c語言深度解剖（數據類型關鍵字）

1.  前面說點話

上一個章節

嵌入式 Linux ： c 語言深度解剖（入門篇）

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寫完后，很多看完的人都想把我按在地上摩擦，咬牙切齒不足解恨，但是也有很多人表示支持，在此，鄙人表示感謝。

這個章節說下 C 語言的關鍵字

我很想好好說下這個章節，主要是很多人不知道數據如何在內存里面存儲的，而且什么是內存，很多初學者也不理解，內存可以理解成很多很多個格子，比如 1G 的內存，就有 1024x1024x1024 byte 個格子，每個格子里面都有 8 個小格子，而且每個格子都有自己的編號，這樣想就沒那么復雜了，數據類型就是把各種各樣的數據保存在這些格子里面。

如何存？怎么存？就跟不同的數據類型有關系了

什么是關鍵字？

C 語言有多少個關鍵字？

1 、關鍵字要跟編譯器聯系起來，比如 int 關鍵字，我寫了個 ( int i = 0;) 編譯器就知道 int 這個家伙是認識的，編譯器就會給 int  修飾的變量分配一個房子，比如說這個房子有四個字節。

2 、 C 語言有 32 個關鍵字

  2. C 語言的關鍵字（數據類型關鍵字）

數據類型關鍵字一共有 12 個，分別是下面

字符類型

(1) char  ：聲明字符型變量或函數

數值類型

(1) double  ：聲明雙精度變量或函數

(2) float ：聲明浮點型變量或函數

(3) int ： 聲明整型變量或函數

(4) long  ：聲明長整型變量或函數

(5) short  ：聲明短整型變量或函數

構造類型

(1) enum  ：聲明枚舉類型

(2) struct ：聲明結構體變量或函數

(3) union ：聲明聯合數據類型

有符號型和無符號型

(1) unsigned ：聲明無符號類型變量或函數

(2) signed ：聲明有符號類型變量或函數

什么是數據類型？

我相信很多人有疑問，或者很多人自信滿滿覺得自己對數據類型非常懂，在我看來就是由不同的格子組成的，最最最基本的數據類型是 char ,char 數據類型就有一個格子（一個字節），像下面這樣

char 數據類型的一個格子

先說 char 數據類型

這個格子能裝多少東西呢？這是我們最想知道的，編譯器告訴你這個格子可以裝二進制數 0B11111111, 里面有 8 個小格子，每個格子里面的東西是未知的。

<img src="https://pic4.zhimg.com/v2-1d8e0ca353ee26aa6a1411a0a3ff849f_b.jpg" data-size="normal" data-rawwidth="84" data-rawheight="88" width="84">

一個格子里面裝的東西示意圖

如果里面裝的是 0B11111111, 那這個格子應該是這個樣子的，對應的十進制就是 255

上面說了 char, 下面說 unsigned  和 signed

上面說了，一個大格子里面有 8 個小格子，但是 8 個小格子是有順序編號的，就是 0~7

比如一個數字 0B 11111111  ，這個我們都知道是  =256 ，

定義

無符號數（ unsigned ）無符號數只能表示非負數（ 及正數）。

有符號數（ signed ）可以表示任何類型規定范圍內的數。

8 個小格子，我們需要有一個格子來告訴編譯器，這個大格子裝的數據是有符號型的還是無符號類型。編譯器指定最高位的格子第 8 個格子表示符號位

所以

unsigned char i;

表示的大小是 0~255 ，一共 256 個數字

signed char i;

表示的大小是 -    ~    =-128~127 ，其中包括 ，也是 256 個數字

小例子

#include "stdafx.h"

int main ( int argc,  char * argv[])

{

      unsigned char i  = ;

      signed char j  = ;

      int k  = ;

      for (k = ;k < 300 ;k ++ )

     {

        i ++ ;

        j ++ ;

       printf( "%4d %4d\t" ,i,j);

     }

      return ;

}

從圖上可以看到， j 最大值是 127 ， i 最小值是 ， i 最大值可以達到 255 ， j 最小值是 -128 。

變量在內存里怎么保存的，看看下面這個圖片

我們上面把 char unsigned signed  搞定之后，我們再來看看其他的數據類型

數值類型

(1) double  ：聲明雙精度變量或函數

(2) float ：聲明浮點型變量或函數

(3) int ： 聲明整型變量或函數

(4) long  ：聲明長整型變量或函數

(5) short  ：聲明短整型變量或函數

既然我們知道了 char 是一個格子，那么 double ， float,int,long,short 是多少個格子呢？

這時候，我們就需要用到一個關鍵字 sezeof ，這個關鍵字是用來確定對象的大小的，然后我們把上面的代碼改一下

#include "stdio.h"

int main ( int argc,  char * argv[])

{

      char x1  = ;

      int   x2  = ;

      short x3  = ;

      long x4  = ;

      double   x5  = ;

      float x6  = ;

     printf( "char %d int %d short %d long %d double %d float %d\n" \

         , sizeof (x1), sizeof (x2), sizeof (x3), sizeof (x4), sizeof (x5), sizeof (x6));

      return ;

}

輸出如圖

所以我們可以知道

int  類型和 long,float 類型的格子大小如下

double 類型的格子大小如下

short 類型的格子大小如下

char 類型的格子大小如下

好了，到這里了，大家想想看

char char i = 0 ;

i 占領的格子大小有多少呢？有沒有這樣的寫法呢？

看上面的圖片， char char i =0; 是編譯不通過的，但是你想過 int int ,long long ,short short,long double 呢？

