第2章数据类型运算符及表达式.ppt

C语言程序设计,主讲：计算机应用系,第2章 基本数据类型 运算符及表达式,2.1 C语言的数据类型2.2 标识符、常量和变量2.3 整型数据2.4 实型数据2.5 字符型数据2.6算术表达式2.7赋值表达式2.8 关系表达式和逻辑表达式2.9逗号表达式2.10 位运算,2.1 C语言的数据类型,基本数据类型（VC 6.0）,说明:数据类型所占字节数随机器硬件不同而不同,上表以IBM PC机为例:,基本数据类型（Turbo C 2.0）,整型,字符型,实型,有,无,说明:数据类型所占字节数随机器硬件不同而不同,上表以IBM PC机为例:,数据类型说明：不同的数据类型所占用的存储空间、表示范围、其上的运算以及运算精度不同;算法+数据结构=程序：程序设计主要涉及数据结构和算法两方面的内容。数据结构包含数据的存储形式、数据间的逻辑关系以及定义在其上的运算三方面内容，是对数据的精确描述；算法是为解决一个问题而采取的方法和步骤，是对数据处理的精确描述。算法的设计和实现依赖于特定的数据结构。,2.2标识符、常量和变量,一、标识符 所谓标识符就是名字系统。C 语言的标识符分为两类：系统标识符和用户标识符。系统标识符也叫保留字，包括系统规定的32个关键字，如int、unsigned、extern、if、else、for、sizeof等，以及系统预先定义的具有特定意义的标识符两方面内容，如printf、scanf、define、getchar等。用户标识符就是用户对程序中出现的变量、符号常量、函数、数组、文件名等实体所定义的名字，用户对这些实体命名时必须遵循标识符命名规则。,2.2标识符、常量和变量,二、常量和符号常量 在程序运行过程中，其值不能被改变的量称为常量。常量可以直接用一个字面值的形式来表示，也叫字面常量。C语言的常量分为：整型常量：12、0、-3实型常量：4.6、-1.23、0.314e1、5.6E2字符常量：a、b字符串常量：“I am a boy!”在语言中，可以用一个标识符来表示一个常量，称之为符号常量。符号常量在使用之前必须先定义，其一般形式为：#define 标识符 常量表达式,如：#define PI 3.1415926/定义符号常量PIvoid main（）int r=1,s;s=PI*r*r;/合法引用，编译时用3.1415926替换PI PI=PI+1;/非法引用，不能改变其值,2.2标识符、常量和变量,三、变量在程序运行过程中，其值可以被改变的量称为变量，也称内存变量。内存变量有两个要素：变量名:每个变量都必须有一个名字变量名，变量的命名必须遵循用户自定义标识符命名规则。名字就是地址！好理解吗？别人如何找我们？人的名字、身份证号都是地址。便于理解，所谓变量名就是该变量在内存中的地址。变量值:变量值存储在内存中，即该变量所对应的内存单元的内容。在程序中，通过变量名来引用变量的值，本质上就是通过地址来引用内存单元的内容。在语言中，要求对所有用到的变量，必须是“先定义、后引用”。所谓“定义”，就是根据数据类型的不同，编译系统在内存中为其分配相应的单元（参见表2.1），“引用”就是引用该变量的值。,2.2标识符、常量和变量,变量定义的一般格式：存储类型 数据类型 变量名=初值,变量名 2=初值 2;在语言中，要求对变量的定义一般放在函数定义时的形参部分、函数体或复合语句的首部，也可以放在函数的外部。在定义变量的同时进行赋初值的操作称为变量初始化。例如：float x,y;/只定义不初始化，其值不确定 int i=1,j=2;/定义同时初始化变量x、y、i、j的内存分配如图2.1 所示。,如：int,float,char,自己设定，满足标识符规定：字母、数字、下划线，且以字母或下划线开头。,；不可省,2.3整型数据,一、整型常量1.整型常量:即整常数，在语言中可用三种形式表示：（1）十进制（基数字09）。例如 10、36、-26（2）八进制（基数字07，以数字0开头）。例如012、011、017（3）十六进制（基数字09、a/Af/F，以数字0+字母 x 开头）。