《第3章_基本数据类型与数据运算.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第3章_基本数据类型与数据运算.ppt（33页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第三章 基本数据类型与数据运算,C语言支持的数据类型及类型名称和机器内表示 各类型常量的表示、变量的定义及变量的访问 类型转换与格式化输出 C语言运算符和表达式,5U 5 -12 -12L 3.14 5.0 a “abc” ”a” C语言支持哪些数据类型？如何定义？如何存储？各类型的常量和变量如何表示？,3.2 数据类型,C中没有bool型(逻辑型),进行逻辑运算时零代表假，非零代表真,整型:,无符号数直接转换为二进制存储,高端补0；有符号数存储补码,实型：参照IEEE754标准,字符型与字符串常量:,字符型常量是用单引号括起来的单个字符，如char c=a，a=a 字符型变量的内存单元中实际
2、存放字符的ASCII码,如上例存97 由于字符型数据实际对应一整数,故字符型与整型有时可通用： int i=a; char c=97; int j=a-32; char b=c-32; 数值范围的理解：有符号字符型-128到127，无符号0-255,3.3 常量与变量,常量：程序运行过程中不可变的量,整型 5 -12 010 -010 0x2 -0x2F 50U -123L 实型 3.14 12. .5 12.3e3 -1E4 2.3f 字符型a A 2 $ n 101 x2A 字符串 “study hard!” “a”,整型默认为signed int型,后加U或L可改变类型;有十/八/十六进
3、制三种写法 实型默认为double型,后可加f指定为float型,分小数形式和指数形式两种； 指数形式表示时E或e前不能空，e后为整数 字符型常量默认为signed char;分普通字符和转义字符两种.具体看书自学 字符串常量是”括起来的串,末位自动添加结束符0,务必区分A与”A” 注意：-32768U与-32768在寄存器中存储结构一样，均为FF FF 80 00。区别在于,设有Unsigned x;则x=-32768会有警告，而x=-32768U无警告,3.3 常量与变量,符号常量:用标识符代替一个常量(给常量起名),#define PI 3.14 #define TRUE 1 #defi
4、ne FALSE 0 #define OK 1 #define ERROR 0 #define NULL 0,#include #define PRICE 30 void main ( ) int num, total; num=10; total=num * PRICE; printf(total=%dn,total); ,使用目的：见名知意,一改全改 标识符命名规则：由字母、数字和下划线组成,以字母和下划线开头，不能与系统保留字(3.1)重名。通常不多于8个字符。不仅符号常量名，变量名和函数名亦遵循此规则 规范：符号常量名通常全部大写,变量名和函数名首字母小写,若由多个单词组成则剩余单词首
5、字母大写。 注：符号常量在编译阶段直接被替换为所代表的常数，不为其分配内存,不能赋值。符号常量定义语句后无分号,3.3 常量与变量,变量:程序运行中值可变的量。,注：变量实际对应内存中一个内存块，块大小由变量类型决定,根据变量名可找到对应的内存块 注：为变量赋值就是根据变量名找到相应内存块，之后将数据(位于累加器)写入其中；取变量的值就是通过变量名找到相应的内存块，从中读取数据到CPU 命名规范：遵循标识符命名规则，最好见名知义 注:必须先定义后使用; 一次可定义多个同类型的变量;使用前通常赋初值,可定义同时赋值(如int i=0),short flag; int i,j,k; long fa
6、ctorial; unsigned count;,float x,y; double average;,char c; unsigned char a;,作业说明：,求最大最小值 辗转相除 级数求和 素数+Fibnacci数列+回文+水仙花数？,回顾：,掌握各种常见语法错/连接错/运行错和逻辑错及其原因 通过编译信息能发现和改正语法错,理解测试的重要性,能合理组织测试数据并通过测试完善程序 了解断点的概念和作用 了解C语言支持的数据类型,掌握整型、实型和字符型数据的分类及各自的类型名称,熟练掌握各自的存储表示 掌握各类型常量的写法与默认类型 符号常量的定义和使用 变量的定义,变量的赋值和使用,
