第2讲:C语言数据类型和变量

⽬录

  1. 数据类型介绍

  2. signed和unsigned

  3. 数据类型的取值范围

  4. 变量

  5. 算术操作符:+、-、*、/、%

  6. 赋值操作符:=和复合赋值

  7. 单⽬操作符:++、–、+、-

  8. 强制类型转换

  9. scanf和printf介绍

正文开始

数据类型介绍

  1. C语言提供了丰富的数据类型来描述生活中的各种数据。

  2. 使用整型类型 来描述整数,使用 字符类型 来描述字符,使用 浮点型类型 来描述小数。

  3. 所谓 “类型” ,就是相似的数据所拥有的共同特征,编译器只有知道了数据的类型,才知道怎么操作数据。

下面盘点一下C语言提供的各种数据类型,本章节主要探讨内置数据类型。

内置数据类型

内置数据类型

列出C语言中的基本数据类型,并简述它们的用途及输出格式的调用。

列出C语言中的基本数据类型,并简述它们的用途及输出格式的调用

字符型

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char //character
[signed] char //有符号的
unsigned char //无符号的

整型

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//短整型
short [int]
[signed] short [int]
unsigned short [int]

//整型
int
[signed] int
unsigned int

//⻓整型
long [int]
[signed] long [int]
unsigned long [int]

//更⻓的整型
//C99中引入
//长整型
long long [int]
[signed] long long [int]
unsigned long long [int]

浮点型

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float  //单精度浮点型
double //双精度浮点型
long double //长双精度浮点型

布尔类型

表示真假的变量,只有两个取值:truefalse。整数 0 表示假(false),非零值(包括负数)表示真(true)。

注:C89中没有布尔类型,在C99中引入了布尔类型,是专⻔表示真假的。

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_Bool

布尔类型的使用得包含头文件 <stdbool.h> .

布尔类型变量的取值是:true 或者 false .

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#define bool _Bool
#define false 0
#define true 1

代码演示

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#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>

int main()
{
bool flag = true; //将true定义为1,false定义为0
if (flag) //判断flag是否为真
printf("i like C\n");
return 0;
}

运行结果

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i like C

各种数据类型的⻓度

每一种数据类型都有自己的⻓度,使用不同的数据类型,能够创建出⻓度不同的变量,变量⻓度的不
同,存储的数据范围就有所差异。

sizeof运算符

  1. sizeof是一个关键字,也是操作符,专⻔是用来计算sizeof的操作符数的类型⻓度的,单位是字节。

  2. sizeof操作符的操作数可以是类型,也可是变量或者表达式。

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sizeof( 类型名 )
sizeof( 类型 )
sizeof 表达式

sizeof的操作数如果不是类型,是表达式的时候,可以省略掉后边的括号的。

sizeof后边的表达式是不真实参与运算的,根据表达式的类型来得出大小。

sizeof的计算结果是size_t类型的。

📌sizeof运算符的返回值,C语言只规定是无符号整数,并没有规定具体的类型,而是留给
系统自己去决定,sizeof到底返回什么类型。不同的系统中,返回值的类型有可能是
unsigned int,也有可能是unsigned long,甚至是unsigned long long
对应的printf()占位符分别是%u%lu%llu。这样不利于程序的可移植性。
C语言提供了一个解决方法,创造了一个类型别名size_t,用来统一表示sizeof的返
回值类型。对应当前系统的sizeof的返回值类型,可能是unsigned int,也可能是
unsigned long long

比如:

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#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 10 ;
printf("%zd\n", sizeof(a));
printf("%zd\n", sizeof a);//a是变量的名字,可以省略掉sizeof后边的()
printf("%zd\n", sizeof(int));
printf("%zd\n", sizeof( 3 + 3.5));
return 0 ;
}

数据类型⻓度

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#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%zd\n", sizeof(char));
printf("%zd\n", sizeof(_Bool));
printf("%zd\n", sizeof(short));
printf("%zd\n", sizeof(int));
printf("%zd\n", sizeof(long));
printf("%zd\n", sizeof(long long));
printf("%zd\n", sizeof(float));
printf("%zd\n", sizeof(double));
printf("%zd\n", sizeof(long double));
return 0 ;
}

