c語言第2章數(shù)據(jù)類型運算符和表達式.ppt

第2章 數(shù)據(jù)類型、運算符與表達式,林淑玲 lin.sl,C語言,知識目標：掌握C語言的數(shù)據(jù)類型；深刻理解常量與變量；深刻理解整型、實型和字符型數(shù)據(jù)常量和變量的表示方法；掌握賦值運算符和賦值表達式、變量的賦值方法；理解各種數(shù)據(jù)類型之間的混合運算。 能力目標：能正確定義“班級學生成績管理系統(tǒng)”中的相關數(shù)據(jù)的類型。,第2章 數(shù)據(jù)類型、運算符與表達式,內(nèi)容提要,基本數(shù)據(jù)類型； 常量和變量； 標識符命名； 常用運算符和表達式； 運算符的優(yōu)先級與結合性,一個簡單的C程序例子,#include /*函數(shù)功能：計算兩個整數(shù)相加之和 入口參數(shù)：整型數(shù)據(jù)a和b 返回值： 整型數(shù)a和b之和 */ int Add(int a, int b) return (a + b); /*主函數(shù)*/ main() int x, y, sum = 0; printf(“Input two integers:“); scanf(“%d%d“, /*輸出x和y相加之和*/ ,簡單的C語言程序總結,總結C程序： (1) C程序是由函數(shù)構成的。 這使得程序容易實現(xiàn)模塊化。 (2) 一個函數(shù)由兩部分組成: 函數(shù)的首部：例2.1中的Add函數(shù)首部 int Add(int a, int b) 函數(shù)體：花括號內(nèi)的部分。若一個函數(shù)有多個花括號,則最外層的一對花括號為函數(shù)體的范圍。 函數(shù)體包括兩部分 ： 聲明部分： int x, y, sum = 0;可缺省 執(zhí)行部分：由若干個語句組成?？扇笔?簡單的C語言程序總結,(3) C程序是由函數(shù)構成的?？偸菑膍ain函數(shù)開始執(zhí)行的,與main函數(shù)的位置無關。 (4) C程序書寫格式自由,一行內(nèi)可以寫幾個語句, 一個語句可以分寫在多行上，C程序沒有行號。 (5) 每個語句和數(shù)據(jù)聲明的最后必須有一個分號。 (6) C語言本身沒有輸入輸出語句。輸入和輸出的操作是由庫函數(shù)scanf和printf等函數(shù)來完成的。 (7)可以用/* */進行注釋。,源程序的結構特點,1.一個語言源程序可以由一個或多個源文件組成。 2.每個源文件可由一個或多個函數(shù)組成。 3.一個源程序不論由多少個文件組成，都有一個且只能有一個main函數(shù)，即主函數(shù)。 4.源程序中可以有預處理命令(include 命令僅為其中的一種)，預處理命令通常應放在源文件或源程序的最前面。 5.每一個說明，每一個語句都必須以分號結尾。但預處理命令，函數(shù)頭和花括號“”之后不能加分號。 6.標識符，關鍵字之間必須至少加一個空格以示間隔。若已有明顯的間隔符，也可不再加空格來間隔。 7.C語言程序中可加任意多的注釋。通常情況下，“/”注釋一行，“/* */”注釋中間的所有內(nèi)容。注釋不參加編譯，因此不進行錯誤查找處理。 8.用戶定義的變量或函數(shù)等其他的量必須先定義后使用。,書寫程序時應遵循的規(guī)則,C語言程序書寫中應當注意的問題 （1） 用分號作為語句的結束符，不可省略(即便是最后一個語句也不能省略)。 3種不能加分號的情況：預處理命令后、定義函數(shù)名稱（函數(shù)頭）后、花括號（）之后。 （2） 第一行是預處理命令行,其中的指令必須以符號“#”開始，所指定的頭文件也必須用引號或尖括號標識。 例如，#include “stdio.h“ 或 #include 。 （3） 主函數(shù)main（）后的括號不能缺省。,書寫程序時應遵循的規(guī)則,編碼風格 1)源程序通常使用小寫字母，只有符號常量或其他特殊用途的符號才大寫。 2)C語言可以一個語句占一行，也可多個語句占一行。但后者不規(guī)范，所以并不提倡。 3)程序代碼采用縮進格式。 4)建議同一層次的語句應左對齊。 5)用花括號對（）表示各個結構層次的范圍。它可以表示函數(shù)，也可以表示循環(huán)體等,書寫程序時應遵循的規(guī)則,6)一個語句中不同成分之間應使用空格隔開。標識符、關鍵字之間必須至少加一個空格以示間隔。