為什么會編譯出錯呢？

說太多會有別人說我裝逼厲害，有一種東西叫做編譯器，編譯器就像我們人類的法律一樣，規定什么可以做什么是違法的，人類有很多種國家的法律，有些國家的法律允許一個老公娶幾個老婆，當然，編譯器也有很多個，這個自行百度。

說完數值數據類型，下面就開始說

構造類型

(1) enum  ：聲明枚舉類型

(2) struct ：聲明結構體變量或函數

(3) union ：聲明聯合數據類型

先說枚舉類型 enum

enum union_type_age{

     UNION_AGE_1 = 10 ,

     UNION_AGE_2,

     UNION_AGE_3

}union_var_age;

enum 是關鍵字， union_type_age 說明是這個整體，是這個枚舉變量的類型，就像一個戶口本，有一個戶主的名字一樣，比如小明家的爸爸叫做小寶，小寶是小明家的戶主，別人會這樣說，小寶家的小明，小寶家的 XX 之類的。

里面的 UNION_AGE_1=10, UNION_AGE_2, UNION_AGE_3  是這個枚舉類型的數值，它們是 const 常數類型的，只能在初始化的時候取設定它的值。

union_var_age 是枚舉類型的變量，它的值只能取花括號里面的數據。

用下面的一個小程序理解上面的內容，不理解的請留言

#include "stdio.h"

enum union_type_age{

     UNION_AGE_1 = 10 ,

     UNION_AGE_2,

     UNION_AGE_3

}union_var_age;

int main ( int argc,  char * argv[])

{

     printf( "enum %d\n" , sizeof ( enum ));

     union_var_age  = UNION_AGE_2;

     printf( "union_var_age %d\n" ,union_var_age);

      return ;

}

再說結構體 struct  數據類型

這個關鍵字的數據類型太厲害了，學過 C++ 都知道 C++ 是面向對象的語言，但是 linux 內核下面有很多通過 c 實現面向對象的，其中 struct 起到了非常重要的作用， struct 可以把很多不一樣的數據類型統一成一個整體去使用。

#include "stdafx.h"

#include "stdio.h"

struct str_cpu{

      int age;

      char * name;

      double f;

}str_t;

int main ( int argc,  char * argv[])

{

     str_t.age  = 10 ;

     str_t.name  = "Linux" ;

     str_t.f  = 1.077 ;

     printf( "str_t.age %d str_t.name %s str_t.f %f\n" ,str_t.age,str_t.name,str_t.f);

      return ;

}

跟枚舉一樣 strcpu 這個指的是結構體花括號里面的所有東西，結構體變量名字的大小是花括號里面所有變量大小的總和，你可以用 sizeof(strcpu) 看看它的大小， str_cpu 的大小是里面大小的總和（ 16 個字節），但是枚舉類型那個名字的大小卻不一樣，只有他自己的大小（ 4 個字節）。

#include "stdio.h"

int add ( int a, int b)

{

      return (a + b);

}

typedef struct str_cpu{

      int age;

      char * name;

      double f;

      int ( * func)( int , int );

}str_t;

str_t m_str_t;

str_t * str_p  = & m_str_t;

int main ( int argc,  char * argv[])

{

     m_str_t.age  = 10 ;

     m_str_t.name  = "Linux" ;

     m_str_t.f  = 1.077 ;

     m_str_t.func  = add;

     printf( "%d %d %s %f\n" ,m_str_t.age,m_str_t.func( 5 , 9 ),m_str_t.name,m_str_t.f);

     str_p -> age  = 12 ;

     printf( "str_p->age = %d\n" ,str_p -> age);

      return ;

}

union  數據類型

union 數據類型關鍵字的用法與 struct 的用法非常相似， union 維護足夠多的空間來放置成員的一種。

在 union 中，所有的數據成員公用一個空間，同一個時間只能存儲其中一個數據成員，所有成員變量的起始地址都是一樣的

#include "stdio.h"

union CpuMachine

{

     char name;

     int number;

     char * str;

     double time;

}UnionCpu;

int main ( int argc,  char * argv[])

{

     printf( "UnionCpu %d double %d\n" , sizeof (UnionCpu), sizeof ( double ));

     ret

urn ;

}

看上面的例子， union 最大的數據是 double , 所以 CpuMachine 的長度也是 double 的長度。

但是在內存里如何組織這個大小的呢？

我們用一個視頻來體驗一下下面的代碼

#include "stdio.h"

union CpuMachine

{

     char name;

     int number;

     char * str;

     double time;

}UnionCpu;

int main ( int argc,  char * argv[])

{

     UnionCpu.name  = 0x55 ;

     UnionCpu.number  = 500 ;

     UnionCpu.str  = "Microsoft Visual" ;

     UnionCpu.time  = 1.5678 ;

     printf( "UnionCpu %d double %d\n" , sizeof (UnionCpu), sizeof ( double ));

      return ;

}

每次單步執行之后，共用體之后的值把之前的值給覆蓋了，一個時間點后，共用體只能保存一個值。

問題：

1 、數據類型是有不同大小的格子來組成的，那么不同的數據類型型格子保存在哪里呢？是由誰來決定的呢？

2 、說下下面代碼的輸出是多少？

#include "stdio.h"

union CpuMachine

{

     int i;

     char array[ 2 ];

}UnionCpu;

int main ( int argc,  char * argv[])

{

     UnionCpu.array[ ]  = 0x55 ;

     UnionCpu.array[ 1 ]  = 0x33 ;

     printf( "i 0x%x\n" ,UnionCpu.i);

      return ;

}

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