c语言第2章数据类型运算符和表达式.ppt

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1、第2章 数据类型、运算符与表达式,林淑玲 ,C语言,知识目标：掌握C语言的数据类型；深刻理解常量与变量；深刻理解整型、实型和字符型数据常量和变量的表示方法；掌握赋值运算符和赋值表达式、变量的赋值方法；理解各种数据类型之间的混合运算。 能力目标：能正确定义“班级学生成绩管理系统”中的相关数据的类型。,第2章 数据类型、运算符与表达式,内容提要,基本数据类型； 常量和变量； 标识符命名； 常用运算符和表达式； 运算符的优先级与结合性,一个简单的C程序例子,#include /*函数功能：计算两个整数相加之和 入口参数：整型数据a和b 返回值： 整型数a和b之和 */ int Add(int a,

2、int b) return (a + b); /*主函数*/ main() int x, y, sum = 0; printf(“Input two integers:“); scanf(“%d%d“, /*输出x和y相加之和*/ ,简单的C语言程序总结,总结C程序： (1) C程序是由函数构成的。 这使得程序容易实现模块化。 (2) 一个函数由两部分组成: 函数的首部：例2.1中的Add函数首部 int Add(int a, int b) 函数体：花括号内的部分。若一个函数有多个花括号,则最外层的一对花括号为函数体的范围。 函数体包括两部分 ： 声明部分： int x, y, sum = 0

3、;可缺省 执行部分：由若干个语句组成。可缺省,简单的C语言程序总结,(3) C程序是由函数构成的。总是从main函数开始执行的,与main函数的位置无关。 (4) C程序书写格式自由,一行内可以写几个语句, 一个语句可以分写在多行上，C程序没有行号。 (5) 每个语句和数据声明的最后必须有一个分号。 (6) C语言本身没有输入输出语句。输入和输出的操作是由库函数scanf和printf等函数来完成的。 (7)可以用/* */进行注释。,源程序的结构特点,1.一个语言源程序可以由一个或多个源文件组成。 2.每个源文件可由一个或多个函数组成。 3.一个源程序不论由多少个文件组成，都有一个且只能有一

4、个main函数，即主函数。 4.源程序中可以有预处理命令(include 命令仅为其中的一种)，预处理命令通常应放在源文件或源程序的最前面。 5.每一个说明，每一个语句都必须以分号结尾。但预处理命令，函数头和花括号“”之后不能加分号。 6.标识符，关键字之间必须至少加一个空格以示间隔。若已有明显的间隔符，也可不再加空格来间隔。 7.C语言程序中可加任意多的注释。通常情况下，“/”注释一行，“/* */”注释中间的所有内容。注释不参加编译，因此不进行错误查找处理。 8.用户定义的变量或函数等其他的量必须先定义后使用。,书写程序时应遵循的规则,C语言程序书写中应当注意的问题 （1） 用分号作为语句

5、的结束符，不可省略(即便是最后一个语句也不能省略)。 3种不能加分号的情况：预处理命令后、定义函数名称（函数头）后、花括号（）之后。 （2） 第一行是预处理命令行,其中的指令必须以符号“#”开始，所指定的头文件也必须用引号或尖括号标识。 例如，#include “stdio.h“ 或 #include 。 （3） 主函数main（）后的括号不能缺省。,书写程序时应遵循的规则,编码风格 1)源程序通常使用小写字母，只有符号常量或其他特殊用途的符号才大写。 2)C语言可以一个语句占一行，也可多个语句占一行。但后者不规范，所以并不提倡。 3)程序代码采用缩进格式。 4)建议同一层次的语句应左对齐。

