3.1 大話C語言變量和數(shù)據(jù)類型

在《數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲》一節(jié)中講到：
●計(jì)算機(jī)要處理的數(shù)據(jù)（諸如數(shù)字、文字焙贷、符號撵割、圖形、音頻辙芍、視頻等）是以二進(jìn)制的形式存放在內(nèi)存中的啡彬；
●我們將8個(gè)比特（Bit）稱為一個(gè)字節(jié)（Byte），并將字節(jié)作為最小的可操作單元故硅。
我們不妨先從最簡單的整數(shù)說起庶灿，看看它是如何放到內(nèi)存中去的。
變量（Variable）
現(xiàn)實(shí)生活中我們會找一個(gè)小箱子來存放物品吃衅，一來顯得不那么凌亂往踢，二來方便以后找到。計(jì)算機(jī)也是這個(gè)道理徘层，我們需要先在內(nèi)存中找一塊區(qū)域峻呕，規(guī)定用它來存放整數(shù)，并起一個(gè)好記的名字趣效，方便以后查找瘦癌。這塊區(qū)域就是“小箱子”，我們可以把整數(shù)放進(jìn)去了跷敬。 C語言中這樣在內(nèi)存中找一塊區(qū)域：

int又是一個(gè)新單詞讯私，它是 Integer 的簡寫，意思是整數(shù)西傀。a 是我們給這塊區(qū)域起的名字斤寇；當(dāng)然也可以叫其他名字，例如 abc池凄、mn123 等抡驼。 這個(gè)語句的意思是：在內(nèi)存中找一塊區(qū)域，命名為 a肿仑，用它來存放整數(shù)致盟。
注意 int 和 a 之間是有空格的，它們是兩個(gè)詞尤慰。
也注意最后的分號馏锡，int a表達(dá)了完整的意思，是一個(gè)語句伟端，要用分號來結(jié)束杯道。
不過int a;僅僅是在內(nèi)存中找了一塊可以保存整數(shù)的區(qū)域，那么如何將 123责蝠、100党巾、999 這樣的數(shù)字放進(jìn)去呢萎庭？ C語言中這樣向內(nèi)存中放整數(shù)：

=是一個(gè)新符號，它在數(shù)學(xué)中叫“等于號”齿拂，例如 1+2=3驳规，但在C語言中，這個(gè)過程叫做賦值（Assign）署海。賦值是指把數(shù)據(jù)放到內(nèi)存的過程吗购。 把上面的兩個(gè)語句連起來：

就把 123 放到了一塊叫做 a 的內(nèi)存區(qū)域。你也可以寫成一個(gè)語句：

a 中的整數(shù)不是一成不變的砸狞，只要我們需要捻勉，隨時(shí)可以更改。更改的方式就是再次賦值刀森，例如：

第二次賦值踱启，會把第一次的數(shù)據(jù)覆蓋（擦除）掉，也就是說撒强，a 中最后的值是9999禽捆，123笙什、1000 已經(jīng)不存在了飘哨，再也找不回來了。 因?yàn)?a 的值可以改變琐凭，所以我們給它起了一個(gè)形象的名字芽隆，叫做變量（Variable）。 int a;創(chuàng)造了一個(gè)變量 a统屈，我們把這個(gè)過程叫做變量定義胚吁。
a=123;把 123 交給了變量 a，我們把這個(gè)過程叫做給變量賦值愁憔；
又因?yàn)槭堑谝淮钨x值，也稱變量的初始化，或者賦初值怀喉。 你可以先定義變量胯杭，再初始化，例如：

也可以在定義的同時(shí)進(jìn)行初始化膜宋，例如：

這兩種方式是等價(jià)的窿侈。
數(shù)據(jù)類型（Data Type）
數(shù)據(jù)是放在內(nèi)存中的，變量是給這塊內(nèi)存起的名字秋茫，有了變量就可以找到并使用這份數(shù)據(jù)史简。但問題是，該如何使用呢肛著？ 我們知道圆兵，諸如數(shù)字跺讯、文字、符號殉农、圖形抬吟、音頻、視頻等數(shù)據(jù)都是以二進(jìn)制形式存儲在內(nèi)存中的统抬，它們并沒有本質(zhì)上的區(qū)別火本，那么，00010000 該理解為數(shù)字16呢聪建，還是圖像中某個(gè)像素的顏色呢钙畔，還是要發(fā)出某個(gè)聲音呢？如果沒有特別指明金麸，我們并不知道擎析。 也就是說，內(nèi)存中的數(shù)據(jù)有多種解釋方式挥下，使用之前必須要確定揍魂；上面的int a;就表明，這份數(shù)據(jù)是整數(shù)棚瘟，不能理解為像素现斋、聲音等。int 有一個(gè)專業(yè)的稱呼偎蘸，叫做數(shù)據(jù)類型（Data Type）庄蹋。 顧名思義，數(shù)據(jù)類型用來說明數(shù)據(jù)的類型迷雪，確定了數(shù)據(jù)的解釋方式限书，讓計(jì)算機(jī)和程序員不會產(chǎn)生歧義。在C語言中章咧，有多種數(shù)據(jù)類型倦西，例如：

這些是最基本的數(shù)據(jù)類型，是C語言自帶的赁严，如果我們需要扰柠，還可以通過它們組成更加復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，后面我們會一一講解误澳。
連續(xù)定義多個(gè)變量
為了讓程序的書寫更加簡潔耻矮，C語言支持多個(gè)變量的連續(xù)定義，例如：

連續(xù)定義的多個(gè)變量以逗號,分隔忆谓，并且要擁有相同的數(shù)據(jù)類型裆装；變量可以初始化，也可以不初始化。
數(shù)據(jù)的長度（Length）
所謂數(shù)據(jù)長度（Length）哨免，是指數(shù)據(jù)占用多少個(gè)字節(jié)茎活。占用的字節(jié)越多，能存儲的數(shù)據(jù)就越多琢唾，對于數(shù)字來說载荔，值就會更大，反之能存儲的數(shù)據(jù)就有限采桃。 多個(gè)數(shù)據(jù)在內(nèi)存中是連續(xù)存儲的懒熙，彼此之間沒有明顯的界限，如果不明確指明數(shù)據(jù)的長度普办，計(jì)算機(jī)就不知道何時(shí)存取結(jié)束工扎。例如我們保存了一個(gè)整數(shù) 1000，它占用4個(gè)字節(jié)的內(nèi)存衔蹲，而讀取時(shí)卻認(rèn)為它占用3個(gè)字節(jié)或5個(gè)字節(jié)肢娘，這顯然是不正確的。 所以舆驶，在定義變量時(shí)還要指明數(shù)據(jù)的長度橱健。而這恰恰是數(shù)據(jù)類型的另外一個(gè)作用。數(shù)據(jù)類型除了指明數(shù)據(jù)的解釋方式沙廉，還指明了數(shù)據(jù)的長度拘荡。因?yàn)樵贑語言中，每一種數(shù)據(jù)類型所占用的字節(jié)數(shù)都是固定的蓝仲，知道了數(shù)據(jù)類型俱病，也就知道了數(shù)據(jù)的長度官疲。 在32位環(huán)境中袱结，各種數(shù)據(jù)類型的長度一般如下：

C語言有多少種數(shù)據(jù)類型，每種數(shù)據(jù)類型長度是多少途凫、該如何使用垢夹，這是每一位C程序員都必須要掌握的，后續(xù)我們會一一講解维费。

最后的總結(jié)