7、整型默认为signed int型,后加U或L可改变类型;有十/八/十六进制三种写法 实型默认为double型,后可加f指定为float型,分小数形式和指数形式两种； 指数形式表示时E或e前不能空，e后为整数 字符型常量默认为signed char;分普通字符和转义字符两种,如101 x2A 字符串常量是”括起来的串,末位自动添加结束符0,务必区分A与”A”,3.4 基本数据类型的转换,自动类型转换:某些类型的数据一旦参与运算(即进入CPU寄存器时)，或者不同类型的数据进行混合运算时,数据类型就会发生自动转换，称之为自动类型转换 转换规则:范围小到大,等值转换(不同编译器规则不尽同,VC如下)
8、unsigned char/short进CPU自动转为unsigned int;【高位补零】 signed char与short进CPU时自动转换为等值int;【符号位扩展】 float进CPU直接转为double;【指数部分与尾数部分分别扩充】 无论哪种整型与double型混合运算,整型均转为等值double型 其余：类型长短不一时，以较长的为准，长度相同时，有符号的转化为无符号的,如32767+1L结果32768L；再如a = -1L; b =1U;则ab 例：234-b+26.5,3.4 基本数据类型的转换,强制类型转换:通过类型转换语句显式进行转换 (目标类型)(变量或表达式),注:对
9、变量进行强制类型转换时只是在CPU寄存器中对变量值作临时转换,变量类型及其在内存中的数据保持不变,如以下语句执行后x仍为float型，值仍然为3.5：float x=3.5; int i=(float)x; 注:假设float x=3.5,y=3.5;则(int)x+y为实数值6.5;而(int)(x+y)值为7,#include void main() printf(“%dn“,(int)3.5); printf(“%dn“,(int)-3.5); printf(“%lfn“,(double)3); printf(“%lfn“,(double)-3); printf(“%lfn”,5/3);
10、/不匹配,结果错 printf(“%lfn“,(double)5/3); /注:printf(“%lfn”,1)输出0.000000, double型值=float变量：指数部分与尾数部分分别截取，转换成十进制相当于截取其前7位有效数字 double值=整型变量: 舍弃小数部分,存整数部分 整型数据=实型变量:以等值的浮点数形式存储 各类整型、字符型之间：先将右侧值读入寄存器（遵循前述自动类型转换规则,VC下内存位数不足4字节者均扩展成4字节,有符号数按符号位扩展,无符号数作零扩展。TC下字符型扩充成2字节),之后截取相应数目的字节放入左侧变量空间,补充：不同类型数据间的相互赋值,char c
11、1, c2; /以下是VC下过程分析，TC下将下划线部分去掉 c1=300; /R(300)=0x00 00 01 2C;M(c1)=0x2C c2=400; /R(400)=0x00 00 01 90;M(c2)=0x90 printf(“%c %cn”, c1,c2); /R(c1)=00 00 00 2c, /R(c2)=ff ff ff 90；截取末字节,VC输出, ?；TC输出, printf(“%d %dn”,c1, c2); / R(c1)=00 00 00 2c, /R(c2)=ff ff ff 90；分别是44和-112补码，输出44与-112,补充：格式化输出函数print
12、f说明,正常情况：格式控制符%d用于输入输出有符号整型数,%u用于无符号整型数, %X或%O以十六或八进制输出各类整型；%f用于float,%lf用于double, %c用于char 原理说明:输出值先进入寄存器(可能要扩充)，以c输出则截取寄存器最末一字节输出其对应的字符；以d输出意味着将寄存器中的数据当作signed int的补码,输出此补码对应的真值；以u输出意味着将寄存器中的数据当作一个unsigned int，直接转换为十进制数后输出；以X输出则将寄存器中的二进制数从低到高四位合一位输出，高位零省略；以O则三位合一位输出,short a;unsigned short c;short