例如0 x36、0 xaf、0 xAB、0 x38FB 2.整型常量的后缀“L”/“l”：类似于long 型数据，这些常量在内存中 占4 个字节。“U”或“u”：表示无符号整型常数。后缀“L/l”和后缀“U/u”可同时使用以表示无符号长整型数。,如：128L(十进制的128)、300000L(十进制的300000)；022L(十进制为18)、065L(十进制为53)、0300000L(十进制为98304)；0X22L(十进制为34)、0XAF5L(十进制为2805)、0X300000L(十进制为3145728)。128u,0 x128Au,0126u均为无符号数。0 xA5Lu、023Lu、0X1234Lu。,2.3整型数据,二、整型变量1.整型变量分类整型变量的基本类型符为 int。根据有无符号，整型变量定义时有两个符号修饰符signed和unsigned，分别代表有符号整型和无符号整型变量；根据数值的宽度，整型变量定义时有两个宽度修饰符short和long，分别代表短整型（16b）和长整型（32b）变量。归纳起来C 语言共有六种整型变量（双括号表示可缺省）：有符号基本整型signed int有符号短整型 signed short int）有符号长整型 signed long int）无符号基本整型 unsigned int无符号短整型 unsigned short int无符号长整型 unsigned long int,如：int i=1，j=1，k；定义了3个int 型变量i、j、k，各占用4个字节，其取值范围-21474836482147483647（-231231-1）。变量i、j是定义的同时初始化，其值为1，k只定义但没有初始化，这时k的值Turbo C2.0环境下是一个随机值，不确定，在VC 6.0下为0 xcccccccc。又如：short m，n；unsigned short a，b；short型变量m、n各占用2个字节16位，其取值范围为-3276832767(-215215-1)。Unsigned short型变量a、b各占用2个字节16位，其取值范围为 065535(0216-1).,思考：int a=20000,b=20000,c;c=a+b;c的值为多少？如果c定义为long型是否能解决问题？,2.3整型数据,二、整型变量2.整型变量的存储形式 计算机中的数值是以二进制形式存储的，对于n位的整型数据，若为有符号数（int、short、long）则是以二进制补码形式表示的，最高位为符号位，1代表负，0代表非负，数值位只有n-1位；若为无符号数（unsigned int、unsigned short、unsigned long）则是以二进制原码形式表示的，数值位有n位。有符号数在计算机中用补码表示，0和正数的补码和原码相同；负数的补码就是将该数的绝对值按位取反再加1。,-32768、0！对吗？为什么？,2.3整型数据,二、整型变量3.类型匹配规则 我们知道，不同类型的整型变量的范围和占用的字节数是不同的，那么如何为整型变量赋值？变量是容器，一般情况下，一个整型常量，可以赋给能容纳下其值的整型变量。,例如，宽度为16b的整型常量（-1515-）或（016-）可以赋给宽度为16b或32b（-3131-）或（032-）的整型变量；宽度为32b的整型常量可以赋给宽度为32b的整型变量；宽度为32b的整型常量赋给宽度为16b的整型变量时，从整型常量低位截取16b再赋给16b的整型变量。具体匹配规则参见2.7.3小节赋值运算中的类型转换规则。另外，在函数调用时，要求形参与实参的类型必须匹配，这时我们可以使用后缀。如形参为long int 型，在调用时实参必须用后缀“L/l”如：fun（12L）。,2.4实型常量,一、实型常量 实型也称为浮点型。实型常量也称为实数或者浮点数。在语言中，实数只采用十进制，有二种表示形式：十进制小数形式及指数形式。十进制小数形式：由数码09和小数点组成。例如：0.0、25.0、5.789、0.13、5.0、300.