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第2章 简单C程序设计 2 回顾 v程序是为执行一项任务而编写的有序指令集 vC程序的特点 vC语言的组成 vC程序的编译和运行过程 编译器将源程序转换成机器能理解的程序 连接器用于连接相关的目标文件以生成可执行程 序 3 本章要点 C语言的数据类型、运算符 C语言的常量和变量 C语言的表达式 常用数学函数 4 #include int main( ) int celsius, fahr; fahr=100; celsius=5*(fahr-32)/9; printf(“fahr=%d, celsius=%dn“, fahr, celsius); 执行程序的输出结果为：执行程序的输出结果为： fahr=100, celsius=37 2.1 温度转换 例2.1 求华氏温度100F对应的摄氏温度 5 2.1.1 内存 v内存可以理解为一排井然有序的小开关，每个开关有 两个状态：开表示1，断表示0，所以每个开关表示一 个二进制数，0或1，称为一个位（bit). v为管理方便，8个位为一组，称为一个字节（byte) v然后为所有字节从0开始编号，这个编号称为字节的 地址 v 2的10次方( 1024)个字节称为1k v 2的20次方( 1048576）个字节称为1M v 2的30次方( 1073741824）个字节称为1G 6 2.1.2 变量 int celsius, fahr; celsius = 5 * (fahr - 32) / 9; v变量是计算机里一块特定的内存，它由一个或多个连续的 字节组成。 v每个变量都有一个名称，表示内存中的这个位置，以便通 过变量名读取该位置的数据或存储一个新数值。 v变量的值不是固定的，随时都可以改变，且次数不限。 7 编写程序时，通常使用变量来存储 数据，方便后面使用这个数据或者 修改这个数据的值。 变量 程序 内存 存储 fahr 计算5 * (fahr - 32) / 9 将值存储为celsius 100 32 输出fahr和celsius 8 内存变量用来存储数据，系统需要知道每个变量要存储什么类型 的数据，然后为每个变量分配一块足够大的内存空间，用来该类 型的数据 2.1.3 数据类型 数据属于不同类别 Africa The quick brown fox TRUE 数据 非数值数值 整型非整型 9002.12 999 9/12/2003 2.175 123 Jackie Chan char 数据类型 非数值数值 整型 int short int long int double float 非整型 9 整型变量类型 short int 2个字节-2-15至215-1 ， -32768 至 +32767 整数变量还分为几种不同的类型，以存储不同范围的整数 int 4个字节-2-31至231-1,-2147438648 至 + 2147438647 long int 4个字节 -2-31至231-1,-2147438648至+2147438647 _int64 long long int 8个字节-2-63 至 263-1 1、数据类型所占字节数，取决于所使用的编译器 2、short int 可以简写为short， long int可以简写为long 3、不同编译器对64位的支持不同，在VC中只支持_int64， gcc/g+支持 long long， windows平台的gcc/g+也支持_int64 10 无符号的整数类型 unsigned short int 2个字节0至216-1 ， 0 至 +65535 unsigned int 4个字节0至232-1, 0 至 + 4294967295 unsigned long int 4个字节0至232-1, 0 至 + 4294967295 unsigned _int64 unsigned long long int 8个字节0至264-1,0至18445744073709551615 当处理不能为负的数据时，可以使用无符号类型，所占内 存与有符号型相同，但对正数的表示范围比有符号型大一 倍 11 2.1.4 变量的声明和使用 v声明变量： int celsius, fahr; v定义时初始化变量： int celsius, fahr=100; v定义后初始化变量： fahr=100; 。 v给变量赋值，除了给一个直接的值以外，还 可以通过计算获得如： celsius=5*(fahr-32)/9; 12 变量的命名规则 在 C 语言中，变量命名需要遵循一定的规则 有效名称 principal cost_price marks_3 lastname city 无效名称 123rate currency$ discount% zip code v 变量的命名规则： n变量名可以由字母、数字和 _（下划线）组合而成 n变量名不能包含除 _ 以外的任何特殊字符，如：%、# 、逗号 、空格等 n变量名必须以字母或 _（下划线）开头 n变量名不能包含空白字符（换行符、空格和制表符称为空白字符 ） nC 语言中的某些词（例如 int 和 float 等）称为保留字，具有 特殊意义，不能用作变量名 nC 语言区分大小写，因此变量 price 与变量 PRICE 是两个不 同的变量 13 2.1.5 赋值运算 v赋值运算符 = v赋值表达式：用 = 将一个变量和一个表达式连接 起来的式子 变量 表达式 例如： fahr = 100; celsius = 5 * (fahr - 32) / 9; n计算赋值运算符右侧表达式的值 n将赋值运算符右侧表达式的值赋给左侧的变量 的左边必须是一个变量 14 分析错误程序 /求两个整数的和 #include int main() int a, b, sum; sum=a+b; a=3; b=5; printf(“%dn“,sum); return 0; 该程序为何得不到正确结果？ 