2 数据类型

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• C语言程序如何执行？

  • 在讨论数据类型之前，我们先来搞清楚C语言程序时如何执行的。
    • 其实，任意一段C语言程序可分为指令和数据两部分，任何程序的存在都是为了处理数据，而指令告诉了我们如何处理这段数据。
    • 当我们编写完一个程序后，会进行编译操作，编译其实就是将C语言中的一行行代码编译成了计算机可识别的指令和数据（C语言的一行代码可能会编译成若干条指令和数据）。
    • 在计算机中，进行指令执行的元件是CPU，而存储指令和数据的是内存。当一条指令执行时，CPU会去内存中取出一条指令，然后再去读数据，然后运用指令处理数据，之后读取下一条指令，读下一个数据，如此循环。

• 为什么需要数据类型？

  • 一切源于内存，因为我们的内存空间是有限的，在编写程序时就要尽可能的节省内存，所以，如果没有数据类型的概念，比如我们规定每次定义的变量都占据64个字节，如果这个变量值的变化范围只可能在0~255之间，实际只需一个字节来存储，那么其余的63个字节都浪费掉了。

• 数据类型的本质？

  • 那就是用这个数据类型所定义的变量所占据的内存空间的大小。
  • 由于占据某种大小内存空间（比如1个字节，4个字节，8个字节）的数据会频繁的被使用，那么就把这些具有代表性的内存空间大小定义为了数据类型。

• 变量是什么？

  • 在明白了C语言程序的执行方式和数据类型的本质之后，终于能谈谈变量这个东东了。
    在C语言中，变量就是内存空间的名字。
  • 在以下这个定义变量的程序中，C编译器是如何执行的？

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    
    void main()
    {
        int tmp = 10;
        
        tmp = 20;
        
        system("pause");
    }
  

  答：C编译器在看到 int 后会首先在栈区中申请4个字节的内存空间（这也就是数据类型存在的价值，即，向系统申请固定大小的内存空间），然后再将这个内存空间起个名字为 tmp ，并将数据 10 放到了这个内存空间中。之后如果我们想将这段内存空间中的10改为20，只需操作 tmp 即可。

  • 由以上例子可知，变量有三个要素：类型（int），名称（tmp），作用域（main()函数内部）。
  • 那么，是不是只要向系统申请内存空间，就必须使用数据类型呢，内存空间是不是必须有名字呢？也不是，之后会看到，如果使用malloc(), calloc(), realloc()等函数也可以向系统申请内存空间，并且只返回这段内存空间的首地址，而这段内存空间是没有名字的。

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• 除使用malloc(), calloc(), realloc()等函数手工分配的内存在堆区中，static修饰的变量在全局区外，一般函数内分配的内存空间都在栈区中，并在函数运行结束后自动释放。
• 在C语言中，变量是内存空间的名字，而非地址**， 就好像刚出生了一个宝宝，要给这个宝宝起个名字，之后好指挥他干活是一个道理。
• 以上列举的是一个简单数据类型 int ，但以上的概念对C语言中的任何数据类型均适用。