C语言基础：变量、常量、运算符与类型转换

### C语言基础：变量、常量、运算符与类型转换 在C语言编程中，变量和常量是程序操作的基本数据对象。声明用于列出要使用的变量，说明它们的类型，可能还会指定初始值。运算符规定了对这些数据对象的操作，表达式则将变量和常量组合起来产生新的值。对象的类型决定了它可能拥有的值以及可以对它执行的操作。 #### 1. 变量命名规则 变量和符号常量的命名有一定限制： - 名称由字母和数字组成，第一个字符必须是字母，下划线 `_` 也被视为字母，但不建议以其开头命名变量，因为库函数常使用此类名称。 - 大小写字母是不同的，传统C语言习惯使用小写字母命名变量，大写字母命名符号常量。 - 内部名称至少前31个字符有意义，函数名和外部变量名的有效字符数可能少于31个，标准仅保证外部名称的前6个字符和单一大小写的唯一性。 - 像 `if`、`else`、`int`、`float` 等关键字是保留字，不能用作变量名，且必须为小写。 选择与变量用途相关且不易混淆的名称是明智的做法，通常局部变量使用短名称，尤其是循环索引，而外部变量使用长名称。 #### 2. 数据类型与大小 C语言中有几种基本数据类型： | 数据类型 | 描述 | | ---- | ---- | | `char` | 单个字节，可存储本地字符集中的一个字符 | | `int` | 整数，通常反映主机机器上整数的自然大小 | | `float` | 单精度浮点数 | | `double` | 双精度浮点数 | 此外，还有一些限定符可应用于这些基本类型： - `short` 和 `long` 用于整数，`int` 通常可省略。`short` 一般为16位，`int` 为16或32位，`long` 至少为32位，且 `short` 不长于 `int`，`int` 不长于 `long`。 - `signed` 或 `unsigned` 可应用于 `char` 或任何整数类型。无符号数始终为正或零，遵循模 $2^n$ 的算术规则（$n$ 为该类型的位数）。例如，8位的 `unsigned char` 变量值范围是0到255，而 `signed char` 在补码机器中的值范围是 -128 到127。普通 `char` 是否有符号取决于机器，但可打印字符始终为正。 - `long double` 表示扩展精度浮点数，浮点数对象的大小由实现定义。 标准头文件 `<limits.h>` 和 `<float.h>` 包含了所有这些类型大小的符号常量以及机器和编译器的其他属性。 ```mermaid graph TD; A[基本数据类型] --> B[char]; A --> C[int]; A --> D[float]; A --> E[double]; C --> F[short int]; C --> G[long int]; B --> H[signed char]; B --> I[unsigned char]; C --> J[signed int]; C --> K[unsigned int]; F --> L[signed short int]; F --> M[unsigned short int]; G --> N[signed long int]; G --> O[unsigned long int]; D --> P[float]; E --> Q[double]; E --> R[long double]; ``` #### 3. 常量 - **整数常量**：如 `1234` 是 `int` 类型，长整型常量以 `l` 或 `L` 结尾，如 `123456789L`。无符号常量以 `u` 或 `U` 结尾，`ul` 或 `UL` 表示无符号长整型。 - **浮点常量**：包含小数点（如 `123.4`）或指数（如 `1e-2`），默认类型为 `double`，后缀 `f` 或 `F` 表示 `float` 常量，`l` 或 `L` 表示 `long double`。 - **八进制和十六进制常量**：以 `0` 开头表示八进制，以 `0x` 或 `0X` 开头表示十六进制。例如，十进制的31可写成八进制的 `037` 和十六进制的 `0x1f` 或 `0x1F`。 - **字符常量**：是一个整数，用单引号括起来