13、e;/以下VC下分析,TC去下划线 a=100; /*R(100)=0x00 00 00 64; M(a)=0x00 64*/ e=50000; /*R(50000)=0x00 00 C3 50; M(e)=0xC3 50*/ c=a=e; /*R(e)=0x ff ff C3 50；M(a)=0xC3 50*/ /*R(a)=0xFF FF C3 50；M(c)=0xC3 50*/ printf(“%dn”,a); /*R(a)= 0xFF FF C3 50；输出-15536*/ printf(“%u n”,c); /*输出50000*/ printf(“%xn”,a);/R(a)=0xFF
14、FFC350,VC:ffffc350,TC:C350 printf(“%o n”,c); /*R(c)=0x00 00 C3 50； 输出141520*/,作业1:分析如下程序的执行过程与输出结果(似前例,参考作业说明),#include void main() short a,b; unsigned short c,d; long e,f; a=100; /*R(100)=(00 00 00 64)16，截取得M(a)=(00 64)16*/ b=-100; e=50000; f=32767; c=a; d=b; printf(“%d,%dn”,a,b); /* R(a)= (00 00 0
15、0 64)16，是100的补码；R(b)= /(ff ff ff 9C)16，是-100的补码,输出100，-100*/ printf(“%u,%un”,a,b); printf(“%u,%un”,c,d); c=a=e; d=b=f; printf(“%d %dn”,a,b); printf(“%u %un”,c,d); printf(“%x %Xn”,a,b); printf(“%o%on”,c,d); ,3.5 运算符和表达式,表达式：运算符和运算对象按一定规则结合在一起形成的式子 记：表达式具有值(运算结果)和类型,如3*5值为15，类型为int,3.5.2算术运算符和算术表达式,算术
16、运算符: + - * / %(双目) + - -(单目) 除运算符/:分子分母均整型时是整除. 取余运算符%:操作数均整型方可,否则编译错.分子分母有负数时,先求绝对值之商,后根据分子定符号:15%4为3; 15%(-4)为3;(-15)%4为-3;(-15)%(-4)为-3 自增运算符+: 变量自增运算符,操作对象必须为变量,如x+或+x，但(x+y)+错。x+是先用后增,先将变量的值读入寄存器参与运算,当前语句结束后再将内存中x的值增1；+x先增后用,先将内存中变量值增1后进入运算器参与运算 自减运算符-:类似自增运算符，只是变量减小1 运算符+ - -均单目运算符,优先级高于其它算术运算
17、符,且均为右结合。如i=3;j=-i+;相当于j=-(i+); 算术表达式:用括号、算术运算符和运算对象连接起来的符号C语法规则的式子,int x=3,y; y=(x+)+(x+)+(x+); printf(“nx=%d,y=%d“,x,y);,int x,y,a,b,c; x=3; a=x+; b=x+; c=x+; y=a+b+c; printf(“nx=%d,d=%d“,x,y);,作业2：,3.3：1 3 5 6 提示：开平方根函数为sqrt,如求变量x的平方根赋值给y，可写作y=sqrt(x),注意头文件包含与变量类型,回顾：,自动类型转换与强制类型转换 不同类型相互赋值规则： do
18、uble-float double-整型 整型-实型 各整型、字符型之间 格式化输出常规用法与输出原理 算术运算符/ % + -注意事项与优先级和结合性 其它运算符与常见函数,3.5.3赋值运算符与赋值表达式,赋值运算符：简单赋值运算符=;复合赋值运算符+= *=等 如：x=3; x+=3相当x=x+3; x%=y+3相当x=x%(y+3) 不同类型的赋值：double-float double-整型 整型-实型 各整型、字符型之间 注：赋值语句右侧可为任意表达式,左侧必须为变量 注：赋值表达式类型与值取决于左侧变量. 如 char c; printf(“%d”,c=400);显示-112.
