在 C 語言中，數據類型指用于聲明不同類型的變量或函數。變量的類型決定了變量存儲占用的空間，以及如何解釋存儲的位模式。

數據類型分類

C 語言的數據類型主要可以分為以下幾大類：

1. 基本類型 (Basic Types)

a. 整數類型 (Integer Types)

用于存儲整數，可帶有符號。
注意：確切的大小和范圍依賴于編譯器和平臺。<limits.h> 頭文件定義了這些類型的最大值和最小值（如 INT_MAX, CHAR_BIT 等）。

char (字符型)

用途：存儲單個字符（實際上是存儲該字符的 ASCII 碼）。
大小：通常為 1 字節。
signed char（或直接寫char，signed通常可忽略）：有符號，范圍至少 -128 到 127。
unsigned char：無符號，范圍至少 0 到 255。
注意：普通的 char 是否帶符號取決于編譯器的實現，它可能等同于 signed char 或 unsigned char。如果用于存儲小整數，應明確指定 signed 或 unsigned。
在MCU開發中通常使用UI_8、I_8表示C語言中8位的無符號、有符號數據類型。增強工程的可移植性。避免工程師在不同系統下對存儲空間大小認知存在偏差導致bug。

int (整型)

用途：最常用的整數類型，用于存儲通用整數。
大小：通常為系統字長4字節或者2字節（例如，在 32/64 位系統上通常是 4 字節，部分MCU系統中為2字節）。
范圍：至少 -32,768 到 32,767 或 -2,147,483,648 到 2,147,483,647。
signed int (或直接寫 int，signed通常可忽略)：有符號。
unsigned int：無符號，范圍至少 0 到 65,535 或 0 到 4,294,967,295。
在MCU開發中通常使用UI_32、I_32表示C語言中32位的無符號、有符號數據類型。增強工程的可移植性。避免工程師在不同系統下對存儲空間大小認知存在偏差導致bug。

short (短整型)

用途：用于節省空間的較小整數，范圍比 int 小。

大小：至少 2 字節。

signed short ： -32,768 到 32,767
unsigned short： 0 到 65,535
在MCU開發中通常使用UI_16、I_16表示C語言中16位的無符號、有符號數據類型。增強工程的可移植性。避免工程師在不同系統下對存儲空間大小認知存在偏差導致bug。

long (長整型)

用途：存儲大范圍的整數。

大小：至少 4 字節，部分系統可能是8字節。

signed long：-2,147,483,648 到 2,147,483,647（4字節時）
unsigned long： 0 到 4,294,967,295（4字節時）

long long (C99標準引入)

long long (C99標準引入)

用途：存儲非常大范圍的整數。

大小：至少 8 字節

signed long long：0 到 18,446,744,073,709,551,615
unsigned long long：-9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807
在MCU開發中通常使用UI_64、I_64表示C語言中64位的無符號、有符號數據類型。增強工程的可移植性。避免工程師在不同系統下對存儲空間大小認知存在偏差導致bug。

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圖片來自菜鳥教程：
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b. 浮點類型 (Floating-Point Types)

用于存儲實數（帶小數點的數）。
注意：<float.h> 頭文件定義了這些類型的精度和范圍（如 FLT_DIG, DBL_MAX 等）。

float (單精度浮點型)

大小：通常為 4 字節。

精度：約 6-7 位有效數字。

后綴：字面量后綴 f 或 F，例如 3.14f。

double (雙精度浮點型)

大小：通常為 8 字節。

精度：約 15-16 位有效數字。

說明：C 語言中默認的浮點數字面量（如 3.14）都是 double 類型。

long double (長雙精度浮點型)

大小：通常為 8、12 或 16 字節，取決于實現。

精度：提供比 double 更高的精度和范圍。

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2. 枚舉類型 (Enumeration Type) - enum

用于定義一組命名的整數常量，使代碼更易讀。
枚舉變量在C語言中相當于是一個范圍限制的整數型，將同一層級同一概念的值封裝在一個枚舉類型中，提高代碼可讀性，使用時相當于宏定義。

// 定義了一個枚舉類型 enum Color
enum Color {RED,    // 默認值為 0GREEN,  // 默認值為 1BLUE    // 默認值為 2
};// 聲明一個枚舉變量
enum Color myColor = GREEN;
printf("%d\n", myColor); // 輸出 1// 可以顯式指定值
enum Status {ERROR = -1,SUCCESS = 0,PENDING = 1
};

3. void 類型

void 類型表示“無”或“空”。

1、作為函數返回類型

表示函數不返回任何值。

void sayHello() {printf("Hello\n");// 無需 return 語句，或使用 return;
}

2、作為函數參數

表示函數不接受任何參數。

int getRandomNumber(void) { // 明確表示無參數return rand();
}

3、作為指針類型（萬能指針）

void* 是一種通用指針類型，可以指向任何數據類型的數據。在使用前必須進行強制類型轉換。

int num = 10;
void *ptr = # // 合法// printf("%d\n", *ptr); // 錯誤：void* 不能直接解引用
printf("%d\n", *((int*)ptr)); // 正確：先轉換為 int*

4. 派生類型 (Derived Types)

這些類型是從基本類型或其它派生類型構造而來的。

a. 指針類型 (Pointer Types)

存儲變量的內存地址。聲明時在類型名后加 *。

int num = 10;
int *ptr = # // ptr 是一個指向 int 的指針，存儲了 num 的地址printf("%d\n", *ptr); // 解引用指針，獲取它指向的值（輸出 10）

b. 數組類型 (Array Types)

存儲相同類型的元素的集合。聲明時在變量名后加 [size]。

int numbers[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; // 包含 5 個整數的數組
char str[] = "Hello"; // 編譯器自動計算大小的字符數組（字符串）

c. 結構體類型 (Structure Type) - struct

將多個不同類型的變量組合成一個單一的復合類型。

// 定義了一個結構體類型 struct Person
struct Person {char name[50];int age;float height;
};// 聲明一個結構體變量并初始化
struct Person p1 = {"Alice", 30, 165.5};// 訪問成員
printf("Name: %s, Age: %d\n", p1.name, p1.age);

d. 共用體類型 (Union Type) - union

允許在同一內存位置存儲不同的數據類型。所有成員共享同一塊內存，大小由最大的成員決定。

union Data {int i;float f;char str[20];
};union Data data;
data.i = 10; // 現在 data 存儲的是一個整數
data.f = 220.5; // 寫入一個浮點數，會覆蓋之前的整數
// 此時讀取 data.i 將是無意義的值

e. 函數類型 (Function Types)

函數也有類型，由其返回類型和參數類型決定。這在函數指針中非常有用。

// 一個函數類型：返回 int，接受兩個 int 參數
int add(int a, int b) {return a + b;
}// 聲明一個匹配該類型的函數指針
int (*funcPtr)(int, int) = add;// 通過函數指針調用函數
int result = funcPtr(3, 4); // result = 7

類型限定符 (Type Qualifiers)

為類型提供額外的屬性。
1、const：定義常量，值在初始化后不能被修改。

const int max_size = 100;
// max_size = 200; // 編譯錯誤！

2、volatile：告訴編譯器該變量可能被程序之外的代理（如硬件、中斷）修改，禁止編譯器做某些優化。

volatile int hardware_register;

3、restrict (C99)：一個指針限定符，向編譯器承諾，在該指針的生命周期內，它是訪問其所指向數據的唯一方式，從而允許編譯器進行優化。