《學會 C 語言》學習筆記（四）：變數、常數及資料型態

《學會 C 語言》Study Notes
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前言

本文為《學會 C 語言》一書的學習筆記。

概述

電腦程式在執行時，常常需要記住一些資料，所以程式語言會提供一個地方用來記得執行時的一些資料，這個地方就是變數（Variables）。

變數儲存在哪裡

變數儲存在電腦的記憶體裡，變數是一個名稱，用來代表電腦記憶體空間的一個位址。

變數的基本操作

變數只有兩種操作：

  • 存値，指定變數成為一個全新的値。
  • 取値，取得目前的變數値。

常數

常數（Constants）就是固定不變的數値，如 A、100，也就是數値或字元値。

資料型態

資料型態決定變數能夠儲存數値或字元等資料。

識別字

程式設計者在程式碼中自行命名的元素，稱為識別字（Identifier），如變數名稱。而保留字（Reserved Words）是一些對編譯器有特殊意義的名稱，程式設計者不得再重新賦予不同的用途。

識別字名稱（Identifier Names）是指 C 語言的變數、函數、標籤或各種自訂資料型態的名稱，可以包含英文字母、數字和底線「_」字元組成的名稱。

變數

變數就是使用有意義的名稱來代表數字的記憶體位址。

宣告變數並指定初値

C 語言提供四種基本資料型態：

  • char，代表字元。
  • int，代表整數。
  • float，代表單精度浮點數。
  • double，代表雙精度浮點數。
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#include <stdio.h>

int main()
{
    int grage = 10;
    double height = 175.5;
    double weight = 75.5;
    printf("成績 = %d\n", grage);
    printf("身高 = %f\n", height);
    printf("體重 = %f\n", weight);

    return 0;
}
  • 格式字元「%d」用來輸出整數。
  • 格式字元「%f」用來輸出浮點數。

C 語言除了一行宣告一個變數外，也可以在同一行宣告多個變數，分別指定初値。

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double height = 175.5, weight = 75.5;

也可以只宣告變數，但不指定初値。

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int grage;
double height;
double weight;

指定敘述

指定敘述（Assignment Statements）是在程式執行中更改變數値，在宣告變數時沒有指定初値，可以使用指定敘述來指定或更改。

C 語言的指定敘述是「=」符號，可以更改變數値成為常數値、其他變數或運算結果。

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#include <stdio.h>

int main()
{
    int score1 = 35;
    int score2 = 10;
    int score3 = 10;
    score2 = 27;
    score3 = score2;
    printf("第一節 = %d\n" , score1);
    printf("第二節 = %d\n" , score2);
    printf("第三節 = %d\n" , score3);

    return 0;
}
  • 等號左邊的是變數的記憶體空間位址，等號右邊的是變數値。

C 語言支援多重指定敘述（Multiple Assignments），可以在同一指定敘述同時指定多個變數値。

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#include <stdio.h>

int main()
{
    int score1, score2, score3;

    score1 = score2 = score3 = 25;

    printf("第一節 = %d\n" , score1);
    printf("第二節 = %d\n" , score2);
    printf("第三節 = %d\n" , score3);

    return 0;
}

常數

在 C 語言，使用 #define 指令和 const 常數修飾子建立常數。

使用前置處理器的 #define 指令來定義常數。

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#define PI 3.1415926
  • 這是巨集指令，所以沒有等號與分號。

使用 const 常數修飾子來定義常數。

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const double e = 2.71828182845
  • 如果是使用在陣列，表示陣列的所有元素都不能更改；如果是使用在函數參數，表示函數中不允許更改其參數値。

使用常數是希望程式執行中，無法使用程式碼更改它的値。

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#include <stdio.h>
#define PI 3.1415926 /* 常數 */

int main()
{
    double area;
    double r = 10.0;

    const double e = 2.71828182845;
    area = PI * r * r;

    printf("面積: %f\n", area);
    printf("常數e = %f\n", e);

    return 0;
}

資料型態

C 語言的變數需要指定使用的資料型態，告訴編譯器變數準備儲存哪種資料，以及需要配置多大的記憶體空間。注意，變數在定義以後就不能再更改資料型態。

基本資料型態

以 ANSI-C 編譯器為例，一些基本資料型態如下：

資料型態 說明 位元數 範圍
unsigned int 無符號整數 32 0 ~ 4,294,967,295
signed char 字元 8 -128 ~ 127
signed int 整數 32 -2,147,483,648 ~ 2,147,483,648
float 單精度浮點數 32 1.18e-38 ~ 3.40e+38
double 雙精度浮點數 64 2.23e-308 ~ 1.79e+308

延伸資料型態

從基本資料型態可以建立多種延伸資料型態如下：

資料型態 說明
陣列（Array） 大部分資料型態都可建立陣列
函數（Function） 函數若有傳回値，就會傳回指定資料型態
指標（Pointer） 指向特定資料型態記憶體位址的變數
結構（Structure） 可以組合各種資料型態變數來建立新型態
聯合（Union） 類似結構，在同一塊記憶體空間可以儲存不同資料型態

型態修飾子

C 語言提供四種型態修飾子，如下：

型態修飾子 說明
unsigned 無符號變數，變數値都是正整數
signed 有符號變數，變數値可為正負値
short 比 int 還小的範圍
long 比 int 還大的範圍

在 C 程式可以使用 sizeof 運算子取得指定資料型態占用的位元組數。

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printf("char = %d\n", sizeof(char));

也可以取得變數占用的位元組數。

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printf("var1 = %d\n", sizeof(var1));

整數資料型態

整數資料型態（Integer Types）是指變數儲存的値為整數値，沒有小數點。

整數常數（Integer Constants）是在程式碼直接使用數字。

  • 八進位：以「0」為開頭的整數値。
  • 十六進位：以「0x」或「0X」為開頭的數值。
整數常數 十進位値 說明
123 123 十進位整數
-243 -234 十進位負整數
0256 174 八進位整數
0Xff 255 十六進位整數
0xccf 3279 十六進位整數

浮點數資料型態

浮點數資料型態（Floating Types）是指變數儲存的値為加上小數或使用科學符號表示的數值。

浮點常數（Floating Constant）是在程式碼直接使用浮點數値，是擁有小數點的數值。

浮點常數 十進位値 說明
123.23 123.23 浮點數
.0007 .0007 浮點數
5e4 50000 使用指數的浮點數
4.34e-3 0.00434 使用指數的浮點數

字元資料型態

字元資料型態（Character type）是指變數儲存的値為字元。

字元常數（Character Constant）是在程式碼直接使用字元符號，需要使用單引號「'」包圍起來。

可以使用「\x」字串開頭的兩個十六進位數字，或「\」字串開頭的三個八進位數字來表示。

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char c = '\x20';
char d = '\040';

字串常數（String Literals）就是字串，使用 ASCII 碼的雙引號「"」包圍起來。

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"學習 C 語言"

跳脫字元

C 語言提供跳脫字元來輸入特殊字元，一些使用「\」符號開頭的跳脫字元如下：

跳脫字元 說明
\t Tab 鍵
\r Enter 鍵
' 單引號
" 雙引號
\ 斜線

void 資料型態

void 資料型態在 C 語言是一種特殊資料型態，代表一個並不存在的値，主要使用在型態轉換、函數傳回値、參數列和指標。

參考資料

  • 陳會安（2016）。學會 C 語言。台北市：旗標。