19、注：赋值表达式可作变量用，相当于左侧变量，如 (a=3*5)=4*6可, a=3*5=4*6错 注：赋值语句具有右结合性。优先级比常见运算符都低 char c; i=c=259; a=(b=4)+(c=6) a+=a-=a*a相当于a=a+(a=a-a*a); 赋值表达式不同于赋值语句,printf(“%d”,i=3);合法，而printf(“%d”,i=3;);不合法,关系运算符及其优先次序: = = !=,格式： 如 30 x0 i= =0 x!=y 注：关系运算成立时结果为1,不成立时结果为0。 注：=是判断相等, =是赋值，前者返回0或1,后者返回左侧变量值。C语言中判断一个量时认为零
20、为假，非零为真。如 if(i=0)printf(“Never Visible!”); if(i=0)printf(“Visible if i equals zero!”) if(i=1)printf(“Always visible!”); if(i=1)printf(“Visible if i equals one!”) 注：左结合,优先级整体上低于算术运算符,高于赋值运算符。内部而言,=和!=低于其它 =等其它关系运算符,3.5.4关系运算符与关系表达式,关系表达式:关系运算符将两个表达式(类型任意)连接起来的关系式. 如a+bb+c, (a=3)(b=5), ab= =c，a=bc，532
21、,#include void main() int a=123,b=234,c=345,d=456; int t1,t2,t3; t1=ab; t2=c!=d; t3=a=c-d; printf(“t1=%d,t2=%d,t3=%dn“,t1,t2,t3); ,逻辑运算符：!(逻辑非) &(逻辑与) |(逻辑或),格式：如x0成立则表达式值1,否则值为0. 结合性与优先级:左结合(!除外).!与单目算术运算符 双目算术运算符 关系运算符 & | 赋值运算符,3.5.5 逻辑运算符和逻辑表达式,逻辑表达式:用逻辑运算符将表达式连接起来的式子。注意C语言中只要值非零就认为是真，零就认为是假,a=4
22、,b=5,c=6时： !a值为0 a,“短路运算”说明：,在逻辑表达式的求解中，并不是所有的逻辑运算符都要被执行。 (1)a&b&c 只有a为真时，才需要判断b的值，只有a和b都为真时，才需要判断c的值。 (2)a|b|c 只要a为真，就不必判断b和c的值，只有a为假，才 判断b。a和b都为假才判断c,例:设a=1;b=2;c=3;d=4;m=1;n=1;则经 (m=ab)&(n=cd)后，m的值为0，而n的值仍为1。,格式：表达式？表达式表达式 功能：表达式1成立吗（非零），成立则结果为表达式2的值，否则结果为表达式1的值 如：max=ab?a:b; 或 min=ab?a:b;,补充： (1
23、)优先级：条件运算符优先级仅比赋值运算符高 (2)结合方向：自右至左，同赋值运算符和单目运算符，如ab?a:cd?c:d理解为ab?a:(cd?c:d） (3)条件表达式还可是赋值表达式或函数表达式，如： x0?y=x:y=-x; x0?printf(“%d”,y=x):printf(“%d”,y=-x); (4)三个表达式的类型可各不相同，返回值类型为后两个表达式中较高的类型，如xy?1:1.5；当xy时返回1.0,3.5.6 条件运算符与条件表达式,功能：顺序“计算”各表达式，整个式子的值和类型取决于最末一个表达式 优先级和结合性：左结合，优先级最低,格式：表达式，表达式，表达式 例：i1
24、，sum=0,例：比较 printf(“%d”,x=(3，6*3) )与 printf(“%d”,(x=a=3,6*3);,3.5.7 逗号运算符和逗号表达式,说明：逗号表达式最常用于for循环中。如 for(i=1,sum=0; i=100; +i) sum=sum+i;,3.5.8位运算符与位表达式,自学：一要掌握各种位运算的运算规则；二要掌握各种位运算的用途 自学不一定不考！要注重自学能力的培养，充分利用各种学习手段！,3.5.9 取长度运算符,格式:sizeof(类型名或表达式) 功能:返回指定类型或者表达式类型在内存中所占字节数 如：sizeof(short)值为2; sizeof(
25、int)在VC下值4，TC下值2; sizeof(3.0)值8; sizeof(x)由变量x类型定，若x为float型，则值4,运算符的优先级和结合性,说明：P89表3.9中部分运算符尚未学,总结常见运算符的优先级和结合性规律即可 优先级： 单目(+ - - !) 算术 关系 逻辑 条件 赋值 逗号 结合性： 单目运算符与三目运算符是右结合，双目运算符中仅赋值运算符是右结合，其余左结合,3.6 应用举例,例3.27 设k4 k5 k6 k7各变量初值均为10；则经过语句k4+=k5-=k6*=k7/=2;各变量值为多少？ 依次为：-30 -40 50 5 例3.28：分析运行结果,#inclu
