C语言程序设计-第2章.ppt

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1、大学计算机基础,网络信息中心教研室,第 2 章 数据类型、运算符与表达式,大学计算机基础,网络信息中心教研室,2,主要内容,2.2 标识符,2.3 常 量,2.4 变 量,2.5 数据间的混合运算,2.6 变量赋初值,2.1 C语言的数据类型,2.7 运算符和表达式,大学计算机基础,网络信息中心教研室,3,1.5 C语言的运行与调试,大学计算机基础,网络信息中心教研室,4,一个程序应包含两个方面，即数据结构和算法:(1)为了方便对程序中的数据进行存储和运算，每个数据都要有指定的数据类型和组织形式，叫做数据结构。数据类型是按被定义变量的性质、表示形式、占据存储空间及构造特点进行划分，不同类型数据

2、的数据表示形式、取值范围、占用内存空间的大小及可参与的运算种类也不同；(2)算法是指对操作的描述，一般会给出解决问题的操作步骤。,2.1 C语言的数据类型,大学计算机基础,网络信息中心教研室,5,2.1.1 基本数据类型简介,基本数据类型 C语言中，数据类型可分为：基本类型、构造类型、指针类型和空类型4大类，如下图2-1所示。,大学计算机基础,网络信息中心教研室,6,标识符 除了常量的直接使用方式以外，其它方式均要求这些数据有一个名字与之匹配，这个名字就是标识符。C语言中，变量名、符号常量、函数名、数组名、类型名、文件名等字符序列称为标识符。可用于标识符的字符集 C语言规定标识符只能由字母、数

3、字和下画线3种字符组成，且第1个字符不允许为数字.,2.2 标识符,大学计算机基础,网络信息中心教研室,7,2.2 标识符,大学计算机基础,网络信息中心教研室,8,2.2.1 C语言的字符集,C语言的字符集分以下几类。英文大写或小写字母：AZ，az;数字：1、2、3、9特殊符号：+、-、*、/、%、=、_、!、(、)、#、$、转义字符:n、t、v、b、r、f、0、”、ddd、xhh等。,大学计算机基础,网络信息中心教研室,9,2.2.2 标识符的分类,标识符可分如下几类：关键字亦称保留字，关键字在C语言中有特定的含义，用户在使用自定义的常量名、变量名、函数名、类型名、文件名时，要绝对避免使用关

4、键字，C语言中的保留字32个，保留字用小写字母表示，大写的可以由用户自由使用，尽量不用，以免与系统保留字混淆.,关键字,1,大学计算机基础,网络信息中心教研室,10,2.2 标识符,描述数据类型定义的有：typedef、void；描述存储类型的有：auto、extern、register、static、volatile；描述数据类型的有：char、int、float、double、long、short、signed、struct、union、unsigned、const、enum；描述语句：break、case、continue、default、if、else、switch、for、do、wh

5、ile、return、sizeof、goto。,大学计算机基础,网络信息中心教研室,11,2.2 标识符,预定义标识符包括C语言中提供的一些库函数的名字(如printf，scanf，getchar，putchar等)和编译预处理命令(define include等)，建议用户在自定义常、变量时，也要避免与这些标识符冲突。用户在程序设计过程中，会经常用到常量、变量、自定义函数、文件名、类型名等,这些要用户定义。,预定义标识符,2,用户定义标识符,3,大学计算机基础,网络信息中心教研室,12,2.2 标识符,下面给出一些合法的标识符：sum，average，_total，temp，a_1，char

6、1，Max，min下面这些是不合法的标识符：1a，$total，a，a.next 在使用标识符的时候尽量采取“见名识义、常用从简”的原则，保证变量具有可读性，又不要让变量名过长。,大学计算机基础,网络信息中心教研室,13,常量 程序执行过程中，其值不能被改变的量称为常量，C语言中出现的常量有如下类型：整型常量、实型常量、字符常量、字符串常量等。,2.3 常量,大学计算机基础,网络信息中心教研室,14,2.3 常量,大学计算机基础,网络信息中心教研室,15,2.3.1 整型常量,2.3.1 整型常量整型常量在C语言中又分：十进制整数 八进制整数 十六进制整数 十进制整数以人们通常习惯的十进制整数

