数据类型与运算规则.ppt

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1、C语言程序设计,第三章 数据类型与运算规则,本章内容,数据与数据类型C语言的基本数据类型及其表示算术运算与赋值运算其他运算混合运算及数据类型转换应用示例,3.1 数据与数据类型,C语言提供了以下一些数据类型。,数据类型,构造类型,指针类型,空类型（无值类型）void,3.2 C语言的基本数据类型及其表示,常量:在程序运行过程中,其值不能被改变的量称为常量,变量:在程序运行过程中,其值能够被改变的量称为变量,一、常量与变量,常量分类：直接常量、符号常量。,整型 100，125，-100，0实型 3.14，0.125，-3.789字符型 a,b，2字符串“a“,“ab“,“1232“,1)直接常量

2、 数值常量、字符常量、字符串常量,2)符号常量,用标识符代表常量。定义格式：#define 标识符 常量值一般用大写字母是宏定义预处理命令，不是C语句,目的：增加程序的可维护性。,例：符号常量的使用#define PRICE 30#include void main()int num,total;num=10;total=num*PRICE;printf(total=%dn,total);,说明：程序中用#define命令行定义PRICE代表常量30,此后凡在本文件中出现的PRICE都代表30,可以和常量一样进行运算,说明：用一个标识符代表一个常量的,称为符号常量,即以标识符形式出现的常量。符

3、号常量的值在其作用域(在本例中为主函数)内不能改变,也不能再被赋值。,说明：如再用赋值语句给PRICE赋值是错误的。PRICE=40;/*错误，不能给符号常量赋值。*/,运行结果：total=300,2.变量变量值：变量代表内存中具有特定属性的一个存储单元，它用来存放数据，该数据就是变量的值，在程序运行期间，这些值是可以改变的。变量名：实际上是对应地址单元的符号化表示。在对程序编译连接时由编译系统给每一个变量名分配对应的内存地址。从变量中取值，实际上是通过变量名找到相应的内存地址，从该存储单元中读取数据。,变量命名的规定：语言规定标识符只能由字母、数字和下划线三种字符组成，且第一个字符必须为字

4、母或下划线。,注意：编译系统将大写字母和小写字母认为是两个不同的字符。建议变量名的长度最好不要超过8个字符。在选择变量名和其它标识符时，应注意做到“见名知意”，即选有含意的英文单词（或其缩写）作标识符。要求对所有用到的变量作强制定义，也就是“先定义，后使用”。,变量定义后必须赋初值才能使用，即进行变量初始化。,变量的初始化,数据类型说明符 变量名1=常量或表达式,变量名2=常量或表达式,;或变量名=常量或表达式；,初始化变量的简单格式,变量的定义,类型关键字 变量名1,变量名2,;,实例：float f1,f2,f3;f1=2.46f;char c=a;long length,sum,widt

5、h=23;length=120;,二、整型数据及其表示,1.整型常量的表示方法 整型常量即整常数。在语言中，整常数可用以下三种形式表示：(1)十进制整数。如：123,-456,4。(2)八进制整数。以0头的数是八进制数。如：0123表示八进制数123，等于十进制数83;-011表示八进制数-11,即十进制数-9。,(3)十六进制整数。以0 x开头的数是16进制数。如：0 x123，代表16进制数123,等于十进制数 291。-0 x12 等于十进制数18。,2.整型变量 1)整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:int i;/*定义为整型变量*/i=10;/*给i赋

6、以整数10*/,注意：十进制数10的二进制形式为1010，Turbo C 2.0中为一个整型变量在内存中分配2个字节的存储单元(不同的编译系统为整型数据分配的字节数是不相同的，VC+6.0则分配4个字节）。数值是以补码(complement)表示的。,2)整型变量的分类：,共六种,有符号基本整型有符号短整型有符号长整型无符号基本整型无符号短整型无符号长整型,(signed)int(signed)short(int)(signed)long(int)unsigned intunsigned short(int)unsigned long(int),注意：括号表示其中的内容是可选的.,整数类型的有

7、关数据：,3)整型变量的定义:规定在程序中所有用到的变量都必须在程序中定义，即“强制类型定义”。例如:int a,b;（指定变量、为整型）unsigned short c,d;（指定变量、为无符号短整型）long e,f;(指定变量、为长整型）,例:整型变量的定义与使用#include void main（）int a,b,c,d;/*指定、为整型变量*unsigned；*指定为无符号整型变量*12；-24；10；printf（，）；,说明：可以看到不同种类的整型数据可以进行算术运算,运行结果：，,例:整型数据的溢出#include void main()int a,b;a=32767;b=a

