第二章 编程初步

春雨断桥人不渡，小舟撑出柳阴来。

变量的命名

变量的命名是很有弹性的。可以是一个或多个**大写字母/小写字母/数字/下划线(_)(有时候下划线也算作字母)**，但要以字母开头。下面是一些正确的变量名：

Radius diameter Auntie_May Knotted_Wool D678

下面是一些错误的变量名及其错误的原因：

8_Ball : 变量命不能以数字开头

Hash! : 变量名只能包含字母数字和下划线

Mary-Lou : 变量名只能包含字母数字和下划线

为了避免和标准库中的变量重名，尽量避免使用以下划线开头的变量名

在上述限制内，变量名尽量便于理解

变量名的长度取决于编译器，遵循C语言标准的编译器至少支31个字符，只要不超过这个长度就没有问题，有些编译器会截短过长的变量名。

基本运算符

运算符 动作
+ 加
- 减
* 乘
/ 除
% 取模

需要两个操作数的运算符叫二元运算符

-data 中的“负号”叫一元运算符

注意：对于取模运算符，不管两个操作数符号是否相同，其结果总是和左边的操作数符号相同

45%-7 = 3； -45%-7 = -3.

变量与内存

带符号整数类型

类型名称 字节数
signed char 1
short int 2
int 4
long int 4
long long int 8

类型名称short/long/long long 可以用作short int/long int/long long int的缩写，前面还可以带有signed关键字。

无符号的整数类型

类型名称 字节数
unsigned char 1
unsigned short int 2
unsigned int 4
unsigned long int 4
unsigned long long int 8

如果位数给定，可以表示的数值就是固定的。

注意：如果变量的类型不同，但占用相同的字节数，则它们仍是不同的。Long 和 int 类型占用相同的内存量，但它们仍是不同的类型。

  • 早期的操作系统是16位系统，

    int用二字节表示，范围是-32768~32767；

    long用4字节表示，范围是-2147483648~2147483647。

  • 后来发展到32位操作系统，

    int 用4字节表示，与long相同。

  • 目前的操作系统已发展到64位操作系统，但因程序编译工艺的不同，两者表现出不同的差别：

    • 32位编译系统：int占四字节，与long相同。
    • 64位编译系统：int占四字节，long占8字节，long数据范围变为：-2^63~2^63-1

在整数后面加上L表示 long 类型的变量

在整数后面加上LL表示 long long 类型的整数

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long a;
a = 123456;    //或者 a = 123456L;
a = a + 456123L;

实际上感觉加不加L都问题不大，运算的时候会自动进行类型转换

浮点数

浮点数的表示方法如下：

浮点数的变量类型：

控制输出中的小数位数

%.3f : 只要小数点后三位

%.2f : 只要小数点后两位

%.0f : 只要整数部分

控制输出的字段的宽度

%[width] [.precision] [modifier]f

width 的值是一个整数，指定输出的总字符数（包括空格），当数据总长度大于width的时候按照总长度输出，不会出现输出不完整的情况。

precision 的值也是一个整数，指定小数点后面的位数

modifier 当输出的值的类型是 long double 的时候为 L， 否则就省略它。

%10.4f : 表示输出总长度为10，保留小数点后4位，默认为右对齐

%-10.4f : 右对齐

赋值的时候有f和没有f的区别

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float a = 0.0f
float b = 1.23

a 和 b 都是浮点数，不带f同样可行，但是编译器需要进行不必要的转换。

变量类型和值域

变量的输入

scanf()函数 

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#include <stdio.h>
int main(){
int a;
int b;
printf("input a 输入a:\n"); 
scanf("%d", &a);    //输入变量必须要用取址符
printf("input b 输入b:\n");
scanf("%d", &b);

printf("a 和 b 的和是：%d", a+b);

return 0;   
}

读取数据的格式如下:

定义常量

第一种方法：

通过将PI定义为一个符号，在程序编译期间用派的值取代它，这个时候， PI不是一个变量，而是它表示的值的一个别名。

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#define PI 3.14159f

#define HEIGHT 100

#define PI 3.14.159f    //编译的时候报错

第二种方法：

将PI定义成变量，但告诉编译器，它的值是固定的，不能改变，声明变量时在变量名前加上const关键字，可以固化变量的值，例如：

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const float Pi = 3.14159f;