7、形式给出.八进制整数必须以0开头，其数码取值范围为07.以下是合法的八进制数：012(对应十进制整数10)，-012(对应十进制数-10)，0177777(对应十进制数65535)，0177777(对应十进制数-65535)。,十进制整数,1,八进制整数,2,大学计算机基础,网络信息中心教研室,16,2.3 常量,以下是不合法的八进制整数：255(无前缀0)，03A2(包含非法数码)【例2-1】输出八进制数。#include/*在visual C+6.0 下调试通过*/main()int x,y;x=012;y=-0177777;printf(x=%d,y=%dn,x,y);,大学计算机基础,

8、网络信息中心教研室,17,2.3 常量,十六进制整数的前缀为0 x或0X，其数码取值范围为09，AF，af。以下是合法的十六进制整数：0X12(十进制数18)，-0 x12(十进制数-18)，0XA1，0Xffff(十进制数为65535)以下各数不是合法的十六进制整数：6B(无前缀0 x)，0 x5H(含有非法数码H)在整型数据的后边加上后缀“L”或“l”(小写字母l)来表示的该数据是一个长整型的数据。例如：,589L十进制012L八进制 0X17L十六进制,十六进制整数,3,大学计算机基础,网络信息中心教研室,18,2.3.2 实型常量,实型常量也称为浮点型。有两种形式：十进制小数形式和指数

9、形式。十进制小数形式：由数码09和小数点组成。如下均为合法的实数：0.12，1.23，-2.5145，125.0指数形式：，由十进制数，加上阶码标志“e”或“E”及阶码（只能为整数，可以带符号）组成。,如：指数值1.2E6等于1.21065.21E-2等于5.2110-20.91E8等于0.91108-1.8E-9等于-1.810-9,大学计算机基础,网络信息中心教研室,19,2.3.3 字符常量,字符常量是用西文半角单引号括起来的一个字符。在C语言中，字符常量有以下特点：(1)字符常量只能用单引号“”括起来，不能用双引号或括号。(2)字符常量只能是单个字符，不能是字符串。(3)字符可以是字符

10、集中任意字符，但数字被定义为字符型之后就不能参与数值运算。,大学计算机基础,网络信息中心教研室,20,2.3.3 字符常量,除了以上形式的字符常量外，C语言还允许使用一种特殊形式的字符常量，即转义字符，它以一个反斜线“”开头，后跟一个或几个字符的字符序列。,大学计算机基础,网络信息中心教研室,21,2.3.3 字符常量,【例2-2】输出转义字符。【程序分析与解答】#include/*visual C+6.0*/main()printf(abctderftgn);参照物*/printf(htibbjk);参照物*/,输出结果为：fgdehjkPress any key to continue,大

11、学计算机基础,网络信息中心教研室,22,2.3.4 字符串常量,字符串常量是由一对双引号括起的字符序列。例如，“211 Project”，“Chinese”，“college”等都是合法的字符串常量。字符串常量和字符常量的数据结构不同，其主要区别如下：(1)字符常量由单引号括起来，字符串常量由双引号 括起来；(2)字符常量只能是单个字符，字符串常量含一个或多个字符。,大学计算机基础,网络信息中心教研室,23,2.3.4 字符串常量,C在内存中占一个字节，表示为：“C”在内存中占两个字节，表示为：可以把一个字符常量赋予一个字符变量，但是不能把一个字符串常量赋予一个字符量。字符串常量占的内存字节数

12、等于字符串半角字符数加1，因为在增加的一个字节中存放字符“0”（ASCII码值为0），这是字符串结束的标志。,大学计算机基础,网络信息中心教研室,24,2.3.5 符号常量与预处理,在C语言中，可以用一个标识符来表示一个常量，称为符号常量。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 其中，#include也是一条预处理命令（预处理命令都以“#”开头），称为宏定义命令，其功能是把该标识符定义为常量。一经定义，以后程序中所有的标识符都代表该常量，如果要修改这个常量，可以实现整个程序中“一改全改”。经常将符号常量的标识符用大写字母，变量标识符用小写字母，以示区别。,大学