在VS2022X64配置下的输出:

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sizeof中表达式不计算

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//测试:sizeof中表达式不计算
#include <stdio.h>
int main()
{
short s = 2 ;
int b = 10 ;
printf("%d\n", sizeof(s = b+ 1 ));
printf("s = %d\n", s);
return 0 ;
}

sizeof的表达式不计算,sizeof在代码进行编译的时候,就根据表达式的类型确定了,类型的常用,而表达式的执行却要在
程序运行期间才能执行,在编译期间已经将sizeof处理掉了,所以在运行期间就不会执行表达式了。

signed 和 unsigned

C语言使用signed和unsigned关键字修饰字符型和整型 类型的。
signed关键字,表示一个类型带有正负号,包含负值;
unsigned关键字,表示该类型不带有正负号,只能表示零和正整数。
对于int类型,默认是带有正负号的,也就是说int等同于signed int。
由于这是默认情况,关键字signed一般都省略不写,但是写了也不算错。

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signed int a;
// 等同于int a;

对于int类型也可以不带正负号,只表示非负整数。这时就必须使用关键字unsigned声明变量。

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unsigned int a;

整数变量声明为unsigned的好处是,同样⻓度的内存能够表示的最大整数值,增大了一倍。
比如, 16 位的signed short int的取值范围是:-3276832767,最大是 32767 ;而
unsigned short int的取值范围是:0
65535,最大值增大到了65,535。 32 位的signed
int的取值范围可以参看limits.h中给出的定义。
下面的定义是VS2022环境中,limits.h中相关定义。

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#define SHRT_MIN (-32768) //有符号 16 位整型的最小值
#define SHRT_MAX 32767 //有符号 16 位整型的最大值
#define USHRT_MAX 0xffff //无符号 16 位整型的最大值
#define INT_MIN (-2147483647 - 1) //有符号整型的最小值
#define INT_MAX 2147483647 //有符号整型的最大值
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unsigned int里面的int可以省略,所以上面的变量声明也可以写成下面这样。
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unsigned a;

字符类型char也可以设置signed和unsigned。

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signed char c; // 范围为 -128 到 127
unsigned char c; // 范围为 0 到 255

注意,C语言规定char类型默认是否带有正负号,由当前系统决定。
这就是说,char不等同于signed char,它有可能是signed char,也有可能是
unsigned char。
这一点与int不同,int就是等同于signed int。

数据类型的取值范围

上述的数据类型很多,尤其数整型类型就有short、int、long、longlong四种,为什么呢?

其实每一种数据类型有自己的取值范围,也就是存储的数值的最大值和最小值的区间,有了丰富的类
型,我们就可以在适当的场景下去选择适合的类型。如果要查看当前系统上不同数据类型的极限值:

  • 整型:limits.h头文件中定义了整型的极限值。
  • 浮点型:float.h头文件中定义了浮点型的极限值。

为了代码的可移植性,需要知道某种整数类型的极限值时,应该尽量使用这些常量。

  • SCHAR_MINSCHAR_MAX:signed char的最小值和最大值。
  • SHRT_MINSHRT_MAX:short的最小值和最大值。
  • INT_MININT_MAX:int的最小值和最大值。
  • LONG_MINLONG_MAX:long的最小值和最大值。
  • LLONG_MINLLONG_MAX:longlong的最小值和最大值。
  • UCHAR_MAX:`unsigned char的最大值。
  • USHRT_MAX:unsigned short的最大值。
  • UINT_MAX:unsigned int的最大值。
  • ULONG_MAX:unsigned long的最大值。
  • ULLONG_MAX:unsigned long long的最大值。

变量

变量的创建

了解清楚了类型,我们使用类型做什么呢?

类型是用来创建变量的。

什么是变量呢?