错误原因是受数学思维的影响， 吴以为sum=a+b;是建立sum和a+b 之间的一个等量关系 赋值运算“=”表示的是一个动作：先计算表达 式的值，再存入赋值号左边的变量中，既不表示 数学中的等量代换，也不表示相等关系 执行sum=a+b；语句是，因为a和 b中的值都不确定，是随机的， 所以其和也是随机的，然后把这 个数赋给了sum 该程序为何得不到正确结果？ 15 2.1.6 格式化输出函数printf printf( “%d“ , count);printf 将一些信息按照指定的格式送到标准输出（显示器） count 输出参数表：待输出的数据，可以是常量、变量或表 达式 格式：printf(“格式控制串”，输出参数表) “%d“ 格式字符串：指定数据的输出格式 16 输出格式 printf(“fahr=%d , celsius=%dn“, fahr, celsius); 普通字符，原样输出 %开头的是转换说明，对应与后面一个 输出参数，对应参数将被转换成指定格 式后在该位置输出 输出结果： fahr=100, celsius=37 输出参数列表 n是转意字符，用来输出一个回车 17 转换字符串 printf( “%d“ , count);“%d“ 转换字符串说 明 %d 将参数按整数形式转换输出，对应参数应是int 类型 %ld 将参数按长整数形式转换输出，对应参数是long型 %c输出一个字符，对应参数应该是一个字符 %s输出一个字符串，对应参数应该是一个字符串 %f 将参数按带小数点数形式输出，对应参数应是double 类型 ，默认情况下精确到 6 位小数 18 转换字符串%d int visitor_count = 150; printf (“ %d“ , visitor_count); 输出结果：150 19 转换字符串%md int salary = 5500; printf (“ %10d“ , salary); 输出结果： 5500 输出结果的左边显示了 6 个空格 “ %10d“ 数据以十进制整数格式输出，宽度占m列，数据 不足m列左补空格，超过m列按实际位数输出。 20 转换字符串%-md int salary = 5500; printf (“ %10d“ , salary); 输出结果：5500 输出结果的右边显示了 6 个空格 “ %-10d“ 数据以十进制整数格式输出，宽度占m列，数据 不足m列右补空格，超过m列按实际位数输出。 21 课堂练习:输出整数幂 已知m=11,n=41,输出m和n的2次方、3次方和4次方，要 求每个数据占8列，左对齐。效果如下： 121 1331 14641 1681 68921 2825761 22 2.2：使用浮点数进行温度转换 v例2.2：例2.1中程序的运行结果并不令人满意，因 为华氏温度100，对应的摄氏温度应该为37.7777 ，而不应该是37。 需要使用浮点型变量来存储带小数点的数，我们需要将 celsius, fahr声明为双精度浮点型 #include int main( ) double celsius, fahr; /声明两个双精度浮点型变量 fahr=100.0; /赋值运算 celsius=5*(fahr-32)/9; /计算摄氏温度，并存入变量celsius printf(“fahr=%f, celsius=%fn“, fahr, celsius); 23 2.2.1 浮点变量类型 浮点数在计算机中的表示，基于指数表示法，将分为 指数和尾数来存储。浮点变量根据数据表示范围和精 确度不同，有一下几种类型 float4个字节 (+/-)3.4E38 ，6位有效数字 浮点变量用来存储浮点数，浮点数包含的值带小数点， 也可以表示分数和整数。 double8个字节 (+/-)1.7E308 ，15位有效数字 课外作业：查阅资料，了解浮点数是如何存储的 Long double12个字节 (+/-)1.19E4932 ，18位有效数字 24 注意有效位数的不同 内存 float double 213.5671435568967 64位 取值范围：10-308 至 10308 16 位有效数字 nflaot f_level = 213.5671435568967; ndouble d_level = 213.5671435568967; 去VC下试试！ 25 转换字符串%f float circumference = 78.53; printf (“%f“ , circumference); 输出结果:78.530000 默认情况下精确到六位小数 9.4786789; 9.4786799.478679 2.2.2 浮点数据的输出 26 double mercury_level = 168.2251074; printf( “%7.2f“ , mercury_level); 输出结果： 168.23 宽度，表示所有的数字和小数点所占的位数。