13、计算机基础,网络信息中心教研室,25,2.4 变量,大学计算机基础,网络信息中心教研室,26,变量是指在程序执行过程中可以被改变和赋值的量。程序中每一个变量有一个符合C语言标识符规范的名称，在内存中占据一定的存储单元。变量的使用方法是先声明(定义变量)，后使用。变量名与变量值是有区别的，变量的“名”是指变量所代表的存储单元的标志，而“值”是指存储单元的内容.例：,2.4 变量,A _变量 变量值,3,大学计算机基础,网络信息中心教研室,27,2.4.1 整型变量,如：short int x;/*变量的声明，定义整型变量*/x=10;/*变量赋值*/0000000000001010 变量x在内存

14、中的地址是0 x0013ff70 数据在内存中的二进制存储示意图(1)基本型：类型说明符为int，在内存中占4个字节。(2)短整型：类型说明符为short int或short，占2个字节。(3)长整型：类型说明符为long int或long，4个字节。(4)无符号型：类型说明符为unsigned,。无符号型又可与上述三种类型匹配而构成，不能表示负数：,整型数据在内存中的存储形式,1,整型变量的分类,2,大学计算机基础,网络信息中心教研室,28,2.4.1 整型变量,【例2-3】测试当前C编译环境下数据类型占用的字节数。【程序分析与解答】#include main()printf(“int占%d

15、字节。n”,sizeof(int);printf(“long int占%d字节。n”,sizeof(long int);printf(“short int占%d字节。n”,sizeof(short int);printf(“unsigned int占%d字节。n”,sizeof(unsigned int);printf(“unsigned long int占%d字节。n”,sizeof(unsigned long int);printf(“unsigned short int占%d字节。n”,sizeof(unsigned short int);,输出结果为：int占4字节。long int占

16、4字节。short int占2字节。unsigned int占4字节。unsigned long int占4字节。unsigned short int占2字节。,大学计算机基础,网络信息中心教研室,29,2.4.1 整型变量,变量定义的一般形式为：类型说明符 变量名标识符1，变量名标识符2，；例如：int x,y,z;/*x，y，z为整型变量*/long int n,m;/*n,m为长整型变量,long int 可简写为long*/unsigned int a,b;/*a,b为无符号整型变量，unsigned int 可简写为unsigned*/,注意：（1）允许在一次定义相同 类型的多个变量

17、（2）最后一个变量名之 后必须以分号结尾。,整型变量的定义,3,大学计算机基础,网络信息中心教研室,30,2.4.2 实型变量,实型数据一般占用4个字节（32位）的内存空间，按指数形式存储。例如，实数12.345在内存中的存储形式如图2-4所示：图2-4 实型数据的表示,实型数据在内存中的存放形式,1,大学计算机基础,网络信息中心教研室,31,2.4.2 实型变量,实型变量分为单精度(float型)，长单精度型(long float)，双精度（double型）和长双精度（long double型）4类，其中float型占用4个字节，其它数据类型均占用8个字节。由于实型变量由有限的存储单元组成，

18、因此能提供的数字是有限的，而在有效位以外的数字将被舍去。这样可能会产生一些误差，例如，a+20的显然就应该比a大。请分析下面的程序。,实型变量数据的分类,2,实型数据的舍入误差,3,大学计算机基础,网络信息中心教研室,32,2.4.2 实型变量,【例2-4】实型数据的舍入误差。【程序分析与解答】#include main()float a,b;b=a+20;printf(%fn,b);,输出结果为:,大学计算机基础,网络信息中心教研室,33,2.4.3 字符变量,字符变量用来存储字符常量，其说明符是char.字符变量的赋值有如下方式：(1)若ch_a是一个字符变量，ch=ch_a;(2)将字符

19、常量a赋值给ch，ch=a;(3)将某个字符的ASCII码赋给ch，ch=65,则ch的内 容为A，但由于整型变量在存储上均超过1个字节，如果将一个整型变量赋值给一个字符变量时，只会将其最低8个位赋值给ch。而ch=A则是错误的.,如下字符变量的输出形式：printf(%c,ch);(2)printf(%d,ch);(3)putchar(ch);,大学计算机基础,网络信息中心教研室,34,2.5 数据间的混合运算,大学计算机基础,网络信息中心教研室,35,不同数据类型转换规则 整型、单精度型、双精度型数据可以混合运算。字符型数据可以与整型通用，因此，整型、实型(包括单、双精度)、字符型数据间可

