c语言第3章顺序结构程序设计.ppt

第 三 章 顺序结构程序设计 1 程序是对数据进行各种操作，其中运算操作是最基本的操作 之一。 在C语言程序中，使用表达式描述各种运算。 表达式是由参与运算的数据和表示运算的符号，按照一定的 规则组成的式子。 描述运算的符号称为运算符，由一个或两个特定符号表示。 引言 2 语言具有丰富的运算符，可分为多种类型，包括： (1)算术运算符 （+ - * / %） (2)关系运算符 （ = | ） (5)赋值运算符 （= += -= *= /= %= 等） (6)条件运算符 （？ ： ） (7)逗号运算符 (，） 引言 3 (8)指针运算符 （*和） (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（） 引言 4 主要内容 3.1 算术运算和算术表达式 3.2 赋值运算和赋值表达式 3.3 自增自减运算 3.4 优先级和类型转换 3.5 使用数学库函数 3.6 顺序结构程序设计 5 3.1 算术运算和算术表达式 3.1.1 整数算术运算 3.1.2 实数算术运算 3.1.3 混合算术运算 3.1.4 算术表达式 3.1.5 算术表达式的计算规则 6 C语语言中的操作算术术运算符 加法运算+ 减法运算- 乘法运算* 除法运算/ 取模运算（求余数）% 表3-1 算术运算符 注意 加号（+）除了可以表示两个数相加外，还表示正号，例如，+5； 减号（-）除了可以表示两个数相减外，还表示负号，例如-12。 C语言中使用的特殊符号，星号（*）表示乘号， 斜杠（/）表示除号，百分号（%）表示求余数。 另外 7 3.1.1 整数算术运算 如果参与运算的操作数都是整数，运算的结果一定是整数。 例如，3+5，5-7，4*3，6/4，7%4， 3/5， 3%5 %运算符只能用于整数运算。 思考：1+1/2的运算结果是多少？ 8， -2， 12， 1， 3， 0， 3 注意 C语言规定 8 3.1.2 实数算术运算 例如，3.4+5.7，5.1-7.3，4.7*3.2，6.5/4.6 思考： 1.0+1.0/2.0的运算结果是多少？ C语言规定 如果参与运算的操作数都是实数，运算的结果一定是实数。 9.1， -2.2， 15.04， 1.41 注意实数不能使用运算符%。 9 如果参与运算的操作数一个是整数，另一个是实数， 运算的结果一定是实数。 3.1.3 混合算术运算 例如，3+5.7，5.1-7，4.7*3，6/4.6 C语言规定 8.7 ， -1.9 ， 12.7 ， 1.3 注意混合运算情况下也不能使用运算符%。 10 3.1.4 算术表达式 由参与算术运算的操作数（可以是常量、变量、函数等）、 算术运算符和圆括号组成的符合C语言语法规则的式子。 概念 注意 C语言中的算数表达式书写形式和代数中的算术表达式类似 ，但C语言中的算术表达式必须写成一行的形式。 例如，代数中的 ，在C语言中必须写成3/5的形式。 代数表达式C语语言表达式 举例 是常数， 不可以写成 符号 （x1+x2+x3+x4）/5 b*b-4*a*c （a+b）/(c-d) 3.1415926*r*r a/x+b*y 11 3.1.5 算术表达式的计算规则 如果没有括号，算术表达式按照运算符的优先规则从左到右计算。 如果有括号，括号中的表达式优先级别是最高的，要先计算括号中的表达式。 高级：* / % 低级：+ - 8-13/5+4*8-7+6%3 优先规则 举例1 8-2+32-7+233 举例2 （8-13）/5+4）*8-（7+6%3） 0 7-5 -1 3 24 17 12 3.2 赋值运算和赋值表达式 3.2.1 赋值运算符 3.2.2 赋值运算的类型转换问题 3.2.3 复合的赋值运算符 3.2.4 赋值表达式 C语言将赋值操作作为一种运算。 13 3.2.1 赋值运算符 一般表达形式 其中，表达式可以是常量、变量、函数等。 例如： 赋值运算过程 a=3b=sum/30 先计算赋值运算符（=）右边的表达式的值，然后将计 算结果赋给赋值运算符（=）左边的变量。 例如，sum=3000时，执行b=sum/30, 先计算sum/30的值，结果为100， 然后将100赋值给变量b，结果是变量b的值为100。 赋值运算符= 变量 = 表达式 14 3.2.2 赋值运算的类型转换问题 我们经常会遇到赋值运算符两侧的数据类型不一致的情况， 这时在执行赋值运算时就要进行类型转换。 转换时，以赋值运算符左侧的变量的类型为准进行。 