C 数据类型

C 语言中的数据类型，说白了就是变量的 “值” 的类型（如下图所示）。

在 C 语言中，共有以下 3 种数据类型。

• 基本类型：包括整型、浮点型、字符型。
• 空类型：即 void 类型。
• 复合类型：包括指针、数组、结构体、联合体、枚举等。

本节先来介绍 C 语言的基本数据类型，然后在后面章节再去介绍其他数据类型。

C 整数类型

在 C 语言中，“整数类型” 也叫做 “整型”，比如 0、-100、100、2025 等都属于整型数据。对于整型来说，C 语言还进一步细分为 3 种子类型，如下表所示。

short、int、long 这 3 个关键字都可以定义一个整型变量，那它们之间有什么区别呢？其实很简单，从名字上就可以看出来：它们的取值范围可能会不一样，如下表所示。

整型在内存中是以二进制的方式来存放的。比如一般情况下，short 变量占用 2 个字节。然后在计算机中，一个字节占用 8 位（即 8 个二进制）。也就是说，一个 short 变量需要用 16 个二进制来表示。比如整数 10，在计算机中用二进制表示如下。

那么 16 个二进制能表示多少个数字呢？答案很简单：2¹⁶ 个。也就是说，short 类型可以表示 2¹⁶ 个整数。由于我们不仅要表示正整数，也要考虑负整数，所以 short 类型的取值范围为 -2¹⁵~2¹⁵-1。

这里小伙伴就会问了：“这不对啊？short 类型能表示 2¹⁶ 个整数，它的取值范围不应该是 -2¹⁵~2¹⁵ 吗？怎么是 -2¹⁵~2¹⁵-1 呢？”其实我们很容易把 0 给漏掉了。这里简单推一下就知道了，假如 short 类型能表示 2² 个整数，那么它能够表示的整数有 4 个，也就是：-2、-1、0、1。此时 short 类型的取值范围不就是 -2¹~2¹-1 了吗？

在 C 语言中，short 变量占用 2 个字节（16 位），int 变量占用 4 个字节（32 位），long 变量占用 4 个字节（32 位）。需要注意的是，即使在 64 位 Windows 系统下，long 类型依然占用 4 个字节。只有在 Linux/macOS 的 64 位系统中，long 才占用 8 个字节。

可能小伙伴也发现了，上表中 int 和 long 的取值范围是一样的。实际上现在操作系统有 16 位、32 位、64 位，根据位数的不同，short、int、long 的取值范围也是不一样的。对于不同位数机器的取值范围，而 32 位机中 int 和 long 的取值范围是一样的。

实际上，整数类型的取值范围不仅会受到机器位数的影响，还会受到编译器的影响。现在大多数情况我们采用的都是 32 位机的标准。也就是说，就算你的电脑是 64 位的，但很可能也是使用 32 位机的标准。

对于整型的取值范围，我们了解一下就可以了，不需要去记忆，这一点非常重要。在实际开发中，要是忘记了，再回来查一下即可。

示例 1：使用整型

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int a = 10;
    printf("%d", a);
    return 0;
}

运行结果如下。

10

分析：

对于 short、int、long 这几种整型来说，在后面的学习中一般只会用到int，所以只需要关注 int 就可以了。然后在真实开发中，再根据实际需求去使用。

1. 无符号整型

实际上，C 语言中的整型其实还可以分成 2 种类型：① 有符号整型；② 无符号整型。所谓的有符号整型，指的是包含了该类型不仅包含正整数，也包括了负整数。因为负整数前面有一个负号（-），所以才叫 “有符号整型” 嘛。前面我们介绍的 short、int、long 都属于 “有符号整型”。

无符号整型通常用于表示非负数的情况，例如计数、数组索引等。在 C 语言中，无符号整型有 3 种，如下表所示。

示例 2：使用无符号整型

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    unsigned int year = 2025;
    printf("%d", year);
    return 0;
}

