第3章数据类型、运算符与表达式.ppt

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1、第3章 数据类型、运算符与表达式,3.1 C语言的数据类型 3.2 常量和变量 3.3 整型数据 3.4 实型数据 3.5 字符型数据 3.6 算术运算与算术表达式 3.7 赋值运算与赋值表达式 3.8 C语言特有的运算和运算符,2019/3/11,1,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,3.1 C语言的数据类型,一个算法应包括对数据的描述和对数据处理的描述。 C语言提供的数据结构，是以数据类型形式出现的。具体分类如下： 1.基本类型 分为整型、实型（又称浮点型）、字符型和枚举型四种。 2.构造类型 分为数组类型、结构体类型和共用体类型三种。 3.指针类型。在第9章中介绍。 4.

2、空类型 C语言中的数据，有常量和变量之分，它们分别属于上述这些类型。 本章将介绍基本类型中的整型、实型和字符型三种数据。,2019/3/11,2,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,3.2 常量和变量,2.常量的分类 （1）字面常量 字面常量的类型，可通过书写形式来判别。 （2）符号常量 define 符号常量名 常量 符号常量的优点：1.含义清楚；2.一改全改 2.3.2 变量 1.变量的概念 在程序运行过程中，其值可以被改变的量称为变量。,2019/3/11,3,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,3.2.1 常量,1.常量的概念 在程序运行过程中，其值不能被改

3、变的量称为常量。,2.变量的两个要素 （1）变量名。每个变量都必须有一个名字变量名，变量命名遵循标识符命名规则。变量名实际上代表的是一个符号地址。通常用小写。 （2）变量值。在程序运行过程中，变量值存储在内存中。在程序中，通过变量名找到相应的内存存储单元来引用变量的值。 注意：变量和符号常量的本质区别。,2019/3/11,4,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,.标识符的命名规则 （1）有效字符：只能由字母、数字和下划线组成，且以字母或下划线开头。 （2）有效长度：随系统而异，但至少前个字符有效。如果超长，则超长部分被舍弃。 如student_name和student_numb

4、er的前个字符相同，有 的系统认为这两个变量，是一回事而不加区别。 （3）关键字是由语言规定的具有特定意义的字符串。用户定义的标识符不应与关键字相同。,2019/3/11,5,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,注意：C语言对英文字母的大小敏感，即同一字母的大小写，被认为是两个不同的字符。 在C语言中，变量名total与变量名TOTAL、ToTaL、tOtAl等是不同的变量。 标识符命名的良好习惯见名知意： 所谓“见名知意”是指，通过变量名就知道变量值的含义。通常应选择能表示数据含义的英文单词（或缩写）作变量名，或汉语拼音字头作变量名。 例如，name/xm（姓名）、sex/xb

5、（性别）、age/nl（年龄）、salary/gz（工资）。,2019/3/11,6,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,4.变量的定义与初始化 在语言中，要求对所有用到的变量，必须先定义、后使用（1.编译时分配存储单元的依据,2.不同类的变量所允许的操作集也不同）；称在定义变量的同时进行赋初值的操作称为变量的初始化。 （1）变量定义的一般格式 存储类型 数据类型 变量名, 变量名2; 例如，float radius, length, area; （2）变量初始化的一般格式 存储类型 数据类型 变量名=初值, 变量名2=初值2; 例如，float radius=2.5, leng

6、th, area;,2019/3/11,7,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,3.3 整型数据,3.3.0 补码 正数采用 符号绝对值 表示 负数X用 来表示，其中n为机器的字长 简单的写出一个负数的补码的方法： （1）写出与该负数相对应的正数的补码 （2）按位求反 （3）末位加1 用补码表示数时的符号扩展 补码进行加减法运算时，只要符号位参加运算能自动地 得到正确结果。,2019/3/11,8,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,3.3 整型数据,3.3.1 整型变量 1.分类 根据占用内存字节数的不同，整型变量又分为类： （1）基本整型（类型关键字为int）。

