学好C语言从关键字开始

article/2025/10/23 12:10:31

目录

1、C语言数据类型

2、变量的命名规则 

3、最冤枉的关键字——sizeof

4、signed和unsigned 

原、反、补 

深入理解变量内容的存入和取出

大小端

1、C语言数据类型

在学习C语言数据类型之前，我们得先了解：为什么要有类型？  类型为什么有这么多种类？

①为什么要有类型？

答：类型本质是对内存进行合理化划分，按需索取

② 类型为什么有这么多种类？

答：应用场景不同，解决应用场景对应的计算方式不同，需要空间的大小也不同。 （本质：用最小成本，解决各种多样化的场景问题）

了解这两个问题之后我们也就知道了  变量定义：是什么？为什么？怎么办？

  • 变量定义是：在内存中开辟一块空间（注：按需索取）
  • 为什么要定义变量：因为我们要解决各种多样化的场景问题
  • 定义变量后怎么办：就可以使用了 （定义变量时要初始化）

定义变量格式：类型  变量名 = 初始化；

（定义变量时 ：类型决定了变量需要开辟多大内存空间）

辅助理解： 数据类型跟制作月饼模具很类似

 如果我们要制作一个小月饼，我们肯定会运用小模具去制作，不会去用大模具去应用，原因是因为小模具可以制作不会造成空间浪费，大模具会造成空间浪费。

数据类型也是如此 如果我们要存储一个字符我们会选择运用  char  类型去存储，不会想着用 int 类型，因为一个字符只占一个字节，刚好 char 类型也只开辟一个字节，而 int 类型开辟4个字节就会造成空间浪费 

 那我们接来下我们学习一下C语言中常见的内置内类的大小：

 为什么 long 跟 int 占用的空间一样大？

  • 因为C++标准只规定 long >=  int

2.变量的命名规则 

  1.  由字母、数字、下划线组成，但不能由数字开头。例如：max 、_max 
  2. 见名知意。例如：max （一看就知道代表的最大值）、min（一看就知道代表的最小值）
  3. 命名应当简洁，不易过长。例如：MaxVal 就比 MaxValueUntilOverflow
  4. 当标识符为多个词组成时，每个单词的第一个字母大写，其余的小写（大驼峰命名）。例如：int CurrentVal
  5. 程序中不易出现只靠大小写区分的相似的标识符。例如：int  x = 0 、int X = 0 。注意：1（数字1）和 l （小写字母L）, 0 (数字0) 和 o （小写字母O）的区分
  6. 函数名不易与变量名同名。
  7. 所以的宏定义、枚举常量、只读变量都用大写字母命名，下划线分割单词。例如：#define INT_MAX  100 、const  int  MAX_LENGTH = 100
  8. 尽量用 n 、i 、j 作为循环变量的使用
  9. 定义变量的同时记得初始化，定义变量时编译器不一定清空了这块内存，它的值可能是无效值

 3.最冤枉的关键字——sizeof

为什么说它是最冤枉的关键字？

sizeof是关键字不是函数，但是还是会有人认为它是函数。因为我们大部分使用它的时候后面会跟括号 例如：sizeof（int），函数的使用方法也是这样。

那下面我们一起来为这个关键字洗清冤屈吧，证明它不是函数吧！

我们用编译器来证明它是关键字不是函数：

从哪看出来它不是函数而是关键字的了？为什么第三个 printf ( ) 会报错了？

  • 我们可以从第四个printf( )看出 sizeof 不是函数，因为函数名后要加括号，而 sizeof 后没有加括号也没有报错。函数调用是会压栈的，sizeof 不会压栈，也说明 sizeof 不是函数。
  • 一个关键字不能直接去求另一个关键字的大小，所以第三 printf ( )  会报错。

 将第三个printf( )屏蔽后，程序也就可以正常运行了。

注：sizeof 在计算变量所占空间大小时，括号可以省略，而计算类型大小时不能省略。

 

4、signed和unsigned 

  • signed：有符号
  • unsigned：无符号

原、反、补 

 一个变量的创建是要在内存中开辟空间的，空间的大小是根据不同的类型而决定的

那么整型数据在所开辟的内存中是如何存储的了？ 

①有符号数

	int a = 10;int b = -10;

