IOT嵌入式物联网----C语言基本数据类型

系列文章目录

零 ---- 千里之行，始于足下

壹 ---- 嵌入式C语言编程

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前言

        在嵌入式的实际开发过程中我们更多的需要使用C语言进行编程，而在编程时我们需要处理各种类型的数据，C语言提供的数据类型到底有什么呢？又分别有什么不同呢？让我们通过这篇文章去了解吧。

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一、数据类型有哪些？

C语言一共给我们提供了有如下几个数据类型：

二、整型

        （一）各种整型类型名称以及所占用的字节空间 

数据类型	占用空间
short（短整型）	2字节
int（整型）	4字节
long（长整型）	32位机器为4字节，64位机器为8字节
long long（长长整型）	8字节

        我们可以通过sizeof关键字来验证一下某个数据类型所占用的空间

printf("%d\n",sizeof(short));
printf("%d\n",sizeof(int));
printf("%d\n",sizeof(long));
printf("%d\n",sizeof(long long));

        ↑↑↑由于我的编译器是32位的，所以long显示为4字节↑↑↑

        （二）有符号和无符号数取值范围

数据类型	占用空间	取值范围
short	2字节	-2^15~2^15-1(-32768到32767)
int	4字节	-2^31~2^31-1(-2147483648到2147483647)
long	4字节	-2^31~2^31-1(-2147483648到2147483647)
unsigned short	2字节	0~2^16-1(0到65535)
unsigned int	4字节	0~2^32-1(0到4294967295)
unsigned long	4字节	0~2^32-1(0到4294967295)

        这里简单提一下，数据类型的取值范围和该数据类型所占用的空间有关，一个字节等于8位，在未定义unsigned(无符号)时，默认将最高位用作符号标识位，0为正数、1为负数。

        例如在有符号时，二进制 1000 0001 表示 -1 ，而在无符号时则是表示 129 。因此，在我们使用整型时，如果知道该整型不可能是负数时（如：人的岁数），我们通常会将其定义为无符号类型，以达到减少敲代码时出错的概率或者扩大存储的最大数取值范围。

        （三）整型数据的表示和打印格式

        可以看到一开始我将所有的整型类型都按照“%d”的格式打印，其实对于每个不同的数据类型，都有其特定是打印格式。在给数据赋值时也是如此，每个数据类型赋值也有其特定的方式，如下表所示：

整型常量	所代表数据类型
100	代表int类型
100l、100L	代表long类型
100ll、100LL	代表long long类型
100u、100U	代表unsigned int类型
100ul、100UL	代表unsigned long类型
100ull、100ULL	代表unsigned long long类型

打印格式	含义
%hd	输出short类型
%d	输出int类型
%ld	输出long类型
%lld	输出long long类型
%hu	输出unsigned short类型
%u	输出unsigned int类型
%lu	输出unsigned long类型
%llu	输出unsigned long long类型

    short _short = -32768;
    int _int = -2147483647;
    long _long = -2147483648l;
    long long _long_long = -9223372036854775807ll;
    unsigned short _ushort = 65535u;
    unsigned int _uint = 4294967295u;
    unsigned long _ulong = 4294967295ul;
    unsigned long long _ulonglong = 18446744073709551615ull;

    printf("short:  %hd\n", _short);
    printf("int:  %d\n", _int);
    printf("long:  %ld\n", _long);
    printf("longlong:  %lld\n", _long_long);
    printf("unsigned short:  %hu\n", _ushort);
    printf("unsigned int:  %u\n", _uint);
    printf("unsigned long:  %lu\n", _ulong);
    printf("unsigned long long:  %llu\n", _ulonglong);

三、字符型

        字符型用来存储一个单一字符，用 char 作为类型表示符。每个字符变量占用一个字节，用单引号（‘ ’）将字符赋值，使用%c输出，如下所示：

    char _char = 'A';
    char _ch = 65;
    printf("_char:  %c\n", _char);
    printf("_ch:  %c\n", _ch);

 

         细心的同学可以发现，char类型也可以赋值整数，为什么呢？原来计算机只能识别0和1，并不能直接识别‘A’或者‘B’，但是在实际生活中，字符型的使用频率并不比整型少，那么怎么办呢？于是聪明的程序员将所有字符放到一个表里面，这个表被称为 ASCII 表，65就是表示字符'A'，所以当 _ch 进行输出时，显示为‘A’。

