3.3字符型数据与整型数据
了解了变量与常量的关，再来看一看不同数据类型究竟有什么区别。前面程序中的延时
程序是这么写的：
void mDelay(unsigned int DelayTime)
{ unsigned int j=0;
for(;DelayTime>0;DelayTime--)
{ for(j=0;j<125;j++)
{;}
}
}
在main 函数中用mDelay(1000)的形式调用该函数时，延时时间约为1s。如果将该函数
中的unsigned int j 改为unsigned char j，其他任何地方都不作更改，重新编译、连接
后，可以发现延迟时间变为约0.38s。int 和char 是C 语言中的两种不同的数据类型，可见
程序中仅改变数据类型就会得到不同的结果。那么int 和char 型的数据究竟有什么区别呢？
3．3．1 整型数据
1．整型数据在内存中的存放形式
如果定义了一个 int 型变量i:
int i=10; /*定义i 为整型变量，并将10 赋给该变量*/
在Keil C 中规定使用二个字节表示int 型数据，因此，变量i 在内存中的实际占用情况
如下：
0000,0000,0000,1010
也就是整型数据总是用2 个字节存放，不足部分用0 补齐。
事实上，数据是以补码的形式存在的。一个正数的补码和其原码的形式是相同的。如果
数值是负的，补码的形式就不一样了。求负数的补码的方法是：将该数的绝对值的二进制形
式取反加1.例如，-10，第一步取-10 的绝对值10，其二进制编码是1010，由于是整型数占
2 个字节（16 位），所以其二进制形式实为0000，0000，0000，1010，取反，即变为1111，
1111，1111，0101，然后再加1 变成了1111，1111，1111，0110，这个就是数-10 在内存中
的存放形式。这里其实只要搞清一点，就是必须补足16 位，其它的都不难理解。
2．整型变量的分类
整型变量的基本类型是 int，可以加上有关数值范围的修饰符。这些修饰符分两类，一
类是short 和long，另一类是unsigned，这两类可以同时使用。下面就来看有关这些修饰符
的内容。
在 int 前加上short 或long 是表示数的大小的，对于keil C 来说，加short 和不加short
是一模一样的（在有一些C 语言编译系统中是不一样的），所以，short 就不加讨论了。如果
在int 前加上long 的修饰符，那么这个数就被称之为长整数，在keil C 中，长整数要用４个
字节来存放（基本的int 型是２个字节）。显然，长整数所能表达的范围比整数要大，一个
长整数表达的范围可以有：
-231<x<231-1
大概是在正负21 亿多。而不加long 修饰的int 型数据的范围是-32768~32767，可见，
二者相差很远。
第二类修饰符是 unsigned 即无符号的意思，如果加上了这样的一个修饰符，就说明其
后的数是一个无符号的数，无符号、有符号的差别还是数的范围不一样。对于unsigned int
而言，仍是用2 个字节（16 位）表示一个数，但其数的范围是0~65535，对于unsigned long
int 而言，仍是用4 个字节（32 位）表示一个数，但其数的范围是0~232-1。
3．3．2 字符型数据
1．字符型数据在内存中的存放形式
数据在内存中是以二进制形式存放的，如果定义了一个 char 型变量c：
char c=10; /*定义c 为字符型变量，并将10 赋给该变量*/
十进制数10 的二进制形式为1010，在Keil C 中规定使用一个字节表示char 型数据，
因此，变量c 在内存中的实际占用情如下：
0000,1010
弄明白了整型数据和字符型数据在内存中的存放，两者在前述程序中引起的差别就不难
主理解了，当使用int 型变量时，程序需要对16 位二进制码运算，而80C51 是8 位机，一
次只能处理8 位二进制码，所以就要分次处理，因此延迟时间就变长了。
2．字符型变量的分类
字符型变量只有一个修饰符 unsigned 即无符号的。对于一个字符型变量来说，其表达
的范围是-128~+127，而加上了unsigned 后，其表达的范围变为0~255。
加了 unsigned 和没有加究竟有何区别呢？其实对于二进制形式而言，char 型变量表达
的范围都是0000,0000~1111,1111 ， 而int 型变量表达的范围都是
0000,0000,0000,0000~1111,1111,1111,1111，只是我们对这些二进制数的理解不一样而已。
使用 keil C 时，不论是char 型还是int 型，我们都非常喜欢用unsigned 型的数据，这是
因为在处理有符号的数时，程序要对符号进行判断和处理，运算的速度会减慢。
对单片机而言，速度比不上PC 机，又工作于实时状态，任何提高效率的手段都要考虑。
3．字符的处理
在一般的 C 语言中，字符型变量常用处理字符，如：
char c=’a’;
之类等，即是定义一个字符型的变量c，然后将字符a 赋给该变量。进行这一操作时，
实际是将字符a 的ASCII 码值赋给变量c，因此，做完这一操作之后，c 的值是97。
