(｡･∀･)ﾉﾞ嗨，失蹤人口迴歸啦！！！
之前看到有人留言催更，老夫的心裏的竟然有一絲驚喜和興奮。上週說要改版嘛( 。＿ 。） ✎然後我就緊趕慢趕出了這篇稿子，但是由於一些原因，在今天才與大家間面。
之前就有小夥伴留言說建議在上次的內容後面加上數據類型，反碼補碼等知識。我還很是激動的，居然猜出了我今天要講的內容。
首先強調，忘記了上節課內容的同學一定要回顧下哦！在《3. C語言 -- 叫你一聲你敢答應嘛》的 2.3 部分講到 char 字符型，佔用一個字節；而 int 整型，通常反映了所用機器中整數的最自然長度。那一個字節和機器中整數的最自然長度到底是多大的呢？今天就給大家介紹一下 C 語言中的數據類型和取值範圍。
1
數據類型
在 C 語言裏，數據類型即說明了它是什麼類型的數據，也說明了所需的內存的大小，C 語言允許使用的類型如下：
在基本類型中的整數類型、浮點數類型和字符類型在之前介紹過了；其中的_Bool是布爾型，只能取 0 和 1 兩個值；另一個是枚舉類型（enum），這個類型將在後面的部分進行介紹。其餘的數據類型，如指針類型、構造類型和空類型也將在後面的部分進行介紹。
1.1
數據類型的限定符
- short , long, long long
我們可以爲這些基本數據類型加上一些限定符，比如表示長度的 short 和 long。比如 int 經過限定符修飾之後，可以是 short int，long int，還可以是 long long int。其中 short int表示所佔內存比 int 小的數據類型，而 long int 表示所佔內存比int 大的數據類型。
在 C 語言並沒有限制 int 的大小，更沒有限制 short int 等帶限定符的數據類型的大小，只是規定了
short int<=int<=long int<=long long int
注意哦，是小於等於，不是小於哦！
- signed 和 unsigned
還有一對類型限定符是 signed 和 unsigned，它們用於限定 char 類型和任何 int 類型變量的取值範圍。signed 表示該變量是帶符號位的 (可以表示負數)，而 unsigned 表示不帶符號位 (只能表示正數)。默認所有的整型變量都是 signed 的，也就是帶符號位的。
對於 int 類型的變量來說，有四種表示長度的限定符（除int本身外，還有 short，long 和 long long），再加上符號位的限定signed和 unsigned，所以一共存在着 8 種int 類型的變量。
1.2
sizeof 運算符
sizeof 用於獲得數據類型或表達式的長度，它有三種使用方式：
sizeof(type_name);//sizeof(類型) 即某一種類型的變量所佔內存大小;sizeof(object);//sizeof(對象) 即某一個對象所佔內存大小;sizeof object;//sizeof 對象 查看對象佔用內存大小的另一種表達方式;
1.3 舉例說明
下面的程序將使用sizeof輸出每一種數據類型或者每一個變量在內存中所佔的大小，具體地是使用8 種 int 類型的變量進行說明。
在 64 位的 Ubuntu 使用 gcc 編譯執行上面的代碼可以看到如下的結果
如上圖所示，有許多的 Warning，根據提示可知，這是由於sizeof返回的是一個long unsigned int的變量，所以使用 %d作爲佔位符有可能溢出，修改方法是將上面的%d改爲%ld。
分析輸出的結果，通過第 1 行和第 2 行輸出可以看出對於某一種數據類的變量，變量和數據類型的大小是相同的，這是很顯然的；其次通過第 3 行到第 6 行可以看到，數據類型的長度滿足上面的不等式
short int <= int <= long int <=long long int
的要求；通過最後兩行可以看出，對於同一種數據類型，signed 和 unsigned 只是最高位bit的意義，數據長度不會被改變的。
但是我們如果強制將無符號數賦值爲負數呢？代碼如下
輸出的結果如下圖所示
我們可以看到無符號數 b果然沒有輸出對應的 -1 ，但是爲什麼輸出 65535 呢？這就與數據類型的取值範圍有關了。
２
取值範圍
2.1
比特與字節
CPU能讀懂的最小單位是比特位，記爲bit，b，只能取 0 1 兩個數字；內存機構的最小尋址單位是字節，記爲Byte，B。如下圖所示，爲字節和比特之間的關係
因此一個字節所能存儲的最大數字是二進制的11111111。那這個二進制的數字對應十進制的數字是多少呢？是不是 255 呢？你可以先思考一下再看下面的內容~
2.2 符號位
對於的 11111111，如果它對應一個無符號變量，那麼其表示十進制的數字255（即 2^8 -1=255）。但是對於存放signed類型的數據，左邊第一位表示符號位。符號位爲0，表示正整數；爲1，表示負整數。一個8位的整型變量，除去左邊第一位符號位，剩下表示值的只有7個比特位。
事實上計算機是用補碼的形式來存放整數的值，其中正數的補碼是該數的二進制形式，而負數的補碼需要通過以下幾步獲得：
- 先取得該數的絕對值的二進制形式，符號位置爲1；
- 符號位不變，將第1步的值按位取反（即將 0 都變爲 1，1 都變爲 0）；
- 符號位不變，最後將第2步的值加1。
如下圖爲正數 7 和負數 -7 的補碼
一個字節的有符號數的取值範圍如下圖所示
其中我們可以看到負數最高可以到 -128，而正數最高只能到127，這是爲什麼呢？主要因爲 0 也佔據了整數中的一部分，所以導致正數最高只能到127。
那聰明的你現在一定知道將無符號整型賦值爲-1，打印輸出卻是 65535 的原因了吧~如果知道的話可以留言回覆哦~
2.3
基本數據類型的取值範圍
基本數據類型的取值範圍如下面的兩張圖所示，一張圖主要是字符型和整數型，另一張圖主要是小數型。
2.4 舉例說明
下面是一個通過 “計算指數值” 的程序來說明取值範圍這一概念，如下所示
在Ubuntu16.04下面使用 gcc 編譯執行可以使用下面這條命令
gcc -lm tmp.c && ./a.out
其中的 lm 表示表式我們使用了<math.h> 這個頭文件，&&省略了原本的 -o 的操作，此時生成的可執行文件名爲 a.out，通過上面的語句進行編譯執行得到如下的結果
可以看到 gcc 給出了 Warning 中指出了常量轉換溢出（overflow），然後我們可以驗證一下上面給出的結果是否正確。通過計算器可以知道 2^32 -1 的正確結果是 4294967295，與上面給出的結果不符。
出現這個的問題在於，在默認情況下 int 爲有符號型，所以第一位是符號位，不能用來存放數字，所以如果我們將 32 位都拿來存放數字很容易溢出的現象。那如何進行修改呢？肯定不是修改一處啦，想好了也可以留言回覆哦~