谭浩强C语言第3章数据类型.ppt

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1、1,第三章 数据类型、运算符与表达式,各种进制之间的转换二进制、八进制、十六进制转换成十进制方法：按权相加,2,各种进制之间的转换(整数)二进制、八进制、十六进制转换成十进制方法：按权相加,十进制转换成二进制、八进制、十六进制原理：,方法：连续除以基，从低到高记录余数，直至商为0,3,二进制与八进制之间的转换二进制转换成八进制：从右向左，每3位一组（不足3位左补0），转换成八进制八进制转换成二进制：用3位二进制数代替每一位八进制数,例(1101001)2=(001,101,001)2=(151)8,例(246)8=(010,100,110)2=(10100110)2,000 0001 1010

2、 2011 3100 4101 5110 6111 7,4,二进制与十六进制之间的转换二进制转换成十六进制：从右向左，每4位一组（不足4位左补0），转换成十六进制十六进制转换成二进制：用4位二进制数代替每一位十六进制数,例 2=(0011,0101,0111,1101)2=(357D)16,例(4B9E)16=(0100,1011,1001,1110)22,0000 00001 10010 20011 30100 40101 50110 60111 71000 81001 91010 A1011 B1100 C1101 D1110 E1111 F,5,字节和位内存以字节为单元组成每个字节有一个

3、地址一个字节一般由8个二进制位组成每个二进位的值是0或1,6,数值的表示方法原码、反码和补码原码：最高位为符号位，其余各位为数值本身的绝对值反码：正数：反码与原码相同负数：符号位为1，其余位对原码取反补码：正数：原码、反码、补码相同负数：最高位为1，其余位为原码取反，再对整个数加1,9-5=49+7=16=(4)12,7,负数补码转换成十进制数：最高位不动，其余位取反加1,例 补码：11111001 取反：10000110 加1：10000111=-7,8,3.1 数据类型数据类型总表,数据类型决定：1.数据占内存字节数2.数据取值范围3.其上可进行的操作,9,基本数据类型,整型,字符型,实型

4、,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:,10,3.2 常量与变量标识符定义：用来标识变量、常量、函数等的字符序列组成：只能由字母、数字、下划线组成，且第一个字母必须是字母或下划线大小写敏感不能使用关键字长度：最长32个字符命名原则：见名知意不宜混淆 如l与I,o与0,例:判断下列标识符号合法性sum Sum M.D.John day Date 3days student_name#33 lotus_1_2_3 char ab _above$123,3days,#33,char,$123,ab,11,一般用大写字母是宏定义预处理命令，不是C语句,如#d

5、efine PRICE 30,常量定义：程序运行时其值不能改变的量（即常数）分类:符号常量:用标识符代表常量定义格式：#define 符号常量 常量,例 符号常量举例(ch2_1.c)#define PRICE 30main()int num,total;num=10;total=num*PRICE;printf(total=%d,total);,运行结果：total=300,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：如再用赋值语句给PRICE赋值是错的 PRICE=40;/*错误，不能给符号常量赋值

6、,3.2 常量与变量,12,变量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，这就是变量的值。变量名实际上是一个以一个名字对应代表一个地址，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。,13,变量概念：其值可以改变的量变量名与变量值变量定义的一般格式：数据类型 变量1，变量2，变量n;,变量初始化:定义时赋初值,例:int a,b,c;float data;,决定分配字节数和数的表示范围,合法标识符,例:int a=2,b,c=4;float data=3.67;char ch=A;int

7、 x=1,y=1,z=1;int x=y=z=1;,变量的使用：先定义，后使用,例1 int student;stadent=19;/Undefined symbol statent in function main,例2 float a,b,c;c=a%b;/Illegal use of floating point in function main,变量定义位置：一般放在函数开头,14,3.2 常量与变量标识符定义：用来标识变量、常量、函数等的字符序列组成：只能由字母、数字、下划线组成，且第一个字母必须是字母或下划线大小写敏感不能使用关键字长度：最长32个字符命名原则：见名知意不宜混淆 如