既然字符最终也是以数值来存储的，那么和以下的语句：
int i=97;
究竟有多大的区别呢？实际上它们是非常类似的，区别仅仅在于i 是16 位的，而c 是8
位的，当i 的值不超过255 时，两者完全可以互换。C 语言对定符型数据作这样的处理使用
得程序设计时增大了自由度。典型地，在C 语言中要将一个大写字母转化为一个小写字母，
只要简单地将该变量加上32 即可（查ASCII 码表可以看到任意一个大写字母比小写字母小
32）。由于这一点，我们在单片机中往往是把字符型变量当成一个“8 位的整型变量”来用。
4．数的溢出
一个字符型数的最大值是 127，一个整型数的最大值是32767，如果再加1，会出现什
么情况呢？下面我们用一个例子来说明。
例：演示字符型数据和整型数据溢出的例子
#includee “reg51.h”
void main()
{ unsigned char a,b;
int c,d;
a=255;
c=32767;
b=a+1;
d=a+1;
}
输入该文件，命名为exam23.c，建立工程，加
入该文件，在C 优化页将优化级别设为0，避免C
编译器认为这种程序无意义而自动优化使我们不能
得到想要的结果。编译、连接后，运行，查看变量，
如图3-1 所示。
可见，b 和d 在加1 之后分别变成了0 和-32768，
这是为什么呢？这与我们的数学计算显然不同。其实
只要我们从数字在内存中的二进制存放形式分析，就
不难理解。
首先看变量 a，该变量的值是255，类型是无符
号字符型，因此，该变量在内存中以8 位（一个字节）
来存放，将255 转化为二进制即1111,1111，如果将
该值加1，结果是1,0000,0000，由于该变量只能存放
8 位，所以最高位的1 丢失，于是该数字就变也了
0000,0000，自然就是十进制的0 了。其实这不难理
解，录音机上有磁带计数器，共有3 位，当转到999 后，再转一圈，本应是1000，但实际
看到的是000，除非你借助于其他方法，否则你是无法判断其是转了1000 转还是根本没有
动。
在理解了无符号的字符型数据的溢出后，整型变量的溢出也不难理解。32767 在内存中
存放的形式是0111,1111,1111,1111，当其加1 后就变成了1000,0000,0000,0000，而这个二进
制数正是－32768 在内存中的存放形式，所以c 加1 后就变成了-32768。
可见，在出现这样的问题时C 编译系统不会给出提示（其他语言中BASIC 等会报告出
错），这有利于编出灵活的程序来，但也会引起一些副作用，这就要求C 程序员对硬件知识
有较多的了解，对于数在内存中的存放等基本知识必须清楚。
程序是这么写的：
void mDelay(unsigned int DelayTime)
{ unsigned int j=0;
for(;DelayTime>0;DelayTime--)
{ for(j=0;j<125;j++)
{;}
}
}
在main 函数中用mDelay(1000)的形式调用该函数时，延时时间约为1s。如果将该函数
中的unsigned int j 改为unsigned char j，其他任何地方都不作更改，重新编译、连接
后，可以发现延迟时间变为约0.38s。int 和char 是C 语言中的两种不同的数据类型，可见
程序中仅改变数据类型就会得到不同的结果。那么int 和char 型的数据究竟有什么区别呢？
3．3．1 整型数据
1．整型数据在内存中的存放形式
如果定义了一个 int 型变量i:
int i=10; /*定义i 为整型变量，并将10 赋给该变量*/
在Keil C 中规定使用二个字节表示int 型数据，因此，变量i 在内存中的实际占用情况
如下：
0000,0000,0000,1010
也就是整型数据总是用2 个字节存放，不足部分用0 补齐。
事实上，数据是以补码的形式存在的。一个正数的补码和其原码的形式是相同的。如果
数值是负的，补码的形式就不一样了。求负数的补码的方法是：将该数的绝对值的二进制形
式取反加1.例如，-10，第一步取-10 的绝对值10，其二进制编码是1010，由于是整型数占
2 个字节（16 位），所以其二进制形式实为0000，0000，0000，1010，取反，即变为1111，
1111，1111，0101，然后再加1 变成了1111，1111，1111，0110，这个就是数-10 在内存中
的存放形式。这里其实只要搞清一点，就是必须补足16 位，其它的都不难理解。
2．整型变量的分类
整型变量的基本类型是 int，可以加上有关数值范围的修饰符。这些修饰符分两类，一
类是short 和long，另一类是unsigned，这两类可以同时使用。下面就来看有关这些修饰符
的内容。
在 int 前加上short 或long 是表示数的大小的，对于keil C 来说，加short 和不加short
是一模一样的（在有一些C 语言编译系统中是不一样的），所以，short 就不加讨论了。如果
在int 前加上long 的修饰符，那么这个数就被称之为长整数，在keil C 中，长整数要用４个
字节来存放（基本的int 型是２个字节）。显然，长整数所能表达的范围比整数要大，一个