C语言中把经常变化的值称为变量 ,不变的值称为常量

变量创建的语法形式是这样的:

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数据类型 变量名 = 初始值 ;
data_type name;
| |
| |
数据类型 变量名
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int age; //整型变量
char ch; //字符变量
double weight; //浮点型变量
unsigned int height; //无符号整型变量

变量在创建的时候就给一个初始值,就叫初始化。

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int age = 18 ;
char ch = 'w';
double weight = 48.0;
unsigned int height = 100 ;

变量的分类

  • 全局变量: 在大括号外部定义的变量就是全局变量
    全局变量的使用范围更广,整个工程中想使用,都是有办法使用的。

  • 局部变量: 在大括号内部定义的变量就是局部变量
    局部变量的使用范围是比较局限,只能在自己所在的局部范围内使用的。

  • 静态变量: 在函数体外定义的变量就是静态变量
    静态变量的作用域是整个函数体,在函数体内使用,只能在函数体内使用。

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#include <stdio.h>
int global = 2023 ;//全局变量
int main()
{
int local = 2018 ;//局部变量
printf("%d\n", local);
printf("%d\n", global);
return 0 ;
}

如果局部和全局变量,名字相同呢?

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#include <stdio.h>
int n = 1000 ;
int main()
{
int n = 10 ;
printf("%d\n" n);//打印的结果是多少呢?
return 0 ;
}

其实当局部变量和全局变量同名的时候,局部变量优先使用

全局变量和局部变量在内存中存储在哪里呢?

一般我们在学习C/C++语言的时候,我们会关注

内存中的三个区域:栈区堆区静态区

  1. 局部变量是放在内存的 ——> 栈区

  2. 全局变量是放在内存的——> 静态区

  3. 堆区是用来动态内存管理的(后期会介绍)

全局变量和局部变量在内存中存储的位置

算术操作符:+、-、*、/、%

在写代码时候,一定会涉及到计算。

C语言中为了方便运算,提供了一系列操作符,其中有一组操作符叫: 算术操作符 。分别是:**+-*/%**,这些操作符都是 双目操作符 。

注:操作符也被叫做: 运算符 ,是不同的翻译,意思是一样的。

+-

+和-用来完成加法和减法。

+和-都是有 2 个操作数的,位于操作符两端的就是它们的操作数,这种操作符也叫 双目操作符 。

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#include <stdio.h>
int main()
{
int x = 4 + 22 ;
int y = 61 - 23 ;
printf("%d\n", x);
printf("%d\n", y);
return 0 ;
}

*

运算符*用来完成乘法。

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#include <stdio.h>
int main()
{
int num = 5 ;
printf("%d\n", num * num); // 输出 25
return 0 ;
}

/

运算符/用来完成除法。

除号的两端如果是整数,执行的是整数除法,得到的结果也是整数。

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#include <stdio.h>
int main()
{
float x = 6 / 4 ;
int y = 6 / 4 ;
printf("%f\n", x); // 输出 1.
printf("%d\n", y); // 输出 1
return 0 ;
}

上面示例中,尽管变量x的类型是float(浮点数),但是6 / 4得到的结果是1.0,而不是1.5。原因就在于C语言里面的整数除法是整除,只会返回整数部分,丢弃小数部分。

如果希望得到浮点数的结果,两个运算数必须至少有一个浮点数 ,这时C语言就会进行浮点数除法。

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#include <stdio.h>
int main()
{
float x = 6.0 / 4 ; // 或者写成 6 / 4.
printf("%f\n", x); // 输出 1.
return 0 ;
}

上面示例中,6.0 / 4表示进行浮点数除法,得到的结果就是1.5。

再看一个例子:

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#include <stdio.h>
int main()
{
int score = 5 ;
score = (score / 20 ) * 100 ;
return 0 ;
}

上面的代码,你可能觉得经过运算,score会等于25 ,但是实际上score等于0 。这是因为score / 20是整除,会得到一个整数值 0 ,所以乘以 100 后得到的也是0

为了得到预想的结果,可以将除数 20 改成20.0,让整除变成浮点数除法。

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#include <stdio.h>
int main()
{
int score = 5 ;
score = (score / 20.0) * 100 ;
return 0 ;
}