不够7位右对齐。 “ %7.2f“ 精度（精确到小数点后多少位） 转换字符串%m.nf 2.2.2 浮点数据的输出 27 程序 指令 2.2.3 常量 标识符 关键字 常量 运算符 分隔符 等 常量是在程序中保持不变的量，分为： 立即数 符号常量(宏常量） const 常量 立即数 v 整型常量：如32、100 v 实型常量: 如1.23 123.567e5 v 字符常量: a 、 2 、 n v 字符串常量：“c program” 28 定义常量 v为使程序易于阅读和便于修改，可以给程序中经 常使用的常量定义一个有一定含义的名字。 常量用于定义具有如下特点的数据： 在程序中保持不变 在程序内部频繁使用 需要用比较简单的方式替代某些值 防止意外的修改，增强程序的健壮性 29 定义宏常量 v#define PI 3.1415926 编译预处理指令#define将PI定义成一个要被3.1415926取代 的符号，此时PI不是一个变量，而是3.1415926的别名。 在编译开始之前，只要在程序的表达式中引用PI，预处理 器就会用#define 指令中的值（3.1415926）来取代它。 宏常量的缺点：宏常量被替换成立即数之后，内存中有同 一个立即数的多份拷贝。 30 定义const常量 v在定义变量时，加上const修饰，告诉编译器， 它的值是固定的，不能被改变。编译器会帮你检 查、监督。 const double PI=3.1415926; const 推出的初始目的，正是为了取代预编译指令, 消除它的缺点，同时继承它的优点。 在编译的时候，由于const定义常量只是给出了对应的内存 地址，而不是象#define给出的是立即数，所以，const定义 的常量在程序运行过程中只有一份拷贝，而#define定义的 常量在内存中有 若干个拷贝。 31 例2.3 求圆柱体的体积 /求圆面积，圆周率用立即数 #include “stdio.h” int main() doulbe v, r,h； r=10.0; h=20.0; v=3.1415926 r*r*h; printf (“v=%fn”,v)； return 0; /求圆面积，圆周率用宏常量 #include “stdio.h” #define PI 3.1415926 int main() double v, r, h； r=10.0; h=20.0; v=PIr*r*h； printf(“v=%fn”,v)； return 0; /求圆面积，圆周率用const宏常量 #include “stdio.h” const double PI=3.1415926; int main() double v, r, h； r=10.0; h=20.0; v=PIr*r*h； printf(“v=%fn”,v)； return 0; 32 模仿练习 v（1）编程，已知圆的半径radius(实数），输 出圆的面积,保留两位小数 33 2.3：对任意华氏温度进行温度转换 v例2.3：例2.2中的程序运行后只能输出华氏温度 100F对应的摄氏温度，为提高程序地通用性，要求 程序运行后等待键盘输入一个华氏温度（实数）， 程序输出其对应的摄氏温度。 /读入一个华氏温度，输出其对应的摄氏温度 #include int main( ) double celsius, fahr; /声明两个双精度浮点型变量 scanf(“%lf“, /等待用户输入一个数，存入fahr celsius=5*(fahr-32)/9; /计算摄氏温度，并存入变量celsius printf(“fahr=%f, celsius=%fn“, fahr, celsius); 34 scanf(“%d”, 2.3.1 scanf() 函数 scanf 函数从标准输入（键盘）读取信息，按 照格式描述把读入的信息转换为指定数据类 型的数据，并把这些数据赋给指定的内存区 域中。 转换字符串 （1）%d为格式转换符，每个格式转换符对应后面一个内存地址。 （2）scanf将读入数据，按指定格式理解该输入，然后存入对应内 存地址 36 3.1.2 格式转换符 格式转换符参数变量的类型要求的实际输入 %dint 十进制整数 %f float 十进制数实数 %lf double十进制数实数 格式控制字符串： （1）由一对双引号括起来 （2）可以包含格式转换符和普通字符 格式转换符以%开头，不同类型的数据，采用不同 的格式转换符，目前常用的转换符见下表： 37 内存用scanf()读入整形数据 int num; scanf(“%d“, num 在内存中分配一块 32 位存储空间 存储空间使用名称“num”标识 等待用户输入一个值 将输入的值按十进制整数来理解，然后内存中（因 为 scanf 提供了num的内存地址） 123 38 内存 用scanf()读入单精度浮点数据 float tax_rate; scanf (“%f“ , tax_rate 在内存中分配一块 32 位存储空间 存储空间使用名称“tax_rate”标识 