數(shù)據(jù)是放在內(nèi)存中的果元，在內(nèi)存中存取數(shù)據(jù)要明確三件事情：數(shù)據(jù)存儲在哪里、數(shù)據(jù)的長度以及數(shù)據(jù)的處理方式犀盟。 變量名不僅僅是為數(shù)據(jù)起了一個(gè)好記的名字而晒，還告訴我們數(shù)據(jù)存儲在哪里，使用數(shù)據(jù)時(shí)阅畴，只要提供變量名即可倡怎；而數(shù)據(jù)類型則指明了數(shù)據(jù)的長度和處理方式。所以諸如int n;、char c;监署、float money;這樣的形式就確定了數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的所有要素颤专。 C語言提供的多種數(shù)據(jù)類型讓程序更加靈活和高效，同時(shí)也增加了學(xué)習(xí)成本钠乏。而有些編程語言栖秕，例如PHP、JavaScript等晓避，在定義變量時(shí)不需要指明數(shù)據(jù)類型簇捍，編譯器會根據(jù)賦值情況自動(dòng)推演出數(shù)據(jù)類型，更加智能俏拱。 除了C語言垦写，Java、C++彰触、C#,等在定義變量時(shí)也必須指明數(shù)據(jù)類型梯投，這樣的編程語言稱為強(qiáng)類型語言。
而PHP况毅、JavaScript等在定義變量時(shí)不必指明數(shù)據(jù)類型分蓖，編譯系統(tǒng)會自動(dòng)推演，這樣的編程語言稱為弱類型語言尔许。 強(qiáng)類型語言一旦確定了數(shù)據(jù)類型么鹤，就不能再賦給其他類型的數(shù)據(jù)，除非對數(shù)據(jù)類型進(jìn)行轉(zhuǎn)換味廊。弱類型語言沒有這種限制蒸甜，一個(gè)變量，可以先賦給一個(gè)整數(shù)余佛，然后再賦給一個(gè)字符串柠新。 最后需要說明的是：數(shù)據(jù)類型只在定義變量時(shí)指明，而且必須指明辉巡；使用變量時(shí)無需再指明恨憎，因?yàn)榇藭r(shí)的數(shù)據(jù)類型已經(jīng)確定了。


3.2 在屏幕上輸出各種類型的數(shù)據(jù)
在《第一個(gè)C語言程序》一節(jié)中郊楣，我們使用 puts 來輸出字符串憔恳。puts 是 output string 的縮寫，只能用來輸出字符串净蚤，不能輸出整數(shù)钥组、小數(shù)、字符等今瀑，我們需要用另外一個(gè)函數(shù)程梦，那就是 printf腔丧。 printf 比 puts 更加強(qiáng)大，不僅可以輸出字符串作烟，還可以輸出整數(shù)愉粤、小數(shù)、單個(gè)字符等拿撩，并且輸出格式也可以自己定義压恒，例如：
●以十進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制形式輸出；
●要求輸出的數(shù)字占 n 個(gè)字符的位置腺逛；
●控制小數(shù)的位數(shù)抛杨。

printf 是 print format 的縮寫慨绳，意思是“格式化打印”。這里所謂的“打印”就是在屏幕上顯示內(nèi)容，與“輸出”的含義相同讨韭，所以我們一般稱 printf 是用來格式化輸出的狰闪。 先來看一個(gè)簡單的例子：

這個(gè)語句可以在屏幕上顯示“C語言中文網(wǎng)”丽声，與puts("C語言中文網(wǎng)");的效果類似。 輸出變量 abc 的值：

這里就比較有趣了。先來看%d喊巍，d 是 decimal 的縮寫款咖，意思是十進(jìn)制數(shù)铐殃，%d 表示以十進(jìn)制整數(shù)的形式輸出海洼。輸出什么呢富腊？輸出變量 abc 的值。%d 與 abc 是對應(yīng)的赘被，也就是說，會用 abc 的值來替換 %d。 再來看個(gè)復(fù)雜點(diǎn)的：

會在屏幕上顯示： The value of abc is 999 ! 你看，字符串 "The value of abc is %d !" 中的 %d 被替換成了 abc 的值易迹，其他字符沒有改變供炼。這說明 %d 比較特殊，不會原樣輸出句伶，會被替換成對應(yīng)的變量的值劲蜻。 再來看：

會在屏幕上顯示： a=100, b=200, c=300 再次證明了 %d 與后面的變量是一一對應(yīng)的，第一個(gè) %d 對應(yīng)第一個(gè)變量考余，第二個(gè) %d 對應(yīng)第二個(gè)變量…… %d稱為格式控制符先嬉，它指明了以何種形式輸出數(shù)據(jù)。格式控制符均以%開頭楚堤，后跟其他字符疫蔓。%d 表示以十進(jìn)制形式輸出一個(gè)整數(shù)。除了 %d身冬，printf 支持更多的格式控制衅胀，例如：

●%c：輸出一個(gè)字符。c 是 character 的簡寫酥筝。
●%s：輸出一個(gè)字符串滚躯。s 是 string 的簡寫。
●%f：輸出一個(gè)小數(shù)嘿歌。f 是 float 的簡寫掸掏。
除了這些，printf 支持更加復(fù)雜和優(yōu)美的輸出格式宙帝，考慮到讀者的基礎(chǔ)暫時(shí)不夠丧凤。 我們把代碼補(bǔ)充完整，體驗(yàn)一下：

輸出結(jié)果： n=100, c=@, money=93.959999 要點(diǎn)提示： 1) \n是一個(gè)整體步脓，組合在一起表示一個(gè)換行字符愿待。換行符是 ASCII 編碼中的一個(gè)控制字符，無法在鍵盤上直接輸入靴患，只能用這種特殊的方法表示仍侥，被稱為轉(zhuǎn)義字符，請大家暫時(shí)先記住\n的含義蚁廓。
所謂換行访圃，就是讓文本從下一行的開頭輸出，相當(dāng)于在編輯 Word 或者 TXT 文檔時(shí)按下回車鍵相嵌。

puts 輸出完成后會自動(dòng)換行腿时，而 printf 不會，要自己添加換行符饭宾，這是 puts 和 printf 在輸出字符串時(shí)的一個(gè)區(qū)別批糟。

2. //后面的為注釋。注釋用來說明代碼是什么意思看铆，起到提示的作用徽鼎，可以幫助我們理解代碼。注釋雖然也是代碼的一部分弹惦，但是它并不會給程序帶來任何影響否淤，編譯器在編譯階段會忽略注釋的內(nèi)容，或者說刪除注釋的內(nèi)容棠隐。

3. money 的輸出值并不是 93.96石抡，而是一個(gè)非常接近的值，這與小數(shù)本身的存儲機(jī)制有關(guān)助泽，這種機(jī)制導(dǎo)致很多小數(shù)不能被精確地表示啰扛，即使像 93.96 這種簡單的小數(shù)也不行。我們將在《小數(shù)在內(nèi)存中是如何存儲的嗡贺，揭秘諾貝爾獎(jiǎng)級別的設(shè)計(jì)（長篇神文）》一節(jié)詳細(xì)介紹隐解。 我們也可以不用變量，將數(shù)據(jù)直接輸出：

輸出結(jié)果與上面相同诫睬。 在以后的編程中煞茫，我們會經(jīng)常使用 printf，說它是C語言中使用頻率最高的一個(gè)函數(shù)一點(diǎn)也不為過摄凡，每個(gè)C語言程序員都應(yīng)該掌握 printf 的用法续徽，這是最基本的技能。 不過 printf 的用法比較靈活架谎，也比較復(fù)雜炸宵，初學(xué)者知識儲備不足，不能一下子掌握谷扣，目前大家只需要掌握最基本的用法土全，以后隨著編程知識的學(xué)習(xí)，我們會逐步介紹更加高級的用法会涎，最終讓大家完全掌握 printf裹匙。
【腦筋急轉(zhuǎn)彎】%ds輸出什么
%d 輸出整數(shù)，%s 輸出字符串末秃，那么 %ds 輸出什么呢概页？ 我們不妨先來看一個(gè)例子：

運(yùn)行結(jié)果： a=1234s

從輸出結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，%d被替換成了變量 a 的值练慕，而s沒有變惰匙，原樣輸出了技掏。這是因?yàn)椋?%d才是格式控制符，%ds在一起沒有意義项鬼，s僅僅是跟在%d后面的一個(gè)普通字符哑梳，所以會原樣輸出。