6、5)用花括号对（）表示各个结构层次的范围。它可以表示函数，也可以表示循环体等,书写程序时应遵循的规则,6)一个语句中不同成分之间应使用空格隔开。标识符、关键字之间必须至少加一个空格以示间隔。若已有明显的间隔符，也可以不再加空格来间隔。 7)程序中的空白行不影响程序的执行。可以为使程序清晰而添加空行，但不要在一个语句中间加空行。 8)建议使用注释语句，以增加程序的可读性。 9)程序块的分界符（即花括号“”和“”）应各独占一行并且位于同一列，同时与引用它们的语句左对齐。,C程序常见符号分类,关键字（Keyword） 又称为保留字，C语言中预先规定的具有固定含义的一些单词 标识符（Identifie

7、r） 系统预定义标识符 用户自定义标识符 运算符（Operator） 34种，详见附录2 分隔符（Separator） 空格、回车/换行、逗号等 其它符号 大花括号“”和“”通常用于标识函数体或者一个语句块 “/*”和“*/”是程序注释所需的定界符 数据（Data） 变量（Variable） 常量（Constant）,任务1 “学生成绩管理系统”中相关数据设计,1任务情境 “学生成绩管理系统”中的数据有常量与变量、简单类型数据和复杂类型数据。这些变量有简单类型变量，还有一些复杂类型变量，如数组、结构体、共用体、指针类型等变量。 在这里我们只对“学生成绩管理系统”中的数据做一些简单的分析。“学生

8、成绩管理系统”中的学生信息主要有:学号、性别、年龄、三门功课成绩、总成绩和平均成绩，再加上一些与计算全班成绩有关的最高成绩、最低成绩等。如学号、性别这类数据只是起到描述一些基本信息的作用，通常情况下不进行算术运算；而年龄、三门功课成绩、总成绩和平均成绩以及最高成绩、最低成绩等这类数据有可能进行算术运算。所以针对这二类数据我们在定义数据类型时，要根据实际情况选择不同的数据类型。 下面我们通过相关理论的学习，掌握如何将“学生成绩管理系统”中的数据定义成C语言能够处理的数据。,2知识必备,数据类型 常量 变量,数据类型（Data Type）,数据为什么要区分类型？ 不同类型的数据代表不同的 数据表示

9、形式 合法的取值范围 占用内存空间大小 可参与的运算种类 从基本数据类型到抽象数据类型 无数据类型 基本数据类型 构造数据类型 抽象数据类型,数据类型（Data Type）,标识符命名,变量名 函数名 由英文字母、数字和下划线组成，大小写敏感 不可以是数字开头 直观，见名知意，便于记忆和阅读 最好使用英文单词或其组合 切忌使用汉语拼音 下划线和大小写通常用来增强可读性 variablename variable_name VariableName, variableName 不允许使用关键字作为标识符的名字 int, float, for, while, if等 某些功能的变量采用习惯命名 如

10、：for语句所采用的循环变量习惯用i, j, k,Windows 风格,UNIX 风格,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：字节 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,一个位有多大？ 只能是“0”或者“1”，这叫二进制 一个字节有多大？ 保

11、存一个字符（英文字母、数字、符号） ASCII（美国标准信息交换码）编码 两个字节保存一个汉字 GB编码 可以表示数字0255,基本数据类型,int 整数，在目前绝大多数机器上占4个字节。TC2中是2个字节 float 单精度浮点数，一般是4个字节长 double 双精度浮点数，一般是8个字节长 char 字符，一般是1个字节长 用来表示256个ASCII字符，或者0255的整数,数据类型修饰符,short short int，短整数，一般2个字节长。通常简写为short long long int，长整数，一般是4个字节长。通常简写为long long double，长双精度（高精度）浮点数

12、，一般是10个字节长。 signed 用来修饰char、int、short和long，说明他们是有符号的整数（正整数、0和负整数）。一般缺省都是有符号的，所以这个修饰符通常省略 unsigned 用来修饰char、int、short和long，说明他们是无符号的整数（正整数和0）,假设编译系统为 int 型整数分配 2 个字节的存储空间，即 16 个二进制位中最高位是符号位，以 32767 为例，其在内存中的存储形式为：,有符号数与无符号数,若是无符号数，该数是 65535 ，若是有符号数，该数是 -1 。,-1 的原码,-1 的反码,-1 的反码加 1 后的结果,-1 的补码,TC2中int