有符号数可以分为正数和负数

计算机内存储的整型必须是补码，由此我们便引出了原、反、补码的概念

  • 原码：将一个数直接转换成二进制
  • 反码：符号位不变，其他位按位取反
  •  补码：反码+1

正数的原码、反码、补码相同

负数的原码、反码、补码不相同，故负数的原码、反码、补码需要相互转换

任何数据在计算机中，都必须被转化成二进制，这是为什么呢？

答：因为计算机只认识二进制 

计算机内存储的整型为什么必须是补码？

答：在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。原因在于，使用补码，可以将符号位和数值域统一处理； 同 时，加法和减法也可以统一处理（CPU只有加法器）。此外，补码与原码相互转换，其运算过程是相同的，不 需要额外的硬件电路

原码、反码、补码三种表示方法均有符号位和数值位两部分 

  • 符号位为0：表示正数
  • 符号位为1：表示负数

例1：signed int a = 10 

先将字面值转为补码，然后把补码放入变量 a 中 

原码：00000000 00000000 00000000 00001010

因为 10 为正数，故 原码、反码 相同

反码：00000000 00000000 00000000 00001010

补码：00000000 00000000 00000000 00001010

例2：signed int  a = -10

先将字面值转为补码，然后把补码放入变量 a 中 

原码： 10000000 00000000 00000000 00001010

因为 -10 为负数，故 原码、反码 不相同

反码： 11111111  11111111  11111111  11110101

补码： 11111111  11111111  11111111  11110110

注：在vs中基本类型如果不带 signed 和 unsigned，默认都是有符号的，但是在其他编译器里面就不一定了（大部分不带都是表示有符号的）

补码转原码 

方法一：补码 -1 = 反码   反码取反 = 原码

例如：
补码：11111111 11111111 11111111 11101100
反码：11111111 11111111 11111111 11101011
原码：10000000 00000000 00000000 00010100 

方法二：补码符号位不变其他位按位取反，然后+1=原码
 好处：可以使用一条硬件电路，完成转换

例如：
 补码：11111111 11111111 11111111 11101100
            10000000 00000000 00000000 00010011
 原码： 10000000 00000000 00000000 00010100
 

②无符号数

没有符号位，也就说明了 原码 = 反码 = 补码，那我们在取一个无符号整型变量时 也就可以直接取

例如：unsigned  int  a = -10

原码： 10000000 00000000 00000000 00001010

反码： 11111111  11111111  11111111  11110101

补码： 11111111  11111111  11111111  11110110

 把 -10 的补码存入 无符号整型 a 中，在读取 a 变量里面的值时默认它是无符号的 直接将它里面存的数值转换为十进制打印。

 

深入理解变量内容的存入和取出

  • 存：字面数据必须先转成补码，在放入空间当中。所以,所谓符号位，完全看数据本身是否携带+-号。和变量是否有符号 无关！
  • 取：取数据一定要先看变量本身类型，然后才决定要不要看最高符号位。如果不需要，直接二进制转成十进制。如果需 要，则需要转成原码，然后才能识别。(当然，最高符号位在哪里，又要明确大小端) 

大小端

我们可以通过上图发现在给变量赋值时顺序是十六进制12345678，但在内存中显示的十六进制的顺序却相反了，由此我们可以引入一个概念 大小端 

  • 每个字节都有地址，所有的地址都是不同的，那么肯定是有大小的
  • 地址可以有高地址和低地址之分（按照字节为单位）

 int a = 0x12345678

  • 数据也要按照字节为单位划分成若干块
  • 数据按照字节为单位，也是有高权值和低权值之分的

大小端就是把高权值放在高地址处还是低地址处的问题？ 

但是无论怎么放，只要用同等条件去取都可以

大端（存储）模式：是指数据的低位保存在内存的高地址中，而数据的高位，保存在内存的低地址 中 

 

小端（存储）模式，是指数据的低位保存在内存的低地址中，而数据的高位,，保存在内存的高地 址中  

 最后祝大家端午安康！


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