、-267.8230等均为合法的实数。注意，必须有小数点。指数形式：由尾数、阶码标志和阶码三部分组成。尾数为实常数，阶码为十进制整常数。其一般形式为：尾数m+阶码标志E/e+阶码n，这三部分都不可缺省。其值为：m*10n.,如：2.0E5、0.5e-7、-2.8E-2等都是合法的 小数点不能单独出现；0.0.e或E的两边必须有数，且其后面必须为整数；如：6E0.2 e5 e/E两侧不能有空格，且尾数、阶码为常量；0.5 E 3，（0.3+0.5）E（2+3）,2.4实型变量,一、实型变量实型变量分为：单精度（float型）、双精度（double型）和长双精度（long double型，了解就可以）三类。VC6.0中浮点型数据所占的内存空间、数值范围及有效数字（7、16位）见下表：,2.4实型变量,二、关于规格化数与输出精度：对于给定数制N的任意一个实数，都可表示成形如：sa.b0b1bnNk的指数形式，称这样表示的数为规格化数。其中s表示符号，a为整数部分且0aN，a.b0b1bn为小数部分，N为该数制的基，k为指数。计算机内部都是二进制，所以二进制下规格化实数可表示为：s1.b0b1bn2k。实数在内存中一律用规格化数形式存放，其存储格式由数符、阶码和尾数三部分组成。下图为 VC 6.0下实型数据存放形式。另外，由于实型变量是由有限的存储单元组成的，能提供的有效数字总是有限的，因此使用实型数据时存在一定的误差，实际中要注意。,如：void main()float a=12345678.123e5,b;double x=12345678.123e5,y;y=x+20;b=a+20;printf(a=%.2f,b=%.2fn,a,b);/float 型精度丢失 printf(x=%.2f,y=%.2fn,x,y);/double 保持精度 printf(b=%e,y=%en,b,y);/以指数形式输出时为规格化数运行结果如下：a=1234567823360.00,b=1234567823380.00 x=1234567812300.00,y=1234567812320.00b=1.234568e+012,y=1.234568e+012Press any key to continue,2.5字符型数据1.字符常量定义:用单引号括起来的单个普通字符或转义字符.,如 101-A 012-n 376-x61-a 60-0 483-(),例:A-101-x41-65,如 A65，a97，048,n10,如 a A?n 101,转义字符:反斜线后面跟一个字符或一个代码值表示,例 转义字符举例(ch2_001.c,ch2_004.c)main()printf(101 x42 Cn);printf(I say:How are you?n);printf(C Programn);printf(“V C6.0);,运行结果：(屏幕显示)A B CIsay:”How are you?”C ProgramV C6.0,语言程序设计 第二章语法要素,字符常量的值：该字符的ASCII码值,字符常量与字符串常量不同,2.字符串常量定义：用双引号(“”)括起来的字符序列存储：每个字符串尾自动加一个 0 作为字符串结束标志,例:char ch;ch=“A”;,3.字符变量,字符变量用类型说明符char进行定义，如：char ch1=a,ch2;/定义两个字符变量ch1、ch2，同时对ch1初始化 每个字符变量被分配一个字节的内存空间来存储字符的ASCII值，字符常量可以是任意一个ASCII码字符。变量的值就是相应字符的ASCII码值，如字符A的存储形式是01000001（二进制），即十进制的65，所以也可以把它们看成是整型量。语言允许对整型变量赋以字符值，也允许对字符变量赋以整型值（=127）。在输出时，允许把字符变量按整型形式输出，也允许把整型量(=127)按字符形式输出。字符型数据可以参加简单的运算。