%

运算符%表示求模(余)运算,即返回两个整数相除的余值。这个运算符只能用于整数,不能用于浮点数。

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#include <stdio.h>
int main()
{
int x = 6 % 4 ; // 2
return 0 ;
}

负数求模的规则是,结果的正负号由第一个运算数的正负号决定。

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#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%d\n", 11 % -5); // 1
printf("%d\n",-11 % -5); // -
printf("%d\n",-11 % 5 ); // -
return 0 ;
}

上面示例中,第一个运算数的正负号( 11-11)决定了结果的正负号。

赋值操作符:=和复合赋值

在变量创建的时候给一个初始值叫初始化,在变量创建好后,再给一个值,这叫赋值。

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int a = 100 ;//初始化
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a = 200 ;//赋值,这里使用的就是赋值操作符

赋值操作符=是一个随时可以给变量赋值的操作符。

连续赋值

赋值操作符也可以连续赋值,如:

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int a = 3 ;
int b = 5 ;
int c = 0 ;
c = b = a+ 3 ;//连续赋值,从右向左依次赋值的。

C语言虽然支持这种连续赋值,但是写出的代码不容易理解,建议还是拆开来写,这样方便观察代码的执行细节。

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int a = 3 ;
int b = 5 ;
int c = 0 ;
b = a+ 3 ;
c = b;

这样写,在调试的是,每一次赋值的细节都是可以很方便的观察的。

复合赋值符

在写代码时,我们经常可能对一个数进行自增、自减的操作,如下代码:

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int a = 10 ;
a = a+ 3 ;
a = a-2;

这样代码C语言给提供了更加方便的写法:

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int a = 10 ;
a += 3 ;
a -= 2 ;

C语言中提供了复合赋值符,方便我们编写代码,这些赋值符有:

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+=     -=
*= /= %=
//下面的操作符后期讲解
>>= <<=
&= |= ^=

单目操作符:++、–、+、-

前面介绍的操作符都是双目操作符,有 2 个操作数的。C语言中还有一些操作符只有一个操作数,被称

为单目操作符。**++、--、+(正)、-(负)**就是单目操作符的。

++和–

++是一种自增的操作符,又分为前置++和后置++,–是一种自减的操作符,也分为前置–和后置–

前置++

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int a = 10 ;
int b = ++a;//++的操作数是a,是放在a的前面的,就是前置++
printf("a=%d b=%d\n",a , b);

计算口诀:先+1,后使用;

a原来是 10 ,先+1,后a变成了 11 ,再使用就是赋值给b,b得到的也是 11 ,所以计算技术后,a和b都是 11 ,相当于这样的代码:

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int a = 10 ;
a = a+ 1 ;
b = a;
printf("a=%d b=%d\n",a , b);

后置++

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int a = 10 ;
int b = a++;//++的操作数是a,是放在a的后面的,就是后置++
printf("a=%d b=%d\n",a , b);

计算口诀 :先使用,后+1

a原来是 10 ,先使用,就是先赋值给b,b得到了 10 ,然后再+1,然后a变成了1 1,所以直接结束后a是11 ,b是 10 ,相当于这样的代码:

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int a = 10 ;
int b = a;
a = a+ 1 ;
printf("a=%d b=%d\n",a , b);

前置–

如果你听懂了前置++,那前置–是同理的,只是把加 1 ,换成了减1 ;

计算口诀: 先-1,后使用

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int a = 10 ;
int b = --a;//--的操作数是a,是放在a的前面的,就是前置--
printf("a=%d b=%d\n",a , b);//输出的结果是:9 9

后置–

同理后置–类似于后置++,只是把加一换成了减一

计算口诀: 先使用,后-1

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int a = 10 ;
int b = a--;//--的操作数是a,是放在a的后面的,就是后置--
printf("a=%d b=%d\n",a , b);//输出的结果是:9 10

+和-

这里的+是正号,-是负号,都是单目操作符

运算符+对正负值没有影响,是一个完全可以省略的运算符,但是写了也不会报错。

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1 int a = + 10 ; 等价于 int a = 10 ;