运行结果如下。

2025

分析：

在实际开发中，我们更多的是使用有符号整型。所以对于无符号整型，简单了解一下即可。

2. 数据溢出

我们都知道，short、int、long 这几种类型是有一定的取值范围的。当定义的整数超出它们的取值范围时，就会导致 “数据溢出” 的现象。

示例 3：整型的数据溢出

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    short a = 32768;
    printf("%d", a);
    return 0;
}

运行结果如下。

-32768

分析：

short 变量取值最大值为 32767，由于这里的 32768 已经超过 32767 了，此时就会导致数据溢出问题。对于整型的数据溢出，C 语言一般不会提供任何提示，而是简单地给出一个不正确的结果。所以在实际开发中，小伙伴们一定要注意数字的大小，避免数据溢出而产生难以察觉的 bug。

接下来我们可以使用数据溢出的特点，来判断当前电脑中 long 类型的取值范围采用的是哪一种标准。

示例 4：判断使用哪一种标准

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    long a = 2147483648;
    printf("%d", a);
    return 0;
}

运行结果如下。

-2147483648

分析：

从结果可以看出来，当一个 long 类型变量取值为 2147483648（也就是比 2147483647 大 1），此时数据就溢出了。也就是说，当前使用的是 32 位机的标准。

C 浮点数类型

在 C 语言中，浮点数类型也叫做 “浮点型”。浮点型指的是 “带小数的类型”，比如 0.0、1.0、-10.1、3.14 等都属于浮点型数据。浮点型又叫做 “实型”，也就是实数。对于浮点数来说，它是由整数部分和小数部分组成的，非常的简单。

1. 浮点型的表示方式

对于浮点型来说，它有 2 种表示方式：① 十进制数方式；② 指数方式。十进制数方式很简单了，比如 3.1415。而指数方式就是使用 “e” 或 “E” 组成来表示的，比如 2.1E5，等价于 2.1×10⁵、-3.0E8 等价于 -3.0×10⁸。

在实际开发中，指数方式用得很少，我们只需要重点关注十进制数方式就可以了。

示例 5：不正确的浮点数

2025      // 缺少小数部分
E8        // E 前面必须要有数字
2.8E      // E 后面必须要有数字

2. 浮点型的两种类型

对于浮点型来说，C 语言又进一步分为 float 和 double 这 2 种类型。float 类型又叫做 “单精度类型”，double 类型又叫做 “双精度类型”，它们的取值范围如下表所示。

float 类型的精度是 6 位，指的是有效数字是 6 位，而不是精确到小数点后 6 位。这一点大家一定不要搞错了。比如 123.456789 会保留前面 6 个数字（123456），而不是保留小数点的后 6 位（456789）。对于精度位数这个问题，我们不必过多关注，如果你发现有一些奇怪的现象，也不用大惊小怪。

对于浮点型来说，当精度要求不严格时（比如带一位小数的温度），float 类型是很适合的类型。double 类型提供更高的精度，对绝大多数程序来说都已经够用了。

实际上，除了 float 和 double，还有一种 long double 类型。long double 支持极高的精度，估计这辈子你也没有什么机会用到，所以小伙伴们也不用在意这个。

示例 6：使用 float 类型

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    float a = 3.1415;
    printf("%f", a);
    return 0;
}

运行结果如下。

3.141500

分析：

如果想要使用 printf() 函数输出一个 float 类型，我们应该使用的是 “%f” 格式，而不是使用 “%d” 格式。“%f” 中的 “f” 其实就是 “float” 的意思。其中，“%f” 会保留 6 位小数。

// 正确
printf("%f", a)

// 错误
printf("%d", a)

C 字符类型

在 C 语言中，字符类型也叫做 “字符型”。下面将先介绍字符型的语法，然后再进一步介绍 ASCII 码的使用。

1. 字符型简介

在 C 语言中，我们可以使用 char 关键字来定义字符型变量。需要注意的是，C 语言中的字符型都是单个字符，而不包括多个字符（即字符串）。如果想要表示一个字符串，我们需要借助后面介绍的 “数组” 来实现。

示例 7：使用字符型

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    char a = 'A';
    printf("%c", a);
    return 0;
}