26、de void main() int a,b,c,d; a=1188!(8866-!99); c=1122%3 /运行结果：a=1,b=1,c=1,d=0,3.6 应用举例,例3.29：分析程序运行结果 t是跳到从当前位置开始的下一个水平制表位。所谓水平制表位是指屏幕上的第1列、第9列、第17列等8*i+1列；b相当于键盘上的backspace键，它将会删除当前光标位置前的一个字符。但是，若当前光标前是一个t，则将此t产生的空格一次性都删除。,#include void main() char x,y,z,s; x=p;y=m;z=n; s=376; /*376代表的字符非标准ASCII码字符
27、,输出不定*/ printf(“%c%c%c%cn“, x,y,z,s); printf(“%ct%ct%ct%cn“, x,y,z,s); printf(“%cn%cn%cn%cn“, x,y,z,s); ,3.6 应用举例,例3.30 分析程序运行结果,#include void main() int x,y=66; float f=12.3; x=(int)f+88+-y*66; printf(“x=%d,y=%d,f=%fn“,x,y,f); 输出结果：x=4390,y=65,f=13.300000,教材问题说明：,上课认真听，课下抓紧回顾 以下为已发现之问题，不代表全部 ,作业1答案
28、:,#include void main() short a,b; unsigned short c,d; long e,f; a=100; /*R(100)=(00 00 00 64)16，截取得M(a)=(00 64)16*/ b=-100 /*R(-100)=(ff ff ff 9C)16，截取得M(b)=(ff 9C)16*/ e=50000 /*R(50000)=(00 00 C3 50)16，得M(e)=(00 00 C3 50)16*/ f=32767; /* R(32767)=(00 00 7f ff)16，得M(f)=(00 00 7f ff)16*/ c=a; /*先将a读
29、入寄存器得R(a)= (00 00 00 64)16，后截取得M(c)= (00 64)16*/ d=b; /*先将b读入寄存器得R(b)= (ff ff ff 9C)16，后截取得M(d)= (ff 9C)16*/ printf(“%d,%dn”,a,b);/* 先将a读入寄存器得R(a)= (00 00 00 64)16，这是100的补码； 同样，将b读入寄存器得R(b)= (ff ff ff 9C)16，这是-100的补码*/ printf(“%u,%un”,a,b);/* 先将a读入寄存器得R(a)= (00 00 00 64)16，以u输出意味着将寄存器中的数据当作一个无符号的二进制
30、数，将其直接转换为十进制数后输出，(00 00 00 64)16按位权展开求和后得100；而R(b)= (ff ff ff 9C)16，转换为十进制得4294967196*/ printf(“%u,%un”,c,d);/* 注意c与d为无符号变量，读入寄存器时扩充零，将c读入寄存器得R(c)= (00 00 00 64)16；而R(d)= (00 00 ff 9C)16，转换为十进制得65436*/ c=a=e; /*R(e)= (00 00 C3 50)16，截取得M(a)=(C3 50)16，R(a)= (ff ff C3 50)16，截取得M(c)= (C3 50)16*/ d=b=f;
31、 /*R(f)= (00 00 7f ff)16，截取得M(b)=(7f ff)16，R(b)= (00 00 7f ff)16，截取得M(b)= (7f ff)16*/ printf(“%d %dn”,a,b);/*R(a)= (ff ff C3 50)16，此补码对应真值为-15536；R(b)= (00 00 7f ff)16，此补码对应真值为32767；*/ printf(“%u %un”,c,d);/*R(c)=(00 00 C3 50)16，转为十进制得50000；R(d)= (00 00 7f ff)16，转为十进制得32767；*/ printf(“%x %Xn”,a,b);/*R(a)= (ff ff c3 50)16，以x输出则将寄存器中的二进制数从低到高四位合一位进行输出，得ffffc350；R(b)= (00 00 7f ff)16，以X类似得7FFF。注意高位的零省略*/ printf(“%o%on”,c,d);/*R(c)=(00 00 C3 50)16，以o输出则将寄存器中的二进制数从低到高三位合一位进行输出，得141520；R(d)= (00 00 7f ff)16，输出77777注意高位的零省略*/ ,