【拓展】如何在字符串中書寫長文本
假設(shè)現(xiàn)在我們要輸出一段比較長的文本绘盟，它的內(nèi)容為：
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如果將這段文本放在一個(gè)字符串中蠢终，會顯得比較臃腫序攘，格式也不好看，就像下面這樣：

imag

超出編輯窗口寬度的文本換行

imagng

超出編輯窗口寬度的文本隱藏
當(dāng)文本超出編輯窗口的寬度時(shí)寻拂，可以選擇將文本換行程奠，也可以選擇將文本隱藏（可以在編輯器里面自行設(shè)置）祭钉，但是不管哪種形式慌核，在一個(gè)字符串里書寫長文本總是不太美觀距境。 當(dāng)然，你可以多寫幾個(gè) puts 函數(shù)垮卓，就像下面這樣：

imang

我不否認(rèn)這種寫法也比較美觀垫桂，但是這里我要講的是另外一種寫法：

在 puts 函數(shù)中，可以將一個(gè)較長的字符串分割成幾個(gè)較短的字符串，這樣會使得長文本的格式更加整齊灭将。 注意疼鸟，這只是形式上的分割，編譯器在編譯階段會將它們合并為一個(gè)字符串，它們放在一塊連續(xù)的內(nèi)存中吴攒。 多個(gè)字符串并不一定非得換行张抄，也可以將它們寫在一行中，例如：

本節(jié)講到的 puts舶斧、printf欣鳖，以及后面要講到的 fprintf察皇、fputs 等與字符串輸出有關(guān)的函數(shù)茴厉，都支持這種寫法。
3.3 C語言中的整數(shù)（short,int,long）
整數(shù)是編程中常用的一種數(shù)據(jù)什荣，C語言通常使用int來定義整數(shù)（int 是 integer 的簡寫）矾缓，這在《大話C語言變量和數(shù)據(jù)類型》中已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)講解。 在現(xiàn)代操作系統(tǒng)中稻爬，int 一般占用 4 個(gè)字節(jié)（Byte）的內(nèi)存嗜闻，共計(jì) 32 位（Bit）。如果不考慮正負(fù)數(shù)桅锄，當(dāng)所有的位都為 1 時(shí)它的值最大琉雳，為 232-1 = 4,294,967,295 ≈ 43億，這是一個(gè)很大的數(shù)友瘤，實(shí)際開發(fā)中很少用到翠肘，而諸如 1、99辫秧、12098 等較小的數(shù)使用頻率反而較高束倍。 使用 4 個(gè)字節(jié)保存較小的整數(shù)綽綽有余，會空閑出兩三個(gè)字節(jié)來盟戏，這些字節(jié)就白白浪費(fèi)掉了绪妹，不能再被其他數(shù)據(jù)使用。現(xiàn)在個(gè)人電腦的內(nèi)存都比較大了柿究，配置低的也有 4G邮旷，浪費(fèi)一些內(nèi)存不會帶來明顯的損失；而在C語言被發(fā)明的早期蝇摸，或者在單片機(jī)和嵌入式系統(tǒng)中婶肩，內(nèi)存都是非常稀缺的資源，所有的程序都在盡力節(jié)省內(nèi)存探入。 反過來說狡孔，43 億雖然已經(jīng)很大，但要表示全球人口數(shù)量還是不夠蜂嗽，必須要讓整數(shù)占用更多的內(nèi)存苗膝，才能表示更大的值，比如占用 6 個(gè)字節(jié)或者 8 個(gè)字節(jié)植旧。 讓整數(shù)占用更少的內(nèi)存可以在 int 前邊加 short辱揭，讓整數(shù)占用更多的內(nèi)存可以在 int 前邊加 long离唐，例如：

這樣 a、b问窃、c 只占用 2 個(gè)字節(jié)的內(nèi)存亥鬓，而 m、n域庇、p 可能會占用 8 個(gè)字節(jié)的內(nèi)存嵌戈。 也可以將 int 省略，只寫 short 和 long听皿，如下所示：

這樣的寫法更加簡潔熟呛，實(shí)際開發(fā)中常用。 int 是基本的整數(shù)類型尉姨，short 和 long 是在 int 的基礎(chǔ)上進(jìn)行的擴(kuò)展庵朝，short 可以節(jié)省內(nèi)存，long 可以容納更大的值又厉。 short九府、int、long 是C語言中常見的整數(shù)類型覆致，其中 int 稱為整型侄旬，short 稱為短整型，long 稱為長整型篷朵。
整型的長度

細(xì)心的讀者可能會發(fā)現(xiàn)勾怒，上面我們在描述 short、int声旺、long 類型的長度時(shí)笔链，只對 short 使用肯定的說法，而對 int腮猖、long 使用了“一般”或者“可能”等不確定的說法鉴扫。這種描述的言外之意是，只有 short 的長度是確定的澈缺，是兩個(gè)字節(jié)坪创，而 int 和 long 的長度無法確定，在不同的環(huán)境下有不同的表現(xiàn)姐赡。

一種數(shù)據(jù)類型占用的字節(jié)數(shù)莱预，稱為該數(shù)據(jù)類型的長度。例如项滑，short 占用 2 個(gè)字節(jié)的內(nèi)存依沮，那么它的長度就是 2。

實(shí)際情況也確實(shí)如此，C語言并沒有嚴(yán)格規(guī)定 short危喉、int宋渔、long 的長度，只做了寬泛的限制：
●short 至少占用 2 個(gè)字節(jié)辜限。

●int 建議為一個(gè)機(jī)器字長皇拣。32 位環(huán)境下機(jī)器字長為 4 字節(jié)，64 位環(huán)境下機(jī)器字長為 8 字節(jié)薄嫡。
●short 的長度不能大于 int氧急，long 的長度不能小于 int。
總結(jié)起來岂座，它們的長度（所占字節(jié)數(shù)）關(guān)系為：

這就意味著态蒂，short 并不一定真的”短“，long 也并不一定真的”長“费什，它們有可能和 int 占用相同的字節(jié)數(shù)。 在 16 位環(huán)境下手素，short 的長度為 2 個(gè)字節(jié)鸳址，int 也為 2 個(gè)字節(jié)，long 為 4 個(gè)字節(jié)泉懦。16 位環(huán)境多用于單片機(jī)和低級嵌入式系統(tǒng)稿黍，在PC和服務(wù)器上已經(jīng)見不到了。 對于 32 位的 Windows崩哩、Linux 和 Mac OS巡球，short 的長度為 2 個(gè)字節(jié)，int 為 4 個(gè)字節(jié)邓嘹，long 也為 4 個(gè)字節(jié)酣栈。PC和服務(wù)器上的 32 位系統(tǒng)占有率也在慢慢下降，嵌入式系統(tǒng)使用 32 位越來越多汹押。 在 64 位環(huán)境下矿筝，不同的操作系統(tǒng)會有不同的結(jié)果，如下所示：

目前我們使用較多的PC系統(tǒng)為 Win XP破停、Win 7复凳、Win 8、Win 10、Mac OS蚯撩、Linux殴玛，在這些系統(tǒng)中，short 和 int 的長度都是固定的，分別為 2 和 4水评，大家可以放心使用，只有 long 的長度在 Win64 和類 Unix 系統(tǒng)下會有所不同媚送，使用時(shí)要注意移植性中燥。
sizeof 操作符
獲取某個(gè)數(shù)據(jù)類型的長度可以使用 sizeof 操作符，如下所示：

在 32 位環(huán)境以及 Win64 環(huán)境下的運(yùn)行結(jié)果為：

short=2, int=4, long=4, char=1

在 64 位 Linux 和 Mac OS 下的運(yùn)行結(jié)果為：

short=2, int=4, long=8, char=1

sizeof 用來獲取某個(gè)數(shù)據(jù)類型或變量所占用的字節(jié)數(shù)塘偎，如果后面跟的是變量名稱疗涉，那么可以省略( )，如果跟的是數(shù)據(jù)類型吟秩，就必須帶上( )咱扣。 需要注意的是，sizeof 是C語言中的操作符涵防，不是函數(shù)闹伪，所以可以不帶( )，后面會詳細(xì)講解壮池。
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(shù)偏瓤，它們分別是：
●%hd用來輸出 short int 類型，hd 是 short decimal 的簡寫椰憋；
●%d用來輸出 int 類型厅克，d 是 decimal 的簡寫；
●%ld用來輸出 long int 類型橙依，ld 是 long decimal 的簡寫证舟。
下面的例子演示了不同整型的輸出：

運(yùn)行結(jié)果： a=10, b=100, c=9437

在編寫代碼的過程中，我建議將格式控制符和數(shù)據(jù)類型嚴(yán)格對應(yīng)起來窗骑，養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣女责。當(dāng)然，如果你不嚴(yán)格對應(yīng)慧域，一般也不會導(dǎo)致錯(cuò)誤鲤竹，例如，很多初學(xué)者都使用%d輸出所有的整數(shù)類型昔榴，請看下面的例子：