13、的范围是-3276832767 如果我们给它一个小于-32768或者大于32767的数会如何呢？ 现场演示,小蛇能吞下大象吗？,超出取值范围会怎样？,一台安装了Windows 95/98的机器，如果连续运行49.7天没有重新启动，可能死机 原因： Windows自启动时刻起，有一个计数器，记录系统已经运行了多少毫秒。这个计数器是个unsigned long 类型的变量 unsigned long 的最大值是：4294967295 一天有 24*60*60*1000 = 86400000毫秒 4294967295 / 86400000 = 49.71026961805 当49.7天的时候，此计数

14、器会溢出，引起死机,溢出（Overflow）造成的危害,如何选择恰当的数据类型?,具体问题具体分析,1 + 2 + 3 + 4 + ,1! + 2! + 3! + 4! + ,13 + 23 + 33 + 43 + ,使用变量要注意,不要对类型或变量所占的内存空间字节数想当然 用sizeof获得变量或者数据类型的长度 现场演示程序在Turbo C2.0和Visual C下的运行结果,注意！,#include main() printf(“Data type Number of bytesn“); printf(“- -n“); printf(“char %dn“, sizeof(char);

15、printf(“int %dn“, sizeof(int); printf(“short int %dn“, sizeof(short); printf(“long int %dn“, sizeof(long); printf(“float %dn“, sizeof(float); printf(“double %dn“, sizeof(double); ,变量,变量定义语句： 类型关键字 变量名1，变量名2，变量名3, 定义变量时初始化方式： 类型关键字 变量名1=常量1，变量名2 =常量2 ，,变量声明,使用变量的基本原则 变量必须先定义，后使用 所有变量必须在第一条可执行语句前定义 声明

16、的顺序无关紧要 一条声明语句可声明若干个同类型的变量 声明变量，是初始化变量的最好时机 不被初始化的变量，其值为危险的随机数 char esc = a; int i = 1; int sum = 0; float eps = 1.0e-5;,实型数据在内存中的存储,1234.56=0.123456X104 =1.23456X103 =12345.6x10-1,N=S X r j,有效位数 （精度）,取值范围,实型数据提供的有效数字位数,float型数据提供7位有效数字 double型数据提供16位有效数字 使用不当导致舍入误差,#include main() float a; double b

17、; 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); 运行结果会是什么？,float.c,浮点数的陷阱,float的精度低，较易发生精度带来的相等性判断问题 double精度高，这个问题发生的概率小一些，但也存在 解决办法： if (fabs(f

18、123.456) 1E-5) ,根据精度要求设定,浮点数的陷阱,char型与int型之间的关系,小写字母转换为大写字母,#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); ,常数（Constant）,整型常数 18、-31 长整型常量 123l、123L、123456l、123456L 无符号型常量 123u、 123U 浮点常数 十进制小数形式 123.45

19、、456.78 指数形式 1e-2、4.5e3 单精度实型常量 123.45f、 456.78F、1e-2f、4.5e3F 长双精度型常量 123.45l、 456.78L、1e-2l、4.5e3L,八进制与十六进制常数,以数字“0”开始的整型常数是八进制数 022、-037 010和10大小不一样 因为八进制并不常用，所以此种表示法比较少见 以“0x”或者“0X”开始的整型常数是十六进制 AF和af用来表示十进制的1015 十六进制的形式比较常用，尤其在进行位一级的控制的时候 0x12、-0x1F, -0x1f,字符（Character）常数,字符常数的表示方法 a，A，5，%，$ 单引号内

