c語(yǔ)言深度解剖（數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字）-創(chuàng)新互聯(lián)

1.  前面說(shuō)點(diǎn)話

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上一個(gè)章節(jié)

嵌入式 Linux ： c 語(yǔ)言深度解剖（入門篇）

zhuanlan.zhihu.com

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(gè)章節(jié)說(shuō)下 C 語(yǔ)言的關(guān)鍵字

我很想好好說(shuō)下這個(gè)章節(jié)，主要是很多人不知道數(shù)據(jù)如何在內(nèi)存里面存儲(chǔ)的，而且什么是內(nèi)存，很多初學(xué)者也不理解，內(nèi)存可以理解成很多很多個(gè)格子，比如 1G 的內(nèi)存，就有 1024x1024x1024 byte 個(gè)格子，每個(gè)格子里面都有 8 個(gè)小格子，而且每個(gè)格子都有自己的編號(hào)，這樣想就沒(méi)那么復(fù)雜了，數(shù)據(jù)類型就是把各種各樣的數(shù)據(jù)保存在這些格子里面。

如何存？怎么存？就跟不同的數(shù)據(jù)類型有關(guān)系了

 

什么是關(guān)鍵字？

C 語(yǔ)言有多少個(gè)關(guān)鍵字？

1 、關(guān)鍵字要跟編譯器聯(lián)系起來(lái)，比如 int 關(guān)鍵字，我寫了個(gè) ( int i = 0;) 編譯器就知道 int 這個(gè)家伙是認(rèn)識(shí)的，編譯器就會(huì)給 int  修飾的變量分配一個(gè)房子，比如說(shuō)這個(gè)房子有四個(gè)字節(jié)。

2 、 C 語(yǔ)言有 32 個(gè)關(guān)鍵字

c語(yǔ)言深度解剖（數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字）

  2. C 語(yǔ)言的關(guān)鍵字（數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字）

數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字一共有 12 個(gè)，分別是下面

字符類型

(1) char  ：聲明字符型變量或函數(shù)

數(shù)值類型

(1) double  ：聲明雙精度變量或函數(shù)

(2) float ：聲明浮點(diǎn)型變量或函數(shù)

(3) int ： 聲明整型變量或函數(shù)

(4) long  ：聲明長(zhǎng)整型變量或函數(shù)

(5) short  ：聲明短整型變量或函數(shù)

構(gòu)造類型

(1) enum  ：聲明枚舉類型

(2) struct ：聲明結(jié)構(gòu)體變量或函數(shù)

(3) union ：聲明聯(lián)合數(shù)據(jù)類型

有符號(hào)型和無(wú)符號(hào)型

(1) unsigned ：聲明無(wú)符號(hào)類型變量或函數(shù)

(2) signed ：聲明有符號(hào)類型變量或函數(shù)

 

什么是數(shù)據(jù)類型？

我相信很多人有疑問(wèn)，或者很多人自信滿滿覺(jué)得自己對(duì)數(shù)據(jù)類型非常懂，在我看來(lái)就是由不同的格子組成的，最最最基本的數(shù)據(jù)類型是 char ,char 數(shù)據(jù)類型就有一個(gè)格子（一個(gè)字節(jié)），像下面這樣

c語(yǔ)言深度解剖（數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字）

char 數(shù)據(jù)類型的一個(gè)格子

先說(shuō) char 數(shù)據(jù)類型

這個(gè)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(gè)格子可以裝二進(jìn)制數(shù) 0B11111111, 里面有 8 個(gè)小格子，每個(gè)格子里面的東西是未知的。

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c語(yǔ)言深度解剖（數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字）

一個(gè)格子里面裝的東西示意圖

如果里面裝的是 0B11111111, 那這個(gè)格子應(yīng)該是這個(gè)樣子的，對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制就是 255

c語(yǔ)言深度解剖（數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字）

上面說(shuō)了 char, 下面說(shuō) unsigned  和 signed

上面說(shuō)了，一個(gè)大格子里面有 8 個(gè)小格子，但是 8 個(gè)小格子是有順序編號(hào)的，就是 0~7

c語(yǔ)言深度解剖（數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字）

 

比如一個(gè)數(shù)字 0B 11111111  ，這個(gè)我們都知道是  =256 ，

定義

無(wú)符號(hào)數(shù)（ unsigned ）無(wú)符號(hào)數(shù)只能表示非負(fù)數(shù)（ 及正數(shù)）。

有符號(hào)數(shù)（ signed ）可以表示任何類型規(guī)定范圍內(nèi)的數(shù)。

8 個(gè)小格子，我們需要有一個(gè)格子來(lái)告訴編譯器，這個(gè)大格子裝的數(shù)據(jù)是有符號(hào)型的還是無(wú)符號(hào)類型。編譯器指定最高位的格子第 8 個(gè)格子表示符號(hào)位

所以

unsigned char i;

表示的大小是 0~255 ，一共 256 個(gè)數(shù)字

signed char i;