等待用户输入一个值 将输入的值按十进制单精度实数来理解，然后内存 中（因为 scanf 提供了tax_rate的内存地址） 12.234 39 内存 double tax_rate; scanf (“%lf“ , tax_rate 在内存中分配一块 64 位存储空间 存储空间使用名称“tax_rate”标识 等待用户输入一个值 将输入的值按十进制双精度实数来理解，然后内存 中（因为 scanf 提供了tax_rate的内存地址） 12.234 约定：以后凡说要定义实型变量，都使用double 用scanf()读入双精度浮点数据 40 3.1.3格式控制字符串中的普通字符 v scanf(格式字符串，地址列表) 在格式字符串中若有普通字符，则输入时在对应位置也必须 输入该普通字符，否则会因读入格式错误而终止程序。 如果有scanf(“%d,%d”, printf(“%d“,m+n); return 0; 输入8 5 输出结果是错误的 若输入8,5，则运行结果正确 scanf中的格式字符串中若有普 通字符，则输入时在对应位置 也必须输入该普通字符 分析如下程序错误的原因 43 常见错误分析2 /输入半径，输出面积 #include #define PI 3.1415926 int main() double a, b； scanf( “%d%d“ , s=PI*r*r; printf(“s=%.2fn“,s); return 0; 输入：3 5 输出结果错误 错误原因: 因a,b是double类型 的变量，故scanf的格式转换符 应该是%lf 分析如下程序错误的原因 “%lf%lf“ 44 2.4 整数的运算 例2.4 分糖果，老师有n个糖果，要分给m个小朋 友分糖果，n和m由键盘输入，输出每个小朋友分 几个，老师还剩余几个。 /程序2.4：整数运算 #include int main() int candies , kids; scanf(“%d%d“, printf(“每人分%d个n“, candies/kids ); printf(“剩余%d个n“, candies%kids ); return 0; 45 2.4.1 算术运算 C 运 算 符 算术运算符：（+ - * / % + -） 关系运算符：（ = !=） 逻辑运算符：（！ scanf(“%d“, d0=n%10; /将个位存入d0; d1=(n/10)%10; /将十位存入d1 d2=(n/100)%10；/因为n最多是三位数，也可写为d2=(n/100); printf(“%dn“,d0+d1+d2); return 0; 49 课堂练习：两个整数的和差积商 输入两个整数，求两个数的和、差、积、商,要求商 保留2位小数 /整数运算 #include int main() int a,b,c; scanf(“%d%d“, printf(“%d“,a+b); printf(“%d“,a-b); printf(“%d“,a*b); printf(“%.2fn“, 1.0*a/b); return 0; 50 常见错误1： /两个整数的运算 #include int main() int a,b,c; scanf(“%d%d“, printf(“%d“, a+b); printf(“%d“, a-b); printf(“%d“, a*b); printf(“%.2fn“, a/b); return 0; 输入：8 5 商的结果是0.00，分析原因 原因是输出格式控制%0.2f与 对应输出项类型不匹配。a/b的 结果是整型数据，%.2f用来输 出浮点型数据 整数除法的运算结果是整数商, 直接扔掉余数 分析如下程序错误的原因 51 常见错误2： /两个整数的运算 #include int main() int a, b； double c; c=a/b; scanf(“%d%d“, printf(“%d“,a+b); printf(“%d“,a-b); printf(“%d“,a*b); printf(“%.2fn“, c); return 0; 输入8 5 运行结果是1.00，分析原因 依然是整数除法带来的问题： 整数除法的运算结果是整数， 5/3的结果是1，把1赋给实型 变量c，c的值是1.0，而不是你 期望的1.6 分析如下程序错误的原因 52 2.4.2类型转换 v1、不同级别的操作数运算时，精度低的自动向 精度高的转换 如： double a=1/2; a的值是0.0 double a=1.0/2; a的值是0.5 2、赋值时类型转换 如： double a=1;/会把1.0赋给a int i=1.5;/会把1.5转换为整型得1，赋给i 53 类型转换 v 3、 强制类型转换 (类型名)操作数 如： double a=2.5; int n; n=(int)a; /将a的值转换为整型2，赋给n 又如：求两整数的商，商为实数 int a=2,b=3; double c; c=(double)a/b; /强制类型转换 或 c=1.0*a/b; /不同类型运算时向精度高的转换 先将a转换为实数， 再除以b！