8、l与I,o与0,例:判断下列标识符号合法性sum Sum M.D.John day Date 3days student_name#33 lotus_1_2_3 char ab _above$123,3days,#33,char,$123,ab,建议变量名的长度最好不要超过8个字符.,15,整型常量（整常数）三种形式：十进制整数：由数字09和正负号表示.如 123,-456,0八进制整数：由数字0开头,后跟数字07表示.如0123,011十六进制整数：由0 x开头,后跟09,af,AF表示.如0 x123,0 xff,例 12 与 12L,例 30000 为int型 65536 为long i

9、nt 型,整型常量的类型根据其值所在范围确定其数据类型在整常量后加字母l或L，认为它是long int 型常量,问题：0123=()100 x123=()100 xff=()10,3.3 整型数据,16,3.3.2 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赋以整数10*/,注意：十进制数10的二进制形式为1010，Turbo C 2.0和Turbo C+3.0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(comp

10、lement)表示的。,17,(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.,18,整数类型的有关数据：,类型 类型说明符 长度 数的范围 基本型 int 2字节-3276832767 短整型 short 2字节-215215-1 长整型 long 4字节-231231-1 无符号整型 unsigned 2字节

11、 065535 无符号短整型 unsigned short 2字节 065535 无符号长整型 unsigned long 4字节 0（232-1）,19,例如：整数13在内存中实际存放的情况：,20,例3.2 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：，,21,例3.3 整型数据的溢出#include void main()int a,b;a=32767;b=a+1;printf(“%d

12、,%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,-32768,22,3.3.3 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与int型

13、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。,23,(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：用于函数调用中。如果函数的形参为long int型，则要求实参也为long in

14、t型。,24,实型常量（实数或浮点数）表示形式：十进制数形式：（必须有小数点）如0.123,.123,123.0,0.0,123.指数形式：（e或E之前必须有数字；指数必须为整数）如12.3e3,123E2,1.23e4,e-5,实型常量的类型默认double型在实型常量后加字母f或F，认为它是float 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

15、把它们按单精度（32位）处理.,25,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1.23456e3称为“规范化的指数形式”。,26,3.4.2 浮点型变量(1)浮点型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

16、式。,27,类型 位数 数的范围 有效数字float 32 10-37 1038 67 位double型 64 10-30710308 1516位long double 128 10-4931104932 1819位,3.4 浮点型数据,(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 float a;a=111111.111;/*a=111111.1*/double b;b=111111.111;/*b=111111.111*/,28,例3.4 浮点型数据的舍入误差#include void main(

17、)float a,b;a=123456.789e5;b=a+20;printf(“%fn”,b);,说明：一个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：123456.789e5,29,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.,字符常量的值：该字符的ASCII码值,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

18、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(Turbo C);,运行结果：(屏幕显示)A B CIsay:”How are you?”C ProgramTurbo C,例 main()printf(“Yb=n”);,运行结果：屏幕显示：=打印机输出：,30,3.5 字符型数据,字符变量字符型变量用来存放字符常量，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

19、：c1a；c2 b；一个字符变量在内存中占一个字节。,31,3.5 字符型数据,3.5.3 字符数据在内存中的存储形式及其使用方法一个字符常量存放到一个字符变量中，实际上并不是把该字符的字型放到内存中去，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。,注意: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。,32,例3.6 向字符变量赋以整数。#include void main()char c1,c2;c1=97;c2=98;printf(“%c%cn”,c1,c2);printf(“%d%dn”,c1,c2);,说明：在第和第4行中，将整数

20、97和98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97和98,运行结果：97 98,33,例3.7 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算。,运行结果：,34,说明：有些系统（如Turbo C）将字符变量定义为signed char型。其存储单