20、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。转换的规则按图所示,2.5.1 各数据类型转换规则,double float long unsigned int char,short,大学计算机基础,网络信息中心教研室,36,2.5.2 自动类型转换与强制转换,变量的数据类型的转换方法有两种，一种是自动转换，一种是强制转换。自动转换遵循以下规则：若参与运算量的类型不同，则先转换成同一类型，然后进行运算。转换按照数据长度增加的方向进行，以保证运算精度不降低。所有的浮点运算都是以双精度进行的。char型和short型运算时，必须先转换成int型。赋值运算中，赋值号两边的数

21、据类型不同时，赋值号右边量的类型将转换为左边量的类型。,自动类型转换,1,大学计算机基础,网络信息中心教研室,37,2.5 数据间的混合运算,其一般形式为：(类型说明符)(表达式)例如：(float)a/*把a转换为实型*/(int)(x+y)/*把x+y的结果转换为整型*/无论是强制转换或是自动转换，都只是为了本次运算的需要而对变量的数据长度进行的临时性转换，而不改变数据说明时对该变量定义的类型。,强制转换,2,大学计算机基础,网络信息中心教研室,38,2.5.2 自动类型转换与强制转换,【例2-5】数据类型的强制转换。【程序分析与解答】#include main()float f=5.75

22、;printf(int)f=%d,f=%fn,(int)f,f);,输出结果为:(int)f=5,f=5.750000,大学计算机基础,网络信息中心教研室,39,变量预先设置初值可以有如下几种情况：(1)对各变量分别赋初值 int a=3;float pi=3.14159;char cha;(2)定义变量时对部分变量赋值 int a,b,c=5;(3)对几个变量赋相同的初值 如：若对几个变量赋予初值3，应写成 int a=3,b=3,c3;,2.6 变量赋初值,大学计算机基础,网络信息中心教研室,40,2.6 变量赋初值,强制类型转换运算符()自增、自减运算符如：+i，-i(在变量i使用之前，

23、先使i的值加(减)1)i+，i-(在变量i使用之后，使i的值加(减)1)使用自增、自减运算符需要注意的若干问题：+或-运算符，只能用于变量，而不能用于常量或表达式。+和-的结合方向是“自右至左”。,大学计算机基础,网络信息中心教研室,41,2.7 运算符和表达式,大学计算机基础,网络信息中心教研室,42,C的运算符有以下几类：(1)算术运算符：+-*/%(2)关系运算符：=|逗号表达式,2.7.1 C语言运算符与表达式的类型,大学计算机基础,网络信息中心教研室,43,2.7.2 表达式的求值规则,这些运算符在C语言中规定了优先级和结合性，在求值时先按运算符的优先级别高低次序执行，如果某个运算对

24、象左右两侧的运算符的优先级别相同，则按规定的“结合方向”处理，其中算术运算符的结合方向为“自左至右”，而对于赋值运算符则采用“自右至左”的结合方向。有关运算符的优先级别和结合性参看附录。,大学计算机基础,网络信息中心教研室,44,2.7.3 算术运算符和算术表达式,(1)+(加法运算符，或正值运算符。如3+5、+3)(2)-(减法运算符，或负值运算符。如5-2、-3)(3)*(乘法运算符。如3*5)(4)/(除法运算符。如5/3，5.0/3)(5)%(模运算符，又称求余运算符，%两侧均 应为整型数据，如7%4的值为3)。,基本的算术运算符,1,大学计算机基础,网络信息中心教研室,45,2.7.

25、3 算术运算符和算术表达式,(8)指针运算符：*&(9)求字节数运算符：sizeof(10)强制类型转换运算符：(类型)(11)分量运算符：.-(12)下标运算符：(13)其他：如函数调用运算符(),大学计算机基础,网络信息中心教研室,46,2.7.3 算术运算符和算术表达式,+i，-i(在变量i使用之前，先使i的值加(减)1)i+，i-(在变量i使用之后，使i的值加(减)1)使用自增、自减运算符需要注意的若干问题：(1)+或-运算符，只能用于变量，而不能用于常量或表达式。(2)+和-的结合方向是“自右至左”。,算术表达式和运算符的优先级与结合性,2,强制类型转换运算符（）,3,自增、自减运算

