（左值）必须是变量的形式，第二个操作数可以是任何形式的表达式。
- ② 赋值运算符的副作用针对第一个操作数。
- 示例：
c
#include <stdio.h>
int main() {
int a = 3;
a += 3; // a = a + 3
printf("a = %d\n", a); // a = 6
int b = 3;
b -= 3; // b = b - 3
printf("b = %d\n", b); // b = 0
int c = 3;
c *= 3; // c = c * 3
printf("c = %d\n", c); // c = 9
int d = 3;
d /= 3; // d = d / 3
printf("d = %d\n", d); // d = 1
int e = 3;
e %= 3; // e = e % 3
printf("e = %d\n", e); // e = 0
return 0;
}2.6 位运算符（了解）
2.6.1 概述
- C 语言提供了一些位运算符，能够让我们操作二进制位（bit）。
- 常见的位运算符，如下所示。
| 运算符 | 描述 | 操作数个数 | 运算规则 | 副作用 |
|---|---|---|---|---|
& | 按位与 | 2 | 两个二进制位都为 1 ，结果为 1 ，否则为 0 。 | ❎ |
| | 按位或 | 2 | 两个二进制位只要有一个为 1（包含两个都为 1 的情况），结果为 1 ，否则为 0 。 | ❎ |
^ | 按位异或 | 2 | 两个二进制位一个为 0 ，一个为 1 ，结果为 1，否则为 0 。 | ❎ |
~ | 按位取反 | 2 | 将每一个二进制位变成相反值，即 0 变成 1 ， 1 变 成 0 。 | ❎ |
<< | 二进制左移 | 2 | 将一个数的各二进制位全部左移指定的位数，左 边的二进制位丢弃，右边补 0。 | ❎ |
>> | 二进制右移 | 2 | 将一个数的各二进制位全部右移指定的位数，正数左补 0，负数左补 1，右边丢弃。 | ❎ |
NOTE
操作数在进行位运算的时候，以它的补码形式计算！！！
2.6.2 输出二进制位
在 C 语言中，
printf是没有提供输出二进制位的格式占位符的；但是，我们可以手动实现，以方便后期操作。示例：
c
#include <stdio.h>
/**
* 获取指定整数的二进制表示
* @param num 整数
* @return 二进制表示的字符串，不包括前导的 '0b' 字符
*/
char* getBinary(int num) {
static char binaryString[33];
int i, j;
for (i = sizeof(num) * 8 - 1, j = 0; i >= 0; i--, j++) {
const int bit = (num >> i) & 1;
binaryString[j] = bit + '0';
}
binaryString[j] = '\0';
return binaryString;
}
int main() {
int a = 17;
int b = -12;
printf("整数 %d 的二进制表示：%s \n", a, getBinary(a));
printf("整数 %d 的二进制表示：%s \n", b, getBinary(b));
return 0;
}2.6.3 按位与
按位与
&的运算规则是：如果二进制对应的位上都是 1 才是 1 ，否则为 0 ，即：1 & 1的结果是1。1 & 0的结果是0。0 & 1的结果是0。0 & 0的结果是0。
示例：
9 & 7 = 1
- 示例：
-9 & 7 = 7
2.6.4 按位或
按位与
|的运算规则是：如果二进制对应的位上只要有 1 就是 1 ，否则为 0 ，即：1 | 1的结果是1。1 | 0的结果是1。0 | 1的结果是1。0 | 0的结果是0。
示例：
9 | 7 = 15
- 示例：
-9 | 7 = -9
2.6.5 按位异或
- 按位与