運(yùn)行結(jié)果仍然是： a=10, b=100, c=9437

當(dāng)使用%d輸出 short辛藻，或者使用%ld輸出 short、int 時(shí)互订，不管值有多大吱肌，都不會發(fā)生錯(cuò)誤，因?yàn)楦袷娇刂品銐蛉菁{這些值仰禽。 當(dāng)使用%hd輸出 int氮墨、long纺蛆，或者使用%d輸出 long 時(shí)，如果要輸出的值比較泄婢尽（就像上面的情況）桥氏，一般也不會發(fā)生錯(cuò)誤，如果要輸出的值比較大猛铅，就很有可能發(fā)生錯(cuò)誤字支，例如：

在 64 位 Linux 和 Mac OS 下（long 的長度為 8）的運(yùn)行結(jié)果為：

m=-21093, n=4556 n=-1898311220

輸出結(jié)果完全是錯(cuò)誤的，這是因?yàn)?hd容納不下 m 和 n 的值奸忽，%d也容納不下 n 的值堕伪。 讀者需要注意，當(dāng)格式控制符和數(shù)據(jù)類型不匹配時(shí)栗菜，編譯器會給出警告欠雌，提示程序員可能會存在風(fēng)險(xiǎn)。

編譯器的警告是分等級的疙筹，不同程度的風(fēng)險(xiǎn)被劃分成了不同的警告等級富俄，而使用%d輸出 short 和 long 類型的風(fēng)險(xiǎn)較低，如果你的編譯器設(shè)置只對較高風(fēng)險(xiǎn)的操作發(fā)出警告腌歉，那么此處你就看不到警告信息蛙酪。

3.4 C語言中的二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)

C語言中的整數(shù)除了可以使用十進(jìn)制翘盖，還可以使用二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制凹蜂。
二進(jìn)制數(shù)馍驯、八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)的表示

一個(gè)數(shù)字默認(rèn)就是十進(jìn)制的，表示一個(gè)十進(jìn)制數(shù)字不需要任何特殊的格式玛痊。但是汰瘫，表示一個(gè)二進(jìn)制、八進(jìn)制或者十六進(jìn)制數(shù)字就不一樣了擂煞，為了和十進(jìn)制數(shù)字區(qū)分開來混弥，必須采用某種特殊的寫法，具體來說对省，就是在數(shù)字前面加上特定的字符蝗拿，也就是加前綴。

1. 二進(jìn)制
   二進(jìn)制由 0 和 1 兩個(gè)數(shù)字組成蒿涎，使用時(shí)必須以0b或0B（不區(qū)分大小寫）開頭哀托，例如：

讀者請注意，標(biāo)準(zhǔn)的C語言并不支持上面的二進(jìn)制寫法劳秋，只是有些編譯器自己進(jìn)行了擴(kuò)展仓手，才支持二進(jìn)制數(shù)字胖齐。換句話說，并不是所有的編譯器都支持二進(jìn)制數(shù)字嗽冒，只有一部分編譯器支持呀伙，并且跟編譯器的版本有關(guān)系。

下面是實(shí)際測試的結(jié)果：
●Visual C++ 6.0 不支持添坊。
●Visual Studio 2015 支持剿另，但是 Visual Studio 2010 不支持；可以認(rèn)為帅腌，高版本的 Visual Studio 支持二進(jìn)制數(shù)字驰弄，低版本的 Visual Studio 不支持。
●GCC 4.8.2 支持速客，但是 GCC 3.4.5 不支持戚篙；可以認(rèn)為，高版本的 GCC 支持二進(jìn)制數(shù)字溺职，低版本的 GCC 不支持岔擂。
●LLVM/Clang 支持（內(nèi)嵌于 Mac OS 下的 Xcode 中）。

2. 八進(jìn)制
   八進(jìn)制由 0~7 八個(gè)數(shù)字組成浪耘，使用時(shí)必須以0開頭（注意是數(shù)字 0乱灵，不是字母 o），例如：

3. 十六進(jìn)制
   十六進(jìn)制由數(shù)字 0~9七冲、字母 A~F 或 a~f（不區(qū)分大小寫）組成痛倚，使用時(shí)必須以0x或0X（不區(qū)分大小寫）開頭，例如：

4. 十進(jìn)制
   十進(jìn)制由 0~9 十個(gè)數(shù)字組成澜躺，沒有任何前綴蝉稳，和我們平時(shí)的書寫格式一樣，不再贅述掘鄙。
   二進(jìn)制數(shù)耘戚、八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)的輸出
   C語言中常用的整數(shù)有 short、int 和 long 三種類型操漠，通過 printf 函數(shù)收津，可以將它們以八進(jìn)制、十進(jìn)制和十六進(jìn)制的形式輸出浊伙。上節(jié)我們講解了如何以十進(jìn)制的形式輸出撞秋，這節(jié)我們重點(diǎn)講解如何以八進(jìn)制和十六進(jìn)制的形式輸出，下表列出了不同類型的整數(shù)吧黄、以不同進(jìn)制的形式輸出時(shí)對應(yīng)的格式控制符：

十六進(jìn)制數(shù)字的表示用到了英文字母部服，有大小寫之分，要在格式控制符中體現(xiàn)出來：

●%hx拗慨、%x 和 %lx 中的x小寫廓八，表明以小寫字母的形式輸出十六進(jìn)制數(shù)奉芦；

●%hX、%X 和 %lX 中的X大寫剧蹂，表明以大寫字母的形式輸出十六進(jìn)制數(shù)声功。
八進(jìn)制數(shù)字和十進(jìn)制數(shù)字不區(qū)分大小寫，所以格式控制符都用小寫形式宠叼。如果你比較叛逆先巴，想使用大寫形式，那么行為是未定義的冒冬，請你慎重：

●有些編譯器支持大寫形式伸蚯，只不過行為和小寫形式一樣；

●有些編譯器不支持大寫形式简烤，可能會報(bào)錯(cuò)剂邮，也可能會導(dǎo)致奇怪的輸出。
注意横侦，雖然部分編譯器支持二進(jìn)制數(shù)字的表示挥萌，但是卻不能使用 printf 函數(shù)輸出二進(jìn)制，這一點(diǎn)比較遺憾枉侧。當(dāng)然引瀑，通過轉(zhuǎn)換函數(shù)可以將其它進(jìn)制數(shù)字轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)字，并以字符串的形式存儲榨馁，然后在 printf 函數(shù)中使用%s輸出即可憨栽。考慮到讀者的基礎(chǔ)還不夠翼虫，這里就先不講這種方法了徒像。 【實(shí)例】以不同進(jìn)制的形式輸出整數(shù)：

運(yùn)行結(jié)果：

a=126, b=2713, c=7325603
a=86, b=1483, c=1944451
a=56, b=5cb, c=1dab83
a=56, b=5CB, c=1DAB83

從這個(gè)例子可以發(fā)現(xiàn)，一個(gè)數(shù)字不管以何種進(jìn)制來表示蛙讥，都能夠以任意進(jìn)制的形式輸出。數(shù)字在內(nèi)存中始終以二進(jìn)制的形式存儲灭衷，其它進(jìn)制的數(shù)字在存儲前都必須轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制形式次慢；同理，一個(gè)數(shù)字在輸出時(shí)要進(jìn)行逆向的轉(zhuǎn)換翔曲，也就是從二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為其他進(jìn)制迫像。
輸出時(shí)加上前綴
請讀者注意觀察上面的例子，會發(fā)現(xiàn)有一點(diǎn)不完美瞳遍，如果只看輸出結(jié)果：
●對于八進(jìn)制數(shù)字闻妓，它沒法和十進(jìn)制、十六進(jìn)制區(qū)分掠械，因?yàn)榘诉M(jìn)制由缆、十進(jìn)制和十六進(jìn)制都包含 0~7 這幾個(gè)數(shù)字注祖。
●對于十進(jìn)制數(shù)字，它沒法和十六進(jìn)制區(qū)分均唉，因?yàn)槭M(jìn)制也包含 0~9 這幾個(gè)數(shù)字是晨。如果十進(jìn)制數(shù)字中還不包含 8 和 9，那么也不能和八進(jìn)制區(qū)分了舔箭。
●對于十六進(jìn)制數(shù)字罩缴，如果沒有包含 a~f 或者 A~F，那么就無法和十進(jìn)制區(qū)分层扶，如果還不包含 8 和 9箫章，那么也不能和八進(jìn)制區(qū)分了。
區(qū)分不同進(jìn)制數(shù)字的一個(gè)簡單辦法就是镜会，在輸出時(shí)帶上特定的前綴檬寂。在格式控制符中加上#即可輸出前綴，例如 %#x稚叹、%#o焰薄、%#lX、%#ho 等扒袖，請看下面的代碼：