21、元中的最高位作为符号位，它的取值范围是-128127。如果在字符变量中存放一个ASCII码为0127间的字符，由于字节中最高位为0，因此用%d输出字符变量时，输出的是一个正整数。如果在字符变量中存放一个ASCII码为128255间的字符，由于在字节中最高位为1，用%d格式符输出时，就会得到一个负整数。,35,字符常量与字符串常量不同,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”;,结论：不能把一个字符串常量赋给一个字符变量。,36,3.6 变量赋初值,(1)语言允许在定义变量的同时使变量初始化如:int

22、a=3;/指定为整型变量，初值为 float f=3.56;/指定为浮点型变量，初值为.56 char c=a;/指定为字符变量，初值为a,37,3.6 变量赋初值,(2)可以使被定义的变量的一部分赋初值。如:int a,b,c=5；表示指定、为整型变量，但只对初始化，c的初值为(3)如果对几个变量赋以同一个初值，应写成：int a=3,b=3,c=3;表示、的初值都是。不能写成 int a=b=c=3;,注意：初始化不是在编译阶段完成的而是在程序运行时执行本函数时赋初值的，相当于有一个赋值语句。,38,2.3不同类型数据间的转换隐式转换什么情况下发生运算转换-不同类型数据混合运算时赋值转换-

23、把一个值赋给与其类型不同的变量时输出转换-输出时转换成指定的输出格式函数调用转换-实参与形参类型不一致时转换运算转换规则:不同类型数据运算时先自动转换成同一类型,39,40,显式转换（强制转换）一般形式：（类型名）（表达式）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 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,41,2.4 运算符和表达式,42,算术运算符和表达式基本算术运算符

24、：+-*/%结合方向：从左向右优先级：-*/%-+-(2)(3)(4)说明：“-”可为单目运算符时,右结合性两整数相除，结果为整数%要求两侧均为整型数据,例 5/2=-5/2.0=,例 5%2=-5%2=1%10=5%1=5.5%2,例 5/2=2-5/2.0=-2.5,例 5%2=1-5%2=-1 1%10=1 5%1=0 5.5%2(),43,自增、自减运算符+-作用：使变量值加1或减1种类：前置+i,-i(先执行i+1或i-1，再使用i值）后置 i+,i-(先使用i值,再执行i+1或i-1）,例 j=3;k=+j;j=3;k=j+;j=3;printf(“%d”,+j);j=3;prin

25、tf(“%d”,j+);a=3;b=5;c=(+a)*b;a=3;b=5;c=(a+)*b;,/k=4,j=4,/k=3,j=4,/4,/3,/c=20,a=4,/c=15,a=4,44,自增、自减运算符+-作用：使变量值加1或减1种类：前置+i,-i(先执行i+1或i-1，再使用i值）后置 i+,i-(先使用i值,再执行i+1或i-1）,说明：+-不能用于常量和表达式,如5+，(a+b)+-结合方向：自右向左优先级：-+-*/%-+-(2)(3)(4),例-i+-(i+)i=3;printf(“%d”,-i+);/-3,例-i+i=3;printf(“%d”,-i+);,45,(5)有关表达

26、式使用中的问题说明 ANSI C并没有具体规定表达式中的子表达式的求值顺序，允许各编译系统自己安排。例如：对表达式 a=f1()+f2()并不是所有的编译系统都先调用f1()，然后调用f2()。在有的情况下结果可能不同。有时会出现一些令人容易搞混的问题，因此务必要小心谨慎。,46,语言中有的运算符为一个字符，有的运算符由两个字符组成，为避免误解，最好采取大家都能理解的写法。例如：不要写成i+j的形式，而应写成(i+)+j的形式.,47,在调用函数时，实参数的求值顺序，标准并无统一规定。例如：的初值为，如果有下面的函数调用：printf（，i+)在有的系统中，从左至右求值，输出“，”。在多数系统

