第三章数据类型运算符与表达式.ppt

第三章 数据类型、运算符与表达式,3、1 C语言的数据类型 3、6 变量赋初值3、2 常量和变量 3、7 混合运算 3、3 整型数据 3、8 算术运算3、4 实型数据 3、9 赋值运算3、5 字符型数据 3、10 逗号运算 3、11 位运算,3、1 C的数据类型所谓数据结构指的是数据的组织形式。,基本类型构造类型指针类型空类型,整型实型字符型枚举型,数组类型结构体类型共用体类型,单精度型双精度型,C语言中的数据有常量和变量之分，它们分属于以上类型。,数据类型,在程序中对用到的所有数据变量都必须指定其数据类型。,3、2 常量和变量 1、常量 在程序运行过程中其值不能改变的量称为常量。一般从其字面形式即可判别。整型常量：12，0，345 实型常量：44.6,-1.23,1.2E-3,6e+2 字符常量：a、D、d 字符串常量：“This is a program.”2、符号常量 符号常量：用一个标识符代表一个常量。,#define PRICE 30 main()int num=10,total;total=num*PRICE;/*相当于total=num*30;*/运行结果：total=300,符号常量使用注意事项,(1)一般符号常量用大写字母取名(2)符号常量的值在其作用域内不能改变 即程序里不能出现 PRICE=40；语句,3、变量,1）标识符：用来作为变量名、符号常量名、函数名、数组名、文件名等的有效字符序列称为标识符 规定：（1）标识符只能由字母，数字和下划 线组成，且以字母或下划线开头 建议不超过 8 个字符。（2）大小写分别表示不同的标识符。,2）关键字（保留字）：一些在编译过程中起特殊作用的标识符。如：char,int,short,float,double if,else,while,等共计32个,3）变 量,程序运行过程中其值可以改变的量称为变量。变量应该有名字，并在内存中占有一定的存储单元。,变量名是一个标识符。,合法的变量名：sum,_above,class1,basic,不合法的变量名：M.D.John,3D64,ab,#33,$234,注意：（1）变量名一般用小写字母表示（2）起变量名应遵循“见名知义”原则（3）变量名不能与关键字同名。,4）变量的定义及其目的,例：int a,b,c;char c1,c2;,其目的为：（1）凡未被定义的，不作变量名使用；（2）指定变量类型后，系统编译时可分配相应 的存储单元；（3）定义变量类型便于编译时检查此变量所 进行的运算是否合法。,C中变量应先定义后使用。,计算机内部的数据和C语言的数据都是以二进制补码表示的。补码的最高位为符号位，若为0，该数为正数；若为1，该数为负数。符号位与数值位一起参与运算。,正数的补码即其本身。负数的补码可这样求出：（1）先求该数的绝对值，再求出对应正数的二进制编码；（2）对二进制编码按位取反；（3）对最低位加1。,补充：数的补码表示,求-2的补码（以两个字节表示）,(1)求-2的绝对值，|-2|=2，二进制编码为：0000 0000 0000 0010,（2）按位取反得：1111 1111 1111 1101,（3）最低位加1：1111 1111 1111 1101,1,1111 1111 1111 1110,3、3 整型数据,1、整型常量,C整常数有三种表示形式：十进制：123，456，0八进制：以0开头，如：0123 等于十进制数83 011 等于十进制数9 十六进制：以0 x或0X打头 如：0 x123 等于十进制数291 0 x12 等于十进制数18注:负数在计算机中表示形式？,2、整型变量,整型变量,基本整型 int,短整型 shortint,长整型 long(int),无符号型,无符号整型unsigned int,无符号长整型unsigned long,无符号短整型unsigned short,3、整型变量的定义及使用,程序中用到的变量都必须先定义，例如：,运行结果：a+u=22,b+u=-14,4、整型数据的溢出,一个int型变量的最大允许值是32767,如果再加1,其结果会是怎样一种情况?,0111111111111111 数值:32767,+,0000000000000001 数值:1,1000000000000000 数值:-32768,=,它就好像汽车的里程表一样,达到最大值后,又从最小的开始计数.,5、整型常量的类型,1.