Переменные и базовые типы данных языка С

Теоретическая часть

Фундаментальные объекты данных, с которыми работает программа, – это переменные и константы [2.1]. Используемые в программе переменные перечисляются в объявлениях или декларациях, в которых указывается их тип, а также иногда их начальные значения.

С именами переменных связывается тип данных, который контролируется компилятором и для которого выделяется определенное количество байтов памяти [2.1]. Имена переменных должны начинаться с буквы (латинского алфавита) или символа подчеркивания (например, _aza ), за которым могут следовать любые комбинации букв в любом регистре (заглавные или строчные), символы подчеркивания или цифры 0–9. В языке С имеется различие между заглавными и строчными буквами. Поэтому переменная World будет отличаться от переменной world и т.п. При этом в определении переменной не разрешается символ пробела (пробелов) и некоторые другие символы, например, $... .

Стандарт С89 определяет пять базовых типов данных [2.4]:

int – целочисленный тип, целое число;

float – вещественное число одинарной точности с плавающей точкой;

double – вещественное число двойной точности с плавающей точкой;

char – символьный тип для определения одного символа;

void – тип без значения.

Кроме того, существуют модификаторы, которые могут применяться к этим базовым типам [2.1]. Ряд компиляторов может поддерживать еще и логический тип _Bool. Тип void служит для объявления функции, не возвращающей значения, или для создания универсального указателя (pointer).

Объект типа char всегда занимает 1 байт памяти [2.4]. Размеры объектов других типов, как правило, зависят от среды программирования и операционной системы.

Приведем модификаторы базовых типов данных. К ним относятся следующие спецификаторы, предшествующие им в тексте программы [2.4]:

signed, unsigned, long, short

Базовый тип int может быть модифицирован каждым из перечисленных спецификаторов. Тип char модифицируется с помощью unsigned и signed, тип double – с помощью long.

В табл. 2.1 приведены допустимые комбинации типов данных языка С с их минимальным диапазоном значений и типичным размером [13].

Для базового типа int возможны следующие записи с модификатором:

signed  или  signed int
unsigned  или  unsigned int
long  или  long int
short  или  short int

Для данных вещественного типа максимальные значения абсолютных величин представлены в табл. 2.2 [2.4].

В языке С предусматривается преобразование типов в выражениях и приведение типов. Если в выражении смешаны различные типы литералов и переменных, то компилятор преобразует их в один тип. Во-первых, все char и short int значения автоматически преобразуются (с расширением "типоразмера") в тип int. Этот процесс называется целочисленным расширением (integral promotion). Во-вторых, все операнды преобразуются (также с расширением "типоразмера") в тип самого большого операнда. Этот процесс называется расширением типа (type promotion), причем он выполняется пооперационно. Например, если один операнд имеет тип int, а другой– long int, то тип int расширяется в тип long int. Или если хотя бы один из операндов имеет тип double, то любой другой операнд приводится к типу double. Это означает, что такие преобразования, как тип char в тип double, вполне допустимы (если предусматривать, к чему это приведет). После преобразования оба операнда будут иметь один и тот же тип, а результат операции – тип, совпадающий с типом операндов. Приведем последовательность преобразования типов в выражениях по старшинству [2.4]:

ЕСЛИ  операнд имеет тип long double
ТО  второй операнд преобразуется в long double
ИНАЧЕ ЕСЛИ  операнд имеет тип double
ТО  второй операнд преобразуется в double
ИНАЧЕ ЕСЛИ  операнд имеет тип float
ТО  второй операнд преобразуется в float
ИНАЧЕ ЕСЛИ  операнд имеет тип unsigned long
ТО  второй операнд преобразуется в unsigned long
ИНАЧЕ ЕСЛИ  операнд имеет тип long
ТО  второй операнд преобразуется в long
ИНАЧЕ ЕСЛИ  операнд имеет тип unsigned int
ТО  второй операнд преобразуется в unsigned int

Кроме того, действует правило: если один из операндов имеет тип long, а второй– unsigned int, притом значение unsigned int не может быть представлено типом long, то оба операнда преобразуются в значение типа unsigned long.

В языке С предусматривается явное преобразование (приведение) типов. Общая форма оператора явного приведения типа: (тип) выражение.

В приведенной форме тип – это любой поддерживаемый тип данных. Явное преобразование типа – это операция. Оператор приведения типа является унарным и имеет тот же приоритет, что и остальные унарные операторы.

В приводимых ниже программах используются такие средства ввода-вывода, как printf(), getchar(), gets(), scanf().

Приведем характеристику данных функций [2.4].

Прототип функции printf() имеет вид:

int printf(const char *format, ?);

Функция printf() записывает в стандартный поток stdout (стандартный выходной поток данных) значения аргументов из заданного списка аргументов в соответствии со строкой форматирования, адресуемой параметром format. Строка форматирования состоит из элементов двух типов. К элементам первого типа относятся символы, которые выводятся на экран. Элементы второго типа содержат спецификации формата, определяющий способ отображения аргументов. Спецификация формата начинается символом процента, за которым следует код формата. На спецификации формата могут воздействовать модификаторы, задающие ширину поля, точность и признак выравнивания по левому краю. Целое значение, расположенное между знаком % и командой форматирования, играет роль спецификации минимальной ширины поля. Наличие этого спецификатора приводит к тому, что результат будет заполнен пробелами или нулями, чтобы выводимое значение занимало поле, ширина которого не меньше заданной С І минимальной ширины. По умолчанию в качестве заполнителя используется пробел (пробелы). Для заполнения нулями перед спецификацией ширины поля нужно поместить нуль, т.е. 0. Например, спецификация формата %05d дополнит нулями выводимое целое число, в котором менее пяти цифр, чтобы общая длина равнялась пяти символам. Действие модификатора точности зависит от кода формата, к которому он применяется. Чтобы добавить модификатор точности, следует поставить за спецификатором ширины поля десятичную точку, а после нее – требуемое значение точности (число знаков после десятичной точки). Применительно к целым числам модификатор точности задает минимальное количество выводимых цифр. При необходимости перед целым числом будут добавлены нули. Если модификатор точности применяется к строкам, то число, следующее за точкой, задает максимальную длину поля. Например, спецификация %5.7s выведет строку длиной не менее пяти, но не более семи символов. Если выводимая строка окажется длиннее максимальной длины поля, конечные символы будут отсечены. По умолчанию все выводимые значения выравниваются по правому краю: если ширина поля больше выводимого значения, то оно будет выровнено по правому краю поля. Чтобы установить выравнивание по левому краю, нужно поставить знак "минус" ("–") сразу после знака процента. Например, спецификация формата %–10.4f обеспечит выравнивание вещественного числа с четырьмя десятичными знаками по левому краю в 10-символьном поле. Существуют два модификатора формата, позволяющие функции printf() отображать короткие и длинные целые числа. Это модификатор l (латинская буква эль) уведомляет функцию printf() о длинном типе значения. Модификатор h сообщает функции printf(), что нужно вывести число короткого целого типа. Кроме того, модификатор l можно поставить перед командами форматирования вещественных чисел. В этом случае он уведомит о выводе значения типа long double.

Спецификаторы формата для функции printf() перечислены в табл. 2.3, взятой из [2.3].