若已有明顯的間隔符，也可以不再加空格來間隔。 7)程序中的空白行不影響程序的執(zhí)行?？梢詾槭钩绦蚯逦砑涌招?，但不要在一個語句中間加空行。 8)建議使用注釋語句，以增加程序的可讀性。 9)程序塊的分界符（即花括號“”和“”）應各獨占一行并且位于同一列，同時與引用它們的語句左對齊。,C程序常見符號分類,關鍵字（Keyword） 又稱為保留字，C語言中預先規(guī)定的具有固定含義的一些單詞 標識符（Identifier） 系統(tǒng)預定義標識符 用戶自定義標識符 運算符（Operator） 34種，詳見附錄2 分隔符（Separator） 空格、回車/換行、逗號等 其它符號 大花括號“”和“”通常用于標識函數(shù)體或者一個語句塊 “/*”和“*/”是程序注釋所需的定界符 數(shù)據(jù)（Data） 變量（Variable） 常量（Constant）,任務1 “學生成績管理系統(tǒng)”中相關數(shù)據(jù)設計,1任務情境 “學生成績管理系統(tǒng)”中的數(shù)據(jù)有常量與變量、簡單類型數(shù)據(jù)和復雜類型數(shù)據(jù)。這些變量有簡單類型變量，還有一些復雜類型變量，如數(shù)組、結構體、共用體、指針類型等變量。 在這里我們只對“學生成績管理系統(tǒng)”中的數(shù)據(jù)做一些簡單的分析?！皩W生成績管理系統(tǒng)”中的學生信息主要有:學號、性別、年齡、三門功課成績、總成績和平均成績，再加上一些與計算全班成績有關的最高成績、最低成績等。如學號、性別這類數(shù)據(jù)只是起到描述一些基本信息的作用，通常情況下不進行算術運算；而年齡、三門功課成績、總成績和平均成績以及最高成績、最低成績等這類數(shù)據(jù)有可能進行算術運算。所以針對這二類數(shù)據(jù)我們在定義數(shù)據(jù)類型時，要根據(jù)實際情況選擇不同的數(shù)據(jù)類型。 下面我們通過相關理論的學習，掌握如何將“學生成績管理系統(tǒng)”中的數(shù)據(jù)定義成C語言能夠處理的數(shù)據(jù)。,2知識必備,數(shù)據(jù)類型 常量 變量,數(shù)據(jù)類型（Data Type）,數(shù)據(jù)為什么要區(qū)分類型？ 不同類型的數(shù)據(jù)代表不同的 數(shù)據(jù)表示形式 合法的取值范圍 占用內(nèi)存空間大小 可參與的運算種類 從基本數(shù)據(jù)類型到抽象數(shù)據(jù)類型 無數(shù)據(jù)類型 基本數(shù)據(jù)類型 構造數(shù)據(jù)類型 抽象數(shù)據(jù)類型,數(shù)據(jù)類型（Data Type）,標識符命名,變量名 函數(shù)名 由英文字母、數(shù)字和下劃線組成，大小寫敏感 不可以是數(shù)字開頭 直觀，見名知意，便于記憶和閱讀 最好使用英文單詞或其組合 切忌使用漢語拼音 下劃線和大小寫通常用來增強可讀性 variablename variable_name VariableName, variableName 不允許使用關鍵字作為標識符的名字 int, float, for, while, if等 某些功能的變量采用習慣命名 如：for語句所采用的循環(huán)變量習慣用i, j, k,Windows 風格,UNIX 風格,b, B, KB, MB, GB, TB,Megabyte(MB)，中文叫法：兆 Kilobyte(KB)，中文叫法： K Byte，中文叫法：字節(jié) bit，中文叫法：位 Gigabyte(GB)，中文叫法：G Terabyte(TB)，中文叫法：T,1 TB = 1,024 GB,1 GB = 1,024 MB,1 MB = 1,024 KB,1 KB = 1,024 B,1 B = 8 b,b, B, KB, MB, GB, TB,一個位有多大？ 只能是“0”或者“1”，這叫二進制 一個字節(jié)有多大？ 保存一個字符（英文字母、數(shù)字、符號） ASCII（美國標準信息交換碼）編碼 兩個字節(jié)保存一個漢字 GB編碼 可以表示數(shù)字0255,基本數(shù)據(jù)類型,int 整數(shù)，在目前絕大多數(shù)機器上占4個字節(jié)。