8、+1;printf(“%d,%dn”,a,b);,说明：数值是以补码表示的。一个整型变量只能容纳-3276832767范围内的数，无法表示大于32767或小于-32768的数。遇此情况就发生“溢出”。,运行结果：32767,-32768,3.整型常量的类型 1)一个整数，如果其值在-32768+32767范围内，认为它是int型，它可以赋值给int型和long int型变量。2)一个整数，如果其值超过了上述范围，而在-2147483637+2147483647范围内，则认为它是为长整型。可以将它赋值给一个long int型变量。,3)如果所用的C版本（如Turbo C）分配给short int

9、与int型数据在内存中占据的长度相同，则它的表数范围与int型相同。因此一个int型的常量同时也是一个short int型常量，可以赋给int型或short int型变量。,4)一个整常量后面加一个字母u或U，认为是unsigned int型，如12345u，在内存中按unsigned int规定的方式存放(存储单元中最高位不作为符号位，而用来存储数据)。如果写成-12345u，则先将-12345转换成其补码53191，然后按无符号数存储。,5)在一个整常量后面加一个字母l或L，则认为是long int型常量。例如123l.432L,0L等。这往往用于函数调用中。如果函数的形参为long in

10、t型，则要求实参也为long int型。,三、实型数据及其表示,1.浮点型常量的表示方法,两种表示形式,小数指数,0.1233e-3,注意:字母e(或E)之前必须有数字，且e后面的指数必须为整数,1e3、1.8e-3、-123e-6、-.1e-3e3、.e3、e,规范化的指数形式：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.例如:123.456可以表示为：123.456e0,12.3456e1,1.23456e2,0.123456e3,0.0123456e4,0.00123456e 其中的1.23456e2称为“规范化的指数形式”。,2.浮点型变量1)浮点型

11、数据在内存中的存放形式 一个浮点型数据一般在内存中占4个字节(32位)。与整型数据的存储方式不同，浮点型数据是按照指数形式存储的。系统把一个浮点型数据分成小数部分和指数部分，分别存放。指数部分采用规范化的指数形式。,3个字节,1个字节,2)浮点型变量的分类 浮点型变量分为单精度（float型）、双精度（double型）和长双精度型（long double）三类形式。,例:浮点型数据的舍入误差#include void main()float a,b;a=123456.789e5;b=a+20;printf(“%fn”,b);,说明：一个单精度浮点型变量只能保证的有效数字是7位有效数字，后面的数

12、字是无意义的，并不准确地表示该数。应当避免将一个很大的数和一个很小的数直接相加或相减，否则就会“丢失”小的数,运行结果：,3.浮点型常量的类型 C编译系统将浮点型常量作为双精度来处理。例如：f=2.45678*4523.65 系统先把2.45678和4523.65作为双精度数，然后进行相乘的运算，得到的乘也是一个双精度数。最后取其前7位赋给浮点型变量f。如是在数的后面加字母f或F（如1.65f,654.87F），这样编译系统就会把它们按单精度（32位）处理。,四、字符型数据,1.字符常量(1)用单引号包含的一个字符是字符型常量(2)只能包含一个字符,例,a,A,1abc、“a”,有些以“开头的

13、特殊字符称为转义字符,n 换行t 横向跳格b 退格r 回车 反斜线 单引号字符”双引号字符ddd ddd表示1到3位八进制数字xhh hh表示1到2位十六进制数字,101-A 012-n 141-a x61-a 060-0 483-(),例 转义字符举例#include void main()printf(101 x42 Cn);printf(I say:How are you?n);printf(C Programn);printf(Turbo C);,运行结果：(屏幕显示)A B CIsay:”How are you?”C ProgramTurbo C,例 void main()print

14、f(“Yb=n”);,运行结果：屏幕显示：=,例如：,2.字符变量字符型变量用来存放字符，注意只能放一个字符。字符变量的定义形式如下：char c1,c2;可以用下面语句对c1,c2赋值：c1a；c2 b；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将一个字符存放到一个字符变量中，实际上并不是把该字符本身放到内存单元中去，而是将该字符的相应的ASCII代码放到存储单元中。,这样使字符型数据和整型数据之间可以通用。一个字符数据既可以以字符形式输出，也可以以整数形式输出。,例:向字符变量赋以整数。#include void main()char c1,c2;c1=9