例如：有定义 int a; float x; 执行 a=45.78时，a的取值是45。 执行x=623时，x的取值是623.000000。 类型转换准则 15 C语言允许将形式为： 变量 = 变量 算术运算符 表达式 的表达式简洁地写成： 变量 算术运算符= 表达式 3.2.3 复合的赋值运算符 C语言中的操作复合赋值运算符 加赋值运算+= 减赋值运算-= 乘赋值运算*= 除赋值运算/= 取余赋值运算%= 16 例如： 要求掌握的复合赋值运算符： ，*， a+=1 x-=y+1 a*=b x/=n+1 x%=10 a=a+1 x=x-(y+1) a=a*b x=x/(n+1) x=x%10 以下程序的输出结果是_。 void main() int a=3; printf(“%dn“,(a+=a-=a*a); A）-6 B）12 C）0 D）-12 D 举例 17 3.2.4 赋值表达式 由赋值运算符将一个变量和一个表达式连接起来的式子。 例如: “x5+6*a”是一个赋值表达式 。如果a=10，则C语言规定，表达式 5+6*a的值为65，变量x赋值后的值为65，表达式x5+6*a的值也为65。 例如: x=(y=15) 其中赋值运算符右侧的表达式，可以是算术表达式，也可以是 一个赋值表达式。 赋值运算符按照“自右而左”的结合顺序，因此， x=(y=15)和 x=y=15等价。 赋值表达式 赋值表达式的值 被赋变量的值 注意 18 例1 float a; int b; a=1.2; b=a*3; ? b b=3 例2 a+=3; x*=y+8 ; a=a+3; x=x*(y+8) ; 例3 a=b=5; a=7+(b=8) ; ? a,b a=5 ;b=5 a=15;b=8 自右而左 的结合性 例4 a=10; a+=a*=a ; ? a a=200 例5 y=23; printf(“%d“，x=y); ?x 输出 x=23 23 在一个语句中可以 完成赋值和输出 两种操作功能 19 3.3 自增自减运算 自增、自减 运算符 作用：自增运算符（）使单个变量的值增1； 自减运算符（）使单个变量的值减1。 i=i+1 i=i-1 格式： 前置：+i , -i （在使用i之前，使i的值加（减）1） 后置：i+ , i- （在使用i之后，使i的值加（减）1） 几点 说明 (1)自增自减运算符只对单个变量进行操作，称为单目运算符或一 元运算符。不能用于常量和表达式。 例如，5+、-(a+b)等都是非法的。 (2)常用于循环语句中使循环控制变量自动加或减1，也用于指针 变量，使指针指向上一个或下一个地址。 (3) 对于+n和n+，单独使用时意义相同，都是使变量n的值加1。 (4)如果用在赋值语句中，意义有所不同。 int n=4,x,y; x=+n; /y=n+;? x,y x=5 / y=4 20 例3.1 #include “stdio.h“ int main( ) int n,x,y; n=4; x=+n; printf(“n=%dtx=%dn“,n,x); n=4; y=n+; printf(“n=%dty=%dn“,n,y); return 0; 运行结果： n=5 x=5 n=5 y=4 自增运算符的前置、后置对比。 21 例3.2 #include “stdio.h“ int main( ) int n,x,y; n=4; x=-n; printf(“n=%dtx=%dn“,n,x); n=4; y=n-; printf(“n=%dty=%dn“,n,y); return 0; 运行结果： n=3 x=3 n=3 y=4 自减运算符的前置与后置对比。 22 #include “stdio.h“ int main( ) int n; n=4; printf(“%dt“,n); printf(“%dt“,+n); printf(“%dnn“,n); n=4; printf(“%dt“,n); printf(“%dt“,n+); printf(“%dnn“,n); n=4; printf(“%dt“,n); printf(“%dt“,-n); printf(“%dnn“,n); n=4; printf(“%dt“,n); printf(“%dt“,n-); printf(“%dnn“,n); return 0; 运行结果： 4 5 5 4 4 5 4 3 3 4 4 3 例3.3 自增自减运算符在输出语句中。 