运行结果如下。

A

分析：

对于字符来说，我们必须使用英文单引号来表示，而不能使用英文双引号来表示。如果使用英文双引号来表示字符，程序就会报错。C 语言在这一点上和其他编程语言（比如 Python、JavaScript 等）是不一样的。

// 正确
char a = 'A';

// 错误
char a = "A";

此外，字符型变量的值只能是单个字符，而不能是多个字符，比如 'AB' 就是错误的。从上面也可以知道，C 是一门语法比较严格的语言，这一点和其他语言不一样。

示例 8：引号内都是字符

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    char a = '+';
    printf("%c", a);
    return 0;
}

运行结果如下。

+

分析：

“+” 在 C 语言中是用于两数相加的运算符，但这里我们使用单引号括起来，它就不再是运算符了，而是属于一个字符。实际上，不管任何符号只要用单引号括起来，那么它就只是一个字符，而失去了原来的意义。比如 * 是一个乘号运算符，但是 '*' 却是一个字符型数据。8 是一个整型数据，但是 '8' 却是一个字符型数据。

2. ASCII 码

在 C 语言中，对于字符来说，它是以 “整数” 的方式存储在计算机中的。实际上，官方为每一个字符都定义了一个对应的整数。比如想要存储一个字符 'A'，那么我们其实就是将 'A' 对应的整数 65 存储在计算机中。对于字符所对应的 “整数”，我们又叫做 ASCII 码，小伙伴们可查阅一下 “ASCII 码表” 都有哪些字符。

这里就有人问了：“为什么不直接把字符存储呢？而是先找到它对应的整数，然后再存储那个整数呢？这不是更加麻烦吗？” 大家别忘了，任何数据都是以 “二进制” 的方式存储在计算机中的。字符是不能直接存放在计算机中的，所以正确的做法是将字符转换成整数，然后再把这个整数存到内存中去（其实就是存二进制）。所以现在大家应该知道为什么要搞一个 ASCII 码这样的东西出来了吧？

一个字符的 ASCII 码，简单来说就是该字符所对应的整数是什么。最后需要说明的是，对于附录 B 这个表，只是为了方便查询而已，我们并不需要去记忆。不过对于 ASCII 码，我们需要知道以下几点结论。

• 比较两个字符的大小，其实比较的是它们对应的 ASCII 码大小。
• 对于 A ~ Z 来说，A 的 ASCII 码最小，Z 的 ASCII 码最大。字母越靠后，ASCII 码越大。同样地，对于 a ~ z 来说，a 的 ASCII 码最小，z 的 ASCII 码最大。
• ASCII 码大小排序：[0~9] < [A~Z] < [a~z]，也就是：数字 < 大写字母 < 小写字母。

示例 9：查看字符的 ASCII 码

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    char a = 'A';
    printf("%d", a);
    return 0;
}

运行结果如下。

65

分析：

由于 ASCII 码本身是一个整数，所以如果想要使用 printf() 输出一个字符对应的 ASCII 码，我们可以使用 “%d” 格式。另外对于输出格式，我们在后面的 “C 输出” 这一节再详细介绍。

从技术上来看，char 类型本质上也是一种整数类型。为什么这样说呢？比如字符 'A' 对应的 ASCII 码是 65，如果我们想要将字符 'A' 存储到内存中，本质上是把 65 存到内存中。

此外，C 语言是区分大小写的，比如 'a' 和 'A' 就是两个不同的字符。我们可以使用 printf() 函数输出它们各自的 ASCII 码就知道了，结果也是不一样的。

示例 10：空格的 ASCII 码

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    char a = ' ';
    printf("%d", a);
    return 0;
}

运行结果如下。

32

分析：

在 C 语言中，空格也是一个字符。char a = ' '; 表示 a 的值是一个空格符号。特别注意一点，''（无空格）和 ' '（有空格）这两个是不一样的。

如果单引号之间什么都没有，那么它表示一个空字符，一般情况下我们不允许将一个空字符赋值给一个变量。如果单引号之间有一个空格，那么它就表示一个空格符。