15、7;c2=98;printf(%c%cn,c1,c2);printf(%d%dn,c1,c2);,说明：在第和第4行中，将整数和分别赋给c1和c2，它的作用相当于以下两个赋值语句：c1；c2；因为a和b的ASCII码为和,运行结果：97 98,例:大小写字母的转换#include void main()char c1,c2;c1=a;c2=b;c1=c1-32;c2=c2-32;printf(%c%c,c1,c2);,说明：程序的作用是将两个小写字母a和b转换成大写字母A和B。从ASCII代码表中可以看到每一个小写字母比它相应的大写字母的ASCII码大32。语言允许字符数据与整数直接进行算术运

16、算。,运行结果：,4.字符串常量字符串常量是一对双撇号括起来的字符序列。合法的字符串常量:How do you do.,CHINA,a,$123.45可以输出一个字符串，如printf(How do you do.)；,a是字符常量，是字符串常量，二者不同。如：假设被指定为字符变量：char c,c=ac=a;cCHINA;,结论：不能把一个字符串常量赋给一个字符变量。,规定：在每一个字符串常量的结尾加一个“字符串结束标志”，以便系统据此判断字符串是否结束。中以字符作为字符串结束标志。,如：如果有一个字符串常量”，实际上在内存中是：,它占内存单元不是个字符，而是个字符，最后一个字符为0。但在输

17、出时不输出0。,3.3 运算符与表达式,一、运算符简介 计算机与运算密不可分，要运算就必须要有运算符和运算量。那么，什么是运算符？什么是运算量呢？例：12,运算量,运算符,二、运算符的分类1）根据参加运算的操作数的数目不同：单目运算符双目运算符三目运算符,目：一个运算符能连接的对象的个数。,3.3 运算符与表达式,2）按照完成的运算来分(1)算术运算符（+,-,*,/,%,+,-）(2)关系运算符（,！）(3)逻辑运算符（！,|）(4)位运算符（,|,）(5)赋值运算符（及其扩展赋值运算符）(6)条件运算符（？：）(7)逗号运算符(，）,3.3 运算符与表达式,(8)指针运算符（*和）(9)求

18、字节数运算符（sizeof）(10)强制类型转换运算符（(类型关键字）)(11)分量运算符（-）(12)下标运算符（）(13)其他（如函数调用运算符（）,3.3 运算符与表达式,三、运算符的优先级与结合性,优先级：多个运算符组合运算时的先后顺序。例：a-b*c,结合性：操作数两边的运算符优先级相同时，运算方向是从左向右，还是从右向左。例：a-b+c,3.3 运算符与表达式,表达式：使用运算符和括号将运算对象连接起来、符合语法规则的式子。,例：a*b/c-1.5+a,C规定了运算符的优先级和结合性。在表达式求值时，按运算符的优先级别高低次序执行。,3.3 运算符与表达式,四、C运算符的优先级高

19、初等运算符（）、-单目运算符+、-、!、+、-算术运算符+、-、*、/、%关系运算符、=、=、!=逻辑运算符&、|条件运算符?:赋值运算符=低 逗号运算符,3.3 运算符与表达式,五、C运算符的结合性 单目运算符：自右向左结合 双目运算符：自左向右结合例：void main()int a,b=3,c=5;a=b=c;printf(“%d,%d,%dn”,a,b,c);,3.3 运算符与表达式,一、算术运算符和算术表达式 1.基本的算术运算符:（加法运算符，或正值运算符。如:、）（减法运算符，或负值运算符。如:、）*（乘法运算符。如:*）（除法运算符。如:）（模运算符，或称求余运算符，两侧均应为

20、整型数据，如:的值为）。,3.4 算术运算与赋值运算,基本算术运算符优先级与结合性:优先级：*/%同级（高），+-同级（低）结合性：相同优先级运算符进行运算时的次序 自左向右（标记为）,3.4 算术运算与赋值运算,注意事项：1）乘号和除号的书写方式。2）整数除以整数的结果是整数。3）两整数相除，且其中一个为负，结果随编译系统的不同而不同。大多数按“向零取整”的方法处理。4）算术表达式中经常使用圆括号来表示运算的次序，括号必须成对使用，括号优先。,算术运算实例1）参加运算的对象都是int型，结果截取为int型,10/3 10.0/3 1/2=10/5*3=,11/3=11/3.=1./2=10/