26、符,4,大学计算机基础,网络信息中心教研室,47,2.7.4 赋值运算符和赋值表达式,赋值符号“=”就是赋值运算符 使用“=”连接的式子称为赋值表达式，其一般形式为：变量=常量、变量或表达式赋值运算符具有右结合性。如：a=b=c=3,赋值运算符和赋值表达式,1,大学计算机基础,网络信息中心教研室,48,2.7.4 赋值运算符和赋值表达式,(1)将实型数据(包括单、双精度)赋给整型变量时，舍弃实数的小数部分。(2)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。(3)将一个double型数据赋给float变量时，截取其前面7位有效数字，(4)将一个float型数据赋给dou

27、ble变量时，数值不变，有效位数扩展到16位。(5)字符型数据赋给整型变量时，将字符数据(8位)放到整型变量低8位中。,类型转换,2,大学计算机基础,网络信息中心教研室,49,2.7 运算符和表达式,在赋值符“=”之前加上其他运算符可以构成复合的运算符。如，+=，-=，*=，/=，%=，=，&=，=，|=。如：a+=2/*等价于 a=a+2*/x*=y+8/*等价于 x=x*(y+8)*/由赋值运算符将一个变量和一个表达式连接起来的式子称为“赋值表达式”。它的一般形式为：变量 赋值运算符 表达式,复合的赋值运算符,3,赋值表达式,4,大学计算机基础,网络信息中心教研室,50,2.7.5 逗号运

28、算符和逗号表达式,逗号运算符是一种特殊的运算，用以连接两个表达式，又称为“顺序求值运算符”。逗号表达式的一般形式为：表达式1，表达式2，表达式n 例如 x=2*5，x*3，此时整个逗号表达式的值为30。注：赋值运算符的优先级别高于逗号运算符,大学计算机基础,网络信息中心教研室,51,2.7.6 关系运算符和关系表达式,1.关系运算符在语言中有以下关系运算符：(1)大于(4)=大于或等于(5)=等于(6)!=不等于2.关系表达式关系表达式的一般形式为：表达式1 关系运算符 表达式2,大学计算机基础,网络信息中心教研室,52,2.7.7 逻辑运算符和逻辑表达式,逻辑运算符及其优先级语言中提供了三种

29、逻辑运算符：(1)&与运算(2)|或运算(3)!非运算,大学计算机基础,网络信息中心教研室,53,2.7 运算符和表达式,【例2-6】调试以下程序，理解逻辑表达式。#include main()char c=k;int i=1,j=2,k=3;float x=3e+5,y=0.85;printf(%d,%dn,!x*!y,!x);printf(%d,%dn,x|i,输出结果为：0,01,00,1,大学计算机基础,网络信息中心教研室,54,2.7.8 条件运算符和条件表达式,条件表达式的一般形式为：表达式1?表达式2:表达式3 求值规则：若表达式1的值为真，则表达式2的值为条件表达式的值，否则以

30、表达式3的值作为整个条件表达式的值。(1)条件运算符的运算优先级低于关系运算符和算术运算符，但高于赋值运算符。如：max=(xy)?x:y(2)条件运算符“?”和“：”是一对运算符，不能分开单独使用。(3)条件运算符的结合性是自右至左。,例如：ab?a:cd?c:d应理解为ab?a:(cd?c:d),大学计算机基础,网络信息中心教研室,55,2.7 运算符和表达式,【例2-7】调试以下程序，理解条件表达式。#include main()int x,y,max;printf(g请输入两个整数,x,y:);scanf(%d,%d,输出结果为：请输入两个整数,x,y:3,5最大值=5,大学计算机基础

31、,网络信息中心教研室,56,2.7.9 位运算符和位运算,位运算符和位运算分别是：(1)&按位与运算符(2)|按位或运算符(3)按位异或运算符(4)取反运算符(5)右移运算符,大学计算机基础,网络信息中心教研室,57,2.7 运算符和表达式,若变量A的值为0 xAA(10101010)，B的值为0 x55(01010101)，则：(1)A&B=0 x00(00000000b)按位与(2)A|B=0 xFF(11111111b)按位或(3)A B=0 xFF(11111111b)按位异或(4)A=0 x55(01010101b)取反(5)A1=0 x2A(00101010b)右移以上运算符在第10章将会进行详细讲解。,大学计算机基础,网络信息中心教研室,58,本章内容完结！,