7、 （2）短整型（类型关键字为short int）。 （3）长整型（类型关键字为long int）。 （4）无符号整型。无符号型又分为无符号基本整型（unsigned int）、无符号短整型（unsigned short）和无符号长整型（unsigned long）三种，只能用来存储无符号整数。,2019/3/11,9,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,2.占用内存字节数与值域 上述各类型整型变量占用的内存字节数，随系统而异。在16位操作系统中，一般用字节表示一个int型变量，且long型（字节）int型（字节）short型（字节）。 显然，不同类型的整型变量，其值域不同。占用内

8、存字节数为n的（有符号）整型变量，其值域为：-2n*8-1（2n*8-1-1）；无符号整型变量的值域为：0（2n*8-1）。,2019/3/11,10,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,例如，PC机中的一个int型变量，其值域为-22*8-1（22*8-1-1），即-3276832767；一个unsigned型变量的值域为：0（22*8-1），即065535。 3.3.2 整型常量 .三种表示形式 整型常量即整常数，在语言中可用三种形式表示： （1）十进制。例如10、36。 （2）八进制（以数字开头）。例如012。 （3）十六进制（以数字+小写字母x开头）。例如 0x36。,2

9、019/3/11,11,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,.分类 （1）基本整型。在16位机中，用2字节存储，其数据范围与int型变量一样。 （2）长整型（在数值后面加“L（l）”）例如，123l、315等。 （3）无符号型(在数值后面加“U（u）”）例如，123u、315U等。 .类型匹配规则 类型匹配规则为：一个整型常量，可以赋给能容纳下其值的整型变量。 例如，其值在-（-）的整型常量，可以赋给int型变量和long int型变量；其值在-（-）的整型常量，就只能赋给long int型变量。,2019/3/11,12,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,3.4

10、 实型数据,（1）十进制形式。例如3.14、9.8。 （2）指数形式：E（e）。例如3.0+5等。规范化指数形式。 3.4.2 实型变量 语言的实型变量，分为两种：,2019/3/11,13,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,3.4.1 实型常量 .表示形式 实型常量即实数，在语言中又称浮点数，其值有两种表达形式：,（1）单精度型。类型关键字为float，一般占字节（位）、提供位有效数字。 （2）双精度型。类型关键字为double，一般占个字节、提供1516位有效数字。,3.4.3实型数据在内存中的存放形式 如单精度数占四个字节，分别用来存储尾数与指数部分，尾数部分占的位数越多

11、，精度越高，指数部分占的位数越多，则表示数的范围越大。 3.4.4 实型数据有限的精度带来的误差 如 1.0/3*3在数学上 结果等于1 而用C程序运算的结果则不等于1。 实际编程时 假如用1.0/3*31来作为条件判断或选择控制就会出问题 解决方法：可以用fabs(1.0/3*3-1)=1e-6来代替,2019/3/11,14,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,3.5 字符型数据,3.5.1 字符常量 1.字符常量的定义 用一对单引号括起来的单个字符，称为字符常量。 例如，A、等。 2.转义字符 (P67) 语言还允许使用一种特殊形式的字符常量，就是以反斜杠“ ”开头的转义字

12、符。 注意：如果反斜杠或单、双引号本身作为字符常量，必须使用转义字符：、 、 ”。,2019/3/11,15,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,！ 3.5.2 字符变量 字符变量的类型关键字为char，一般占用1字节内存单元。 1.变量值的存储 字符变量用来存储字符常量。将一个字符常量存储到一个字符变量中，实际上是将该字符的ASCII码值（无符号整数）存储到内存单元中。,2019/3/11,16,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,例3.1 main() printf(“x4Fx4Bx21n”); /* 等价于printf(“OK!n”);*/ printf(“x