表示的大小是 -   c語(yǔ)言深度解剖（數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字）  ~ c語(yǔ)言深度解剖（數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字）    =-128~127 ，其中包括 ，也是 256 個(gè)數(shù)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 ;

}

 

c語(yǔ)言深度解剖（數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字）

從圖上可以看到， j 大值是 127 ， i 最小值是 ， i 大值可以達(dá)到 255 ， j 最小值是 -128 。

變量在內(nèi)存里怎么保存的，看看下面這個(gè)圖片

c語(yǔ)言深度解剖（數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字）

我們上面把 char unsigned signed  搞定之后，我們?cè)賮?lái)看看其他的數(shù)據(jù)類型

數(shù)值類型

(1) double  ：聲明雙精度變量或函數(shù)

(2) float ：聲明浮點(diǎn)型變量或函數(shù)

(3) int ： 聲明整型變量或函數(shù)

(4) long  ：聲明長(zhǎng)整型變量或函數(shù)

(5) short  ：聲明短整型變量或函數(shù)

 

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

這時(shí)候，我們就需要用到一個(gè)關(guān)鍵字 sezeof ，這個(gè)關(guān)鍵字是用來(lái)確定對(duì)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

c語(yǔ)言深度解剖（數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字）

所以我們可以知道

int  類型和 long,float 類型的格子大小如下

c語(yǔ)言深度解剖（數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字）

double 類型的格子大小如下

c語(yǔ)言深度解剖（數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字）

short 類型的格子大小如下

c語(yǔ)言深度解剖（數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字）

char 類型的格子大小如下

c語(yǔ)言深度解剖（數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字）

好了，到這里了，大家想想看

char char i = 0 ;

i 占領(lǐng)的格子大小有多少呢？有沒(méi)有這樣的寫法呢？

c語(yǔ)言深度解剖（數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字）

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

為什么會(huì)編譯出錯(cuò)呢？

說(shuō)太多會(huì)有別人說(shuō)我裝逼厲害，有一種東西叫做編譯器，編譯器就像我們?nèi)祟惖姆梢粯?，?guī)定什么可以做什么是違法的，人類有很多種國(guó)家的法律，有些國(guó)家的法律允許一個(gè)老公娶幾個(gè)老婆，當(dāng)然，編譯器也有很多個(gè)，這個(gè)自行百度。

 

說(shuō)完數(shù)值數(shù)據(jù)類型，下面就開(kāi)始說(shuō)

構(gòu)造類型

(1) enum  ：聲明枚舉類型

(2) struct ：聲明結(jié)構(gòu)體變量或函數(shù)

(3) union ：聲明聯(lián)合數(shù)據(jù)類型

 

先說(shuō)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(guān)鍵字， union_type_age 說(shuō)明是這個(gè)整體，是這個(gè)枚舉變量的類型，就像一個(gè)戶口本，有一個(gè)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(huì)這樣說(shuō)，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(gè)枚舉類型的數(shù)值，它們是 const 常數(shù)類型的，只能在初始化的時(shí)候取設(shè)定它的值。

union_var_age 是枚舉類型的變量，它的值只能取花括號(hào)里面的數(shù)據(jù)。

 

用下面的一個(gè)小程序理解上面的內(nèi)容，不理解的請(qǐng)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(shuō)結(jié)構(gòu)體 struct  數(shù)據(jù)類型

這個(gè)關(guān)鍵字的數(shù)據(jù)類型太厲害了，學(xué)過(guò) C++ 都知道 C++ 是面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言，但是 linux 內(nèi)核下面有很多通過(guò) c 實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο蟮?，其? struct 起到了非常重要的作用， struct 可以把很多不一樣的數(shù)據(jù)類型統(tǒng)一成一個(gè)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(gè)指的是結(jié)構(gòu)體花括號(hào)里面的所有東西，結(jié)構(gòu)體變量名字的大小是花括號(hào)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(gè)字節(jié)），但是枚舉類型那個(gè)名字的大小卻不一樣，只有他自己的大小（ 4 個(gè)字節(jié)）。

#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(shù)據(jù)類型

union 數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字的用法與 struct 的用法非常相似， union 維護(hù)足夠多的空間來(lái)放置成員的一種。

在 union 中，所有的數(shù)據(jù)成員公用一個(gè)空間，同一個(gè)時(shí)間只能存儲(chǔ)其中一個(gè)數(shù)據(jù)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 大的數(shù)據(jù)是 double , 所以 CpuMachine 的長(zhǎng)度也是 double 的長(zhǎng)度。

c語(yǔ)言深度解剖（數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字）

但是在內(nèi)存里如何組織這個(gè)大小的呢？

我們用一個(gè)視頻來(lái)體驗(yàn)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(zhí)行之后，共用體之后的值把之前的值給覆蓋了，一個(gè)時(shí)間點(diǎn)后，共用體只能保存一個(gè)值。

 

問(wèn)題：

1 、數(shù)據(jù)類型是有不同大小的格子來(lái)組成的，那么不同的數(shù)據(jù)類型型格子保存在哪里呢？是由誰(shuí)來(lái)決定的呢？

2 、說(shuō)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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