运算符-用来改变一个值的正负号,负数的前面加上-就会得到正数,正数的前面加上-会得到负数。

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int a = 10 ;
int b = -a;
int c = -10;
printf("b=%d c=%d\n", b, c);//这里的b和c都是-
int a = -10;
int b = -a;
printf("b=%d\n", b); //这里的b是 10

强制类型转换

在操作符中还有一种特殊的操作符是强制类型转换,语法形式很简单,形式如下:

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(类型)

请看代码

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int a = 3.14;
//a的是int类型, 3.14是double类型,两边的类型不一致,编译器会报警告

为了消除这个警告,我们可以使用强制类型转换

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int a = (int)3.14;//意思是将3.14强制类型转换为int类型,这种强制类型转换只取整数部分

俗话说,强扭的瓜不甜,我们使用强制类型转换都是万不得已的时候使用,如果不需要强制类型转化就能实现代码,这样自然更好的

scanf 和 printf介绍

printf

基本用法

printf()的作用是将参数文本输出到屏幕。它名字里面的f代表format(格式化,表示可以定制输出文本的格式。

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#include <stdio.h>
int main(void)
{
printf("Hello World");
return 0 ;
}

上面命令会在屏幕上输出一行文字“Hello World”。

printf()不会在行尾自动添加换行符,运行结束后,光标就停留在输出结束的地方,不会自动换行。

为了让光标移到下一行的开头,可以在输出文本的结尾,添加一个换行符\n

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#include <stdio.h>
int main(void)
{
printf("Hello World\n");
return 0 ;
}

如果文本内部有换行,也是通过插入换行符来实现,如下方代码

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#include <stdio.h>
int main(void)
{
printf("Hello\nWorld\n");
printf("Hello\n");
printf("World\n");
return 0 ;
}

printf()是在标准库的头文件stdio.h定义的。使用这个函数之前,必须在源码文件头部引入这个头文件。

占位符

printf()可以在输出文本中指定占位符。
所谓“ 占位符 ”,就是这个位置可以用其他值代入。

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// 输出 There are 3 apples
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("There are %d apples\n", 3 );
return 0 ;
}

上面示例中,There are %d apples\n是输出文本,里面的%d就是占位符,表示这个位置要用其他值来替换。 占位符的第一个字符一律为百分号 %,第二个字符表示占位符的类型,%d表示这里代入的值必须是一个整数

printf()的第二个参数就是替换占位符的值,上面的例子是整数3 替换%d。执行后的输出结果
就是There are 3 apples

常用的占位符除了%d,还有%s表示代入的是字符串。

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#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%s will come tonight\n", "zhangsan");
return 0 ;
}

上面示例中,%s表示代入的是一个字符串 ,所以printf()的第二个参数就必须是字符串,这个例子是zhangsan。执行后的输出就是zhangsan will come tonight

输出文本里面可以使用 多个占位符

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#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%s says it is %d o'clock\n", "lisi", 21 );
return 0 ;
}

上面示例中,输出文本%s says it is %d o'clock有两个占位符,**第一个是字符串占位符%s第二个是整数占位符%d**,分别对应printf()的第二个参数(lisi)和第三个参数( 21 )。执行后的输出就是lisi says it is 21 o'clock

printf()参数与占位符是一一对应关系,如果有n个占位符,printf()的参数就应该有n+1个。如果参数个数少于对应的占位符,printf()可能会输出内存中的任意值。