TC2中是2個字節(jié) float 單精度浮點數(shù)，一般是4個字節(jié)長 double 雙精度浮點數(shù)，一般是8個字節(jié)長 char 字符，一般是1個字節(jié)長 用來表示256個ASCII字符，或者0255的整數(shù),數(shù)據(jù)類型修飾符,short short int，短整數(shù)，一般2個字節(jié)長。通常簡寫為short long long int，長整數(shù)，一般是4個字節(jié)長。通常簡寫為long long double，長雙精度（高精度）浮點數(shù)，一般是10個字節(jié)長。 signed 用來修飾char、int、short和long，說明他們是有符號的整數(shù)（正整數(shù)、0和負整數(shù)）。一般缺省都是有符號的，所以這個修飾符通常省略 unsigned 用來修飾char、int、short和long，說明他們是無符號的整數(shù)（正整數(shù)和0）,假設編譯系統(tǒng)為 int 型整數(shù)分配 2 個字節(jié)的存儲空間，即 16 個二進制位中最高位是符號位，以 32767 為例，其在內(nèi)存中的存儲形式為：,有符號數(shù)與無符號數(shù),若是無符號數(shù)，該數(shù)是 65535 ，若是有符號數(shù)，該數(shù)是 -1 。,-1 的原碼,-1 的反碼,-1 的反碼加 1 后的結果,-1 的補碼,TC2中int的范圍是-3276832767 如果我們給它一個小于-32768或者大于32767的數(shù)會如何呢？ 現(xiàn)場演示,小蛇能吞下大象嗎？,超出取值范圍會怎樣？,一臺安裝了Windows 95/98的機器，如果連續(xù)運行49.7天沒有重新啟動，可能死機 原因： Windows自啟動時刻起，有一個計數(shù)器，記錄系統(tǒng)已經(jīng)運行了多少毫秒。這個計數(shù)器是個unsigned long 類型的變量 unsigned long 的最大值是：4294967295 一天有 24*60*60*1000 = 86400000毫秒 4294967295 / 86400000 = 49.71026961805 當49.7天的時候，此計數(shù)器會溢出，引起死機,溢出（Overflow）造成的危害,如何選擇恰當?shù)臄?shù)據(jù)類型?,具體問題具體分析,1 + 2 + 3 + 4 + ,1! + 2! + 3! + 4! + ,13 + 23 + 33 + 43 + ,使用變量要注意,不要對類型或變量所占的內(nèi)存空間字節(jié)數(shù)想當然 用sizeof獲得變量或者數(shù)據(jù)類型的長度 現(xiàn)場演示程序在Turbo C2.0和Visual C下的運行結果,注意！,#include main() printf(“Data type Number of bytesn“); printf(“- -n“); printf(“char %dn“, sizeof(char); printf(“int %dn“, sizeof(int); printf(“short int %dn“, sizeof(short); printf(“l(fā)ong int %dn“, sizeof(long); printf(“float %dn“, sizeof(float); printf(“double %dn“, sizeof(double); ,變量,變量定義語句： 類型關鍵字 變量名1，變量名2，變量名3, 定義變量時初始化方式： 類型關鍵字 變量名1=常量1，變量名2 =常量2 ，,變量聲明,使用變量的基本原則 變量必須先定義，后使用 所有變量必須在第一條可執(zhí)行語句前定義 聲明的順序無關緊要 一條聲明語句可聲明若干個同類型的變量 聲明變量，是初始化變量的最好時機 不被初始化的變量，其值為危險的隨機數(shù) char esc = 'a' int i = 1; int sum = 0; float eps = 1.0e-5;,實型數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲,1234.56=0.123456X104 =1.23456X103 =12345.6x10-1,N=S X r j,有效位數(shù) （精度）,取值范圍,實型數(shù)據(jù)提供的有效數(shù)字位數(shù),float型數(shù)據(jù)提供7位有效數(shù)字 double型數(shù)據(jù)提供16位有效數(shù)字 使用不當導致舍入誤差,#include main() float a; double b; a = 123456.789e4; b = 123456.789e4; printf(“%fn%fn“,a,b); ,#include main() float f; f = 123.456; if (f = 123.456) printf(“f is equal to 123.456 indeed.