C语言基础：变量与数据类型详解

1. 变量与数据类型的概念：

在C语言编程中，数据以变量的形式存储在内存中。理解变量和数据类型的关键在于三个要素：数据存放的位置、数据占用的空间大小（即数据长度）以及数据的处理方式。例如，声明一个整型变量 int n;，这里 int 是数据类型，它定义了数据的长度和处理规则，而 n 是变量名，标识了数据在内存中的具体位置。

2. 数据长度解析：

数据长度指的是数据在内存中占用的字节数。不同的数据类型占用不同的内存空间。基本数据类型及其默认占用的字节数如下：字符型 char 占用1字节，短整型 short 占用2字节，标准整型 int 占用4字节，长整型 long 占用4字节，浮点型 float 占用4字节，双精度浮点型 double 占用8字节。

3. 整型数据的规格：

C语言对 short、int 和 long 这些整型数据类型的字节占用没有做严格的规定，但设定了大致的范围：short 至少需要2字节；int 推荐使用机器的自然字长，在32位系统中为4字节，在64位系统中为8字节；short 的长度不大于 int，而 long 的长度则不小于 int。

4. 整数的正负表示：

对于一个4字节的 int 类型，它占用32位内存空间，其中最高位（第31位）用于表示数字的正负，0表示正数，1表示负数。若不需要考虑正负号，可以在数据类型前添加 unsigned 关键字，此时该类型的最大值可达到 2^32 - 1 = 4,294,967,295，大约等于43亿。

5. 二进制数的计算方法：

了解如何将十进制数转换为二进制数是重要的，例如：111 转换为二进制是 2^3 - 1 = 7，101 转换为二进制是 2^2 + 2^0 = 5，10 转换为二进制是 2^1 + 2^0 = 2。

6. 补码表示法：

在计算机内部，所有数值均以补码形式存储。对于正数，其补码与其原码相同；而对于负数，补码则是其反码加1。原码是一个整数直接转换成二进制的形式，而反码对于正数而言与其原码相同，对于负数则是除了符号位外其余各位取反。

7. 字符数据类型：

char 类型用于存储单个字符，实际上存储的是该字符对应的 ASCII 码值。由于 char 占用1字节，最高位被规定为0，因此它可以表示0到127之间的值。

8. Unicode 编码介绍：

为了支持更多语言的文字表示，Unicode 编码应运而生。它是一个包含超过100万个符号的大集合，每个符号都有唯一的二进制表示，能够有效地支持包括中文、日文、韩文等在内的多种语言文字的表示。