20、只能有一个字符，除非用“”开头 就是一个普通整数，也可以参与各种数学运算 每个字符具有一个0255之间的数值，可从ASCII表查出 注意：5和整数5的区别 字符的数学运算在密码学内用得比较多,字符常数,转义字符 一些特殊字符（无法从键盘输入或者另有它用）用转义字符表示,字符串（String）常数,用双引号括住的由0个或多个字符组成的字符序列 “I am a string“ “表示空字符串 转义字符也可以在字符串中使用 引号只作为字符串开始和结束的标志 C语言内部用0表示字符串的结束 除注释外，是唯一可以出现中文的地方 “x“和x是不同的 里定义了一系列专门的字符串处理函数,枚举（Enumera

21、tion）常量,一个被遗忘的角色 从程序来窥其一斑 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 也称符号常量 一般采用大写字母表示 #define 标识符 字符串 不是语

22、句，而是一种编译预处理命令 宏替换（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 也称符号常量 一般采用大写字母表示 #define 标识符 字符串 不是语句，而是一种编译预处理命令 宏替换（Macro Substitulition）,#include #define PI 3.14159 #define R 5.3 main()

23、 printf(“PI*R*R = %fn“, PI * R * R); printf(“2*PI*R = %fn“, 2 * PI * R); ,const常量,用const修饰定义的变量为常量 const float pi = 3.1425926; 常量只能在定义时赋值，然后不能再改变其值 常数、 const常量、宏常量和枚举常量，都可以用来表示一个永远不会改变的数 前者不建议直接使用，而用后三者代替,通过相关理论学习后，我们可以对“学生成绩管理系统”中相关数据进行分析及定义了。将现实中的数据处理成C语言能够理解的数据。 1.常量定义 在“学生成绩管理系统”中我们假定本系统能处理一个班40

24、个学生的数据。通常情况下，学生人数这个数据在程序的运行过程中是不变的。因此，要把表示一个班学生总人数的数据定义成符号常量。 定义符号常量的格式如下： #define STUNUM 40 说明：符号常量（STUNUM）必须用大写字母。,3 任务实施,2.简单类型 “学生成绩管理系统”中的学生信息主要包括:学号、姓名、性别、年龄、三门功课成绩、总成绩和平均成绩，另外还有一些与计算全班成绩有关的最高成绩、最低成绩等。这些数据在程序运行过程中是可能改变的，这里只对部分表示学生信息的简单数据定义，我们在定义变量时最好能做到“见名知义”。 int stunum;/整数类型的学号 char stusex;/

25、字符类型的性别 int stuage;/整数类型的年龄 float score1;/单精度类型的成绩1,float score2;/单精度类型的成绩2 float score3;/单精度类型的成绩3 float avescore;/单精度类型的平均成绩 float maxscore;/单精度类型的最高分 float minscore;/单精度类型的最低分 由于性别这类数据只是起到描述一些基本信息的作用，通常情况下不进行算术运算，所以我们定义为字符型；而年龄、三门功课成绩、总成绩和平均成绩以及最高成绩、最低成绩等这类数据有可能进行算术运算, 所以我们定义为数值型。 另外，在编程实践中还会遇到一些

26、这里不能一一列举出来的变量、数组变量和指针变量，我们将在后续的学习逐渐认识与掌握。 在“班级学生成绩管理系统”中变量定义完成以后，接下来我们还要在知识扩展环节里进一步学习如何给变量赋值。,4知识扩展,常用运算符及表达式 赋值和表达式中的类型转换,算术运算符,+，-，*，/ 加、减、乘、除运算 四则混合运算中，先算乘除，后算加减， 按从左向右的顺序计算，左结合 % 求余运算,常用的标准数学函数,关系运算符,，=，=，=，!= 大于，大于等于，小于，小于等于，等于，不等于 关系运算符运算出的结果为0和非0 0，表示假，即该关系不成立 非0，表示真，即该关系成立 绝大多数编译器，关系运算得到的非0结