占位符列举

printf()的占位符有许多种类,与C语言的数据类型相对应。下面按照字母顺序,列出常用的占位符,方便查找,具体含义在后面章节介绍。

  • %a:十六进制浮点数,字母输出为小写。
  • %A:十六进制浮点数,字母输出为大写。
  • %c字符。
  • %d十进制整数。//int
  • %e:使用科学计数法的浮点数,指数部分的e为小写。
  • %E:使用科学计数法的浮点数,指数部分的E为大写。
  • %i:整数,基本等同于%d。
  • %f小数(包含 float 类型和double 类型)。//float %f double-%lf
  • %g:^6 个有效数字的浮点数。整数部分一旦超过^6 位,就会自动转为科学计数法,指数部分的e为小写。
  • %G:等同于%g,唯一的区别是指数部分的E为大写。
  • %hd十进制 short int类型。
  • %ho:八进制short int类型。
  • %hx:十六进制 short int类型。
  • %huunsigned short int类型。
  • %ld十进制longint类型。
  • %lo:八进制longint类型。
  • %lx:十六进制longint类型。
  • %luunsigned long int类型。
  • %lld:十进制 long long int类型。
  • %llo:八进制 long long int类型。
  • %llx:十六进制 long long int类型。
  • %llu:unsigned long long int类型。
  • %Le:科学计数法表示的 long double类型浮点数。
  • %Lflong double 类型浮点数。
  • %n:已输出的字符串数量。该占位符本身不输出,只将值存储在指定变量之中。
  • %o:八进制整数。
  • %p指针(用来打印地址)。
  • %s字符串。
  • %u无符号整数(unsigned int)
  • **%x:十六进制整数。
  • %zdsize_t 类型。
  • %%:输出一个百分号。

输出格式

printf()可以定制占位符的输出格式。

限定宽度

printf()允许限定占位符的**最小宽度**。

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#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%5d\n", 123 ); // 输出为 " 123"
return 0 ;
}

上面示例中,%5d表示这个占位符的宽度至少为 5 位。如果不满 5 位,对应的值的前面会添加空格。
输出的值 默认是右对⻬ ,即输出内容前面会有空格;如果希望改成左对⻬,在输出内容后面添加空
格,可以在占位符的%的后面插入一个-号。

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#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%-5d\n", 123 ); // 输出为 "123 "
return 0 ;
}

输出结果:

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123 

上面示例中,输出内容123的后面添加了空格。

对于小数,这个限定符会限制所有数字的最小显示宽度。

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// 输出 " 123.450000"
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%12f\n", 123.45);
return 0 ;
}

输出结果:

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__123.450000

上面示例中,%12f表示输出的浮点数最少要占据 12 位。由于小数的默认显示精度是小数点后 6 位,所以123.45输出结果的头部会添加 2个空格。

总是显示正负号

默认情况下,printf()不对正数显示+号,只对负数显示-号。如果想让正数也输出+号,可以在占位符的%后面加一个+。

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#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%+d\n", 12 ); // 输出 +12
printf("%+d\n", -12); // 输出 -12
return 0 ;
}

输出结果:

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2
+12
-12

上面示例中,%+d可以确保输出的数值,总是带有正负号。

限定小数位数

输出小数时,有时希望限定小数的位数。举例来说,希望小数点后面只保留两位,占位符可以写成%.2f。

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// 输出 Number is 0.50
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("Number is %.2f\n", 0.5);
return 0 ;
}

输出结果:

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Number is 0.500

上面示例中,如果希望小数点后面输出3位(0.500,占位符就要写成%.3f

这种写法可以与限定宽度占位符,结合使用。

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// 输出为 " 0.50"
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%6.2f\n", 0.5);
return 0 ;
}

输出结果:

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__0.50

上面示例中,%6.2f表示输出字符串最小宽度为 6小数位数为 2。所以,输出字符串的头部有两个空格

最小宽度和小数位数这两个限定值,都可以用*代替,通过printf()的参数传入。

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#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%*.*f\n", 6 , 2 , 0.5);
return 0 ;
}
// 等同于printf("%6.2f\n", 0.5);

输出结果:

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__0.50

上面示例中,%*.*f表示输出字符串,其中*表示第一个参数是最小宽度,第二个参数是小数位数。及%*.*f的两个星号通过printf()的两个参数 62 传入。

输出部分字符串

%s占位符用来输出字符串,默认是全部输出。如果只想输出开头的部分,可以用%.[m]s指定输出的⻓度,其中[m]代表一个数字,表示所要输出的⻓度。

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// 输出 hello
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%.5s\n", "hello world");
return 0 ;
}