值在3276832767的整常数，认为它是int型，可赋给 int 型和 long int 型变量;2.值超过上述范围，而在2 21的整常数，认为它是 long int 型,可赋给 long int 型变量;3.只有非负的整常数可赋给 unsigned型变量,但 值不能超出该 unsigned 型变量的取值范围;4.整常量后加一个l 或L，则认为其为 long int 型 常量,如：123L，0L，432L 此常用于函数调用中,使形参类型匹配于实参类型。,31,31,3、4实型数据,1、实型常量,1)十进制数形式：由数字和小数点组成 如:0.0,0.123,-34.6,.678,90.注意：小数点必须有，且其前后数字不能同时缺省。2)指数形式（科学计数法):由尾数，指数和 字母e或E组成 如：123E3 代表 12310 注意：E前必须有数字，E后必须为整数 E5 3.4E5.6 不合法,3,3)规范化的指数(输出)形式:即在字母e或E之前的小数部分中,小数点左边应有一位且只能有一位非零的数字。如：2.3478e2、3.099E5 等等.4)实型数据在内存的存放形式:实型数据是按指数形式存储的,系统把一个实型数据分成小数部分(.xxxxx)和指数部分(采用规范化的指数形式),分别存放.如:3.14159,小数部分占的位数越多,精度越高;指数部分占的位数越多,可表示数值范围越大.,2、实型变量,单精度型（float）32位 7位有效数字 10 10 双精度型（double）64位 1516 位有效数字 10 10,38,38,308,308,定义实型变量：float x,y;double z,a,b;,3、实型变量的赋值 实型常量不分 float型和double型,系统按double型处理,若按float型处理,可在数值后面加f或F.一个实型常量可赋给一个实型变量（float型或double型），根据变量类型截取实常量中相应的有效位数。例：float x;double y;则：x=222222.222 y=222222.222,注意实型数据的舍入误差;应当避免将一个很大的数和一个很小的数直接相加减;同理1.0/3*3!=1,3.5 字符型数据,1、字符常量 1）一般形式字符常量：用单引号括起来的单个字符。如：A，？，=2）转义字符序列：以开头的字符序列，可表示任何可输出的字母字符，专用字符，图形字符和控制字符如n为换行控制符,n 换行将当前位置移到下一行开头 t 水平制表(跳到下一个tab位置)b 退格,将当前位置移到前一列r 回车,将当前位置移到本行开头f 换页,将当前位置移到本页开头 反斜杠字符 单引号(撇号)字符”双引号字符ddd 1到3位8进制数所代表的字符xhh 1到2位16进制数所代表的字符,2、字符变量 用来存放一个字符常量。,定义形式：char c1,c2;,赋值：c1=O;c2=K;,则：,printf(%c%c n,c1,c2);,输出：O K,一个字符变量在内存中占一个字节。,3、字符数据在内存中的存储形式及其使用方法,1）字符数据在内存中存放的是其ASCII值。例：char c1,c2;c1=a;c2=b;则：,97,98,c1,c2,2）C中，整型数据和字符型数据之间可通用（1）程序中，字符数据既可按字符形式输出，也可以整数形式输出。由输出格式字符串%c 和%d 决定。（2）字符数据可进行算术运算，字符变量 既可赋值以字符常量，也可赋以相应的 ASCII值。C的整型数据与字符数据间可相互赋值。,运行结果：a b A B,4、字符串常量,一对双引号括起来的字符序列。例：a,How do you do.，China,abcn,$123.45,C规定：,在内存中，系统自动在每个字符串的结尾加上一个字符串结束标志0，以便系统据此判断字符串结束标志。,所以，“a”在内存中占两个字节。,a,0,char c;c=a;c=a;,C 中无专门的字符串变量，如需要，可用字符数组来存放。,注意：字符常量和字符串常量不可混淆。,3.6 变量赋初值,例1：int a=3；float f=3.56；char c=a;,例2：int a,b,c=3;,错例：int a=b=c=3;,此些变量的初始化不是在编译阶段完成,而是在程序执行本函数时赋予初值的,相当于有一个赋值语句。,3.7 数值型数据间的混合运算,C中，整型，字符型，实型（包括单精度，双精度）数据可出现在一个表达式中进行混合运算。