,如：char ch1=A,ch2=D,ch3;ch4=8;ch3=ch1+1;/A+1=65+1=B,ch3为字符B ch3=ch2-ch1+1；/ch2-ch1+1=68-65+1=3+1=4,ch1至ch2之间字符的个数ch3=ch1+32；/ch2+32=65+32=97=a,将大写字母转换为小写ch3=ch4-0;/将字符8=38转换为相应的数字8ch3=0+6;/将数字6转换为相应的字符6=36ch3=ch1ch2;/关系运算：ch1ch2 6568,条件为真ch3为真（1）ch3=ch1/逻辑运算：ch1、ch2为真，所以ch3 为真（1）,4.变量应用举例：,main()int a,b=2;a=1;float data;data=(a+b)*1.2;printf(“data=%fn”,data);,例2 float a,b,c;c=a%b;/Illegal use of floating point in function main,例1 int student;stadent=19;/Undefined symbol statent in function main,例:int a=2,b,c=4;float data=3.67;char ch=A;int x=1,y=1,z=1;int x=y=z=1;,例 float a;a=111111.111;/*a=111111.1*/double b;b=111111.111;/*b=111111.111*/,例/*ch2_003.c*/#define PRICE 12.5 main()int num=3;float total;char ch1,ch2=D;total=num*PRICE;ch1=ch2-A+a;printf(“total=%f,ch1=%cn”,total,ch1);,运行结果：total=37.500000,ch1=d,2.6算术表达式,一、语言运算符概述语言的运算符十分丰富，除控制语句和输入输出函数外，其他的操作都作为运算符处理。语言运算符主要分为以下10类：算术运算符七种。关系运算符六种。逻辑运算符三种。位操作运算符六种。赋值运算符:十一种。条件运算符一种逗号运算符指针运算符二种运算。求字节数运算符(sizeof)。特殊运算符:有括号()，下标，成员(，.)等几种。,%(取余)(注意：取余运算的操作数只能是整数，且结果的符号与前一操作数的符号相同),二、算术运算符和算术表达式,1、运算符+(加)：3+4、+3-(减)：3-5、-5*(乘)：3*5/(除)：5/2、5.0/2（注意，此二种形式，结果不同）,5%3的值为2；-5%3的值为-2；5%(-3)的值为2；-5%(-3)的值为-2；12.3%3 若a%b 的结果为0，则有a能被b整除,2.6算术表达式,2、算术表达式 用算术运算符和括符将操作数连接起来的式子。优先级：（）*、/、%+、-结合性：从左至右；表达式的值：数值型(int、long、unsigned、float、double)；,例如：已知：float a=2.0;int b=6,c=3;求解：a*b/c-1.5+a+fabs(-5)=？,float a=2.0;int b=6,c=3;a*b/c-1.5+a+fabs(-5),12.0/3,4.0-1.5,2.5+97(int),99.5+5,104.5(double),思考 int a=1,b=2;表达式a/b+3的结果是多少？int a=10000,b=30000;表达式a+b的结果是多少？如何修改？,等价于：j=i;i+;所以i的值为4，j的值为3,等价于：i+;j=i;所以i的值为4，j的值为4,(1)i=3;j=i+;(2)i=3;j=+i;,3、自增与自减运算符(+、-),+i,-i：使用之前使i的值增1（或减1）；,i+,i-：使用之后使i的值增1（或减1）；,分析下面几种情况中i与j的值：,当+、-不与其他运算符混合使用时，+i与i+都等价于 i=i+1,-i与i-都等价于 i=i-1,如：i=2;j=-i+;求执行完这两句后i与j的值分别是多少,特殊的：设i=3，j=4，k=i+j，k=i=j=,结合性：自右至左。