Типы данных, переменные, printf и scanf

⏱ 25 мин · 🧩 заданий: 6

Переменные

Переменная — именованная область памяти определённого типа. Тип определяет размер области и то, как интерпретировать её биты.

int counter = 0;        /* объявление с инициализацией */
double sum;             /* без инициализации: внутри функции значение — мусор! */
char letter = 'A';      /* символ — это маленькое целое число (код 65) */

Неинициализированные переменные

Локальная переменная без начального значения содержит то, что лежало в памяти до неё. Глобальные и static переменные, наоборот, всегда обнуляются.

Целые типы

Тип	Типичный размер (x86-64 Linux)	Диапазон
`char`	1 байт	−128…127 (или 0…255)
`short`	2 байта	−32 768…32 767
`int`	4 байта	≈ −2,1·10⁹…2,1·10⁹
`long`	8 байт (на 32-битных — 4)	≈ ±9,2·10¹⁸
`long long`	8 байт	≈ ±9,2·10¹⁸

Модификатор unsigned делает тип беззнаковым: unsigned int хранит 0…4 294 967 295.

Стандарт C гарантирует только минимальные размеры, поэтому точный размер узнают оператором sizeof:

printf("%zu %zu %zu\n", sizeof(int), sizeof(long), sizeof(double));  /* 4 8 8 */

Если нужен точный размер — типы из <stdint.h>: int32_t, uint64_t, uint8_t.

Вещественные типы

Тип	Размер	Точность
`float`	4 байта	~7 значащих цифр
`double`	8 байт	~15–16 цифр

double x = 0.1 + 0.2;
printf("%.17f\n", x);   /* 0.30000000000000004 — двоичная дробь неточна */

Переполнение и деление

unsigned int u = 0;
u = u - 1;              /* 4294967295: беззнаковые «заворачиваются» по модулю 2^32 */

int a = 7 / 2;          /* 3: целочисленное деление */
int r = 7 % 2;          /* 1: остаток */
double d = 7.0 / 2;     /* 3.5 */
double e = (double)7 / 2;  /* 3.5: явное приведение типа */

Знаковое переполнение

INT_MAX + 1 — неопределённое поведение (undefined behavior): компилятор вправе считать, что этого не бывает, и оптимизировать код неожиданным образом.

Системные типы

В системном программировании вы постоянно будете встречать типы-«псевдонимы»:

Тип	Где используется	На Linux обычно
`size_t`	размеры (`sizeof`, `malloc`, `strlen`)	`unsigned long`
`ssize_t`	результат `read`/`write` (может быть −1)	`long`
`pid_t`	идентификатор процесса (`fork`, `getpid`)	`int`
`off_t`	смещение в файле	`long`
`uid_t`	идентификатор пользователя	`unsigned int`

Их фактический размер зависит от системы, поэтому при печати безопаснее явно привести: printf("%d", (int)pid) или printf("%ld", (long)pid).

printf: форматированный вывод

printf("%d: %d\n", ppid, pid);       /* строка из экзаменационной задачи */
printf("%5d|%-5d|\n", 42, 42);        /* "   42|42   |" — ширина и выравнивание */
printf("%.2f\n", 3.14159);            /* "3.14" */
printf("%x %o\n", 255, 8);            /* "ff 10" — шестнадцатеричный и восьмеричный */
printf("%s %c\n", "текст", 'A');
printf("%p\n", (void *)&counter);     /* адрес в памяти */
printf("100%%\n");                    /* знак процента */

Спецификатор	Тип
`%d`, `%i`	`int`
`%u`	`unsigned int`
`%ld`, `%lu`	`long`, `unsigned long`
`%zu`	`size_t`
`%f`, `%e`, `%g`	`double` (и `float`)
`%c`	символ
`%s`	строка (`char *`)
`%p`	указатель
`%x`	целое в hex

scanf: форматированный ввод

int n;
double x;
if (scanf("%d %lf", &n, &x) != 2) {     /* вернёт число успешно прочитанных значений */
    fprintf(stderr, "Ошибка ввода\n");
    return 1;
}

Обратите внимание на &: scanf должна записать значение в переменную, поэтому ей передаётся адрес переменной. Об адресах — в уроке про указатели. И ещё отличие: для double в scanf нужен %lf, а в printf хватает %f.

Стандартные потоки

У каждого процесса при запуске открыты три потока:

Поток	Дескриптор	Назначение
`stdin`	0	ввод
`stdout`	1	вывод (буферизуется)
`stderr`	2	ошибки (не буферизуется)

printf(...) — то же, что fprintf(stdout, ...).

Итог

Тип задаёт размер и смысл битов; размер узнаём через sizeof; double — 8 байт.
Беззнаковые типы заворачиваются по модулю, знаковое переполнение — неопределённое поведение.
Деление целых — целочисленное.
Системные типы size_t, pid_t, ssize_t печатаем с правильным форматом или приводим явно.

Войдите, чтобы отмечать пройденные уроки.