運(yùn)行結(jié)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

十進(jìn)制數(shù)字沒有前綴塞茅，所以不用加#。如果你加上了季率，那么它的行為是未定義的野瘦，有的編譯器支持十進(jìn)制加#，只不過輸出結(jié)果和沒有加#一樣飒泻，有的編譯器不支持加#鞭光，可能會報(bào)錯(cuò)，也可能會導(dǎo)致奇怪的輸出泞遗；但是惰许，大部分編譯器都能正常輸出，不至于當(dāng)成一種錯(cuò)誤史辙。
3.5 C語言中的正負(fù)數(shù)及其輸出
在數(shù)學(xué)中汹买，數(shù)字有正負(fù)之分。在C語言中也是一樣聊倔，short晦毙、int、long 都可以帶上正負(fù)號耙蔑，例如：

如果不帶正負(fù)號见妒，默認(rèn)就是正數(shù)。 符號也是數(shù)字的一部分甸陌，也要在內(nèi)存中體現(xiàn)出來须揣。符號只有正負(fù)兩種情況盐股，用1位（Bit）就足以表示；C語言規(guī)定返敬，把內(nèi)存的最高位作為符號位遂庄。以 int 為例，它占用 32 位的內(nèi)存劲赠，0~30 位表示數(shù)值涛目，31 位表示正負(fù)號。如下圖所示：

imagng

在編程語言中凛澎，計(jì)數(shù)往往是從0開始霹肝，例如字符串 "abc123"，我們稱第 0 個(gè)字符是 a塑煎，第 1 個(gè)字符是 b沫换，第 5 個(gè)字符是 3。這和我們平時(shí)從 1 開始計(jì)數(shù)的習(xí)慣不一樣最铁，大家要慢慢適應(yīng)讯赏，培養(yǎng)編程思維。
C語言規(guī)定冷尉，在符號位中漱挎，用 0 表示正數(shù)，用 1 表示負(fù)數(shù)雀哨。例如 int 類型的 -10 和 +16 在內(nèi)存中的表示如下：

imagng

short磕谅、int 和 long 類型默認(rèn)都是帶符號位的，符號位以外的內(nèi)存才是數(shù)值位雾棺。如果只考慮正數(shù)膊夹，那么各種類型能表示的數(shù)值范圍（取值范圍）就比原來小了一半。 但是在很多情況下捌浩，我們非常確定某個(gè)數(shù)字只能是正數(shù)放刨，比如班級學(xué)生的人數(shù)、字符串的長度尸饺、內(nèi)存地址等宏榕，這個(gè)時(shí)候符號位就是多余的了，就不如刪掉符號位侵佃，把所有的位都用來存儲數(shù)值，這樣能表示的數(shù)值范圍更大（大一倍）奠支。 C語言允許我們這樣做馋辈，如果不希望設(shè)置符號位，可以在數(shù)據(jù)類型前面加上 unsigned 關(guān)鍵字倍谜，例如：

這樣迈螟，short叉抡、int、long 中就沒有符號位了答毫，所有的位都用來表示數(shù)值褥民，正數(shù)的取值范圍更大了。這也意味著洗搂，使用了 unsigned 后只能表示正數(shù)消返，不能再表示負(fù)數(shù)了。 如果將一個(gè)數(shù)字分為符號和數(shù)值兩部分耘拇，那么不加 unsigned 的數(shù)字稱為有符號數(shù)撵颊，能表示正數(shù)和負(fù)數(shù)，加了 unsigned 的數(shù)字稱為無符號數(shù)惫叛，只能表示正數(shù)倡勇。 請讀者注意一個(gè)小細(xì)節(jié)，如果是unsigned int類型嘉涌，那么可以省略 int 妻熊，只寫 unsigned，例如：

無符號數(shù)的輸出
無符號數(shù)可以以八進(jìn)制仑最、十進(jìn)制和十六進(jìn)制的形式輸出扔役，它們對應(yīng)的格式控制符分別為：

上節(jié)我們也講到了不同進(jìn)制形式的輸出，但是上節(jié)我們還沒有講到正負(fù)數(shù)词身，所以也沒有關(guān)心這一點(diǎn)厅目，只是“籠統(tǒng)”地介紹了一遍。現(xiàn)在本節(jié)已經(jīng)講到了正負(fù)數(shù)法严，那我們就再深入地說一下损敷。 嚴(yán)格來說，格式控制符和整數(shù)的符號是緊密相關(guān)的深啤，具體就是：

●%d 以十進(jìn)制形式輸出有符號數(shù)拗馒；
●%u 以十進(jìn)制形式輸出無符號數(shù)；
●%o 以八進(jìn)制形式輸出無符號數(shù)溯街；
●%x 以十六進(jìn)制形式輸出無符號數(shù)诱桂。

那么，如何以八進(jìn)制和十六進(jìn)制形式輸出有符號數(shù)呢呈昔？很遺憾挥等，printf 并不支持，也沒有對應(yīng)的格式控制符堤尾。在實(shí)際開發(fā)中肝劲，也基本沒有“輸出負(fù)的八進(jìn)制數(shù)或者十六進(jìn)制數(shù)”這樣的需求，我想可能正是因?yàn)檫@一點(diǎn)，printf 才沒有提供對應(yīng)的格式控制符辞槐。 下表全面地總結(jié)了不同類型的整數(shù)掷漱，以不同進(jìn)制的形式輸出時(shí)對應(yīng)的格式控制符（--表示沒有對應(yīng)的格式控制符）。

有讀者可能會問榄檬，上節(jié)我們也使用 %o 和 %x 來輸出有符號數(shù)了卜范，為什么沒有發(fā)生錯(cuò)誤呢？這是因?yàn)椋?/p>

●當(dāng)以有符號數(shù)的形式輸出時(shí)鹿榜，printf 會讀取數(shù)字所占用的內(nèi)存海雪，并把最高位作為符號位，把剩下的內(nèi)存作為數(shù)值位犬缨；
●當(dāng)以無符號數(shù)的形式輸出時(shí)喳魏，printf 也會讀取數(shù)字所占用的內(nèi)存，并把所有的內(nèi)存都作為數(shù)值位對待怀薛。

對于一個(gè)有符號的正數(shù)刺彩，它的符號位是 0，當(dāng)按照無符號數(shù)的形式讀取時(shí)枝恋，符號位就變成了數(shù)值位创倔，但是該位恰好是 0 而不是 1，所以對數(shù)值不會產(chǎn)生影響焚碌，這就好比在一個(gè)數(shù)字前面加 0畦攘，有多少個(gè) 0 都不會影響數(shù)字的值。 如果對一個(gè)有符號的負(fù)數(shù)使用 %o 或者 %x 輸出十电，那么結(jié)果就會大相徑庭知押，讀者可以親試。 可以說鹃骂，“有符號正數(shù)的最高位是 0”這個(gè)巧合才使得 %o 和 %x 輸出有符號數(shù)時(shí)不會出錯(cuò)台盯。 再次強(qiáng)調(diào)，不管是以 %o畏线、%u静盅、%x 輸出有符號數(shù)，還是以 %d 輸出無符號數(shù)寝殴，編譯器都不會報(bào)錯(cuò)蒿叠，只是對內(nèi)存的解釋不同了。%o蚣常、%d市咽、%u、%x 這些格式控制符不會關(guān)心數(shù)字在定義時(shí)到底是有符號的還是無符號的：
●你讓我輸出無符號數(shù)抵蚊，那我在讀取內(nèi)存時(shí)就不區(qū)分符號位和數(shù)值位了魂务，我會把所有的內(nèi)存都看做數(shù)值位曼验；
●你讓我輸出有符號數(shù)，那我在讀取內(nèi)存時(shí)會把最高位作為符號位粘姜，把剩下的內(nèi)存作為數(shù)值位。
說得再直接一些熔酷，我管你在定義時(shí)是有符號數(shù)還是無符號數(shù)呢孤紧，我只關(guān)心內(nèi)存，有符號數(shù)也可以按照無符號數(shù)輸出拒秘，無符號數(shù)也可以按照有符號數(shù)輸出号显，至于輸出結(jié)果對不對，那我就不管了躺酒，你自己承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)押蚤。 下面的代碼進(jìn)行了全面的演示：

