c語言的基本數(shù)據(jù)類型及其表示

少年易學(xué)老難成，一寸光陰不可輕少年易學(xué)老難成，一寸光陰不可輕-百度文庫#}討論1：在TurboC2.0開發(fā)環(huán)境下運行此程序時，編譯過程中提示有一個錯誤，信息窗口顯示如圖3-2所示的錯誤信息，說明源程序第五行有錯，錯誤原因是主程序中的變量C沒有定義。編輯窗口源程序反相顯示出第五行，見圖3-3所示。分析錯誤原因可知，程序第五行并沒有錯，而是在使用變量c之前沒有定義其類型，修改程序第二行為：inta,b,c;重新編譯即可通過。可見，C程序中的所有變量都必須先定義后使用。CompilingC:\TC\SUM.C：ErrorC:\TC5：Undefinedsymbolinfunctionnain圖SUM.匚源程序編譯出錯信息，討論2：由SUM.C源程序可見，該程序的運行結(jié)果應(yīng)該是：c=32770，可實際運行結(jié)果如下:c=-32766FileEJHRUnC(Line5Col5main()tinta,b；a=327i7；h=3;printf("c=^d\nll,G)；圖mmsum.c源程序編輯窗口平顯然這個結(jié)果是錯誤的，但系統(tǒng)沒有提示出錯。為什么會出現(xiàn)這種情況呢？圖3-4是該程序運行后變量a、b、c中的存儲情況。由圖中可見，a和b的值都沒有超出整型數(shù)的表示范圍，而a加b后應(yīng)得到32770，這個數(shù)已經(jīng)超出了整型數(shù)的表示范圍，稱為溢出。但這種溢出在內(nèi)存變量c中的表現(xiàn)形式正好是數(shù)值-32766的補碼形式，當(dāng)輸出變量c的內(nèi)容時自然就輸出了-32766,造成結(jié)果錯誤。這就是數(shù)據(jù)溢出導(dǎo)致的結(jié)果。對于這種問題，系統(tǒng)往往不給出錯誤提示，而是要靠正確使用類型說明來保證其正確性。所以要求對數(shù)據(jù)類型的使用要仔細(xì)，對運算結(jié)果的數(shù)量級要有基本估計。變量*jI51444444^1川13JhlI嵬花了j變量匕」［口|皿口|口|口|可同川01爪1雙口3j變量cj|"口|"口|"口|口|""口I01口1口I111國-嵬循6的補碼J閣14兩數(shù)相加變量存儲示意圖」如果把上述程序作以下修改：/*SUM.C源程序*/main(){longa,b,c;/*說明a、b、c為長整型變量*/a=32767;b=3;c=a+b;printf("c=%ld\n",c);/*按長整型格式輸出變量c的值*/}即把變量a、b、c定義為長整型，就可以得到正確的運行結(jié)果。請讀者思考:如果只把c定義為長整型，a和b還保持整型，結(jié)果會怎樣？討論3：在C程序中，要注意常量與變量的類型匹配問題，例如上述程序中變量c的結(jié)果是正整數(shù)32770，與之匹配的有l(wèi)ongint型，還有unsignedint、unsignedshortint和unsignedlongint等所有無符號整型，因為32770是正數(shù)，又沒有超出所有無符號整型數(shù)的表示范圍。而int或shortint型是不能與之匹配的，否則會產(chǎn)生溢出。3.2.3實型數(shù)據(jù)及其表示.實數(shù)類型C語言提供了三種用于表示實數(shù)的類型：單精度型、雙精度型和長雙精度型。表3-3列出了實型數(shù)據(jù)的長度和表示范圍。表中的有效位是指數(shù)據(jù)在計算機中存儲和輸出時能夠精確表示的數(shù)字位數(shù)。表3-3實數(shù)基本類型表實數(shù)類型存儲字節(jié)數(shù)最小數(shù)值范圍有效位單精度型4字節(jié)10-38?10386?7雙精度型8字節(jié)10-308?1030815?16長雙精度型16字節(jié)10-4931?10493218?19在計算機中，實數(shù)是以浮點數(shù)形式存儲的，所以通常將單精度實數(shù)稱為浮點數(shù)。由計算機基礎(chǔ)知道，浮點數(shù)在計算機中是按指數(shù)形式存儲的，即把一個實型數(shù)據(jù)分成小數(shù)和指數(shù)兩部分。例如十進制實型數(shù)據(jù)0.12345610-2在計算機中的存放形式可用圖3-5示意。實際上計算機中存放的是二進制數(shù)，這里僅用十進制數(shù)說明其存放形式。數(shù)符- 小數(shù)? 指數(shù)符號招數(shù)?十0.123456-2-1小數(shù)部分p 指數(shù)部分圖15懶飄在計算機中的存放形式?其中，小數(shù)部分一般都采用規(guī)格化的數(shù)據(jù)形式，即：小數(shù)點放在第一個有效數(shù)字前面，使小數(shù)部分存放小于1的純小數(shù)。例如0.12345610-2還可表示為123.45610-5、1.2345610-3、0.000123456101等，但這些都不是規(guī)格化的數(shù)。