13、15 xABn”); 程序运行结果如下：,例如， char ch1, ch2; /*定义两个字符变量：ch1，ch2*/ ch1=a; ch2=b; /*给字符变量赋值*/ 附： ASCII码：美国(国家)信息交换标准(代)码 ，给256个字符(包括字母、数字、标点符号、控制字符及其他符号)分配数值，用于在不同计算机硬件和软件系统中实现数据传输标准化，在大多数的小型机和全部的个人计算机都使用此码。,2019/3/11,17,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,2.特性 字符数据在内存中存储的是字符的ASCII码 一个无符号整数，其形式与整数的存储形式一样，所以语言允许字符型数据与

14、整型数据之间通用。 （1）一个字符型数据，既可以字符形式输出，也可以整数形式输出。 例3.2 字符变量的字符形式输出和整数形式输出。 /*程序功能：用字符形式和整数形式输出字符变量*/,2019/3/11,18,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,main() char ch1,ch2; ch1=a; ch2=b; printf(“ch1=%c,ch2=%cn”,ch1,ch2); printf(“ch1=%d,ch2=%dn”,ch1,ch2); ,程序运行结果： ch1=a,ch2=b ch1=97,ch2=98 （2）允许对字符数据进行算术运算，此时就是对它们的 ASCII

15、码值进行算术运算。,2019/3/11,19,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,main() char ch1,ch2; ch1=a; ch2=B; /*字母的大小写转换*/ printf(“ch1=%c,ch2=%cn”,ch1-32,ch2+32); /*用字符形式输出一个大于256的数值*/ printf(“ch1+200=%dn“, ch1+200); printf(“ch1+200=%cn“, ch1+200); printf(“ch1+256=%dn“, ch1+256); printf(“ch1+256=%cn“, ch1+256); 思考：用字符形式输出一个大于

16、256的数值，会得到什么结果？,2019/3/11,20,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,例3.3 字符数据的算术运算。 /*程序功能：字符数据的算术运算*/,程序运行结果： ch1=A,ch2=b ch1+200=297 ch1+200=) ch1+256=353 ch1+256=a 3.5.3 字符串常量 1.字符串常量的概念和字符串长度 字符串常量是用一对双引号括起来的若干字符序列。 字符串中字符的个数称为字符串长度。长度为0的字符串（即一个字符都没有的字符串）称为空串，表示为“ ” （一对紧连的双引号）。,2019/3/11,21,计算机程序设计-第三章 数据类型、运

17、算符与表达式,例如，“How do you do.”、“Good morning.”等，都是字符串常量，其长度分别为14和13（空格也是一个字符）。 如果反斜杠和双引号作为字符串中的有效字符，则必须使用转义字符。 例如：（1）C:msdosv6.22 “C:msdosv6.22“ （2）I say:“Goodbye!“ “I say:“Goodbye!“ 2.字符串的存储 C语言规定：在存储字符串常量时，由系统在字符串的末尾自动加一个0作为字符串的结束标志。 注意：在源程序中书写字符串常量时，不必加结束字符0，否则画蛇添足。,2019/3/11,22,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与

18、表达式,如果有一个字符串为“CHINA”，则它在内存中的实际存储如下所示： 最后一个字符0是系统自动加上的，它占用字节而非字节内存空间。 综上所述，字符常量A与字符串常量“A“是两回事： （1）定界符不同：字符常量使用单引号，而字符串常量使用双引号； （2）长度不同：字符常量的长度固定为1，而字符串常量的长度，可以是0，也可以是某个整数； （3）存储要求不同：字符常量存储的是字符的ASCII码值，而字符串常量，除了要存储有效的字符外，还要存储一个结束标志0。,2019/3/11,23,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,3.6 算术运算与算术表达式,在语言中，除控制语句和输入输出