運(yùn)行結(jié)果：

a=0100, b=0xffffffff, c=720
m=-1, n=-2147483648, p=100

對于絕大多數(shù)初學(xué)者來說，b羹应、m揽碘、n 的輸出結(jié)果看起來非常奇怪，甚至不能理解园匹。按照一般的推理雳刺，b、m裸违、n 這三個(gè)整數(shù)在內(nèi)存中的存儲形式分別是：

imag

當(dāng)以 %x 輸出 b 時(shí)掖桦，結(jié)果應(yīng)該是 0x80000001；當(dāng)以 %hd供汛、%d 輸出 m枪汪、n 時(shí)，結(jié)果應(yīng)該分別是 -7fff怔昨、-0雀久。但是實(shí)際的輸出結(jié)果和我們推理的結(jié)果卻大相徑庭，這是為什么呢朱监？
注意岸啡，-7fff 是十六進(jìn)制形式。%d 本來應(yīng)該輸出十進(jìn)制赫编，這里只是為了看起來方便巡蘸，才改為十六進(jìn)制。
其實(shí)這跟整數(shù)在內(nèi)存中的存儲形式以及讀取方式有關(guān)擂送。b 是一個(gè)有符號的負(fù)數(shù)悦荒，它在內(nèi)存中并不是像上圖演示的那樣存儲，而是要經(jīng)過一定的轉(zhuǎn)換才能寫入內(nèi)存嘹吨；m搬味、n 的內(nèi)存雖然沒有錯(cuò)誤，但是當(dāng)以 %d 輸出時(shí)，并不是原樣輸出碰纬，而是有一個(gè)逆向的轉(zhuǎn)換過程（和存儲時(shí)的轉(zhuǎn)換過程恰好相反）萍聊。 也就是說，整數(shù)在寫入內(nèi)存之前可能會發(fā)生轉(zhuǎn)換悦析，在讀取時(shí)也可能會發(fā)生轉(zhuǎn)換寿桨，而我們沒有考慮這種轉(zhuǎn)換，所以才會導(dǎo)致推理錯(cuò)誤强戴。那么亭螟，整數(shù)在寫入內(nèi)存前，以及在讀取時(shí)究竟發(fā)生了怎樣的轉(zhuǎn)換呢骑歹？為什么會發(fā)生這種轉(zhuǎn)換呢预烙？我們將在《整數(shù)在內(nèi)存中是如何存儲的，為什么它堪稱天才般的設(shè)計(jì)》一節(jié)中揭開謎底道媚。

3.6 整數(shù)在內(nèi)存中是如何存儲的扁掸，為什么它堪稱天才般的設(shè)計(jì)
加法和減法是計(jì)算機(jī)中最基本的運(yùn)算，計(jì)算機(jī)時(shí)時(shí)刻刻都離不開它們衰琐，所以它們得由硬件直接支持也糊。為了提高加減法的運(yùn)算效率，硬件電路需要設(shè)計(jì)地足夠精簡羡宙。
對于有符號數(shù)狸剃，內(nèi)存要區(qū)分符號位和數(shù)值位，對于人腦來說狗热，很容易辨別钞馁，但是對于計(jì)算機(jī)而言，就要設(shè)計(jì)專門的電路匿刮，這無疑增加了硬件的復(fù)雜性僧凰，增加了計(jì)算的時(shí)間。
要是能把符號位和數(shù)值位等同起來熟丸，讓它們一起參與運(yùn)算训措，不再加以區(qū)分，這樣硬件電路就變得簡單了起來光羞。
另外绩鸣，加法和減法也可以合并為一種運(yùn)算，就是加法運(yùn)算纱兑，因?yàn)闇p去一個(gè)數(shù)相當(dāng)于加上這個(gè)數(shù)的相反數(shù)呀闻，例如：5 - 3等價(jià)于 5 + (-3)，10 - (-9)等價(jià)于10+9.

相反數(shù)是指數(shù)值相同潜慎，符號不同的兩個(gè)數(shù)捡多，例如蓖康，10和-10就是一堆相反數(shù)，-98和98也是一對相反數(shù)垒手。
如果能夠?qū)崿F(xiàn)上面的兩個(gè)目標(biāo)蒜焊，那么只要設(shè)計(jì)一種簡單的、不用區(qū)分符號位和數(shù)值位的加法電路科贬，就能同時(shí)實(shí)現(xiàn)加法和減法運(yùn)算山涡，并且非常高效。
實(shí)際上唆迁，這兩個(gè)目標(biāo)都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了，真正的計(jì)算機(jī)硬件電路就是如此簡單竞穷。
然而唐责，簡化硬件電路是有代價(jià)的，這個(gè)代價(jià)就是有符號數(shù)在存儲和讀取時(shí)都要進(jìn)行轉(zhuǎn)化瘾带。那么鼠哥，這個(gè)轉(zhuǎn)換過程究竟是怎樣的呢？接下來我們就詳細(xì)地講解一下看政。

首先朴恳，請記住如下幾個(gè)概念。
(1)原碼
將一個(gè)整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制形式允蚣，就是其原碼于颖。
例如short a = 6；
a的原碼就是0000 0000 0000 0110;
更改a的值a = -18嚷兔，此時(shí)a的原碼就是1000 0000 0001 0010森渐。
通俗的理解，原碼就是一個(gè)整數(shù)本來的二進(jìn)制形式

(2)反碼
談到反碼冒晰，需要將正數(shù)和負(fù)數(shù)區(qū)別對待同衣，因?yàn)樗鼈兊姆创a不一樣。
對于正數(shù)壶运，它的反碼就是其原碼（原碼和反碼相同）耐齐；
負(fù)數(shù)的反碼就是將原碼中除符號位以外的所有位（數(shù)值位）取反，也就是0變成1,1變成0.蒋情。
例如short a = 6埠况，a的原碼和反碼都是0000 0000 0000 0110；
更改a的值a = -18恕出，此時(shí)a的反碼是 1111 1111 1110 1101.

(3)補(bǔ)碼
正數(shù)和負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼也不一樣询枚，也要區(qū)別對待。
對于正數(shù)浙巫，它的補(bǔ)碼就是其原碼（原碼金蜀、反碼刷后、補(bǔ)碼都相同）；
負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是其反碼加 1渊抄。
例如short a = 6;尝胆，a 的原碼、反碼护桦、補(bǔ)碼都是0000 0000 0000 0110含衔；
更改 a 的值a = -18;，此時(shí) a 的補(bǔ)碼是1111 1111 1110 1110。

可以認(rèn)為缸血，補(bǔ)碼是在反碼的基礎(chǔ)上打了一個(gè)補(bǔ)丁涂乌，進(jìn)行了一下修正，所以叫“補(bǔ)碼”杭隙。
原碼、反碼因妙、補(bǔ)碼的概念只對負(fù)數(shù)有實(shí)際意義痰憎，對于正數(shù)，它們都一樣攀涵。

最后我們總結(jié)一下 6 和 -18 從原碼到補(bǔ)碼的轉(zhuǎn)換過程：

[圖片上傳失敗...(image-3c8f46-1667900143471)]

在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中铣耘，整數(shù)一律采用補(bǔ)碼的形式來存儲。這意味著以故，當(dāng)讀取整數(shù)時(shí)還要采用逆向的轉(zhuǎn)換蜗细，也就是將補(bǔ)碼轉(zhuǎn)換為原碼。將補(bǔ)碼轉(zhuǎn)換為原碼也很簡單：先減去 1据德，再將數(shù)值位取反即可鳄乏。
補(bǔ)碼到底是如何簡化電路的