21、(5*3)=,33.33333306,33.6666670.50,2）求余运算的对象必须是整型：整数除法的余数。9%3=1%3=10%3=10%-3=-10%3=-10%-3=,01-1,11-1,2.自增、自减运算符 作用：使变量的值增或减+自增-自减,注意：1.+和-为单目运算，只能作用于变量；2.只能对整型、字符型和指针变量进行运算。,3.4 算术运算与赋值运算,功能：+x x=x+1-x x=x-1(前缀)x+x=x+1 x-x=x-1(后缀),3.4 算术运算与赋值运算,自增(自减)有前缀和后缀之分。前缀形式：先自增（自减），再引用 后缀形式：先引用，再自增（自减）,前缀与后缀的区别

22、：y=+x;x=x+1;y=x;/x先加1再赋值 y=x+;y=x;x=x+1;/x先赋值再加1,实例(1)+i;i+;,因为在表达式中没有其它运算，结果一样。,(2)x=1;y=+x;,结果:x=2,y=2 y=+x;x=x+1;y=x;在做赋值运算之前，x先加1，然后将x赋给y。,(3)x=1;y=x+;,结果:x=2,y=1 y=x+;y=x;x=x+1;先将 x 赋值给 y,然后 x 再加1实例,实例已知：int x=2,y=5,z;z=+x;z=+x*+y;z=x+*+y;z=+x*y+;z=x+*y+;,x=3,z=3x=3,y=6,z=3*6=18x=3,y=6,z=2*6=12

23、x=3,y=6,z=3*5=15x=3,y=6,z=2*5=10,注意，以下操作是错误的：x=+(i+j)+1;/*如果可用，那么自增之后 得到的值存放在什么地方呢？*/int d=+3;/3是常量，常量值不能改变,3.4 算术运算与赋值运算,自增和自减运算符使用十分灵活，但在很多情况下可能出现歧义，产生意想不到的副作用。,例：int i=3;printf(“%d,%dn”,i,i+);输出结果 3,3？4,3？,不要写出别人看不懂的也不知道系统会怎样执行程序,又如：i的初值为3，有以下表达式(i+)+(i+)+(i+)表达式内的值为多少呢？编程时要遵循安全第一、易于理解的原则，可写成：i=3

24、;a=i+;b=i+;c=i+;d=a+b+c;,说明（1）自增、自减运算，常用于循环语句中，使循环控制变量加（或减），以及指针变量中，使指针指向下（或上）一个地址。,（2）自增、自减运算符，不能用于常量和表达式。例如，5+、-(a+b)等都是非法的。,（3）在表达式中，连续使变量进行自增或自减运算时，很容易出错，所以最好避免这种用法。例：不要写成i+j的形式，而应写成(i+)+j的形式,二、赋值运算符（双目）赋值符号“”就是赋值运算符，它的作用是将一个数据赋给一个变量。,如=;是执行一次赋值操作（或称赋值运算），把常量赋给变量。,也可以将一个表达式的值赋给一个变量。,如：a=3*5;,3.4

25、 算术运算与赋值运算,三、赋值组合运算符（双目）表示方式：e1 op=e2 等价于：e1=e1 op(e2),其中，op为下列10个运算符之一：+*/%|&e1为可以进行赋值操作的变量；e2为合法的表达式或常量。,结合性：从右向左。,例：x+=2;x=x+2;x*=y+1;x=x*(y+1);不等价 x=x*y+1;,注意：如果赋值号右侧是包含若干项的表达式，则相当于它有括号。,3.4 算术运算与赋值运算,赋值运算中，将赋值运算符右边的数据转变为左边的变量类型。,说明：多种数据类型进行混合运算时，将低类型的数据转换为高类型。,3.4 算术运算与赋值运算,四、赋值表达式由赋值运算符将一个变量和一

26、个表达式连接起来的式子称为“赋值表达式”。一般形式为:例如:“5”是一个赋值表达式,3.4 算术运算与赋值运算,对赋值表达式求解的过程是：求赋值运算符右侧的“表达式”的值;赋给赋值运算符左侧的变量。例如:赋值表达式“=3*5”，执行表达式后，变量a的值也是15。,注意:一个赋值表达式应该有一个值，赋值表达式的值就是被赋值的变量的值。,3.4 算术运算与赋值运算,赋值表达式也可以包含复合的赋值运算符。如：a+=a-=a*a,分析:此赋值表达式的求解步骤如下 先进行“*”的运算，它相当于*，a的值为144132。再进行“”的运算，相当于=a+(-132)，a的值为132-132-264。,3.4