^的运算规则是：如果二进制对应的位上一个为 1 一个为 0 就为 1 ，否则为 0 ，即：1 ^ 1的结果是0。1 ^ 0的结果是1。0 ^ 1的结果是1。0 ^ 0的结果是0。
NOTE
按位异或的场景有：
- ① 交换两个数值：异或操作可以在不使用临时变量的情况下交换两个变量的值。
- ② 加密或解密：异或操作用于简单的加密和解密算法。
- ③ 错误检测和校正：异或操作可以用于奇偶校验位的计算和检测错误（RAID-3 以及以上）。
- ……
- 示例：
9 ^ 7 = 14
- 示例：
-9 ^ 7 = -16
2.6.6 按位取反
运算规则：如果二进制对应的位上是 1，则结果为0；如果是 0 ，则结果为 1 。
~0的结果是1。~1的结果是0。
示例：
~9 = -10
- 示例：
~-9 = 8
2.6.7 二进制左移
在一定范围内，数据每向左移动一位，相当于原数据 * 2。（正数、负数都适用）
示例：
3 << 4 = 48（3 × 2^4）
- 示例：
-3 << 4 = -48（-3 × 2 ^4）
2.6.7 二进制右移
- 在一定范围内，数据每向右移动一位，相当于原数据 / 2。（正数、负数都适用）
NOTE
- ① 如果不能整除，则向下取整。
- ② 右移运算符最好只用于无符号整数，不要用于负数。因为不同系统对于右移后如何处理负数的符号位，有不同的做法，可能会得到不一样的结果。
- 示例：
69 >> 4 = 4（69 / 2^4 ）
- 示例：
-69 >> 4 = -5（-69 / 2^4 ）
2.7 三元运算符
- 语法：
c
条件表达式 ? 表达式1 : 表达式2 ;NOTE
- 如果条件表达式为非 0 （真），则整个表达式的值是表达式 1 。
- 如果条件表达式为 0 （假），则整个表达式的值是表达式 2 。
- 示例：
c
#include <stdio.h>
int main() {
int m = 110;
int n = 20;
int result = m > n ? m : n;
printf("result = %d\n", result); // result = 110
return 0;
}2.8 运算符优先级
- C 语言中运算符的优先级，如下所示：
| 优先级 | 运算符 | 名称或含义 | 结合方向 |
|---|---|---|---|
| 1 | [] | 数组下标 | 左到右 |
() | 圆括号 | ||
. | 成员选择（对象） | ||
-> | 成员选择（指针） | ||
| 2 | - | 负号运算符 | 右到左 |
（类型） | 强制类型转换 | ||
++ | 自增运算符 | ||
-- | 自减运算符 | ||
* | 取值运算符 | ||
& | 取地址运算符 | ||
! | 逻辑非运算符 | ||
~ | 按位取反运算符 | ||
sizeof | 长度运算符 | ||
| 3 | / | 除 | 左到右 |
* | 乘 | ||
% | 余数（取模） | ||
| 4 | + | 加 | 左到右 |
- | 减 | ||
| 5 | << | 左移 | 左到右 |
>> | 右移 | ||
| 6 | > | 大于 | 左到右 |
>= | 大于等于 | ||
< | 小于 | ||
<= | 小于等于 | ||
| 7 | == | 等于 | 左到右 |
!= | 不等于 | ||
| 8 | & | 按位与 | 左到右 |
| 9 | ^ | 按位异或 | 左到右 |
| 10 | | | 按位或 | 左到右 |
| 11 | && | 逻辑与 | 左到右 |
| 12 | || | 逻辑或 | 左到右 |
| 13 | ?: | 条件运算符 | 右到左 |
| 14 | = | 赋值运算符 | 右到左 |
/= | 除后赋值 | ||
*= | 乘后赋值 | ||
%= | 取模后赋值 | ||
+= | 加后赋值 | ||
-= | 减后赋值 | ||
<<= | 左移后赋值 | ||
>>= | 右移后赋值 | ||