长整数表达的范围可以有：
-231<x<231-1
大概是在正负21 亿多。而不加long 修饰的int 型数据的范围是-32768~32767，可见，
二者相差很远。
第二类修饰符是 unsigned 即无符号的意思，如果加上了这样的一个修饰符，就说明其
后的数是一个无符号的数，无符号、有符号的差别还是数的范围不一样。对于unsigned int
而言，仍是用2 个字节（16 位）表示一个数，但其数的范围是0~65535，对于unsigned long
int 而言，仍是用4 个字节（32 位）表示一个数，但其数的范围是0~232-1。
3．3．2 字符型数据
1．字符型数据在内存中的存放形式
数据在内存中是以二进制形式存放的，如果定义了一个 char 型变量c：
char c=10; /*定义c 为字符型变量，并将10 赋给该变量*/
十进制数10 的二进制形式为1010，在Keil C 中规定使用一个字节表示char 型数据，
因此，变量c 在内存中的实际占用情如下：
0000,1010
弄明白了整型数据和字符型数据在内存中的存放，两者在前述程序中引起的差别就不难
主理解了，当使用int 型变量时，程序需要对16 位二进制码运算，而80C51 是8 位机，一
次只能处理8 位二进制码，所以就要分次处理，因此延迟时间就变长了。
2．字符型变量的分类
字符型变量只有一个修饰符 unsigned 即无符号的。对于一个字符型变量来说，其表达
的范围是-128~+127，而加上了unsigned 后，其表达的范围变为0~255。
加了 unsigned 和没有加究竟有何区别呢？其实对于二进制形式而言，char 型变量表达
的范围都是0000,0000~1111,1111 ， 而int 型变量表达的范围都是
0000,0000,0000,0000~1111,1111,1111,1111，只是我们对这些二进制数的理解不一样而已。
使用 keil C 时，不论是char 型还是int 型，我们都非常喜欢用unsigned 型的数据，这是
因为在处理有符号的数时，程序要对符号进行判断和处理，运算的速度会减慢。
对单片机而言，速度比不上PC 机，又工作于实时状态，任何提高效率的手段都要考虑。
3．字符的处理
在一般的 C 语言中，字符型变量常用处理字符，如：
char c=’a’;
之类等，即是定义一个字符型的变量c，然后将字符a 赋给该变量。进行这一操作时，
实际是将字符a 的ASCII 码值赋给变量c，因此，做完这一操作之后，c 的值是97。
既然字符最终也是以数值来存储的，那么和以下的语句：
int i=97;
究竟有多大的区别呢？实际上它们是非常类似的，区别仅仅在于i 是16 位的，而c 是8
位的，当i 的值不超过255 时，两者完全可以互换。C 语言对定符型数据作这样的处理使用
得程序设计时增大了自由度。典型地，在C 语言中要将一个大写字母转化为一个小写字母，
只要简单地将该变量加上32 即可（查ASCII 码表可以看到任意一个大写字母比小写字母小
32）。由于这一点，我们在单片机中往往是把字符型变量当成一个“8 位的整型变量”来用。
4．数的溢出
一个字符型数的最大值是 127，一个整型数的最大值是32767，如果再加1，会出现什
么情况呢？下面我们用一个例子来说明。
例：演示字符型数据和整型数据溢出的例子
#includee “reg51.h”
void main()
{ unsigned char a,b;
int c,d;
a=255;
c=32767;
b=a+1;
d=a+1;
}
输入该文件，命名为exam23.c，建立工程，加
入该文件，在C 优化页将优化级别设为0，避免C
编译器认为这种程序无意义而自动优化使我们不能
得到想要的结果。编译、连接后，运行，查看变量，
如图3-1 所示。
可见，b 和d 在加1 之后分别变成了0 和-32768，
这是为什么呢？这与我们的数学计算显然不同。其实
只要我们从数字在内存中的二进制存放形式分析，就
不难理解。
首先看变量 a，该变量的值是255，类型是无符
号字符型，因此，该变量在内存中以8 位（一个字节）
来存放，将255 转化为二进制即1111,1111，如果将
该值加1，结果是1,0000,0000，由于该变量只能存放
8 位，所以最高位的1 丢失，于是该数字就变也了
0000,0000，自然就是十进制的0 了。其实这不难理
解，录音机上有磁带计数器，共有3 位，当转到999 后，再转一圈，本应是1000，但实际
看到的是000，除非你借助于其他方法，否则你是无法判断其是转了1000 转还是根本没有
动。
在理解了无符号的字符型数据的溢出后，整型变量的溢出也不难理解。32767 在内存中
存放的形式是0111,1111,1111,1111，当其加1 后就变成了1000,0000,0000,0000，而这个二进
制数正是－32768 在内存中的存放形式，所以c 加1 后就变成了-32768。
可见，在出现这样的问题时C 编译系统不会给出提示（其他语言中BASIC 等会报告出
错），这有利于编出灵活的程序来，但也会引起一些副作用，这就要求C 程序员对硬件知识
有较多的了解，对于数在内存中的存放等基本知识必须清楚。