表示小數(shù)部分的位數(shù)愈多，數(shù)的有效位就愈多，數(shù)的精確度就愈高。表示指數(shù)部分的位數(shù)愈多，數(shù)的表示范圍就愈大。究竟用多少位來表示小數(shù)部分，多少位表示指數(shù)部分，C標(biāo)準(zhǔn)對此并無具體規(guī)定，由各C編譯系統(tǒng)自定。對于單精度實數(shù)，一般的C編譯系統(tǒng)用4個字節(jié)中的前24位表示小數(shù)部分，其中最高位為整個數(shù)的符號位，用后8位表示指數(shù)部分，其中最高位為指數(shù)的符號位（見圖3-5）。這樣，單精度實數(shù)的精度就取決于小數(shù)部分的23位二進制數(shù)位所能表達(dá)的數(shù)值位數(shù)，將其轉(zhuǎn)換為十進制，最多可表示7位十進制數(shù)字，所以單精度實數(shù)的有效位是7位。由實型數(shù)據(jù)的存儲形式可見，由于機器存儲位數(shù)的限制，浮點數(shù)都是近似值，而且多個浮點數(shù)運算后誤差累積很快，所以引進了雙精度型和長雙精度型，用于擴大存儲位數(shù)，目的是增加實數(shù)的長度，減少累積誤差，改善計算精度。2.實型常量實型常量亦被稱為實型數(shù)或浮點數(shù)。在C語言中，實型常量一般都作為雙精度來處理，并且只用十進制數(shù)表示。實型常量有兩種書寫格式：小數(shù)形式和指數(shù)形式。（1）小數(shù)形式：它由符號、整數(shù)部分、小數(shù)點及小數(shù)部分組成。例如以下都是合法的小數(shù)形式實型常量：12.34，0.123，.123，123.，-12.0，-0.0345，0.0，0.注意其中任何位置上的小數(shù)點都是不可缺少的。例如123.不能寫成123,因為123是整型常量，而123.是實型常量。（2）指數(shù)形式：由十進制小數(shù)形式加上指數(shù)部分組成，其形式如下：十進制小數(shù)e指數(shù)或：十進制小數(shù)E指數(shù)格式中的e或E前面的數(shù)字表示尾數(shù)，e或E表示底數(shù)10，而e或E后面的指數(shù)必須是整數(shù)，表示10的冪次。例如25.34e3表示25.34x103=25340。以下都是合法的指數(shù)形式實型常量：2.5e3，-12.5e-5，0.123E-5，-267.89E-6，0.61256e3注意指數(shù)必須是不超過數(shù)據(jù)表示范圍的正負(fù)整數(shù)，并且在e或E前必須有數(shù)字。例如：e3，3.0e，E-9，10e3.5，.e8，e都是不合法的指數(shù)形式。對于上述兩種書寫形式，系統(tǒng)均默認(rèn)為是雙精度實型常量，可表示15?16位有效數(shù)字，數(shù)的表示范圍可達(dá)到10-308?10308。如果要表示單精度實型常量和長雙精度實型常量，只要在上述書寫形式后分別加上后綴f(F)或(L)即可。例如：2.3f,-0.123F,2e-3f,-1.5e4F為合法的單精度實型常量，注意只有7位有效數(shù)字。1256.34L,-0.123L,2e3L,為合法的長雙精度實型常量，有18?19位有效數(shù)字。對于超過有效數(shù)字位的數(shù)位，系統(tǒng)存儲時自動舍去。3.實型變量在C語言中，實型變量分為單精度、雙精度和長雙精度等三種類型。ANSIC標(biāo)準(zhǔn)允許的定義三種實型變量的關(guān)鍵字如下：float單精度型double^雙精度型longdouble^長雙精度型實型變量的定義，只需在說明語句中指明實型數(shù)據(jù)類型和相應(yīng)的變量名即可。例如：floata,b;/*說明變量a,b為單精度型實數(shù)*/doublec,d;/*說明變量c,d為雙精度型實數(shù)*/longdoublee,f/*說明變量e,f為長雙精度型實數(shù)*/4.實型數(shù)據(jù)應(yīng)用中的誤差問題例3-2：輸出實型數(shù)據(jù)a,b/*L3_2.C源程序*/main(){floata;/*說明變量a為單精度型*/doubleb;/*說明變量b為雙精度型*/a=12345.6789;/*為a賦值*/b=0.1234567891234567899e15;/*為b賦值*/printf("a=%f,b=%f\n",a,b);/*輸出變量a、b的值*/}程序為單精度變量a和雙精度變量b分別賦值，并不經(jīng)過任何運算就直接輸出變量a,b的值。理想結(jié)果應(yīng)該是照原樣輸出，即：a=12345.6789，b=0.1234567891234567899e15但運行該程序，實際輸出結(jié)果是：a=12345.678711，b=123456789123456.797000由于實型數(shù)據(jù)的有效位是有限的，程序中變量a為單