,类型自动转换规则,高,低,double float,long,unsigned,int char,short,例：int i;float f;double d;long e;,则：10 a+i*f-d/e 合法,转换次序：（1）计算 10a,结果为整数107（2）计算 i*f,结果为double型（3）整数107与i*f的积相加，结果为double型（4）计算 d/e，结果为double型（5）将10a+i*f 的结果与 d/e 的商 相减，结果为double型。,3、8 算术运算符和算术表达式,1、运算符的种类、优先级和结合性 语言中运算符和表达式数量之多，在高级语言中是少见的。正是丰富的运算符和表达式使语言功能十分完善。这也是语言的主要特点之一。语言的运算符不仅具有不同的优先级，而且还有一个特点，就是它的结合性。在表达式中，各运算量参与运算的先后顺序不仅要遵守运算符优先级别的规定，还要受运算符结合性的制约，以便确定是自左向右进行运算还是自右向左进行运算。这种结合性是其它高级语言的运算符所没有的，因此也增加了语言的复杂性。,2.算术运算符和算术表达式,1）基本算术运算符*/%（模除，或称求余）例：7%3 值为 1 5/3=1,-5/3=-1,若参加运算的两个数中有一个为实数，则结果为double型。,求余运算（%）要求参与运算的量均为整型。其结果等于两数相除后的余数。,main()printf(nn%d,%dn,20/7,-20/7);printf(%f,%fn,20.0/7,-20.0/7);参与运算量均为整型时，结果也为整型，舍去小数。如果运算量中有一个是实型，则结果为双精度实型。本例中，20/7，-20/7的结果均为整型，小数全部舍去。而 20.0/7和-20.0/7由于有实数参与运算，因此结果也为实型。,2）算术表达式,表达式是由常量、变量、函数和运算符组合起来的式子。一个表达式有一个值及其类型，它们等于计算表达式所得结果的值和类型。表达式求值按运算符的优先级和结合性规定的顺序进行。单个的常量、变量、函数可以看作是表达式的特例。算术表达式是由算术运算符和括号连接起来的式子，以下是算术表达式的例子：a+b(a*2)c(x+r)*8-(a+b)7+i sin(x)+sin(y)(+i)-(j+)+(k-),注意：C语言算术表达式的书写形式类似于数学中的代数表达式，但有区别：(1)a*b 不能写为 ab、ab、a.b(2)c/d 不能写为 cd、,c,d,(3)e-(f+(g-h)/(i-j)+k 不能写为 e-f+(g-h)/(i-j)+k(4)3.14*r*r 不能写为*r*2 或 3.14*r2(5)sin(x)不能写为 sinx(6)log(x)不能写为 lnx log10(x)不能写为 logx,10,3、算术运算符的优先级和结合性,1）优先级：指表达式运算时应按运算符的优先级别高低次序进行，例：（）高*/%+-低 如：a-b*c 相当于 a-(b*c),2）结合性：先按运算符的优先级别高低依次进行.若在一个运算对象两侧的运算符的优先级相同，则按规定的“结合方向”处理。算术运算符的结合方向自左向右:运算对象先与左面的运算符结合.称为 左结合性。例：a-b+c 相当于(a-b)+c,4、强制类型转换运算,作用：将一个表达式转换成所需类型 形式：（类型名）（表达式）例：(double)a(int)(x+y)(float)(5%3)说明：强制类型转换时，得到一个所需类型的中间变量，而原来变量的类型未发生变化。举例：float x=2.5;int i;i=(int)x;,5、自增，自减运算符 自增运算符记为“+”，其功能是使变量的值自增1。自减运算符记为“-”，其功能是使变量值自减1。可有以下几种形式：+i i自增1后i再参与表达式整体的其它运算。-i i自减1后i再参与表达式整体的其它运算。i+i参与表达式整体的运算后，i的值再自增1。i-i参与表达式整体的运算后，i的值再自减1。在理解和使用上容易出错的是i+和i-。特别是当它们出在较复杂的表达式或语句中时，常常难于弄清，因此应仔细分析。,注意：1）自增、自减运算符只能用于变量，而不能用于常量或表达式。如 5+（a+b）+都是不合法的。2）+和-的结合方向是“自右向左”。