假設(shè) 6 和 18 都是 short 類型的，現(xiàn)在我們要計(jì)算 6 - 18 的結(jié)果棘利，根據(jù)運(yùn)算規(guī)則橱野，它等價(jià)于 6 + (-18)。

如果采用原碼計(jì)算善玫，那么運(yùn)算過程為：
6 - 18 = 6 + (-18) = [0000 0000 0000 0110]原 + [1000 0000 0001 0010]原 = [1000 0000 0001 1000]原 = -24
直接用原碼表示整數(shù)水援，讓符號位也參與運(yùn)算，對于類似上面的減法來說茅郎，結(jié)果顯然是不正確的蜗元。
于是人們開始繼續(xù)探索，不斷試錯(cuò)系冗，后來設(shè)計(jì)出了反碼奕扣。下面就演示了反碼運(yùn)算的過程：
6 - 18 = 6 + (-18) = [0000 0000 0000 0110]反 + [1111 1111 1110 1101]反 = [1111 1111 1111 0011]反 = [1000 0000 0000 1100]原 = -12
這樣一來，計(jì)算結(jié)果就正確了掌敬。

然而惯豆，這樣還不算萬事大吉池磁，我們不妨將減數(shù)和被減數(shù)交換一下位置，也就是計(jì)算 18 - 6 的結(jié)果：
18 - 6 = 18 + (-6) = [0000 0000 0001 0010]反 + [1111 1111 1111 1001]反 = [1 0000 0000 0000 1011]反 = [0000 0000 0000 1011]反 = [0000 0000 0000 1011]原 = 11
按照反碼計(jì)算的結(jié)果是 11楷兽，而真實(shí)的結(jié)果應(yīng)該是 12 才對地熄，它們相差了 1。

加粗的 1 是加法運(yùn)算過程中的進(jìn)位芯杀，它溢出了端考，內(nèi)存容納不了了，所以直接截掉揭厚。
6 - 18 的結(jié)果正確却特，18 - 6 的結(jié)果就不正確，相差 1筛圆。按照反碼來計(jì)算核偿，是不是小數(shù)減去大數(shù)正確，大數(shù)減去小數(shù)就不對了顽染，始終相差 1 呢？我們不妨再看兩個(gè)例子轰绵，分別是 5 - 13 和 13 - 5粉寞。

5 - 13 的運(yùn)算過程為：
5 - 13 = 5 + (-13) = [0000 0000 0000 0101]原 + [1000 0000 0000 1101]原 = [0000 0000 0000 0101]反 + [1111 1111 1111 0010]反 = [1111 1111 1111 0111]反 = [1000 0000 0000 1000]原 = -8
13 - 5 的運(yùn)算過程為：

13 - 5 = 13 + (-5) = [0000 0000 0000 1101]原 + [1000 0000 0000 0101]原 = [0000 0000 0000 1101]反 + [1111 1111 1111 1010]反 = [1 0000 0000 0000 0111]反 = [0000 0000 0000 0111]反 = [0000 0000 0000 0111]原 = 7
這足以證明，剛才的猜想是正確的：小數(shù)減去大數(shù)不會有問題左腔，而大數(shù)減去小數(shù)的就不對了唧垦，結(jié)果始終相差 1。
相差的這個(gè) 1 要進(jìn)行糾正液样，但是又不能影響小數(shù)減去大數(shù)振亮，怎么辦呢？于是人們又絞盡腦汁設(shè)計(jì)出了補(bǔ)碼鞭莽，給反碼打了一個(gè)“補(bǔ)丁”坊秸，終于把相差的 1 給糾正過來了。
下面演示了按照補(bǔ)碼計(jì)算的過程：

6 - 18 = 6 + (-18) = [0000 0000 0000 0110]補(bǔ) + [1111 1111 1110 1110]補(bǔ) = [1111 1111 1111 0100]補(bǔ) = [1111 1111 1111 0011]反 = [1000 0000 0000 1100]原 = -12
18 - 6 = 18 + (-6) = [0000 0000 0001 0010]補(bǔ) + [1111 1111 1111 1010]補(bǔ) = [1 0000 0000 0000 1100]補(bǔ) = [0000 0000 0000 1100]補(bǔ) = [0000 0000 0000 1100]反 = [0000 0000 0000 1100]原 = 12
5 - 13 = 5 + (-13) = [0000 0000 0000 0101]補(bǔ) + [1111 1111 1111 0011]補(bǔ) = [1111 1111 1111 1000]補(bǔ) = [1000 1111 1111 0111]反 = [1000 0000 0000 1000]原 = -8
13 - 5 = 13 + (-5) = [0000 0000 0000 1101]補(bǔ) + [1111 1111 1111 1011]補(bǔ) = [1 0000 0000 0000 1000]補(bǔ) = [0000 0000 0000 1000]補(bǔ) = [0000 0000 0000 1000]反 = [0000 0000 0000 1000]原 = 8

你看澎怒，采用補(bǔ)碼的形式正好把相差的 1 糾正過來褒搔，也沒有影響到小數(shù)減去大數(shù)，這個(gè)“補(bǔ)丁”真是巧妙喷面。

小數(shù)減去大數(shù)星瘾，結(jié)果為負(fù)數(shù)，之前（負(fù)數(shù)從反碼轉(zhuǎn)換為補(bǔ)碼要加 1）加上的 1惧辈，后來（負(fù)數(shù)從補(bǔ)碼轉(zhuǎn)換為反碼要減 1）還要減去琳状，正好抵消掉，所以不會受影響盒齿。
而大數(shù)減去小數(shù)念逞，結(jié)果為正數(shù)困食，之前（負(fù)數(shù)從反碼轉(zhuǎn)換為補(bǔ)碼要加 1）加上的 1，后來（正數(shù)的補(bǔ)碼和反碼相同肮柜，從補(bǔ)碼轉(zhuǎn)換為反碼不用減 1）就沒有再減去陷舅，不能抵消掉，這就相當(dāng)于給計(jì)算結(jié)果多加了一個(gè) 1审洞。

補(bǔ)碼這種天才般的設(shè)計(jì)莱睁，一舉達(dá)成了本文開頭提到的兩個(gè)目標(biāo)，簡化了硬件電路芒澜。
C語言中的小數(shù)（float,double）
小數(shù)分為整數(shù)部分和小數(shù)部分仰剿，它們由點(diǎn)號.分隔，例如 0.0痴晦、75.0南吮、4.023、0.27誊酌、-937.198 -0.27 等都是合法的小數(shù)部凑，這是最常見的小數(shù)形式，我們將它稱為十進(jìn)制形式碧浊。 此外涂邀，小數(shù)也可以采用指數(shù)形式，例如 7.25×102箱锐、0.0368×105比勉、100.22×10-2、-27.36×10-3 等驹止。任何小數(shù)都可以用指數(shù)形式來表示浩聋。 C語言同時(shí)支持以上兩種形式的小數(shù)。但是在書寫時(shí)臊恋，C語言中的指數(shù)形式和數(shù)學(xué)中的指數(shù)形式有所差異衣洁。 C語言中小數(shù)的指數(shù)形式為：aEn 或 aen
a 為尾數(shù)部分，是一個(gè)十進(jìn)制數(shù)抖仅；n 為指數(shù)部分闸与，是一個(gè)十進(jìn)制整數(shù)；E或e是固定的字符岸售，用于分割尾數(shù)部分和指數(shù)部分践樱。整個(gè)表達(dá)式等價(jià)于 a×10n。 指數(shù)形式的小數(shù)舉例：

●2.1E5 = 2.1×105凸丸，其中 2.1 是尾數(shù)拷邢，5 是指數(shù)。
●3.7E-2 = 3.7×10-2屎慢，其中 3.7 是尾數(shù)瞭稼，-2 是指數(shù)忽洛。
●0.5E7 = 0.5×107，其中 0.5 是尾數(shù)环肘，7 是指數(shù)欲虚。