&= | 按位与后赋值 | ||
^= | 按位异或后赋值 | ||
|= | 按位或后赋值 | ||
| 15 | , | 逗号运算符 | 左到右 |
WARNING
- ① 不要过多的依赖运算符的优先级来控制表达式的执行顺序，这样可读性太差，尽量
使用小括号来控制表达式的执行顺序。 - ② 不要把一个表达式写得过于复杂，如果一个表达式过于复杂，则把它
分成几步来完成。 - ③ 运算符优先级不用刻意地去记忆，总体上：一元运算符 > 算术运算符 > 关系运算符 > 逻辑运算符 > 三元运算符 > 赋值运算符。
第三章：附录
3.1 字符集和字符集编码
3.3.1 概述
- 字符集和字符集编码（简称编码）计算机系统中处理文本数据的两个基本概念，它们密切相关但又有区别。
- 字符集（Character Set）是一组字符的集合，其中每个字符都被分配了一个
唯一的编号（通常是数字）。字符可以是字母、数字、符号、控制代码（如换行符）等。字符集定义了可以表示的字符的范围，但它并不直接定义如何将这些字符存储在计算机中。
NOTE
ASCII（美国信息交换标准代码）是最早期和最简单的字符集之一，它只包括了英文字母、数字和一些特殊字符，共 128 个字符。每个字符都分配给了一个从 0 到 127 的数字。
- 字符集编码（Character Encoding，简称编码）是一种方案或方法，
它定义了如何将字符集中的字符转换为计算机存储和传输的数据（通常是一串二进制数字）。简而言之，编码是字符到二进制数据之间的映射规则。
NOTE
ASCII编码方案定义了如何将 ASCII 字符集中的每个字符表示为 7 位的二进制数字。例如：大写字母"A"在ASCII 编码中表示为二进制的1000001，十进制的 65 。
字符集和字符集编码之间的关系如下：
- Linux 中安装帮助手册：
3.3.2 ASCII 编码
- 从
冯·诺依曼体系结构中，我们知道，计算机中所有的数据和指令都是以二进制的形式表示的；所以，计算机中对于文本数据的数据也是以二进制来存储的，那么对应的流程如下：
- 我们知道，计算机是上个世纪 60 年代在美国研制成功的，为了实现字符和二进制的转换，美国就制定了一套字符编码，即英语字符和二进制位之间的关系，即 ASCII （American Standard Code for Information Interchange）编码：
- ASCII 编码只包括了英文字符、数字和一些特殊字符，一共 128 个字符，并且每个字符都分配了唯一的数字，范围是 0 - 127。
- ASCII 编码中的每个字符都使用 7 位的二进制数字表示；但是，计算机中的存储的最小单位是 1 B = 8 位，那么最高位统一规定为 0 。
NOTE
- ① 其实，早期是没有字符集的概念的，只是后来为了解决乱码问题，而产生了字符集的概念。
- ② 对于英文体系来说，
a-zA-Z0-9以及一些特殊字符一共128就可以满足实际存储需求；所以，在也是为什么 ASCII 码使用 7 位二进制（2^7 = 128 ）来存储的。
- 在操作系统中，就内置了对应的编码表，Linux 也不例外；可以使用如下的命令查看：
shell
man ascii
- 其对应的 ASCII 编码表，如下所示：
- 但是，随着计算机的发展，计算机开始了东征之路，由美国传播到东方：
- 先是传播到了欧洲，欧洲在兼容 ASCII 编码的基础上，推出了 ISO8859-1 编码，即：
- ISO8859-1 编码包括基本的拉丁字母表、数字、标点符号，以及西欧语言中特有的一些字符，如：法语中的
è、德语中的ü等。 - ISO 8859-1 为每个字符分配一个单字节（8 位）编码，意味着它可以表示最多 256 （2^8）个不同的字符（编号从 0 到 255）。
- ISO 8859-1 的前 128 个字符与 ASCII 编码完全一致，这使得 ASCII 编码的文本可以无缝转换为 ISO 8859-1 编码。
- ISO8859-1 编码包括基本的拉丁字母表、数字、标点符号，以及西欧语言中特有的一些字符，如：法语中的