如-i+应理解为-（i+）而不是（-i）+3）自增、自减运算符常用于循环语句中,使循环变量自动加1,也用于指针变量,使指针指向下一个地址.,main()int i=8;printf(%dn,+i);9 printf(%dn,-i);8 printf(%dn,i+);8 printf(%dn,i-);9 printf(%dn,-i+);-8 printf(%dn,-i-);-9 i的初值为8，第2行i加1后输出为9；第3行减1后输出为8；第4行输出i为8之后再加1(为9)；第5行输出i为9之后再减1(为8)；第6行输出-8之后再加1(为9)，第7行输出-9之后再减1(为8)。,main()int i=5,j=5,p,q;p=(i+)+(i+)+(i+);q=(+j)+(+j)+(+j);printf(%d,%d,%d,%d,p,q,i,j);ip,i+1-i,i+1-i,i+1-i j+1-j,j+1-j,j+1-j,j+j+j-q 这个程序中，对P=(i+)+(i+)+(i+)应理解为三个i相加，故P值为15。然后i再自增1三次相当于加3故i的最后值为8。而对于q 的值则不然，q=(+j)+(+j)+(+j)应理解为q先自增1，再参与运算，由于q自增1三次后值为8，三个8相加的和为24，j的最后值仍为8。,3、9 赋值运算符和赋值表达式 1、简单赋值运算符和表达式 简单赋值运算符记为“=”。由“=”连接 的式子称为赋值表达式。其一般形式为：变量=表达式 例如：x=a+b w=sin(a)+sin(b)y=i+-j 赋值表达式的功能是计算表达式的值再赋予左边 的变量。赋值运算符具有右结合性。因此 a=b=c=5 可理解为 a=(b=(c=5),关于简单赋值运算符及赋值表达式的说明：1）在其它高级语言中，赋值构成了一个语句，称为赋值语句。而在C中，把“=”定义为运算符，从而组成赋值表达式。凡是表达式可以出现的地方均可出现赋值表达式。例如，式子x=(a=5)+(b=8)是合法的。它的意义是把5赋予a，8赋予b，再把表达式a=5,b=8的值相加，和赋予x，故x应等于13。2）在语言中也可以组成赋值语句，按照语言规定，任何表达式在其未尾加上分号就构成为语句。因此，如x=8;a=b=c=5；都是赋值语句。,赋值时的类型转换 如果赋值运算符两边的数据类型不相同，系统将自动进行类型转换，即把赋值号右边的类型换成左边的类型。具体规定如下：1.实型赋予整型，舍去小数部分。前面的例子已经说明了这种情况。2.整型赋予实型，数值不变，但将以浮点形式存放，即增加小数部分(小数部分的值为0)。3.字符型赋予整型，由于字符型为一个字节，而整型为二个字节，故将字符的ASCII码值放到整型量的低八位中，高八位为0。4.整型赋予字符型，只把低八位赋予字符量。,main()int a,b=322;float x,y=8.88;char c1=k,c2;a=y;x=b;a=c1;c2=b;printf(%d,%f,%d,%c,a,x,a,c2);本例表明了上述赋值运算中类型转换的规则：a为整型，赋以实型量y值8.88后只取整数8。x为实型，赋以整型量b值322，后增加了小数部分。字符型量c1赋以a变为整型，整型量b赋予c2 后取其低八位成为字符型(b的低八位 为01000010，即十进制66，按ASCII码对应于字符B)。,2.复合赋值符及表达式 在赋值符“=”之前加上其它二目运算符可构成复合赋值符。如+=,-=,*=,=,%=,=,&=,=,|=。构成复合赋值表达式的一般形式为：变量 双目运算符=表达式 它等效于 变量=变量 运算符 表达式 例如：a+=5 等价于a=a+5 x*=y+7 等价于x=x*(y+7)r%=p 等价于r=r%p 复合赋值符这种写法，对初学者可能不习惯，但十分有利于编译处理，能提高编译效率并产生质量较高的目标代码。,3、10 逗号运算符和逗号表达式 在语言中逗号“，”也是一种运算符，称为逗号运算符。其功能是把两个表达式连接起来组成一个表达式，称为逗号表达式。其一般形式为：表达式1，表达式2 其求值过程是分别求两个表达式的值，并以表达式2的值作为整个逗号表达式的值。,main()int a=2,b=4,c=6,x,y;y=(x=a+b),(b+c);z=(x=a+b),(b+c);printf(z=%d,y=%d,x=%d,z,y,x);a-2,b-4,c-6,x-0,y-0 x-a+b,y-x z-b+c,本例中，z等于整个逗号表达式的值，也就是表达式2的值，x是第一个表达式的值。,2.程序中使用逗号表达式，通常是要分别求逗号表达式内各表达 式的值，并不一定要求整个逗号表达式的值。