C語言中常用的小數(shù)有兩種類型，分別是 float 或 double悔雹；float 稱為單精度浮點(diǎn)型复哆，double 稱為雙精度浮點(diǎn)型。 不像整數(shù)腌零，小數(shù)沒有那么多幺蛾子梯找，小數(shù)的長度是固定的，float 始終占用4個(gè)字節(jié)益涧，double 始終占用8個(gè)字節(jié)锈锤。
小數(shù)的輸出
小數(shù)也可以使用 printf 函數(shù)輸出，包括十進(jìn)制形式和指數(shù)形式闲询，它們對應(yīng)的格式控制符分別是：
●%f 以十進(jìn)制形式輸出 float 類型久免；
●%lf 以十進(jìn)制形式輸出 double 類型；
●%e 以指數(shù)形式輸出 float 類型扭弧，輸出結(jié)果中的 e 小寫妄壶；
●%E 以指數(shù)形式輸出 float 類型，輸出結(jié)果中的 E 大寫寄狼；
●%le 以指數(shù)形式輸出 double 類型，輸出結(jié)果中的 e 小寫氨淌；
●%lE 以指數(shù)形式輸出 double 類型泊愧，輸出結(jié)果中的 E 大寫。
下面的代碼演示了小數(shù)的表示以及輸出：

運(yùn)行結(jié)果：

a=3.020000e-01
b=128.100998
c=123.000000
d=1.126400E+05
e=0.007623
f=1.230024

對代碼的說明： 1) %f 和 %lf 默認(rèn)保留六位小數(shù)盛正，不足六位以 0 補(bǔ)齊删咱，超過六位按四舍五入截?cái)唷?2) 將整數(shù)賦值給 float 變量時(shí)會變成小數(shù)。 3) 以指數(shù)形式輸出小數(shù)時(shí)豪筝，輸出結(jié)果為科學(xué)計(jì)數(shù)法痰滋；也就是說，尾數(shù)部分的取值為：0 ≤ 尾數(shù) < 10续崖。 4) b 的輸出結(jié)果讓人費(fèi)解敲街，才三位小數(shù)，為什么不能精確輸出严望，而是輸出一個(gè)近似值呢多艇？這和小數(shù)在內(nèi)存中的存儲形式有關(guān)，很多簡單的小數(shù)壓根不能精確存儲像吻，所以也就不能精確輸出峻黍，我們將在下節(jié)《小數(shù)在內(nèi)存中是如何存儲的复隆，揭秘諾貝爾獎(jiǎng)級別的設(shè)計(jì)（長篇神文）》中詳細(xì)講解。 另外姆涩，小數(shù)還有一種更加智能的輸出方式挽拂，就是使用%g。%g 會對比小數(shù)的十進(jìn)制形式和指數(shù)形式样刷，以最短的方式來輸出小數(shù)仑扑，讓輸出結(jié)果更加簡練。所謂最短置鼻，就是輸出結(jié)果占用最少的字符镇饮。 %g 使用示例：

運(yùn)行結(jié)果：

a=1e-05
b=3e+07
c=12.84
d=1.22934

對各個(gè)小數(shù)的分析：
●a 的十進(jìn)制形式是 0.00001，占用七個(gè)字符的位置箕母，a 的指數(shù)形式是 1e-05嘶是，占用五個(gè)字符的位置钙勃，指數(shù)形式較短，所以以指數(shù)的形式輸出希太。
●b 的十進(jìn)制形式是 30000000克饶，占用八個(gè)字符的位置，b 的指數(shù)形式是 3e+07誊辉，占用五個(gè)字符的位置矾湃，指數(shù)形式較短，所以以指數(shù)的形式輸出堕澄。
●c 的十進(jìn)制形式是 12.84邀跃，占用五個(gè)字符的位置，c 的指數(shù)形式是 1.284e+01蛙紫，占用九個(gè)字符的位置拍屑，十進(jìn)制形式較短，所以以十進(jìn)制的形式輸出坑傅。
●d 的十進(jìn)制形式是 1.22934丽涩，占用七個(gè)字符的位置，d 的指數(shù)形式是 1.22934e+00，占用十一個(gè)字符的位置矢渊，十進(jìn)制形式較短继准，所以以十進(jìn)制的形式輸出。
讀者需要注意的兩點(diǎn)是：
●%g 默認(rèn)最多保留六位有效數(shù)字矮男，包括整數(shù)部分和小數(shù)部分移必；%f 和 %e 默認(rèn)保留六位小數(shù)，只包括小數(shù)部分毡鉴。
●%g 不會在最后強(qiáng)加 0 來湊夠有效數(shù)字的位數(shù)崔泵，而 %f 和 %e 會在最后強(qiáng)加 0 來湊夠小數(shù)部分的位數(shù)。
總之猪瞬，%g 要以最短的方式來輸出小數(shù)憎瘸，并且小數(shù)部分表現(xiàn)很自然，不會強(qiáng)加零陈瘦，比 %f 和 %e 更有彈性幌甘，這在大部分情況下是符合用戶習(xí)慣的。 除了 %g痊项，還有 %lg锅风、%G、%lG：
●%g 和 %lg 分別用來輸出 float 類型和 double 類型鞍泉，并且當(dāng)以指數(shù)形式輸出時(shí)皱埠，e小寫。
●%G 和 %lG 也分別用來輸出 float 類型和 double 類型咖驮，只是當(dāng)以指數(shù)形式輸出時(shí)边器，E大寫。
數(shù)字的后綴
一個(gè)數(shù)字托修，是有默認(rèn)類型的：對于整數(shù)忘巧，默認(rèn)是 int 類型；對于小數(shù)诀黍，默認(rèn)是 double 類型。 請看下面的例子：
long a = 100;int b = 294;float x = 52.55;double y = 18.6;
100 和 294 這兩個(gè)數(shù)字默認(rèn)都是 int 類型的仗处，將 100 賦值給 a眯勾，必須先從 int 類型轉(zhuǎn)換為 long 類型，而將 294 賦值給 b 就不用轉(zhuǎn)換了婆誓。 52.55 和 18.6 這兩個(gè)數(shù)字默認(rèn)都是 double 類型的吃环，將 52.55 賦值給 x，必須先從 double 類型轉(zhuǎn)換為 float 類型洋幻，而將 18.6 賦值給 y 就不用轉(zhuǎn)換了郁轻。 如果不想讓數(shù)字使用默認(rèn)的類型，那么可以給數(shù)字加上后綴，手動(dòng)指明類型：
●在整數(shù)后面緊跟 l 或者 L（不區(qū)分大小寫）表明該數(shù)字是 long 類型好唯；
●在小數(shù)后面緊跟 f 或者 F（不區(qū)分大小寫）表明該數(shù)字是 float 類型竭沫。
請看下面的代碼：
long a = 100l;int b = 294;short c = 32L; float x = 52.55f;double y = 18.6F;float z = 0.02;
加上后綴，雖然數(shù)字的類型變了骑篙，但這并不意味著該數(shù)字只能賦值給指定的類型蜕提，它仍然能夠賦值給其他的類型，只要進(jìn)行了一下類型轉(zhuǎn)換就可以了靶端。 對于初學(xué)者谎势，很少會用到數(shù)字的后綴，加不加往往沒有什么區(qū)別杨名，也不影響實(shí)際編程脏榆，但是既然學(xué)了C語言，還是要知道這個(gè)知識點(diǎn)的台谍，萬一看到別人的代碼這么用了须喂，而你卻不明白怎么回事，那就尷尬了典唇。
關(guān)于數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換镊折，我們將在《C語言數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換》一節(jié)中深入探討。
小數(shù)和整數(shù)相互賦值
在C語言中介衔，整數(shù)和小數(shù)之間可以相互賦值：
●將一個(gè)整數(shù)賦值給小數(shù)類型恨胚，在小數(shù)點(diǎn)后面加 0 就可以，加幾個(gè)都無所謂炎咖。
●將一個(gè)小數(shù)賦值給整數(shù)類型赃泡，就得把小數(shù)部分丟掉，只能取整數(shù)部分乘盼，這會改變數(shù)字本來的值升熊。注意是直接丟掉小數(shù)部分，而不是按照四舍五入取近似值绸栅。
請看下面的代碼：

include <stdio.h>int main(){ float f = 251; int w = 19.427; int x = 92.78; int y = 0.52; int z = -87.27; printf("f = %f, w = %d, x = %d, y = %d, z = %d\n", f, w, x, y, z); return 0;}

運(yùn)行結(jié)果： f = 251.000000, w = 19, x = 92, y = 0, z = -87

由于將小數(shù)賦值給整數(shù)類型時(shí)會“失真”级野，所以編譯器一般會給出警告，讓大家引起注意粹胯。