“); else printf(“In fact, f is equal to %fn“, f); 運行結果會是什么？,float.c,浮點數(shù)的陷阱,float的精度低，較易發(fā)生精度帶來的相等性判斷問題 double精度高，這個問題發(fā)生的概率小一些，但也存在 解決辦法： if (fabs(f 123.456) 1E-5) ,根據(jù)精度要求設定,浮點數(shù)的陷阱,char型與int型之間的關系,小寫字母轉(zhuǎn)換為大寫字母,#include main() char ch = 'b' ch = 'b' - 32; printf(“%c, %dn“, ch, ch); ,#include main() char ch = 'b' ch = 'b' - ('a' - 'A') ; printf(“%c, %dn“, ch, ch); ,常數(shù)（Constant）,整型常數(shù) 18、-31 長整型常量 123l、123L、123456l、123456L 無符號型常量 123u、 123U 浮點常數(shù) 十進制小數(shù)形式 123.45、456.78 指數(shù)形式 1e-2、4.5e3 單精度實型常量 123.45f、 456.78F、1e-2f、4.5e3F 長雙精度型常量 123.45l、 456.78L、1e-2l、4.5e3L,八進制與十六進制常數(shù),以數(shù)字“0”開始的整型常數(shù)是八進制數(shù) 022、-037 010和10大小不一樣 因為八進制并不常用，所以此種表示法比較少見 以“0x”或者“0X”開始的整型常數(shù)是十六進制 AF和af用來表示十進制的1015 十六進制的形式比較常用，尤其在進行位一級的控制的時候 0x12、-0x1F, -0x1f,字符（Character）常數(shù),字符常數(shù)的表示方法 a，A，5，%，$ 單引號內(nèi)只能有一個字符，除非用“”開頭 就是一個普通整數(shù)，也可以參與各種數(shù)學運算 每個字符具有一個0255之間的數(shù)值，可從ASCII表查出 注意：5和整數(shù)5的區(qū)別 字符的數(shù)學運算在密碼學內(nèi)用得比較多,字符常數(shù),轉(zhuǎn)義字符 一些特殊字符（無法從鍵盤輸入或者另有它用）用轉(zhuǎn)義字符表示,字符串（String）常數(shù),用雙引號括住的由0個或多個字符組成的字符序列 “I am a string“ “表示空字符串 轉(zhuǎn)義字符也可以在字符串中使用 引號只作為字符串開始和結束的標志 C語言內(nèi)部用0表示字符串的結束 除注釋外，是唯一可以出現(xiàn)中文的地方 “x“和x是不同的 里定義了一系列專門的字符串處理函數(shù),枚舉（Enumeration）常量,一個被遺忘的角色 從程序來窺其一斑 enum weeks MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN; enum weeks today; enum response no, yes, none; enum response answer; today = TUE; answer = yes; if (answer = yes) printf(“Today is Tuesday.n“); else printf(“Today is NOT Tuesday.n“);,宏常量,宏常量 也稱符號常量 一般采用大寫字母表示 #define 標識符 字符串 不是語句，而是一種編譯預處理命令 宏替換（Macro Substitulition）,#include #define PI 3.14159 #define R 5.3 main() printf(“area = %fn“, PI * R * R); printf(“circumference = %fn“, 2 * PI * R); ,宏常量,宏常量 也稱符號常量 一般采用大寫字母表示 #define 標識符 字符串 不是語句，而是一種編譯預處理命令 宏替換（Macro Substitulition）,#include #define PI 3.14159 #define R 5.3 main() printf(“PI*R*R = %fn“, PI * R * R); printf(“2*PI*R = %fn“, 2 * PI * R); ,const常量,用const修飾定義的變量為常量 const float pi = 3.1425926; 常量只能在定義時賦值，然后不能再改變其值 常數(shù)、 const常量、宏常量和枚舉常量，都可以用來表示一個永遠不會改變的數(shù) 前者不建議直接使用，而用后三者代替,通過相關理論學習后，我們可以對“學生成績管理系統(tǒng)”中相關數(shù)據(jù)進行分析及定義了。將現(xiàn)實中的數(shù)據(jù)處理成C語言能夠理解的數(shù)據(jù)。 1.常量定義 在“學生成績管理系統(tǒng)”中我們假定本系統(tǒng)能處理一個班40個學生的數(shù)據(jù)。通常情況下，學生人數(shù)這個數(shù)據(jù)在程序的運行過程中是不變的。因此，要把表示一個班學生總?cè)藬?shù)的數(shù)據(jù)定義成符號常量。 定義符號常量的格式如下： #define STUNUM 40 說明：符號常量（STUNUM）必須用大寫字母。,3 任務實施,2.簡單類型 “學生成績管理系統(tǒng)”中的學生信息主要包括:學號、姓名、性別、年齡、三門功課成績、總成績和平均成績，另外還有一些與計算全班成績有關的最高成績、最低成績等。這些數(shù)據(jù)在程序運行過程中是可能改變的，這里只對部分表示學生信息的簡單數(shù)據(jù)定義，我們在定義變量時最好能做到“見名知義”。 int stunum;/整數(shù)類型的學號 char stusex;/字符類型的性別 int stuage;/整數(shù)類型的年齡 float score1;/單精度類型的成績1,float score2;/單精度類型的成績2 float score3;/單精度類型的成績3 float avescore;/單精度類型的平均成績 float maxscore;/單精度類型的最高分 float minscore;/單精度類型的最低分 由于性別這類數(shù)據(jù)只是起到描述一些基本信息的作用，通常情況下不進行算術運算，所以我們定義為字符型；而年齡、三門功課成績、總成績和平均成績以及最高成績、最低成績等這類數(shù)據(jù)有可能進行算術運算, 所以我們定義為數(shù)值型。 另外，在編程實踐中還會遇到一些這里不能一一列舉出來的變量、數(shù)組變量和指針變量，我們將在后續(xù)的學習逐漸認識與掌握。 在“班級學生成績管理系統(tǒng)”中變量定義完成以后，接下來我們還要在知識擴展環(huán)節(jié)里進一步學習如何給變量賦值。,4知識擴展,常用運算符及表達式 賦值和表達式中的類型轉(zhuǎn)換,算術運算符,+，-，*，/ 加、減、乘、除運算 四則混合運算中，先算乘除，后算加減， 按從左向右的順序計算，左結合 % 求余運算,常用的標準數(shù)學函數(shù),關系運算符,，=，=，=，!= 大于，大于等于，小于，小于等于，等于，不等于 關系運算符運算出的結果為0和非0 0，表示假，即該關系不成立 非0，表示真，即該關系成立 絕大多數(shù)編譯器，關系運算得到的非0結果為1，但是不要利用這個1,邏輯運算符,邏輯運算也被稱為布爾（Boolean）運算 && 與運算 ( a b && b c)；a大于b，并且b大于c | 或運算 ( a b | b c)； a大于b，或者b大于c ! 