23 3.4 优先级和类型转换 3.4.1 优先级 3.4.2 类型转换 3.4.2.1 自动类型转换 3.4.2.2 强制类型转换 24 3.4.1 优先级 优先级 结合性 如果一个表达式中有多个运算符，那么用来规定运 算先后顺序的规则称为优先级法则。 当表达式中参与运算的多个运算符具有相同优先级 时，用来规定运算的先后顺序。 已经介 绍运算 符的优 先级和 结合性 优优先级级结结合性 算数运算符（） +，-，+，- （单单目） *，/，% +，- 由左向右 由右向左 由左向右 由左向右 赋值赋值 运算符= 复合赋值赋值 运算符 由右向左 25 3.4.2类型转换 3.4.2.1自动类型转换 不同类型数据参与运算时，将一种类型的数据转换为 另一种兼容的类型。 double x;， x=45; /x取值为45.0，整型数据45自动转换为double类型数据。 int a; a=123.756; /a取值123，小数部分被截去。 类型转换 类型转换分类 自动转换（隐式转换）：转换隐藏在操作中 强制转换（显示转换）：使用强制转换运算符 自动转换举例 2+4.5 /整型数据2转换为double类型数2.0， 再与4.5进行加法运算,是自动转 换过程。 先转换、后运算 实型整型： 采取截去小数部分的策略， 而不是四舍五入。 26 转换规则 doublefloat long unsigned intchar,short 高 低 1、纵向向上的箭头表示不同类型的 转换方向（由低类型转化为高类 型），不表示转换所经的步骤。 2、横向向左的箭头表示必须的转换。 自动类型转换规则 说明: 必定的转换 运算对象类型 不同时转换 27 3.4.2.2 强制类型转换 一般形式 (要转换成的数据类型)(被转换的表达式) 注：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。 举例 float x,y; x=2.3 ; y=4.5； (int)(x+y) (int)x+y 说明 强制转换得到的是所需类型的中间变量， 原变量或表达式的类型不变。 / 6 (int) / 6.5 (double) 28 #include “stdio.h“ int main( ) int x,y; float ave; x=12 ;y=25 ; ave=(x+y)/2; printf(“ave=%fn“,ave); return 0; 运行结果： ave=18.000000 其中表达式(x+y)/2按 照整数除法的规则进 行，结果截去了小数 部分的值。 例3.4自动转换效果举例。 29 在程序中加入强制类型转换运算符 #include “stdio.h“ int main( ) int x,y; float ave; x=12 ;y=25 ; ave=(float)(x+y)/2; printf(“ave=%fn“,ave); return 0; 运行结果： ave=18.500000 其中表达式(float)(x+y)/2 将(x+y)强制转换为float 类型，再按照混合除法 运算的规则进行，结果 保留了小数部分的值。 例3.5使用强制类型转换示例。 30 思考：以下程序的运行结果。 #include “stdio.h“ int main( ) double sum; sum=1+1/2+1/3+1/4+1/5; printf(“sum=%fn“,sum); return 0; 运行结果： sum=1.000000 31 运用强制类型转换，程序改为： #include “stdio.h“ int main( ) double sum; sum=1+1/(double)2+1/(double)3+1/(double)4+1/(double)5; printf(“sum=%fn“,sum); return 0; 运行结果： sum=2.283333 32 3.5 使用数学库函数 ANCI C规定，所有函数在使用之前都必须被声明。 该函数已编写好并已编译。在链接时，与用户写的 程序连接在一起形成可执行的程序。 库函数 标准C函数按照不同的类别，将声明信息放在不同的头文 件中，例如： 标准输入输出函数printf( )、scanf( )等，其声明信息放 在头文件“stdio.h”中，需要时使用如下文件包含命令： #include “stdio.h“ 用来完成一些常用数学计算的标准数学函数，如sqrt()、 sin()等，其声明信息放在头文件“math.h”中，需要时使 用如下文件包含命令： #include “math.h“ 33 调用函数通常是按如下顺序书写的： 函数名(参数或用逗号分隔的参数列表) 例如， 计算x的平方根：sqrt(x)， 计算ex的函数：exp(x)， 计算xy的函数：pow(x,y)， 计算|x|的函数：fabs(x)， 计算弧度值x的三角函数：sin(x)、cos(x)、tan(x)等 34 举例 数学表达式C语语言表达式 注意 1、使用数学表达式时一定要符合C语言表达式的书写规范。 