Тип данных определяет множество значений, набор операций, которые можно применять к таким значениям и способ реализации хранения значений и выполнения операций.
Процесс проверки и накладывания ограничений на типы используемых данных называется контролем типов или типизацией программных данных. Различают следующие виды типизации:
- Статическая типизация — контроль типов осуществляется при компиляции.
- Динамическая типизация — контроль типов осуществляется во время выполнения.
Язык Си поддерживает статическую типизацию, и типы всех используемых в программе данных должны быть указаны перед ее компиляцией.
Различают простые, составные и прочие типы данных.
Простые данные
- целочисленные
- вещественные
- символьные
- логические
Составные (сложные) данные
- Массив — индексированный набор элементов одного типа.
- Строковый тип — массив, хранящий строку символов.
- Структура — набор различных элементов (полей записи), хранимый как единое целое и предусматривающий доступ к отдельным полям структуры.
Другие типы данных
- Указатель — хранит адрес в памяти компьютера, указывающий на какую-либо информацию, как правило — указатель на переменную.
Программа, написанная на языке Си, оперирует с данными различных типов. Все данные имеют имя и тип. Обращение к данным в программе осуществляется по их именам (идентификаторам).
Идентификатор — это последовательность, содержащая не более 32 символов, среди которых могут быть любые буквы латинского алфавита a — z, A — Z, цифры 0 — 9 и знак подчеркивания (_). Первый символ идентификатора не должен быть цифрой.
Несмотря на то, что допускается имя, имеющее до 32 символов, определяющее значение имеют только первые 8 символов. Помимо имени, все данные имеют тип. Указание типа необходимо для того, чтобы было известно, сколько места в оперативной памяти будет занимать данный объект.
Компилятор языка Си придерживается строгого соответствия прописных и строчных букв в именах идентификаторов и лексем.
| Верно | Неверно |
| int a = 2, b; b = a+3; |
Int a=2; // правильно int |
| INT a=2; | |
| int a = 2, b; b = A + 3; // идентификатор А не объявлен |
Пример объявления объектов
double a; // Переменная a вещественного типа двойной точности
Целочисленные данные
Целочисленные данные могут быть представлены в знаковой и беззнаковой форме.
Беззнаковые целые числа представляются в виде последовательности битов в диапазоне от 0 до 2n-1, где n-количество занимаемых битов.
Знаковые целые числа представляются в диапазоне -2n-1…+2n-1-1. При этом старший бит данного отводится под знак числа (0 соответствует положительному числу, 1 – отрицательному).
Основные типы и размеры целочисленных данных:
| Количество бит | Беззнаковый тип | Знаковый тип |
| 8 | unsigned char 0…255 | char -128…127 |
| 16 | unsigned short 0…65535 | short -32768…32767 |
| 32 | unsigned int | int |
| 64 | unsigned long int | long int |
Вещественные данные
Вещественный тип предназначен для представления действительных чисел. Вещественные числа представляются в разрядной сетке машины в нормированной форме.
Нормированная форма числа предполагает наличие одной значащей цифры (не 0) до разделения целой и дробной части. Такое представление умножается на основание системы счисления в соответствующей степени. Например, число 12345,678 в нормированной форме можно представить как
12345,678 = 1,2345678·104
Число 0,009876 в нормированной форме можно представить как
0,009876 = 9,876·10-3
В двоичной системе счисления значащий разряд, стоящий перед разделителем целой и дробной части, может быть равен только 1. В случае если число нельзя представить в нормированной форме (например, число 0), значащий разряд перед разделителем целой и дробной части равен 0.
Значащие разряды числа, стоящие в нормированной форме после разделителя целой и дробной части, называются мантиссой числа.
В общем случае вещественное число в разрядной сетке вычислительной машины можно представить в виде 4 полей.
- знак — бит, определяющий знак вещественного числа (0 для положительных чисел, 1 — для отрицательных).
- степень — определяет степень 2, на которую требуется умножить число в нормированной форме. Поскольку степень 2 для числа в нормированной форме может быть как положительной, так и отрицательной, нулевой степени 2 в представлении вещественного числа соответствует величина сдвига, которая определяется как
2n-1,
где n — количество разрядов, отводимых для представления степени числа. - целое — бит, который для нормированных чисел всегда равен 1, поэтому в некоторых представлениях типов этот бит опущен и принимается равным 1.
- мантисса — значащие разряды представления числа, стоящие после разделителя целой и дробной части в нормированной форме.
Различают три основных типа представления вещественных чисел в языке Си:
| Тип | Обозначение в Си | Кол-во бит | Биты степени | Мантисса | Сдвиг |
| простое | float | 32 | 30…23 | 22…0 | 127 |
| двойной точности | double | 64 | 62…52 | 51…0 | 1023 |
| двойной расширенной точности | long double | 80 | 78…64 | 62…0 | 16383 |
Как видно из таблицы, бит целое у типов float и double отсутствует. При этом диапазон представления вещественного числа состоит из двух диапазонов, расположенных симметрично относительно нуля. Например, диапазон представления чисел типа float можно представить в виде:
Пример: представить число -178,125 в 32-разрядной сетке (тип float).
Для представления числа в двоичной системе счисления преобразуем отдельно целую и дробную части:
17810 = 101100102.
0,12510 = 0,0012.
Тогда
178,12510 = 10110010,0012=1,0110010001·2111
Для преобразования в нормированную форму осуществляется сдвиг на 7 разрядов влево).
Для определения степени числа применяем сдвиг:
0111111+00000111 = 10000110.
Таким образом, число -178,125 представится в разрядной сетке как
Символьный тип
Символьный тип хранит код символа и используется для отображения символов в различных кодировках. Символьные данные задаются в кодах и по сути представляют собой целочисленные значения. Для хранения кодов символов в языке Си используется тип char.
Логический тип
Логический тип применяется в логических операциях, используется при алгоритмических проверках условий и в циклах и имеет два значения:
- истина — true
- ложь — false
В программе должно быть дано объявление всех используемых данных с указанием их имени и типа. Описание данных должно предшествовать их использованию в программе.
