C語言歸納一

一、注意點

1.字符串輸出

#include<stdio.h>
int main()
{
    puts("C語  言 中文網");
    puts("C語言
    中文網");
    return 0;
}

第 5~6 行代碼是錯誤的，字符串必須在一行內結束，不能換行。

2.控制檯顏色設置

WORD在windows.h中定義，等同於unsigned short，使用低4位表示文字（前景）顏色，高4位表示文字背景顏色，所以它的取值爲xx。x爲一位16進制數，即0~F都可以使用，可以隨意組合。

0~F 分別代表的顏色如下：

0 = 黑色 8 = 灰色 1 = 淡藍 9 = 藍色
2 = 淡綠 A = 綠色 3 = 湖藍 B = 淡淺綠
C = 紅色 4 = 淡紅 5 = 紫色 D = 淡紫
6 = 黃色 E = 淡黃 7 = 白色 F = 亮白

例如，將背景設置爲淡綠色，文字設置爲紅色：

#include <stdio.h>
#include <windows.h>
int main(){
    HANDLE hConsole = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
    SetConsoleTextAttribute(hConsole, 0x2C );
    puts("C語言中文網");
    return 0;
}

如果只希望設置文字顏色，背景保持黑色，那麼也可以只給出一位16進制數，例如：

SetConsoleTextAttribute(hConsole, 0xC );  //將文字顏色設置爲紅色
SetConsoleTextAttribute(hConsole, 0xF );  //將文字顏色設置爲白色

3.最簡單的數據類型及數據類型長度

說明	字符型	短整型	整型	長整型	單精度浮點型	雙精度浮點型	無類型
數據類型	char	short	int	long	float	double	void

在32位環境中，各種數據類型的長度一般如下：

說明	字符型	短整型	整型	長整型	單精度浮點型	雙精度浮點型
數據類型	char	short	int	long	float	double
長度	1	2	4	4	4	8

4.如何在字符串中書寫或者輸出長文本

#include <stdio.h>
int main()
{
    puts(
        "C語言中文網，一個學習C語言和C++的網站，他們堅持用工匠的精神來打磨每一套教程。"
        "堅持做好一件事情，做到極致，讓自己感動，讓用戶心動，這就是足以傳世的作品！"
        "C語言中文網的網址是：http://c.biancheng.net"
    );
    return 0;
}

本節講到的 puts、printf，以及後面要講到的 fprintf、fputs 等與字符串輸出有關的函數，都支持這種寫法。

二、整型數據類型的長度及輸出

2.1整型數據類型的長度

對於 32 位的 Windows、Linux 和 Mac OS，short 的長度爲 2 個字節，int 爲 4 個字節，long 也爲 4 個字節。PC和服務器上的 32 位系統佔有率也在慢慢下降，嵌入式系統使用 32 位越來越多。

在 64 位環境下，不同的操作系統會有不同的結果，如下所示：

操作系統	short	int	long
Win64（64位 Windows）	2	4	4
類Unix系統（包括 Unix、Linux、Mac OS、BSD、Solaris 等）	2	4	8

目前我們使用較多的PC系統爲 Win XP、Win 7、Win 8、Win 10、Mac OS、Linux，在這些系統中，short 和 int 的長度都是固定的，分別爲 2 和 4，大家可以放心使用，只有 long 的長度在 Win64 和類 Unix 系統下會有所不同，使用時要注意移植性。

要注意可以通過sizeof操作符來獲取某個數據類型的長度，即所佔字節大小。

#include <stdio.h>
int main()
{
    short a = 10;
    int b = 100;
   
    int short_length = sizeof(a);
    int int_length = sizeof(b);
    int long_length = sizeof(long);
    int char_length = sizeof(char);
   
    printf("short=%d, int=%d, long=%d, char=%d\n", short_length, int_length, long_length, char_length);
   
    return 0;
}

2.2 不同整型的輸出

使用不同的格式控制符可以輸出不同類型的整數，它們分別是：

%hd用來輸出 short int 類型，hd 是 short decimal 的簡寫；
%d用來輸出 int 類型，d 是 decimal 的簡寫；
%ld用來輸出 long int 類型，ld 是 long decimal 的簡寫。