3.并不是在所有出现逗号的地方都组成逗号表达式，如在变量说 明中，函数参数表中逗号只是用作各变量之间的间隔符。,对于逗号表达式还要说明几点：1.逗号表达式一般形式中的表达式1和表达式2 也可以又是逗号表达式。例如：表达式1，(表达式2，表达式3)形成了嵌套情形。因此可以把逗号表达式扩展为以下形式：表达式1，表达式2，表达式n 整个逗号表达式的值等于表达式n的值。,3、11 位运算,C语言是为描述系统而设计的，因此它具有汇编语言所能完成的一些功能。在系统软件中，常要处理二进制位的问题。例如:将一个存储单元中的各二进位左移或右移一位，两个数按位相加等等。C语言提供了位运算功能，与其他语言相比更具有其独特的优越性。所谓位运算是指进行二进制位的运算。,1.位运算和位运算符,C语言提供了下列位运算符：运算符 含 义 解 释&按位与 若两个二进位都为1，结果为1，否则为0|按位或 若两个二进位都为0，结果为0，否则为1 按位异或 若两个二进位同号，则结果为0，否则为1 单目取反 对一个二进制数按位取反：1变0，0变1 右 移 将一个二进制数全部右移，对于无符号数，左端补0；对于有符号数：正数补0，负数补 1（算术右移）。右移一位相当于除以2。,说明：1）位运算中除了外，均为二目运算符，即要求两侧各有一个运算量。2）运算量只能是整型或字符型数据，不能为实型数据。,1、&运算 例如：3&5 00000011&00000101 00000001,特殊用途：1）清零：原来数中为1的位，新数中相应位为0。2）保留某些指定位：新数中对应位为1。3）保留某一位：新数中该位取1。,2、|运算 例如：3&5 00000011|00000101 00000111,3、运算 例如：3&5 00000011 00000101 00000110,3、运算特殊用途 1）使特定位翻转：新数翻转位 置1。2）保留原值：与0相 3）交换两个数，不用临时变量。,4、运算 例如：5 00000101 11111010,运算符的优先级比算术运算符、关系运算符、逻辑运算符和其他位运算符都高，例如：a&b,先进行a运算，然后进行&运算。,5、左移运算符00111100 左移1位相当于该数乘以2。但此结论只适合于该数左移时舍弃位中不包含1的情况。,6、右移运算符 例如：a=15;a=a2;00001111=00000011 右移1位相当于该数除以2。但是需注意到符号位问题。,7、位运算赋值运算符 位运算符与赋值运算符可以组成复合赋值运算符 如:&=,|=,=,=,=例如：a&=b 相当于 a=a&b.,8、不同长度数据进行位运算 如果两个数据长度不同，进行位运算时，系统会将二者按右端对齐。如：a&b（a为long,b为int）注意：如果b为正数，则左侧16位补0。若b为负数，左侧补满1。如果b为无符号整数，则左侧补满0。,小 结 1.的数据类型 基本类型，构造类型，指针类型，空类型2.基本类型的分类及特点 类型说明符 字节 数值范围 字符型 char 1 C字符集 基本整型 int 2-3276832767 短整型 short int 2-3276832767 长整型 long int 4-231231-1 无符号型 unsigned 2 065535 无符号长整型 unsigned long 4 0232-1 单精度实型 float 4 10-3810+38 双精度实型 double 8 10-30810+308,3.常量前缀、后缀 前缀：八进制整常数加0 十六进制整常数加0X或0 x 后缀?长整型加L或l 4.常量类型 整数，长整数，无符号数，浮点数，字符，字符串，符号常数，转义字符。5.数据类型转换自动转换:在不同类型数据的混合运算中，由系统自动实现转换，由少字节类型向多字节类型转换。不同类型的量相互赋值时也由系统自动进行转换，把赋值号右边的类型转换为左边的类型。强制转换:由强制转换运算符完成转换。,7.表达式 表达式是由运算符连接常量、变量、函数所组成的式子。每个表达式都有一个值和类型。表达式求值按运算符的优先级和结合性所规定的顺序进行。,6.运算符优先级和结合性 一般而言，单目运算符优先级较高，赋值运算符优先级低。算术运算符优先级较高，关系和逻辑运算符优先级较低。多数运算符具有左结合性，单目运算符、三目运算符、赋值运算符具有右结合性。,8.位运算符：运算符 含 义&按位与|按位或 按位异或 单目取反 右 移,