- 计算机继续传播到了亚洲，亚洲（双字节）各个国家分别给出了自己国家对应的字符集编码，如：
- 日本推出了 Shift-JIS 编码：
- 单字节 ASCII 范围：0 - 127。
- 双字节范围：
- 第一个字节：129 - 159 和 224 - 239 。
- 第二个字节：64 - 126 和 128 - 252 。
- 韩国推出了 EUC-KR 编码：
- 单字节 ASCII 范围：0 - 127。
- 双字节范围：从 41281 - 65278。
- 中国推出了 GBK 编码：
- 单字节 ASCII 范围：0 - 127。
- 双字节范围：33088 - 65278 。
- 日本推出了 Shift-JIS 编码：
NOTE
- ① 通过上面日本、韩国、中国的编码十进制范围，我们可以看到，虽然这些编码系统在技术上的编码范围存在重叠（特别是在高位字节区域），但因为它们各自支持的字符集完全不同，所以实际上它们并不直接冲突。
- ② 但是，如果一个中国人通过 GBK 编码写的文章，通过邮件发送给韩国人，因为韩国和中国在字符集编码上的高位字节有重叠部分，必然会造成歧义。
3.3.3 Unicode 编码
在 Unicode 之前，世界上存在着数百种不同的编码系统，每一种编码系统都是为了支持特定语言或一组语言的字符集。这些编码系统，包括：ASCII、ISO 8859 系列、GBK、Shift-JIS、EUC-KR 等，它们各自有不同的字符范围和编码方式。这种多样性虽然在局部范围内解决了字符表示的问题，但也带来了以下几个方面的挑战：
编码冲突：由于不同的编码系统可以为相同的字节值分配不同的字符，因此在不同编码之间转换文本时，如果没有正确处理编码信息，就很容易产生乱码。这种编码冲突在尝试处理多种语言的文本时尤为突出。编码的复杂性：随着全球化的发展，软件和系统需要支持越来越多的语言，这就要求开发者和系统同时处理多种不同的编码系统。这不仅增加了开发和维护的复杂性，而且也增加了出错的风险。资源限制：在早期计算机技术中，内存和存储资源相对有限。不同的编码标准要求系统存储多套字符集数据，这无疑增加了对有限资源的消耗。- ……
针对上述的种种问题，为了推行全球化，Unicode 应运而生，Unicode 的核心规则和设计原则是建立一个全球统一的字符集，使得世界上所有的文字和符号都能被唯一地识别和使用，无论使用者位于何地或使用何种语言。这套规则包括了字符的编码、表示、处理和转换机制，旨在确保不同系统和软件间能够无缝交换和处理文本数据。
通用字符集 (UCS)：Unicode 为每一个字符分配一个唯一的编号（称为“码点”）。这些码点被组织在一个统一的字符集中，官方称之为 “通用字符集”（Universal Character Set，UCS）。码点通常表示为U+后跟一个十六进制数，例如：U+0041代表大写的英文字母“A”。编码平面和区段：Unicode 码点被划分为多个 “平面（Planes）”，每个平面包含 65536（16^4）个码点。目前，Unicode定义了 17 个平面（从 0 到16），每个平面被分配了一个编号，从 “基本多文种平面（BMP）” 的 0 开始，到 16 号平面结束。这意味着 Unicode 理论上可以支持超过 110万（17*65536）个码点。
Unicode 仅仅只是字符集，给每个字符设置了唯一的数字编号而已，却没有给出这些数字编号实际如何存储，可以通过如下命令查看：
- 为了在计算机系统中表示 Unicode 字符，定义了几种编码方案，这些方案包括 UTF-8、UTF-16 和 UTF-32 等。
- UTF-8：使用 1 - 4 个字节表示每个 Unicode 字符，兼容 ASCII，是网络上最常用的编码。
- UTF-16：使用 2 - 4 个字节表示每个 Unicode 字符，适合于需要经常处理基本多文种平面之外字符的应用。
- UTF-32：使用固定的 4 个字节表示每个 Unicode 字符，简化了字符处理，但增加了存储空间的需求。
Unicode 字符集和对应的UTF-8 字符编码之间的关系，如下所示：