        （一）ASCII表 

ASCII值	控制字符	ASCII值	字符	ASCII值	字符	ASCII值	字符
0	NUT	32	(space)	64	@	96	`
1	SOH	33	!	65	A	97	a
2	STX	34	"	66	B	98	b
3	ETX	35	#	67	C	99	c
4	EOT	36	$	68	D	100	d
5	ENQ	37	%	69	E	101	e
6	ACK	38	&	70	F	102	f
7	BEL	39	‘	71	G	103	g
8	BS	40	(	72	H	104	h
9	HT	41	)	73	I	105	i
10	LF	42	*	74	J	106	j
11	VT	43	+	75	K	107	k
12	FF	44	，	76	L	108	l
13	CR	45	-	77	M	109	m
14	SO	46	.	78	N	110	n
15	SI	47	/	79	O	111	o
16	DLE	48	0	80	P	112	p
17	DC1	49	1	81	Q	113	q
18	DC2	50	2	82	R	114	r
19	DC3	51	3	83	S	115	s
20	DC4	52	4	84	T	116	t
21	NAK	53	5	85	U	117	u
22	SYN	54	6	86	V	118	v
23	TB	55	7	87	W	119	w
24	CAN	56	8	88	X	120	x
25	EM	57	9	89	Y	121	y
26	SUB	58	:	90	Z	122	z
27	ESC	59	;	91	[	123	{
28	FS	60	<	92	\	124	|
29	GS	61	=	93	]	125	}
30	RS	62	>	94	^	126	~
31	US	63	?	95	_	127	DEL

        ASCII码大致由以下两部分组成：

         ----ASCII非打印控制字符：ASCII表上数字0-31分配给了控制字符，用于控制打印机等一些外围设备。

         ----ASCII打印字符：数字32-126分配给了能在键盘上找到的字符，当查看或打印文档时就会出现。数字127代表DEL命令。

四、浮点型

        浮点型是专门用于存储小数的数据类型。在C语言中，浮点型分为单精度浮点型（float）和双精度浮点型（double），两者的区别是双精度浮点型比单精度浮点型的精度更加高。float在计算机中存储占用4字节，32位，有效位数为7位(6位小数+小数点)，而双精度(double)在计算机中存储占用8字节，64位，有效位数为16位(15位小数+小数点)。

        （一）浮点型的表示和打印格式

        单精度浮点型小数通常用 f 结尾表示，没有使用 f 结尾的小数通常表示双精度浮点型。在输出时，分别使用 %f 和 %lf 表示。以下举例：

    //传统的赋值方式
    float _float = 3.14f;
    double _double = 3.14;
    printf("_float = %f\n",_float);
    printf("_double = %lf\n",_double);

    //科学计数法赋值
    _float = 1.1e3f; //1.1*10^3 e可以写成为E
    printf("_float = %f\n",_float);
    _float = 1.2E-3f; //1.2*10^-3
    printf("_float = %f\n",_float);

        （二）浮点型输出“保留m位小数”的表达方式

        在日常生活当中，我们通常会接触到保留m位小数这样的例子，那么在实际输出中，我们可以通过 %n.mf 的方式去表达，%n.mf表示输出n个有效位(包含小数点本身的1位)，其中小数点保留m位。

        例如我们将3.1415926通过 %6.4f 的方式输出，则输出结果为3.1416。被舍弃的有效位将会被四舍五入。

        （三）关于浮点型的误差

        由于浮点型变量是由有限的存储单元组成的，因此只能提供有限的有效数字。在有效数字以外的数字将被舍去，这样可能会产生一些误差。我们大胆假设给float赋一个超过7位有效数字的值，并且通过查看float的小数点后八位会是样什么的结果。

    float _float = 3.141592653589793f;
    printf("_float : %f\n", _float);
    printf("_float : %.8f\n", _float);

         首先，当我们正常输出超过有效数据位的时候，数据会被截断，且进行四舍五入。当我们查看小数点后八位的时候，发现有效数据仍然有效，但超过有效数据会发生误差。因此，我们在给浮点型赋值的时候，必须要使用合理的精度，通常可以无脑使用double作为小数的数据类型。

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思考

        1、如何快速将字符的大写字母转换成小写字母？ 例如： ’A‘—>'a'

        2、如何快速将整型转换成字符型？ 例如：8—>'8'

        3、已知浮点型有误差，那么要如何比较浮点型之间是否相等呢？