,分析：“+”与”-“是同优先级，且都高于“=”按结合规则，等价于：j=-(i+);结果：i的值为3，j的值为-2。,再看几个例子：如：设i=3，k=(i+)+(i+)+(i+)k=i=,9,6,如：设a=3,b=(a+)+(a+)b=a=,6,5,设a=3,b=(+a)+(a+)b=a=,8,5,设a=3,b=(a+)+(+a)b=a=,8,5,设a=3,b=(+a)+(+a)b=a=,10,5,7,4,4,int i=3；Printf（“%d%d%d”，i，+i，i+）；,再看以下例子，如有定义：int i=3，j；分别执行以下语句，仔细分析、体会。j=（i+）+（i+）；j=（+i）+（+i）；j=i+i+（+i）；/在Turbo C2.0 中i为4，j 为12！j=（+i）+（+i）+（+i）；/在Turbo C2.0 中i为6，j 为18！第一条语句好理解，两个（i+）都是先引用后自增，所以j 的值为6，i为5；第二条语句好理解，两个（+i）都是先自增后引用，所以j 的值为10，i为5；第三条语句先执行i+i为6，6+（+i），先自增后引用，所以j 的值为10，i为4（VC6.0）；第四条语句先执行（+i）+（+i），结果i为5，j 为10，再执行10+（+i），先 自增后引用，其结果是i为6，j为16（VC6.0下.),对于自增自减应注意：在同一个表达式中避免对同一个变量多次使用，使用时应加括号以增加程序可读性；编译环境不同结果可能不同。本书的编译环境为VC6.0。对计算机等级考试笔试部分，应以Turbo 2.0 环境为准,机试以VC 6.0环境为准!,2.7赋值表达式,1、赋值运算符=(执行功能：把=右边的表达式的值，存入=左边的变量对应的存储空间，即给此变量赋值)3=2+1 a=a+22、赋值表达式：用赋值运算符将变量和表达式连接起来的式子 形式:=求值规则:将“=”右边表达式的值赋给左边的变量。优先级：!算术关系&|赋值 结合性：自右至左；表达式的值：被赋值变量的值。例如：(1)x=(y=12)/4(2)x=y=12/4(3)x=(y=12/4)(4)(x=y)=12/4,2.7赋值表达式,3、复合赋值运算符*=、/=、%=、+=、-=,=,后a=-8。表达式a+a的值为8，a-=8后a=-4，a+=-4后a=-8,2.7赋值表达式,4、赋值运算中的类型转换如果赋值运算符两边的数据类型不相同，系统把赋值号右边的表达式类型自动转换成左边变量的类型,然后再赋值给变量。通常情况下，实型赋予整型，舍去小数部分；整型赋予实型，在整型数后增加小数部分(小数部分的值为0)，数值不变，以浮点形式存放；字符型赋予整型，字符型为一个字节（高位为0），而整型为2字节或4 字节，故将字符的ASCII码值放到整型量的低八位中，高位为0。整型赋予字符型，截取低八位赋予字符量。对于整型数据，存在有符号数和无符号数以及数据长度的不同，赋值时要注意：,1、赋值号左边变量的长度等于或小于其右边数据类型的长度，以补码形式原样赋值或截取后赋值。,2、赋值号左边变量的长度大于其右边数据类型的长度，以补码形式原样赋值或赋值后符号扩展。,如有定义：unsigned short a；/宽度16bshort b=-1；/宽度16b，存储形式：0 xFFFFint c=-65538；/宽度32b，存储形式：0 xFFFEFFFEunsigned int d=65535；/宽度32b，存储形式：0 x0000FFFF，则有：a=b；/原样（0 xFFFF）赋值，a 的值为65535a=c；/截取c（0 xFFFFFFFE）低16位，为0 xFFFE，a为65534b=c；/截取c（0 xFFFF0000）低16位，为0 xFFFE，b的值为-2b=d；/截取d（0 x0000FFFF）低16位，为0 xFFFF，b的值为-1,如有定义：unsigned short a=65535；/宽度16b，存储形式：0 xFFFFshort b=-1（0 xFFFF）；/宽度16b，存储形式：0 xFFFFint c；/宽度32bunsigned int d；/宽度32b，则有：c=b；/符号扩展，c的值为-1，存储形式：0 xFFFFFFFFd=b；/b的存储内容（0 xFFFF）原样赋给d，d的值为65535c=a；/a 的存储内容（0 xFFFF）原样赋给c，c符号扩展，值为-1（0 xFFFFFFFF）d=a；/a原样赋值，d值为65535,2.8关系表达式和逻辑表达式,一、语言的逻辑值我们知道，无论是关系表达式和逻辑表达式，其值都是“逻辑型”的，即真或假。