讀者需要注意，當格式控制符和數據類型不匹配時，編譯器會給出警告，提示程序員可能會存在風險。

2.3 不同類型的整型數據格式的取值範圍與數據溢出情況分析

我們可以計算出所有有符號數的取值範圍（括號內爲假設的長度）：

	char	short	int（4個字節）	long（8個字節）
最小值	-27 = -128	-215 = -32,768 ≈ -3.2萬	-231 = -2,147,483,648 ≈ -21億	-263 ≈ -9.22×1018
最大值	27 - 1= 127	215 - 1 = 32,767 ≈ 3.2萬	231 - 1 = 2,147,483,647 ≈ 21億	263 - 1≈ 9.22×1018

若存在數據溢出的情況：

#include <stdio.h>
int main()
{
    unsigned int a = 0x100000000;
    int b = 0xffffffff;
    printf("a=%u, b=%d\n", a, b);
    return 0;
}

運行結果：a=0, b=-1

變量 a 爲 unsigned int 類型，長度爲 4 個字節，能表示的最大值爲 0xFFFFFFFF，而 0x100000000 = 0xFFFFFFFF + 1，佔用33位，已超出 a 所能表示的最大值，所以發生了溢出，導致最高位的 1 被截去，剩下的 32 位都是0。也就是說，a 被存儲到內存後就變成了 0，printf 從內存中讀取到的也是 0。

變量 b 是 int 類型的有符號數，在內存中以補碼的形式存儲。0xffffffff 的數值位的原碼爲 1111 1111 …… 1111 1111，共 32 位，而 int 類型的數值位只有 31 位，所以最高位的 1 會覆蓋符號位，數值位只留下 31 個 1，所以 b 的原碼爲：

1111 1111 …… 1111 1111

這也是 b 在內存中的存儲形式。

當 printf 讀取到 b 時，由於最高位是 1，所以會被判定爲負數，要從補碼轉換爲原碼：

[1111 1111 …… 1111 1111]補
= [1111 1111 …… 1111 1110]反
= [1000 0000 …… 0000 0001]原
= -1

最終 b 的輸出結果爲 -1。

三、二進制數、八進制數和十六進制數的表示

3.1 二進制數

二進制由 0 和 1 兩個數字組成，使用時必須以0b或0B（不區分大小寫）開頭，例如：

//合法的二進制
int a = 0b101;  //換算成十進制爲 5
int b = -0b110010;  //換算成十進制爲 -50
int c = 0B100001;  //換算成十進制爲 33
//非法的二進制
int m = 101010;  //無前綴 0B，相當於十進制
int n = 0B410;  //4不是有效的二進制數字

讀者請注意，標準的C語言並不支持上面的二進制寫法，只是有些編譯器自己進行了擴展，才支持二進制數字。換句話說，並不是所有的編譯器都支持二進制數字，只有一部分編譯器支持，並且跟編譯器的版本有關係。

下面是實際測試的結果：

Visual C++ 6.0 不支持。
Visual Studio 2015 支持，但是 Visual Studio 2010 不支持；可以認爲，高版本的 Visual Studio 支持二進制數字，低版本的 Visual Studio 不支持。
GCC 4.8.2 支持，但是 GCC 3.4.5 不支持；可以認爲，高版本的 GCC 支持二進制數字，低版本的 GCC 不支持。
LLVM/Clang 支持（內嵌於 Mac OS 下的 Xcode 中）。

3.2 八進制數

八進制由 0~7 八個數字組成，使用時必須以0開頭（注意是數字 0，不是字母 o），例如：

/合法的八進制數
int a = 015;  //換算成十進制爲 13
int b = -0101;  //換算成十進制爲 -65
int c = 0177777;  //換算成十進制爲 65535