27、算术运算与赋值运算,将赋值表达式作为表达式的一种，使赋值操作不仅可以出现在赋值语句中，而且可以以表达式形式出现在其他语句（如输出语句、循环语句等）中.如：printf(%d，a=b);,分析:如果b的值为3，则输出a的值(也是表达式a=b的值)为3。在一个语句中完成了赋值和输出双重功能。,3.4 算术运算与赋值运算,一、逗号运算符 逗号运算符:将两个表达式连接起来,又称为“顺序求值运算符”。,如：5，,3.5 其他运算,一般形式:表达式，表达式,求解过程：先求解表达式，再求解表达式。整个逗号表达式的值是表达式的值。,逗号表达式 的值为14,例：逗号表达式*5，*,分析:赋值运算符的优先级别高于

28、逗号运算符，因此应先求解*5.,的值为5，然后求解*，得。整个逗号表达式的值为。,一个逗号表达式又可以与另一个表达式组成一个新的逗号表达式 如:（*，*）,a+5 先计算出的值等于，再进行*的运算得60（但值未变，仍为15），再进行得，即整个表达式的值为。,3.5 其他运算,逗号表达式的一般形式可以扩展为 表达式，表达式，表达式，表达式它的值为表达式的值。,逗号运算符是所有运算符中级别最低的例:（，*），*3,赋值表达式，将一个逗号表达式的值赋给，的值等于,逗号表达式，包括一个赋值表达式和一个算术表达式，的值为，整个逗号表达式的值为18。,3.5 其他运算,注意:并不是任何地方出现的逗号都是作

29、为逗号运算符。例如函数参数也是用逗号来间隔的。如:printf(“%d,%d,%d”,a,b,c);,“，”并不是一个逗号表达式，它是printf函数的3个参数,printf(“%d,%d,%d”,(a,b,c),b,c),“（，）”是一个逗号表达式，它的值等于的值。,3.5 其他运算,在许多情况下，使用逗号表达式的目的仅仅是为了求解其中各个表达式的值，而不是一定要得到整个逗号表达式的值。,如：可用如下逗号表达式语句借助中间变量t来交换变量a和b的数值。t=a,a=b,b=t;,3.5 其他运算,二、（）和 运算符“（）”运算符:用于表达式中，改变表达式的运算次序；也可在 强制类型转换或siz

30、eof运算中使用。,3.5 其他运算,“”运算符:下标运算符，用于数组的说明及数组元素的下标表示。,优先级及结合性：（）和属于初等运算符，优先级相同；其结合性自左向右。,三、“&”运算符“&”是地址运算符:用于取指定变量的地址。“&”是单目运算符，其结合性自右向左。,3.5 其他运算,四、(type)运算符 功能：用于进行数据类型的强制转换。例：（double)n，用于将n强制转换成double型。,（int）a*b：先对a进行类型转换，再与b相乘求出结果；,五、求长度运算符（sizeof）功能：用来求某种数据类型或某个变量在内存中占有的字节数。格式：sizeof(数据类型名或变量名或常量)例

31、：sizeof(float)的值为4。,3.5 其他运算,3.6 不同类型数据间的混合运算,整型（包括int,short,long）、浮点型（包括float,double）可以混合运算。在进行运算时，不同类型的数据要先转换成同一类型,然后进行运算。,上述的类型转换是由系统自动进行的。,一、隐式转换,不同类型数据混合运算转换图表,char ch;int i;float f;double d;,ch/i+f*d-(f+i),一般形式：（类型名）（表达式）,二、显式转换（强制类型转换）,注意：表达式要用括号括起来。,例:(int)(x+y)(int)x+y(double)(3/2)(int)3.6 说明：强制转换得到所需类型的中间变量，原变量类型不变,例#include void main()float x;int i;x=3.6;i=(int)x;printf(“x=%f,i=%d”,x,i);结果：x=3.600000,i=3,精度损失问题,二、显式转换（强制转换）,说明：有两种类型转换，一种是在运算时不必用户指定，系统自动进行的类型转换，如3+6.5。第二种是强制类型转换。当自动类型转换不能实现目的时，可以用强制类型转换。,