小数分为整数部分和小数部分,它们由点号.分隔,例如 0.0、75.0、4.023、0.27、-937.198 -0.27 等都是合法的小数,这是最常见的小数形式,我们将它称为十进制形式。
此外,小数也可以采用指数形式,例如 7.25×102、0.0368×105、100.22×10-2、-27.36×10-3 等。任何小数都可以用指数形式来表示。
C语言同时支持以上两种形式的小数。但是在书写时,C语言中的指数形式和数学中的指数形式有所差异。
C语言中小数的指数形式为:
a 为尾数部分,是一个十进制数;n 为指数部分,是一个十进制整数;E或e是固定的字符,用于分割尾数部分和指数部分。整个表达式等价于 a×10n。
指数形式的小数举例:
C语言中常用的小数有两种类型,分别是 float 或 double;float 称为单精度浮点型,double 称为双精度浮点型。
不像整数,小数没有那么多幺蛾子,小数的长度是固定的,float 始终占用4个字节,double 始终占用8个字节。
小数也可以使用 printf 函数输出,包括十进制形式和指数形式,它们对应的格式控制符分别是:
下面的代码演示了小数的表示以及输出:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
float a = 0.302;
float b = 128.101;
double c = 123;
float d = 112.64E3;
double e = 0.7623e-2;
float f = 1.23002398;
printf("a=%e \nb=%f \nc=%lf \nd=%lE \ne=%lf \nf=%f\n", a, b, c, d, e, f);
return 0;
}
运行结果:
对代码的说明:
1) %f 和 %lf 默认保留六位小数,不足六位以 0 补齐,超过六位按四舍五入截断。
2) 将整数赋值给 float 变量时会变成小数。
3) 以指数形式输出小数时,输出结果为科学计数法;也就是说,尾数部分的取值为:0 ≤ 尾数 < 10。
4) b 的输出结果让人费解,才三位小数,为什么不能精确输出,而是输出一个近似值呢?这和小数在内存中的存储形式有关,很多简单的小数压根不能精确存储,所以也就不能精确输出,我们将在下节《小数在内存中是如何存储的,揭秘诺贝尔奖级别的设计(长篇神文)》中详细讲解。
另外,小数还有一种更加智能的输出方式,就是使用%g。%g 会对比小数的十进制形式和指数形式,以最短的方式来输出小数,让输出结果更加简练。所谓最短,就是输出结果占用最少的字符。
%g 使用示例:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
float a = 0.00001;
float b = 30000000;
float c = 12.84;
float d = 1.229338455;
printf("a=%g \nb=%g \nc=%g \nd=%g\n", a, b, c, d);
return 0;
}
运行结果:
对各个小数的分析:
读者需要注意的两点是:
总之,%g 要以最短的方式来输出小数,并且小数部分表现很自然,不会强加零,比 %f 和 %e 更有弹性,这在大部分情况下是符合用户习惯的。
除了 %g,还有 %lg、%G、%lG:
一个数字,是有默认类型的:对于整数,默认是 int 类型;对于小数,默认是 double 类型。
请看下面的例子:
long a = 100;
int b = 294;
float x = 52.55;
float y = 18.6;
100 和 294 这两个数字默认都是 int 类型的,将 100 赋值给 a,必须先从 int 类型转换为 long 类型,而将 294 赋值给 b 就不用转换了。
52.55 和 18.6 这两个数字默认都是 double 类型的,将 52.55 赋值给 x,必须先从 double 类型转换为 float 类型,而将 18.6 赋值给 y 就不用转换了。
如果不想让数字使用默认的类型,那么可以给数字加上后缀,手动指明类型:
请看下面的代码:
long a = 100l;
int b = 294;
short c = 32L;
float x = 52.55f;
double y = 18.6F;
float z = 0.02;
加上后缀,虽然数字的类型变了,但这并不意味着该数字只能赋值给指定的类型,它仍然能够赋值给其他的类型,只要进行了一下类型转换就可以了。
对于初学者,很少会用到数字的后缀,加不加往往没有什么区别,也不影响实际编程,但是既然学了C语言,还是要知道这个知识点的,万一看到别人的代码这么用了,而你却不明白怎么回事,那就尴尬了。
关于数据类型的转换,我们将在《C语言数据类型转换》一节中深入探讨。
在C语言中,整数和小数之间可以相互赋值:
请看下面的代码:
#include <stdio.h>
int main(){
float f = 251;
int w = 19.427;
int x = 92.78;
int y = 0.52;
int z = -87.27;
printf("f = %f, w = %d, x = %d, y = %d, z = %d\n", f, w, x, y, z);
return 0;
}
运行结果:f = 251.000000, w = 19, x = 92, y = 0, z = -87
由于将小数赋值给整数类型时会“失真”,所以编译器一般会给出警告,让大家引起注意。