3.3 十六進制

十六進制由數字 0~9、字母 A~F 或 a~f（不區分大小寫）組成，使用時必須以0x或0X（不區分大小寫）開頭，例如：

//合法的十六進制
int a = 0X2A;  //換算成十進制爲 42
int b = -0XA0;  //換算成十進制爲 -160
int c = 0xffff;  //換算成十進制爲 65535

3.4 這幾種進制的輸出格式

	short	int	long	unsigned short	unsigned int	unsigned long
八進制	%ho	%o	%lo	%ho	%o	%lo
十進制	%hd	%d	%ld	%hu	%u	%lu
十六進制	%hx 或者 %hX	%x 或者 %X	%lx 或者 %lX	%hx 或者 %hX	%x 或者 %X	%lx 或者 %lX

十六進制數字的表示用到了英文字母，有大小寫之分，要在格式控制符中體現出來：

%hx、%x 和 %lx 中的x小寫，表明以小寫字母的形式輸出十六進制數；
%hX、%X 和 %lX 中的X大寫，表明以大寫字母的形式輸出十六進制數。

八進制數字和十進制數字不區分大小寫，所以格式控制符都用小寫形式。

區分不同進制數字的一個簡單辦法就是，在輸出時帶上特定的前綴。在格式控制符中加上#即可輸出前綴，例如 %#x、%#o、%#lX、%#ho 等，請看下面的代碼：

#include <stdio.h>
int main()
{
    short a = 0b1010110;  //二進制數字
    int b = 02713;  //八進制數字
    long c = 0X1DAB83;  //十六進制數字
   
    printf("a=%#ho, b=%#o, c=%#lo\n", a, b, c);  //以八進制形似輸出
    printf("a=%hd, b=%d, c=%ld\n", a, b, c);  //以十進制形式輸出
    printf("a=%#hx, b=%#x, c=%#lx\n", a, b, c);  //以十六進制形式輸出（字母小寫）
    printf("a=%#hX, b=%#X, c=%#lX\n", a, b, c);  //以十六進制形式輸出（字母大寫）
   
    return 0;
}

運行結果：
a=0126, b=02713, c=07325603
a=86, b=1483, c=1944451
a=0x56, b=0x5cb, c=0x1dab83
a=0X56, b=0X5CB, c=0X1DAB83

注意，整數和小數的有符號數在內存中都是以補碼形式存儲的，這樣方便加減運算。
所以在將無符號數輸出爲有符號數的時候，需要考慮將無符號數看做是有符號數的補碼，並進行從補碼到原碼的變換。

四、小數的輸出

小數也可以使用 printf 函數輸出，包括十進制形式和指數形式，它們對應的格式控制符分別是：

%f 以十進制形式輸出 float 類型；
%lf 以十進制形式輸出 double 類型；
%e 以指數形式輸出 float 類型，輸出結果中的 e 小寫；
%E 以指數形式輸出 float 類型，輸出結果中的 E 大寫；
%le 以指數形式輸出 double 類型，輸出結果中的 e 小寫；
%lE 以指數形式輸出 double 類型，輸出結果中的 E 大寫。

下面的代碼演示了小數的表示以及輸出：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    float a = 0.302;
    float b = 128.101;
    double c = 123;
    float d = 112.64E3;
    double e = 0.7623e-2;
    float f = 1.23002398;
    printf("a=%e \nb=%f \nc=%lf \nd=%lE \ne=%lf \nf=%f\n", a, b, c, d, e, f);
   
    return 0;
}

一、注意點

二、整型數據類型的長度及輸出

2.1整型數據類型的長度

2.2 不同整型的輸出

2.3 不同類型的整型數據格式的取值範圍與數據溢出情況分析

三、二進制數、八進制數和十六進制數的表示

3.1 二進制數

3.2 八進制數

3.3 十六進制

3.4 這幾種進制的輸出格式

四、小數的輸出

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