27、中对函数参数的求值顺序是自右而左，函数输出的是“，”。以上这种写法不宜提倡，最好改写成 j=i+;printf(%d，%d，j，i),48,赋值运算符和表达式简单赋值运算符符号：=格式：变量标识符=表达式作用：将一个数据（常量或表达式）赋给一个变量,复合赋值运算符种类：+=-=*=/=%=&=|=含义：exp1 op=exp2 exp1=exp1 op exp2,例 a=3;d=func();c=d+2;,49,说明:结合方向：自右向左优先级:14左侧必须是变量，不能是常量或表达式,赋值表达式的值与变量值相等,且可嵌套,赋值转换规则:使赋值号右边表达式值自动转换成其左边变量的类型,例 3=x-

28、2*y;a+b=3;,例 float f;int i;i=10;f=i;则 f=10.0,例 int i;i=2.56;/结果i=2;,例:a=b=c=5 a=(b=5)a=5+(c=6)a=(b=4)+(c=6)a=(b=10)/(c=2),/表达式值为5，a,b,c值为5,/b=5;a=5,/表达式值11，c=6,a=11,/表达式值10，a=10,b=4,c=6,/表达式值5，a=5,b=10,c=2,50,说明:结合方向：自右向左优先级:12左侧必须是变量，不能是常量或表达式,赋值表达式的值与变量值相等,且可嵌套,赋值转换规则:使赋值号右边表达式值自动转换成其左边变量的类型,例:a=1

29、2;a+=a-=a*a,例:int a=2;a%=4-1;a+=a*=a-=a*=3;,/a=-264 等价于a=a+(a=a-(a*a),/a=0 等价于a=a+(a=a*(a=a-(a=a*3),51,1.将整型数据赋给单、双精度变量时，数值不变但以浮点数形式存储到变量中 如:将23赋给float变量，即执行23，先将23转换成2300000，再存储在中。将23赋给double型变量，即执行23，系统将23补足有效位数字为2300000000000000,然后以双精度浮点数形式存储到变量中。,52,2.将一个double型数据赋给float变量时，截取其前面7位有效数字，存放到float变

30、量的存储单元（4个字节）中。但应注意数值范围不能溢出。如:float f;double d=123.456789e100;f=d;就出现溢出的错误。如果将一个float型数据赋给double变量时，数值不变，有效位数扩展到16位，在内存中以8个字节存储.,53,3.字符型数据赋给整型变量时，由于字符只占1个字节，而整型变量为个字节，因此将字符数据（个二进位）放到整型变量存储单元的低位中.,54,第一种情况：低位对应、高位补零 若所用系统将字符处理为无符号字符类型，或程序已将字符变量定义为unsigned char型，则将字符的位放到整型变量低位，高位补零。例如：将字符376赋给int型变量,第

31、二种情况：符号扩展 若所用系统（如Turbo C+）将字符处理为带符号（signed char）时，若字符最高位为，则整型变量高位补；若字符最高位为，则高位全补。这称为“符号扩展”，这样做的目的是使数值保持不变，如变量（字符376）以整数形式输出为，的值也是。,55,4.将一个int、short、long型数据赋给一个char型变量时，只将其低8位原封不动地送到char型变量（即截断）。例如：int i=289;char c=a;c=i;,c的值为33，如果用“%c”输出c，将得到字符“!”!的ASCII码为33。,赋值情况:,56,5.将带符号的整型数据（int型）赋给long型变量时，要进

32、行符号扩展，将整型数的16位送到long型低16位中:如果int型数据为正值（符号位为），则long型变量的高16位补；如果int型变量为负值（符号位为），则long型变量的高16位补，以保持数值不改变。反之，若将一个long型数据赋给一个int型变量，只将long型数据中低16位原封不动地送到整型变量（即截断）。,57,例如：int a；long b；a=b 赋值情况如下:,如果65536（八进制数0200000），则赋值后值为。,58,6.将unsigned int型数据赋给long int型变量时，不存在符号扩展问题，只需将高位补即可。将一个unsigned类型数据赋给一个占字节数相同的