求反 ( !a )；如果a是0，結果非0；如果a是非0，結果是0 并不改變a的值,實例,ch是英文大寫字母 (ch = 'A') && (ch = 'Z') 判斷某一年year是否是閏年的條件是滿足下列兩個條件之一： 能被4整除，但不能被100整除； 能被400整除； (year % 4 = 0) && (year % 100 != 0) | (year % 400 = 0),增一和減一運算符,n+，n-，+n，-n +讓參與運算的變量加1，-讓參與運算的變量減1 作為后綴運算符時，先取n的值，然后加/減1 作為前綴運算符時，先加/減1，然后取n的值 m = n+; 等價于 m=n; n+; m = +n; 等價于 n+; m=n;,增一和減一運算符,良好的程序設計風格提倡：在一行語句中，一個變量只能出現(xiàn)一次加1或者減1運算 過多的加1和減1運算混合，不僅可讀性差，而且因為編譯器實現(xiàn)的方法不同，導致不同編譯器產(chǎn)生不同的運行結果,位操作運算符,& 按位與運算 | 按位或運算 按位異或運算, 按位右移運算 按位求反,賦值運算符,下面兩個語句是等價的 i = i + 2; i += 2; +、-、*、/、%、&、|運算符都可以按此種方式處理 這種形式看起來更直觀，而且執(zhí)行效率一般也能更高一些,逗號運算符,表達式1, 表達式2, , 表達式n 多數(shù)情況下，并不使用整個逗號表達式的值，更常見的情況是要分別得到各表達式的值 主要用在循環(huán)語句中，同時對多個變量賦初值等 for (i = 0 , j = 0; i j; i+, j+),條件表達式,把a和b中的最大值放入z中 if (a b) z = a; else z = b; z = (a b) ? a : b; 此種表達式切忌用得過于繁雜,優(yōu)先級,( ) - . ! + - + - * & (類型) sizeof * / % + - = = != & | && | ? : = += -= *= /= %= &= = |= = ,優(yōu)先級,能背下優(yōu)先級表的人鳳毛麟角 用括號來控制運算順序更直觀、方便，并減少出錯的概率,結合性,多數(shù)運算符為左結合 少數(shù)為右結合： 一元運算符 賦值運算符 條件運算符,類型轉(zhuǎn)換,在進行賦值操作時，會發(fā)生類型轉(zhuǎn)換 將取值范圍小的類型轉(zhuǎn)為取值范圍大的類型是安全的 反之是不安全的 如果大類型的值在小類型能容納的范圍之內(nèi)，則平安無事 但是，浮點數(shù)轉(zhuǎn)為整數(shù)，會丟失小數(shù)部分，非四舍五入 反之，轉(zhuǎn)換后的結果必然是錯誤的，具體結果與機器和實現(xiàn)方式有關。避免如此使用,字符串與數(shù)值類型之間的轉(zhuǎn)換,int i = “123“ 這樣用是不行地 atof()，atoi()，atol() 把字符串轉(zhuǎn)為double，int和long 定義在stdlib.h中 sprintf() 可以用來把各種類型的數(shù)值轉(zhuǎn)為字符串 定義在stdio.h中,自動類型轉(zhuǎn)換,同種數(shù)據(jù)類型的運算結果，還是該類型 不同種數(shù)據(jù)類型的運算結果，是兩種類型中取值范圍更大的那種 long double double float long int short char 把數(shù)據(jù)賦值給另外一種類型變量也會發(fā)生自動類型轉(zhuǎn)換 從小到大，順利轉(zhuǎn)換 從大到小，可能丟失信息（好的編譯器會發(fā)出警告）,類型強轉(zhuǎn)（Casting）,消除從大到小的警告 l = (long)i; 可以通過“(類型)表達式”的方式把表達式的值轉(zhuǎn)為任意類型 強轉(zhuǎn)時，你必須知道你在做什么 強轉(zhuǎn)與指針，并稱C語言兩大神器，用好了可以呼風喚雨，用壞了就損兵折將,#include main() int m = 5; printf(“m / 2=%dn“, m/2); printf(“(float) (m / 2) = %fn“, (float) (m / 2); printf(“(float) m / 2 = %fn“, (float) m / 2); printf(“m = %dn“, m); ,類型強轉(zhuǎn),強轉(zhuǎn)與指針，并稱C語言兩大神器，用好了可以呼風喚雨，用壞了就損兵折將,屠 龍 刀,倚 天 劍,這一章我們學到了,變量的命名規(guī)則 數(shù)據(jù)類型 char，short，int，long，float，double，long double signed，unsigned enum 常數(shù)、轉(zhuǎn)義字符 運算符 算術運算符、關系運算符、邏輯運算符、增一/減一運算符、位運算符、賦值運算符、類型強轉(zhuǎn)運算符、逗號運算符、條件運算符（？ :）、 sizeof 類型轉(zhuǎn)換 優(yōu)先級和結合性,ASCII字符表1,