27、果为1，但是不要利用这个1,逻辑运算符,逻辑运算也被称为布尔（Boolean）运算 & 与运算 ( a b & b c)；a大于b，并且b大于c | 或运算 ( a b | b c)； a大于b，或者b大于c ! 求反 ( !a )；如果a是0，结果非0；如果a是非0，结果是0 并不改变a的值,实例,ch是英文大写字母 (ch = A) & (ch = Z) 判断某一年year是否是闰年的条件是满足下列两个条件之一： 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),增一和减一运算符,

28、n+，n-，+n，-n +让参与运算的变量加1，-让参与运算的变量减1 作为后缀运算符时，先取n的值，然后加/减1 作为前缀运算符时，先加/减1，然后取n的值 m = n+; 等价于 m=n; n+; m = +n; 等价于 n+; m=n;,增一和减一运算符,良好的程序设计风格提倡：在一行语句中，一个变量只能出现一次加1或者减1运算 过多的加1和减1运算混合，不仅可读性差，而且因为编译器实现的方法不同，导致不同编译器产生不同的运行结果,位操作运算符,& 按位与运算 | 按位或运算 按位异或运算, 按位右移运算 按位求反,赋值运算符,下面两个语句是等价的 i = i + 2; i += 2;

29、+、-、*、/、%、&、|运算符都可以按此种方式处理 这种形式看起来更直观，而且执行效率一般也能更高一些,逗号运算符,表达式1, 表达式2, , 表达式n 多数情况下，并不使用整个逗号表达式的值，更常见的情况是要分别得到各表达式的值 主要用在循环语句中，同时对多个变量赋初值等 for (i = 0 , j = 0; i j; i+, j+),条件表达式,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; 此种表达式切忌用得过于繁杂,优先级,( ) - . ! + - + - * & (类型) sizeof * / % + -

30、 = = != & | & | ? : = += -= *= /= %= &= = |= = ,优先级,能背下优先级表的人凤毛麟角 用括号来控制运算顺序更直观、方便，并减少出错的概率,结合性,多数运算符为左结合 少数为右结合： 一元运算符 赋值运算符 条件运算符,类型转换,在进行赋值操作时，会发生类型转换 将取值范围小的类型转为取值范围大的类型是安全的 反之是不安全的 如果大类型的值在小类型能容纳的范围之内，则平安无事 但是，浮点数转为整数，会丢失小数部分，非四舍五入 反之，转换后的结果必然是错误的，具体结果与机器和实现方式有关。避免如此使用,字符串与数值类型之间的转换,int i = “12

31、3“ 这样用是不行地 atof()，atoi()，atol() 把字符串转为double，int和long 定义在stdlib.h中 sprintf() 可以用来把各种类型的数值转为字符串 定义在stdio.h中,自动类型转换,同种数据类型的运算结果，还是该类型 不同种数据类型的运算结果，是两种类型中取值范围更大的那种 long double double float long int short char 把数据赋值给另外一种类型变量也会发生自动类型转换 从小到大，顺利转换 从大到小，可能丢失信息（好的编译器会发出警告）,类型强转（Casting）,消除从大到小的警告 l = (long)i

32、; 可以通过“(类型)表达式”的方式把表达式的值转为任意类型 强转时，你必须知道你在做什么 强转与指针，并称C语言两大神器，用好了可以呼风唤雨，用坏了就损兵折将,#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); ,类型强转,强转与指针，并称C语言两大神器，用好了可以呼风唤雨，用坏了就损兵折将,屠 龙 刀,倚 天 剑,这一章我们学到了,变量的命名规则 数据类型 char，short，int，long，float，double，long double signed，unsigned enum 常数、转义字符 运算符 算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、增一/减一运算符、位运算符、赋值运算符、类型强转运算符、逗号运算符、条件运算符（？ :）、 sizeof 类型转换 优先级和结合性,ASCII字符表1,