编译器会检查代码是否试图改变它的值，如果是则会编译失败。

极限值

下表中定义的符号表示整数类型的极限值：

要在程序中使用这些符号，必须在源文件中添加#include <limits.h>

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int number = INT_MAX;

下表中定义的符号表示浮点数类型的极限值：

**注意：使用浮点数极限值符号的时候要添加头文件 include <float.h> **

sizeof运算符

使用sizeof运算符可以确定给定的类型占据多少字节。

sizeof(int) 会得到int类型变量所占的字节数，得到的是 size_t 类型的整数

size_t 类型在标准头文件<stddef.h>中定义

size_t size = sizeof(long long);

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printf("%d", sizeof(int));    //输出4 

float ff = 10.23f;
size_t st = sizeof(ff); 
printf("%d", st);    //输出4

强制类型转换

有时候数值计算要进行强制类型转换，否则计算结果就会不准确，例如：

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double result = 0.0;
int a = 5;
int b = 8;

result = (double)(a + b)/2 - (a + b)/(double)(a*a + b*b);
printf("%f\n", result);

result = (a + b)/2 - (a + b)/(double)(a*a + b*b);

printf("%f", result);

像上面这样在变量面前加上(double)就是强制类型转换。

隐式类型转换

假如两个变量类型分别为int和long，这两个变量运算的时候编译器会自动将int类型转换成long类型(会将域值小的变量转换为域值大的变量)

隐式类型转换的规则如下：

  • 如果一个操作数是 long double 就把另外一个操作数转化为 long double 类型

  • 否则，如果一个操作数是 double 就把另一个操作数转换位 double 类型

  • 否则，如果一个操作数是 float 类型，就把另一个操作数转换为float类型

  • 否则，如果两个操作数的类型都是带符号的整数或无符号的整数，就把低的操作数转换为另一个操作数的类型。无符号整数类型的级别如下：

    signed char, short, int, long, long long

    每个无符号整数类型的级别都与对应的带符号整数类型相同，unsigned int 和 int 类型相同

  • 否则，如果带符号整数类型的操作数级别低于无符号整数类型的级别，就把带符号整数类型的操作数转换为无符号整数类型

  • 否则，如果带符号整数类型的值域包含了无符号整数类型所表示的值，就把无符号整数类型转换为带符号整数的类型

  • 否则两个操作数都转换为带符号整数类型对应的无符号整数类型

在赋值语句中也会进行隐式类型转换

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int number = 0;
float value = 2.5f;
number = value;    // number = 2

因此，隐式类型转换也会带来数据丢失的问题

字符类型

可以把一个字符看作是一个字符，也可以看作是一个整数

字符变量可以进行数值运算

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char letter = 'A';
char digit = '9';
char exclamation = '!';
char newline = '\n';
char tab = '\t';
char single_quote = '\'';

输入一个字符：

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char letter;
scanf("%c", &letter)

对字符进行输出：

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printf("%c", letter);
printf("%c", single_quote);

枚举

在编程时常常希望变量存储一组可能值中的一个，例如，一个变量存储表示当前月份的值，，那么这个变量只有12种取值，C语言中的枚举就是用于这种情形

enum Weekday {Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday, Sunday};

可以通过下面语句初始化一个Weekday类型的新变量

enum Weekday today = Wednesday;

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enum Weekday  {
    Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Firday, Saturday, Sunday
};
// 对应的值分别为0 1 2 3 4 5 6
enum Weekday today = Wednesday;
printf("\n%d", today);    // 输出2

布尔值

_Bool类型存储布尔值

_Bool valid = 1; //将一个布尔变量初始化为true

bool 更简洁，但是使用 bool 的时候要添加头文件<stdbool.h>

否则会报错：unknown type name ‘bool’

数学函数

<math.h>头文件中包含很多数学函数，使用时别忘了加上头文件

下表列出了一些数值计算函数，它们都需要double类型的参数，返回值也是double类型

例子：

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double x = 2.25;
double less = 0.0;
double more = 0.0;
double root = 0.0;
less = floor(x);   //2.0
more = ceil(x);    //3.0
root = sqrt(x);    //1.5

例子：

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double angle = 45.0;
double pi = 3.14159265;
double sine = 0.0;
double cosine = 0.0;
sine = sin(pi*angle/180.0);    //0.707107        
cosine = sin(pi*angle/180.0);  //0.707107