2、数学库函数中没有提供余切函数，可以利用正弦函数和余弦函数 进行计算。假设要计算的角度x是以角度为单位的，还需要将它转换 为弧度。x的余切计算公式： sin(x*3.14/180)/cos(x*3.14/180) 或者利用正切函数 1/tan(x*3.14/180) (x+2)*exp(2*x) (-b+sqrt(b*b-4*a*c)/(2*a) money * pow(1 + rate), year) 35 3.6 顺序结构程序设计 3.6.1 C语句概述 3.6.2 简单语句 3.6.3 顺序结构程序设计 36 C语句 控制语句 函数调用 语句 由一次函数调用加 一个分号构成一个 语句。 表达式语句 空语句 ? 1、出现在函数体的 执行部分。 2、作用是向计算机 系统发出操作指令。 复合语句 if () else for () while () do while() continue break switch goto return if (xy) z=x; else z=y; printf(“Hello!”); 由表达式加一个分 号构成一个语句。 a=3; ; 由 将一些语句 括起来。 t=a; a=b; b=t; ? 3.6.1 C语句概述 简单语句 37 3.6.2 简单语句 简单语句主要包括表达式语句、函数调用语句等。 表达式语句表达式； 例如， n+; x1 = (-b+sqrt(b*b-4*a*c)/(2*a); x2 = (-b-sqrt(b*b-4*a*c)/(2*a); z = x+a%3*(int)(x+y)%2/4; w = (float)(a+b)/2+(int)x%(int)y; p = money * pow(1 + rate), year); 38 函数调用语句 函数调用； 例如， printf(“Hello!“); printf(“sum=%fn“,sum); scanf(“%d%d“, putchar(ch1); 两者结合构成的赋值语句 ch1=getchar( ); 39 3.6.3 顺序结构程序设计 通常程序编写的步骤是： 1. 分析实际问题 2. 写出算法、画出流程图 3. 根据流程图写出相应的C语句程序 变量声明 输入已知变量值 计算或处理操作 输出结果 在顺序结构程序中，各语句（或命令）是按照位置 的先后次序，顺序执行的，且每条语句都会被执行到。 40 编写程序，实现两个变量值的交换功能。例3.1 借助于第三变 量 #include “stdio.h“ int main( ) float a,b,t; printf(“请输入a,b的初始值 :“); scanf(“%f%f“, printf(“交换之前a,b的值n“); printf(“a=%ftb=%fn“,a,b); t=a; a=b; b=t; printf(“交换之后a,b的值n“); printf(“a=%ftb=%fn“,a,b); return 0; 运行情况： 请输入a,b的初始值:10 25 交换之前a,b的值 a=10.000000 b=25.000000 交换之后a,b的值 a=25.000000 b=10.000000 41 编写程序，实现从键盘输入三角形的三边长， 求三角形面积的功能。 例3.2 #include “stdio.h“ #include “math.h“ int main( ) double a,b,c,s,area; printf(“请输入三角形的三边长值:“); scanf(“%lf%lf%lf“, printf(“输入的三角形三边长值“); printf(“a=%.2f b=%.2f c=%.2fn“, a, b, c); s=(a+b+c)/2.0; area=sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c); printf(“三角形面积值n“); printf(“area=%.2fn“, area); return 0; 请输入三角形的三边长值:3 4 5 输入的三角形三边长值a=3.00