但是，C 语言没有专门的逻辑型数据，所以，对于关系表达式和逻辑表达式，C语言约定：其值为逻辑“真”时，用数值“1”表示，其值为逻辑“假”时用数值“0”表示。关系表达式、逻辑表达式的值1、0当然可以参与其它种类的运算，例如算术运算、逻辑运算等。同时，C语言规定：表达式的值“非0”表示逻辑真，“0”表示逻辑假。由此可以说，C语言的所有表达式都有一个逻辑值“真”或者“假”，都可用来构造一个“条件表达式”，以构成灵活多变的选择、循环条件，这也是C语法的自由之处。,1、6种关系运算符：=!=2、关系表达式：用关系运算符将表达式连接起来的式子 优先级：(=)(=!=)结合性：自左至右；表达式的值：若为真，则结果为1；若为假，则结果为0。,35 值为：32 值为：设x=-2;-3x-1 值为：设x=1;2x4 值为：,例如,二、关系运算符和关系表达式,求如下关系表达式的值：,0,0,0,1,算术运算符优先级高于关系运算符3+(43)*4 值为：3+43*4 值为,3,1,注意,不能用数学里习惯的关系运算符连用表示区间关系！,2、逻辑表达式：用逻辑运算符将表达式连接起来的式子 优先级：!&|结合性：自左至右；表达式的值：若为真，则结果为1；若为假，则结果为0。,三、逻辑运算符和逻辑表达式,1、3种逻辑运算符：&|!,参与逻辑运算的操作数叫逻辑量。,逻辑量可以是整型、实型、字符型和指针类型，其中，0，0.0，0,NULL代表假，其余逻辑量代表真。,int a=5;float b=3.5;!a()!(a 0)()(a 0)(),例如,0,1,1,0,0,0,1,1,0,0,0,1,例如表达式运算如下：,3、混合优先级：!高 算术运算符 关系运算符&和|赋值运算符 低,4-0,1&2,8 4,1,0,1,5 3&2|8 4-!5,例如：(1)a=0;b=1;c=a+执行后:a为,b为,c为。,4、逻辑或优化和逻辑与优化：,在逻辑表达式的求解中，并不是所有的逻辑运算符都被执行，只是在必须执行下一个逻辑运算符才能求出表达式的解时，才执行该运算符。短路规则！,1,1,0,(2)a=1;b=1;c=0;d=-a b-(c=b+3);执行后:a为,b为,c为,d为。,0,0,0,1,例如：(1)n是小于m的偶数：(2)year是闰年:（能被4整除但不能被100整除,或能被400整除）,逻辑表达式一般用于控制语句中的条件：,n m&n%2=0,year%4=0&year%100!=0|year%400=0,2.9逗号表达式,在语言中逗号“，”可以作为分隔符，但又是一种运算符，称为逗号运算符。用逗号“，”连接起来的一个或多个表达式，称为逗号表达式。其一般形式为：表达式1，表达式2，表达式n其中的表达式i（1in）为C语言任意合法表达式。在C语言的所有运算符中，逗号运算符优先级别最低，左结合，其求值顺序是：表达式1、表达式2，最后求表达式n的值，并以表达式n的值作为整个逗号表达式的值。,如：int a=2，b，c=6；y=(b=a+1),(b+c)/y的值是3，表达式的值是9。y=(b=a+1),(b+c)/y的值是9。另外变量定义以及函数参数中的逗号“，”不是运算符，而是作为分隔符。如：int a=2,b=4,c=6,y；/这里的逗号不是运算符，而是分隔符。printf（“%d”,(x,y,z)）；/这里的逗号既作运算符，又作分隔符。,2.10 位运算,一、整型常量,如：,本章作业,一、选择题：1-15题二、填空题：1-3题三、简答题：2、4题,