计算机程序基础教程（06）：C语言 - 基础数据类型
【基础数据类型】
C语言将基础数据分为多种类型，使用不同的关键词表示，可以分为以下几大类：整数型、浮点型、字符型、布尔型。
● 整数型
整数类型又分为多种长度，每种长度又分为有符号数和无符号数，定义关键词如下：
unsigned char，无符号数，长度1字节，表示范围0-255。
unsigned short，无符号数，长度2字节，表示范围0-65535。
unsigned int，无符号数，长度4字节，表示范围0-4294967295。
unsigned long long，无符号数，长度8字节，表示范围0-18446744073709551615。
signed char，有符号数，长度1字节，表示范围 -127 - 128。
signed short，有符号数，长度2字节，表示范围 -32768 - 32767。
signed int，有符号数，长度4字节，表示范围 -2147483648 - 2147483647。
signed long long，有符号数，长度8字节，表示范围 -9223372036854775808 - 9223372036854775807。
● 浮点型
float，单精度浮点型，长度4字节。
double，双精度浮点型，长度8字节。
● 字符型
字符型其实就是char数据，用于存储字符编码的char数据称为字符型数据，为char类型数据赋值时可以使用一个英文字符赋值，编译器会转换为此字符的字符编码。
ASCII字符集如下：
● 布尔型
布尔型也是一个char数据，但是它只用来存储0和1，用于表示两种逻辑运算的结果，1表示对（true），0时表示错（false）。
在VC编译器中使用bool定义，使用true、false赋值，示例：bool a = true;
在GCC编译器中使用_Bool定义，使用0和1赋值，示例：_Bool a = 1;
若将布尔数据赋值为大于1的数据，则统一表示对（true），将其当做1处理。
● 常量与变量
变量是可以修改的数据，常量是不能修改的数据，常量需要在定义时赋值，并且之后不能再修改它的值，定义数据时默认是变量，添加const关键词指定为常量。
【运算符】
● 数学运算符
+，加法
-，减法
*，乘法
/，除法
%，取余
++，自加1
--，自减1
C语言除法运算不保留余数，对于计算结果为小数的情况需要进行取整操作，C语言使用向0取整的规则，3.5取整为3，-3.5取整为-3，除法结果直接丢弃余数即为向0取整的结果。
● 数学关系运算符
用于判断数据之间的大于、小于、等于关系，运算结果为一个布尔值，关系正确返回1，错误返回0。
>，大于
<，小于
==，等于
!=，不等于
>=，大于或者等于
<=，小于或者等于
● 逻辑关系运算符
用于对布尔数据进行运算，运算结果是一个布尔值。
&&，与运算，两个布尔数据都为1则结果为1，否则为0。
||，或运算，两个布尔数据有一个为1则结果为1，否则为0。
!，非运算，将一个布尔数据取反值，1变0，0变1。
● 移位运算符
将一个数据进行算数移位操作。
<<，算数左移
>>，算数右移
使用算数右移代替除以2的操作应该慎用，当除法运算无法整除时会涉及到向0取整操作，而使用算数右移会直接丢弃低位，导致右移结果与除法结果可能会不同。
● 按位逻辑运算符
将一个数据按照二进制位进行逻辑运算，得出一个新的数据。
&，按位与运算
|，按位或运算
^，按位异或运算，判断两个数字是否不同，若不同则运算结果此位为1，否则为0。
～，按位取反运算，将一个数据的每个二进制位取反值得出运算结果。
● 赋值运算符
=，赋值
+=，加法运算并赋值，A += B，等同于 A = A+B
-=，减法运算并赋值
*=，乘法运算并赋值
/=，除法运算并赋值
%=，取余运算并赋值
<<=，左移运算并赋值
>>=，右移运算并赋值
&=，按位与运算并赋值
|=，按位或运算并赋值
^=，按位异或运算并赋值
【数学运算优化】
当进行数学运算时，编译器在特定情况下会进行优化，比如两个常量之间的运算，编译器会在编译期间计算出结果，无需在程序执行期间计算，若变量与常量之间进行乘法、除法运算，编译器会使用执行速度更快的指令代替乘法或除法，得出相同结果。
其中除法指令最为耗时，优化也最为复杂，若除数为2的乘方，则转换为右移，之后进行向0取整规则调整，若除数不是2的乘方，则编译器转换为乘法，转换原理与减法转加法类似，也是先扩大再缩小，这里的缩小使用移位的方式实现。
使用10进制说明转换原理：
115 / 5 = 23
可以转换为
115 * 2 = 230，230右移1次等于23
因为除以5与乘以2的结果相差10倍，所以除以5转换为乘以2之后只需要再除以10即可，而除以10可以无需计算，右移1次即可。
● 有符号变量除以9
编译器会将除法转换为如下指令：
除法结果无法整除时需要进行向0取整，上述运算后，若被除数为负数，则计算结果需要额外加1才能满足向0取整的规则，末尾的两条指令用于实现加1运算。
首先将eax中的被除数算数右移31位，之后计算结果减eax，若被除数为负，则减-1，等同于加1，若被除数为正，则减0。
● 有符号变量除以7
编译器会将除法转换为如下指令：
上面的优化方案中，被除数乘以一个数之后又执行了一个加法，之后右移2次得出除法结果，原因是编译器进行除以7的优化时，无法计算出误差较小、长度又不超过32位的乘数，所以编译器使用将被除数缩小再右移的方式进行优化。
右移2位等于除以4，这里将除以7转换为除以4，两者若要相等的话，被除数必须首先减去自身的3/7，这样才能保证其1/4等于原值的1/7。
而计算被除数的3/7却又产生了另一个除法，实际上这个除法也会被编译器优化为乘法，首先 被除数 × 92492493h，之后使用rdx，等于乘法结果右移32位，这个结果不算符号位的话，就是被除数的3/7。
之后被除数与rdx相加，0x92492493转换为二进制是一个负数的补码，若被除数为负，则乘法结果为正，被除数会加一个正数，等于被除数减自身3/7，若被除数为正，则乘法结果为负，被除数会加一个负数，等于被除数减自身3/7。
最后右移2位，得出除以7的结果。
● 无符号变量除以7
编译器会将除法转换为如下指令：
这里除数为7，也会有之前的问题，就是编译器无法计算出误差较小、长度又不超过32位的乘数。
其实第三条乘法指令之后，使用存储高32位结果的edx就是除法结果，只不过这个结果有时候会不太精确，可能会比正确值大1，使用之后的4条指令进行调整将会消除误差。
下面解释后4条指令的作用：