输出结果:

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hello

上面示例中,占位符%.5s表示只输出字符串“hello world”前5 个字符,即“hello”

scanf

当我们有了变量,我们需要给变量输入值就可以使用scanf函数,如果需要将变量的值输出在屏幕上的时候可以使用printf函数,下面看一个例子:

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#include <stdio.h>
int main()
{
int score = 0 ;
printf("请输入成绩:");
scanf("%d", &score);
printf("成绩是:%d\n", score);
return 0 ;
}

运行截图

运行截图

画图演示

画图演⽰

标准输入一般指的就是键盘,标准输出一般指的就是屏幕

那接下来我们介绍一下scanf函数。

基本用法

scanf()函数用于读取用戶的键盘输入。
程序运行到这个语句时,会停下来,等待用戶从键盘输入。
用戶输入数据、按下回⻋键后,scanf()就会处理用戶的输入,将其存入变量。
它的原型定义在头文件stdio.h
scanf()的语法跟printf()类似。

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scanf("%d", &i);

它的第一个参数是一个格式字符串,里面会放置占位符(与printf()的占位符基本一致),告诉编译器如何解读用戶的输入,需要提取的数据是什么类型。

这是因为C语言的数据都是有类型的,scanf()必须提前知道用戶输入的数据类型,才能处理数
据。

它的其余参数就是存放用戶输入的变量,格式字符串里面有多少个占位符,就有多少个变量。

上面示例中,scanf()的第一个参数%d,表示用戶输入的应该是一个整数。%d就是一个占位符,%是占位符的标志,d表示整数。第二个参数&i表示,将用戶从键盘输入的整数存入变量i。

注意:变量前面必须加上&运算符(指针变量除外),因为scanf()传递的不是值,而是地址,即将变量i的地址指向用戶输入的值。

如果这里的变量是指针变量(比如字符串变量),那就不用加&运算符。

下面是一次将键盘输入读入多个变量的例子

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scanf("%d%d%f%f", &i, &j, &x, &y);

上面示例中,格式字符串%d%d%f%f,表示用戶输入的前两个是整数,后两个是浮点数,比如 1-20 3.4 -4.0e3。这四个值依次放入i、j、x、y四个变量。
scanf()处理数值占位符时,会 自动过滤空白字符,包括空格、制表符、换行符 等。
所以,用戶输入的数据之间,有一个或多个空格不影响scanf()解读数据。另外,用戶使用回⻋
键,将输入分成几行,也不影响解读。

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-20
3.4
-4.0e3

上面示例中,用戶分成四行输入,得到的结果与一行输入是完全一样的。每次按下回⻋键以后,scanf()就会开始解读,如果第一行匹配第一个占位符,那么下次按下回⻋键时,就会从第二个占位符开始解读。

scanf()处理用戶输入的原理是,用戶的输入先放入缓存,等到按下回⻋键后,按照占位符对缓存进行解读。

解读用戶输入时,会从上一次解读遗留的第一个字符开始,直到读完缓存,或者遇到第一个不符合条件的字符为止。

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#include <stdio.h>
int main()
{
int x;
float y;
// 用戶输入 " -13.45e12# 0"
scanf("%d", &x);
printf("%d\n", x);
scanf("%f", &y);
printf("%f\n", y);
return 0 ;
}

上面示例中,scanf()读取用戶输入时,%d占位符会忽略起首的空格,从-处开始获取数据,读取到-13停下来,因为后面的.不属于整数的有效字符。这就是说,占位符%d会读到-13
第二次调用scanf()时,就会从上一次停止解读的地方,继续往下读取。这一次读取的首字符
.,由于对应的占位符是%f,会读取到.45e12,这是采用科学计数法的浮点数格式。后面的#不属于浮点数的有效字符,所以会停在这里。
由于scanf()可以连续处理多个占位符,所以上面的例子也可以写成下面这样。