19、函数外，其它所有基本操作都作为运算符处理。 1.五种基本算术运算符 +、-（减法/取负）、*、/、%（求余数） （1）关于除法运算/ C语言规定：两个整数相除，其商为整数，小数部分被舍弃。例如，5 / 2 = 2。 （2）关于求余数运算 要求两侧的操作数均为整型数据，否则出错。,2019/3/11,24,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,2.表达式和算术表达式 （1）表达式的概念 用运算符和括号将运算对象（常量、变量和函数等）连 接起来的、符合语言语法规则的式子，称为表达式。 单个常量、变量或函数，可以看作是表达式的一种特 例。将单个常量、变量或函数构成的表达式称为简单表达 式

20、，其它表达式称之为复杂表达式。,2019/3/11,25,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,（2）算术表达式的概念 表达式中的运算符都是算术运算符。例如，3 + 6 * 9、(x + y) / 2 - 1等，都是算术表达式。 良好的源程序书写习惯：在表达式中，在双目运算符的左右两侧各加一个空格，可增强程序的可读性。 请比较表达式“ (x + y) / 2 1 ”与“(x+y)/21”，您认为哪个的可读性更好一些？ 3.运算符的优先级与结合性(P70) （1）语言规定了运算符的优先级和结合性。 所谓结合性是指，当一个操作数两侧的运算符具有相同的优先级时，该操作数是先与左边的运算符

21、结合，还是先与右边的运算符结合。,2019/3/11,26,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,自左至右的结合方向，称为左结合性。反之，称为右结合性。 结合性是语言的独有概念。除单目运算符、赋值运算符和条件运算符是右结合性外，其它运算符都是左结合性。 （2）表达式求值 1）按运算符的优先级高低次序执行。例如，先乘除后加减。 2）如果在一个运算对象（或称操作数）两侧的运算符的优先级相同，则按语言规定的结合方向（结合性）进行。,2019/3/11,27,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,例如，算术运算符的结合方向是“自左至右”，即：在执行“a b + c”时，变量b先

22、与减号结合，执行“a - b”；然后再执行加c的运算。,4.数据类型转换 （1） 在语言中，整型、实型和字符型数据间可以混合运算（因为字符数据与整型数据可以通用）。 如果一个运算符两侧的操作数的数据类型不同，则系统按“先转换、后运算”的原则，首先将数据自动转换成同一类型，然后在同一类型数据间进行运算。转换规则如p91图3-6所示。,2019/3/11,28,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,1）横向向左的箭头，表示必须的转换。char和short 型必须转换成 int 型，float型必须转换成double型。 2）纵向向上的箭头，表示不同类型的转换方向。 例如，int型与do

23、uble型数据进行混合运算，则先将int型数据转换成double型，然后在两个同类型的数据间进行运算，结果为double型。 注意：箭头方向只表示数据类型由低向高转换，不要理解为int型先转换成unsigned型，再转换成long型，最后转换成double型。 （2）除自动转换外，语言也允许强制转换。 数据类型强制转换的一般格式为： (要转换成的数据类型)(被转换的表达式),2019/3/11,29,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,当被转换的表达式是一个简单表达式时，外面的一对圆括号可以缺省。 例如， (double)a （等价于(double)(a) /*将变量a的值转换成

24、double型*/ (int)(x + y) /*将x+y的结果转换成int型*/ (float)5 / 2（等价于(float)(5)/2） /*将5转换成实型， 再除以2（=2.5）*/ (float)(5 / 2) /*将5整除2的结果（2）转换成实型 （2.0）*/ 注意：强制转换类型得到的是一个所需类型的中间量，原表达式类型并不发生变化。例如，(double)a 只是将变量a的值转换成一个double型的中间量，其数据类型并未转换成double型。,2019/3/11,30,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,3.7 赋值运算与赋值表达式,1.赋值运算 赋值符号“=”就