强制转换 优先级最高 54 2.5 两个数的最大值 例2.5 输入两个数，输出其中较大的数 #include int main() int a,b,max; scanf(“%d%d“, max=a; if( bmax ) max=b; printf(“%dn“, max); return 0; (1)读入a, b (2)把a赋给max; (3)如果bmax(或ba), 把b存入max (4)输出max 55 2.5.1 关系运算 n关系运算符 n种类：= != n结合方向：自左向右 n优先级别： = = != 优先级6（高） 优先级7（低） 关系预算的结果是整型： 若关系成立，结果为1； 若关系不成立，结果为0； int a=3,b=5; ab 结果为0； A*2b 结果为1 23 = 37结果为1 56 n关系运算注意： 例 若int a=0, b=5, x=100; 则 a270 结果为 A100 结果为 1 0 57 2.5.2 基本if 语句 if (表达式) 语句 如果括号内表达式的值为真， 则执行if后的语句，否则什么 也不做 语句 表达式 真 假 语句1可以是单个语句，也可 以是用括起来的复合语句。 58 模仿练习 改写上例，实现：输入三个数，输出其中最大的数 (1)读入a, b,c (2)把a赋给max; (3)如果bmax, 把b存入max (4)如果cmax, 把c存入max (5)输出max #include int main() int a, b, c, max; scanf(“%d%d%d“, max=a; if( bmax ) max=b; if( cmax ) max=c; printf(“%dn“, max); return 0; “比武招亲”、擂台赛的思想 59 2.5.3 条件表达式 本题可以用如下条件运算符来处理： max = (ab) ? a : b #include int main() int a,b,max; scanf(“%d%d“, max = (ab) ? a : b printf(“%dn“, max); return 0; 其中，“(ab) ? a : b”是一个条件表达式，若条件 （ab）成立，则条件表达式取值a；否则，取值b 。 相当于 if (ab) max=a; else max=b; 60 条件表达式的一般形式： v表达式1？表达式2：表达式3 条件表达式的求解过程 先求解表达式1的值 若表达式1的值为真(非0)；则求解表达式2的值 ，将其作为条件表达式的值。表达式3不计算。 若表达式1的值为假(0)；则求解表达式3的值 ，将其作为条件表达式的值。表达式2不计算。 61 模仿练习 用条件表达式实现：输入三个数，输出其中最大的数 (1)读入a, b,c (2)把a和b中较大者赋给max; (3)把c和max中较大者赋给 max; (4)输出max #include int main() int a, b, c, max; scanf(“%d%d%d“, max = (ab) ? a : b; max = (cmax) ? c : max printf(“%dn“, max); return 0; 62 课课堂练习练习 v 时间间隔 v 从键盘输入两个时间点(24小时制）， 输出两个时间点之间的时间间隔，时间 间隔用“小时:分钟:秒”表示。 v Input v 输输入包括两行。 第一行为时间为时间 点1，第二行为时间为时间 点2 。都以“小时时:分钟钟:秒”的格式输输入。 v Output v 以“小时时:分钟钟:秒”的格式输输出时间间时间间 隔。格式参看样样例。 v Hint v 注意：要输输出01:08:31中的占位符0 Sample Input 12:01:12 13:09:43 Sample Output 01:08:31 Sample Input 12:40:12 13:09:43 Sample Output 00:28:31 63 思路分析 方法1：两个时间时间 点都转换转换 成秒，然后相减，再把 结结果转换为时转换为时 分秒 方法2：时时分秒对应对应 相减，不够够减向上借位。 64 2.6 计算两点间距离 例2.6 编程: 输入4个实数x1,y1,x2,y2,数据之 间用空格隔开。表示两点坐标A(x1,y1), B(x2,y2),计算并输出两点间的距离。结果保留 两位小数。 (1)定义x1、y1、x2、y2、dist 为double类型 (2)读入x1、y1、x2、y2 (3)利用两点间距离公式求距离, 存入dist (4)输出dist 如何求平方根呢？ 用C语言的标准库函 数sqrt() 65 例2.6的源程序 /求两点之间的距离 #include #include int main() double x1,y1,x2,y2,dist; scanf(“%lf%lf%lf%lf“, dist= sqrt( (x1-x2)*(x1-x2)+(y1-y2)*(y1-y2) ); printf(“%.2fn“,dist); return 0; 也可以写成两个语句： dist=(x1-x2)*(x1-x2)+(y1-y2)*(y1-y2); dist=sqrt(dist); 66 2.6.1 常用数学函数 要包含头文件: #include 1、求绝对值 求整数的绝对值,用abs: int i=-3,j; j=abs(i); 求实数的绝对值,用fabs: double a=-12.3,b; b=fabs(a); 67 数学函数 2、求开方，用