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#include <stdio.h>
int main()
{
int x;
float y;
// 用戶输入 " -13.45e12# 0"
scanf("%d%f", &x, &y);
return 0 ;
}

scanf的返回值

scanf()的返回值是一个整数,表示成功读取的变量个数。
如果没有读取任何项,或者匹配失败,则返回0
如果在成功读取任何数据之前,发生了读取错误或者遇到读取到文件结尾,则返回常量EOF(-1)
EOF -end off ile文件结束标志

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#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 0 ;
int b = 0 ;
float f = 0.0f;
int r = scanf("%d %d %f", &a, &b, &f);
printf("a=%d b=%d f=%f\n", a, b, f);
printf("r = %d\n", r);
return 0 ;
}

输入输出测试

输入输出测试

如果输入 2 个数后,按ctrl+z,提前结束输入

如果输入 2 个数后,按ctrl+z,提前结束输入

在VS环境中按 3 次ctrl+z,才结束了输入,我们可以看到r是 2 ,表示正确读取了 2 个数值。

如果一个数字都不输入,直接按 3 次ctrl+z,输出的r是-1,也就是EOF

如果一个数字都不输入,直接按 3 次ctrl+z,输出的r是-1,也就是EOF

占位符

scanf()常用的占位符如下,与printf()的占位符基本一致。

  • %c:字符。
  • %d:整数。
  • %f:float类型浮点数。
  • %lf:double类型浮点数。
  • %Lf:long double类型浮点数。
  • %s:字符串。
  • %[]:在方括号中指定一组匹配的字符(比如%[0-9]),遇到不在集合之中的字符,匹配将会停止。

上面所有占位符之中, 除了%c以外,都会自动忽略起首的空白字符 。%c不忽略空白字符,总是返回当前第一个字符,无论该字符是否为空格

如果要强制跳过字符前的空白字符 ,可以写成scanf(" %c", &ch),即%c前加上一个空格,表示跳过零个或多个空白字符。

下面要 特别说一下占位符 %s,它其实不能简单地等同于字符串。它的规则是,从当前第一个非空白字符开始读起,直到遇到空白字符(即空格、换行符、制表符等)为止。

因为%s不会包含空白字符,所以无法用来读取多个单词,除非多个%s一起使用。这也意味着,scanf()不适合读取可能包含空格的字符串,比如书名或歌曲名。另外,scanf()遇到%s占位符,会在字符串变量末尾存储一个空字符\0

scanf()将字符串读入字符数组时,不会检测字符串是否超过了数组⻓度。所以,储存字符串时,很可能会超过数组的边界,导致预想不到的结果。为了防止这种情况,使用%s占位符时,应该指定读入字符串的最⻓⻓度,即写成%[m]s,其中的[m]是一个整数,表示读取字符串的最大⻓度,后面的字符将被丢弃。

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#include <stdio.h>
int main()
{
char name[ 11 ];
scanf("%10s", name);
return 0 ;
}

上面示例中,name是一个⻓度为 11 的字符数组,scanf()的占位符%10s表示最多读取用戶输入
的 10 个字符,后面的字符将被丢弃,这样就不会有数组溢出的⻛险了。

赋值忽略符

有时,用戶的输入可能不符合预定的格式。

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#include <stdio.h>
int main()
{
int year = 0 ;
int month = 0 ;
int day = 0 ;
scanf("%d-%d-%d", &year, &month, &day);
printf("%d %d %d\n", year, month, day);
return 0 ;
}

上面示例中,如果用戶输入2020-01-01,就会正确解读出年、月、日。问题是用戶可能输入其他格式,比如2020/01/01,这种情况下,scanf()解析数据就会失败。

为了避免这种情况,scanf()提供了一个 赋值忽略符 (assignment suppression character)*。只要把*加在任何占位符的百分号后面,该占位符就不会返回值,解析后将被丢弃。

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#include <stdio.h>
int main()
{
int year = 0 ;
int month = 0 ;
int day = 0 ;
scanf("%d%*c%d%*c%d", &year, &month, &day);
return 0 ;
}

上面示例中,%*c就是在占位符的百分号后面,加入了赋值忽略符*,表示这个占位符没有对应的变量,解读后不必返回。