我要學會 C 語言(二)：有小數點的數不是整數之資料型態與變數
第二篇文章要講的是資料型態。 對於 x^2+2x+1=0 這個方程式你想到什麼？一個方程式裡面最神奇的地方就是它有一個或多個未知數，有了未知數你就可以方便計算很多東西；而且對於一個函數 f(x) = x^2+2x+1，你還可以代入不同的 x 算出不同的值。寫程式也是一樣，你總不希望你的電腦沒有辦法做代數運算，也不能輸入其他的值讓他算出不同東西吧？
第二篇文章要講的是資料型態。
對於 x^2+2x+1=0 這個方程式你想到什麼？一個方程式裡面最神奇的地方就是它有一個或多個未知數，有了未知數你就可以方便計算很多東西；而且對於一個函數 f(x) = x^2+2x+1，你還可以代入不同的 x 算出不同的值。寫程式也是一樣，你總不希望你的電腦沒有辦法做代數運算，也不能輸入其他的值讓他算出不同東西吧？
於是有了變數。有了變數，你就可以暫時儲存一些資料在記憶體裡。
註1：^ 是次方的意思，10^2 代表 10 的平方、5^3 代表 5 的立方。
註2：未知數和變數在英文都稱為 variable。
只不過，在電腦裡面，變數分成好幾種，該種類的變數只能存放該種類的資料，例如一個整數的變數不能放入「9.2」，也不能放入「Noob」。
資料型態
於是有了資料型態，在 C 語言中資料型態大概有這幾種，後面是它的範圍(range)：
- char：-128 ~ 127
- short：-32768 ~ 32767
- int：-2147483648 ~ 2147483647
- unsigned：0 ~ 4294967296
- long：-2147483648 ~ 2147483647
- long long：-9223372036854775808 ~ 9223372036854775807
- float：1.17549×10^-38 ~ 3.40282×10^38
- double：2.22507×10^-308 ~ 1.79769×10^308
- long double：3.3621×10^-4932 ~ 1.18973×10^4932
其中粗體的資料型態是比較常用到的。
如果上面那個你覺得你看了霧煞煞，那你只要先記住幾件事情：
- char 叫做字元，可以用來存放符號、英文字母和數字 (詳見ASCII Table)
- int 是 integer 的縮寫，叫做整數。大概也是最常用到的，要放整數先選我就對了！
- long long 叫長長整數，是一種高級整數，當數字大過 2147483647 的時候就要選我~
- float 叫浮點數，要用小數點先選我，我大概可以存小數點以下 7 位數左右
- double 叫倍精度浮點數，是一種高級浮點數，可以存小數點以下 15 位數左右
其他剛開始大概用不太到。
不過這個時候又有問題出現了，你可能會想，既然 long long 那麼強大，可以放個九百京左右，幹嘛還要有 int 和 short int 的存在？那是因為，不同的資料型態是有不同的大小(size)的。當你使用了越大的資料型態，你就會在記憶體(RAM)佔據更多的空間。
資料型態的大小
這個部分沒有那麼重要，不過這裡可以告訴你為什麼不統一用 long long 取代 int，還有為什麼那些資料型態的範圍到底是哪裡來的。
先來回顧一下排列組合吧。電腦是由電路組成，所以只有通電與不通電兩種情況。(這也解釋了為什麼電腦以二進位計算)
- 有 1 條電路的情況下，可以組合出 2 種情況
- 有 2 條電路的情況下，可以組合出 4 種情況
- 有 3 條電路的情況下，可以組合出 8 種情況
- 有 n 條電路的情況下，可以組合出 2^n 種情況
在電腦裡面，我們把這種電路稱為位元(bit)，8 個位元稱作一個位元組(byte)。
一般來說：
- short 占了 2 個位元組
- int 占了 4 個位元組
- long long 占了 8 個位元組
- char 占了 1 個位元組
所以 int 占了 4 個位元組 = 32 個 bit，也就有 2^32 = 4294967296 種情況，所以可以存放 4294967296 個數字，其中一半要放負整數(-2147483648~-1)、另外一半要放零和正整數(0~2147483647)，這就是為什麼一個占了 n 個位元的變數，範圍是 $-2^{n-1}$ ~ $2^{n-1}-1$ 囉！
宣告變數
終於把資料型態大概說完了，接下來就是變數。剛剛說變數可以讓你儲存一些資料在記憶體裡，可是記憶體就是那麼大，程式怎麼知道要把變數放在記憶體的哪裡？所以我們使用每個變數之前都必須先宣告，一來是幫這個變數命名，二來是讓程式去告訴系統：請給我一個空間來存放資料。
再來，變數命名。雖然變數你要怎麼命名，只要你記得就可以，但是麻煩盡量幫變數想一個有關的名字，例如要存放香蕉數量的變數可以取名叫 banana_count、存放年齡的變數可以叫 age，不然別人看了你的程式碼會不知道你在寫什麼，這個別人包括一個月後的自己。
那，讓我們來宣告一個變數，用來存放你的分數吧。
int score;
什麼？就這樣？
沒錯，宣告一個變數只需要這樣子就可以了。宣告完變數後才可以使用變數，例如給它一個值。
score = 80;
再強調一次，變數一定要先宣告才能使用。如果剛剛沒有宣告的話，這一行就會出現錯誤。
另外，數學上的 = 和 C 語言裡面的 =，意思不太一樣。數學上的 = 是指等號左右兩邊的值相等；但在 C 語言(及絕大部分程式語言裡面)，= 的意思是把等號右邊的值存放(assign)到等號左邊的變數裡，有←的味道存在。例如下面這段程式碼就是錯的：
int score;
80 = score;
而要在宣告變數的時候就給定一個值也是可以的，例如：
int score = 80;
再來宣告個油價看看，油價通常有小數點，所以應該使用浮點數：
float gas_price = 27.3;
然而宣告完也給定初值的變數也可以再給別的值，這是沒有問題的。
float gas_price = 27.3;
gas_price = 28.4;
如果給值的時候給了一個超過範圍的，例如一個 int 給了 2147483648，就會發生溢位(overflow)，溢位會怎樣？你可能會得到一個非預期的值，或是程式炸掉、電腦炸掉、甚至導致程式被攻擊都是有可能的。
好啦資料型態與變數就先到這邊，不過變數可不只有這樣給值而已，它還有很多事情可以做的！下一篇來講變數的運算~