25、是赋值运算符，它的作用是将一个表达式的值赋给一个变量。 赋值运算符的一般形式为： 变量 = 赋值表达式 例如，x = 5 y = (float)5 / 2 如果表达式值的类型，与被赋值变量的类型不一致，但都是数值型或字符型时，系统自动地将表达式的值转换成被赋值变量的数据类型，然后再赋值给变量。 思考题：假设变量num的数据类型为float，其值为2.5，则执行“num = (int)num”后，num的值等于多少？,2019/3/11,31,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,2.复合赋值运算 复合赋值运算符是由赋值运算符之前再加一个双目运算符构成的。 复合赋值运算的一般格式为：

26、 变量 双目运算符 = 表达式 复合赋值运算符 它等价于：变量 = 变量 双目运算符 (表达式)。 当表达式为简单表达式时，表达式外的一对圆括号才可缺省，否则可能出错。 例如，x += 3 /* 等价于x=x+3 */ y *= x + 6/*等价于y=y*(x+6)，而不是y=y*x+6 */,2019/3/11,32,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,C语言规定的10种复合赋值运算符如下： +=，-=，*=，/=，%=； /*复合算术运算符（5个）*/ &=，=，|=，=；/*复合位运算符（5个）*/ 3.赋值表达式 由赋值运算符或复合赋值运算符，将一个变量和一个表达式连接

27、起来的表达式，称为赋值表达式。 （1）一般格式 变量 （复合）赋值运算符 表达式 （2）赋值表达式的值 任何一个表达式都有一个值，赋值表达式也不例外。被赋值变量的值，就是赋值表达式的值。 例如，“a = 5”这个赋值表达式，变量a的值“”就是它的值。,2019/3/11,33,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,3.8 C语言特有的运算和运算符,2.用法与运算规则,2019/3/11,34,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,3.8.1 自增（+）、自减（-）运算,自增、自减运算符都有两种用法： （1）前置运算运算符放在变量之前：变量、变量 先使变量的值增（或减），

28、然后再以变化后的值参与其它运算，即先增减、后运算。,1.作用 自增运算使单个变量的值增，自减运算使单个变量的值减。,（2）后置运算运算符放在变量之后：变量、变量 变量先参与其它运算，然后再使变量的值增（或减），即先运算、后增减。,例3.4 自增、自减运算符的用法与运算规则示例。 /*程序功能：自增、自减运算符的用法与运算规则示例*/ main() int x=6, y; printf(“x=%dn“,x); /*输出x的初值*/ y = +x; /*前置运算*/ printf(“y=+x: x=%d,y=%dn“,x,y); y = x-; /*后置运算*/ printf(“y=x-: x=%

29、d,y=%dn“,x,y); 程序运行结果： x=6 y=+x: x=7,y=7 y=x-: x=6,y=7,2019/3/11,35,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,思考题：如果将案例“y=+x;”语句中的前置运算改为后置（y=x+;），“y=x-;”语句中的后置运算改为前置（y=-x;），程序运行结果会如何？ 3.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，连续使同一变量进行自增或自减运算时，

30、很容易出错，所以最好避免这种用法。,2019/3/11,36,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,3.8.2 逗号运算（，）及其表达式 语言提供一种用逗号运算符“，”连接起来的式子，称为逗号表达式。逗号运算符又称顺序求值运算符。 1.一般形式 表达式, 表达式, , 表达式n 2.求解过程 自左至右，依次计算各表达式的值，“表达式n” 的值即为整个逗号表达式的值。 例如，逗号表达式“a = 3 * 5, a * 4”的值=60：先求解a = 3 * 5，得a=15；再求a * 4 = 60，所以逗号表达式的值=60。,2019/3/11,37,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,又例如，逗号表达式“(a = 3 * 5, a * 4), a + 5”的值=20：先 求解a = 3 * 5，得a=15；再求a * 4=60；最后求解a + 5=20， 所以逗号表达式的值=20。 注意：并不是任何地方出现的逗号，都是逗号运算符。很多 情况下，逗号仅用作分隔符。,2019/3/11,38,计算机程序设计-第三章 数据类型、运算符与表达式,