33、非unsigned型整型变量（例如：unsigned int-int，unsigned long-long，unsigned short-short），将unsigned型变量的内容原样送到非unsigned型变量中，但如果数据范围超过相应整型的范围，则会出现数据错误。,59,逗号运算符和表达式形式：表达式1,表达式2,表达式n结合性:从左向右优先级:15逗号表达式的值：等于表达式n的值用途：常用于循环for语句中,例 a=3*5,a*4 a=3*5,a*4,a+5例 x=(a=3,6*3)x=a=3,6*a例 a=1;b=2;c=3;printf(“%d,%d,%d”,a,b,c);prin

34、tf(“%d,%d,%d”,(a,b,c),b,c);,/a=15,表达式值60,/a=15,表达式值20,/赋值表达式，表达式值18，x=18,/逗号表达式,表达式值18,x=3,/1,2,3,/3,2,3,60,逗号运算符和表达式形式：表达式1,表达式2,表达式n结合性:从左向右优先级:15逗号表达式的值：等于表达式n的值用途：常用于循环for语句中,例:/*ch2_6.c*/#include main()int x,y=7;float z=4;x=(y=y+6,y/z);printf(x=%dn,x);,运行结果：x=3,61,关系运算符和表达式关系运算符种类：=!=结合方向：自左向右优

35、先级别：,例 ca+b/c(a+b)ab!=c/(ab)!=c a=bc/a=(bc),关系表达式的值：是逻辑值“真”或“假”，用1和0表示,例 int a=3,b=2,c=1,d,f;ab(ab)=c b+cb f=abc,/表达式值1,/表达式值1,/表达式值0,/d=1,/f=0,62,关系运算注意：,例 若a=0;b=0.5;x=0.3;则 a=x=b的值为,0,例 5278在C中是允许的，值为,0,例 int i=1,j=7,a;a=i+(j%4!=0);则a=,2,例 a0 结果为 A100 结果为,1,0,63,关系运算注意：,例 注意区分“=”与“=”int a=0,b=1;i

36、f(a=b)printf(“a equal to b”);else printf(“a not equal to b”);,例 应避免对实数作相等或不等的判断如 1.0/3.0*3.0=1.0 结果为可改写为：fabs(1.0/3.0*3.0-1.0)1e-6,0,64,逻辑运算符和表达式逻辑运算符种类：!&|逻辑运算真值表,C语言中,运算量:0表示“假”，非0表示“真”,运算结果:0表示“假”，1表示“真”,65,例 ab&xy a=b|x=y!a|ab,优先级：,结合方向：,/(a=x)&(x=b),/(ab)&(xy),/(a=b)|(x=y),/(!a)|(ab),66,优先级：,结合

37、方向：,例 a=4;b=5;!a a&b a|b!a|b 4&0|2 53&2|84-!0 c&d,值为1,值为0,值为1,值为1,值为1,值为1,/(53)&2|(8(4-(!0)值为1,67,优先级：,结合方向：,短路特性：逻辑表达式求解时，并非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,例 a(m=ab)&(n=cd),/结果m=0,n=1,68,条件运算符与表达式一般形式：expr1?expr2:expr3执行过程功能：相当于条件语句，但不能取代一般if语句,例 求 a+|b|printf(“a+|b|=%dn”,b0?a+b:a-b);,例(a=b)?Y:N(x%2=1)?1:0(x=0)?x:-x(c=a&c=z)?c-a+A:c,条件运算符可嵌套 如 x0?1:(x0?-1:0)优先级:13,结合方向：自右向左 如 ab?a:cd?c:d ab?a:(cd?c:d)expr1、expr2、expr3类型可不同，表达式值取较高的类型,例 x?a:b/x=0,表达式值为b;x0,表达式值为a xy?1:1.5/xy,值为1.0;xy,值为1.5,