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C语言程序设计 主讲人：汪洋 第一章 C语言概述 printf(“htibbjk”); 例2.1结果 程序运行后在打印机上得到以下结果 ： fabcgde hjik 注意在显示屏上最后看到结果以与 上述打印结果不同，是： fgde hjk 2.2.4 字符串常量 C语言中，字符串变量是由一对双引 号括起来的字符序列，如 “China”,“$3.232”。 注意：不要将字符常量与字符串常量混淆。 字符常量与字符串常量的区别 l字符常量是由单引号括起来的，字符串常量 是由双引号括起来的； l字符常量只能是单个字符，字符串常量则可 是零个或多个字符； l可把一个字符常量赋予一个字符变量，但不 能把一个字符串变量赋予一个字符变量，C 语言中没有相应的字符串变量，可用字符数 组来存放字符串常量； l字符常量占一个字节的内存，字符串常量占 的内存字节数等于字符串中字节数加1，最 后一个字节存放字符0作为字符串结束标 志。 2.2.5 符号常量 C语言中，可用一个标识符来表示 一个常量，称为符号常量又称为宏定 义，使用前须先定义，其定义规则为 ： #define 标识符 常量 例2.2 符号常量的使用 #define PRICE 30 main() int num,total; num=10; total=num*PRICE; printf(“total=%d”,total) ; 使用符号常量的好处： 含义清楚； 在需要改变一个常量 时能做到“一改全改”； 2.3 变量 变量是指在程序运行中其值是变化的量 。 一个变量应该有一个变量名，在内存中 占据一定的存储单元，在该存储单元中存 放变量的值。 3变量值 a 变量名 存储单元 图2.1 语言中，要求对变量作强制定义 ，即“先定义，后使用”。 l便于发现错误； l为每一个变量指定确定类型，在编译 时就能为其分配相应的存储单元。 整型数据在内存中的存储方式 整型数据在内存中是以二进制形式 存放的。若定义了一个整型变量i: int i=10; 图3.2(a)是数据存放的示意图，图 3.2(b)是数据在内存中实际存放的情况 ； i 10 (a) i 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 (b) 图2.2 实际上，整型数值是以补码表示的 。一个正数的补码与其原码相同，求 负数的补码方法：将该数的绝对值的 二进制形式按位取反再加1。例如求- 10的补码： 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 10的原码 取反 再加1得-10的 补码 .3.1 整型变量 l有符号基本整型signed int l有符号短整型 signed short int l有符号长整型 signed long int l无符号基本型 unsigned int l无符号短整型 unsigned short int l无符号长整形 unsigned long int .整型变量的分类： 类型说明符数的取值范围字节数 signed int-3276832767 即 -215(215-1)2 unsigned int065535 即 0(216-1)2 signed short int -3276832767 即 -215(215-1)2 unsigned short int 065535 即 0(216-1)2 signed long int-21474836482147483647 即 -231(231-1) 4 unsigned long int 04294967295 即 0(232-1)4 表2.1整型数据的所占的内存字节数与取值范围 2.整型变量的说明 类型说明符 变量名标识符，变量名 标识符，.; 如：int a,b,c; unsigned short x,y; 例2.3 整型变量的定义和运算 见教材P34例2.3 2.3.2 实型变量 l单精度型 float 占4个字节内存，提供7位有效数字， l双精度型 double 占8个字节内存，提供16位有效数字。 整数没有误差，实数有精度，有误差， 提供6位小数，7位有效数字。 2.实型变量的说明 格式和书写规则同整型变量说明相同， 如：float s,t; double h,k; 例2.4实型数据的舍入误差 main() float a,b; a=123456.789e5; b=a+20; printf(“%f,%f”,a,b); 结果： 12345678848.000000,12345678848.000000 误差原因分析 b的理论值应是12345678920,而一个 实型变量只能保证的有效数字是7位有 效数字，后面的数字是无意义的，并 不准确表示该数，从结果看出，把20 加在后几位上，是无意义的，应当避 免将一个很大的数与一个很小的数直 接相加减，否则就会“丢失”小的数。 与此类似，用程序计算1.0/3*3的结果 并不等于1。 2.3.3 字符变量 字符变量用来存放字符常量，只能 存放一个字符，占用1个字节内存。 字符变量定义如下： char c1,c2; l1. 字符数据在内存中的存储 将一个字符常量放到一个字符变量中 ，不是把该字符本身放到内存单元中， 而是将该字符的相应的ASC 代码存放 在存储单元中，如字符a的ASC 代码为97 ,b为98， 9798 c1c2 0 1 1 0 0 0 0 10 1 1 0 0 0 1 0 c1 c1 图2.3 在内存中，字符数据以ASC码存 储，它的存储形式与整数存储形式类 似，C语言允许对整型变量赋以字符值 ，也允许对字符变量赋以整型量。在 输出时，允许把字符变量按整型量输 出，也允许把整型变量按字符型量输 出。 注意：当整形变量按字符型量处理 时，只有低八位参与处理。 例2.5 向字符型变量赋以整型值 main() char c1,c2; c1=97; c2=98; printf(“%c,%cn”,c1,c2); printf(“%d,%dn”,c1,c2); 结果： a,b 97,98 2. 补充 Turbo C将字符变量中的最高位作为符 号位，也就是将字符处理成带符号的整数， 即signed char型。它的取值范围是-128127 。如果使用ASC码为0127间的字符，由 于字节中最高位为0，因此用%d输出时，输 出一个正整数。如果使用ASC码为 128255间的字符，由于在字节中最高位为1 ，用%d格式符输出时，就会得到一个负整 数。例如： main() char c=130;printf(“%d”,c); 得到-126。如果不想按有符号处理，可 以将变量定义为unsigned char类型，这时其 取值范围是0255。signed char和unsigned char 相仿，但它只有一个字节。 例2.6 main() char c1=130; unsigned char c2=130; printf(“c1=%d,c2=%dn”,c1,c2); 结果：c1=-126,c2=130 2.3.4 变量赋初值 程序中常需要对一些变量预先设置初 值。C语言允许在定义变量的同时使变量 初始化，如 int a=3; float f=3.56; char c=a; 也可以使被定义的变量的一部分赋初值， 如： int a,b,c=5; 如果对几个变量赋予初值3，应写成 int a=3,b=3,c=3; 不能写成：int a=b=c=3; int a=3; 相当于： int a; a=3; 2.4 运算符和表达式 l运算符是一些特定的符号，它用来对数据 进行某些特定的操作； l运算对象（操作数）是用来进行运算的数 据，包括常量、变量等； l表达式是用运算符将运算对象连接起来的 式子。 如1+2，1和2为运算对象，而1+2就是表达 式。 2.4.1 运算符种类、优先级和结合性 l算术运算符 用于各类数值计算。运算符有:加(+)、减 (-)、乘(*)、除(/)、求余(或称模运运算 ,%)、自增(+)、自减(-)。 l关系运算符 用于比较运算。运算符主要有:大于()、 小于(=)、小 于等于() 。 l赋值运算符 用于赋值运算。赋值运算符有:简单赋 值(=)、复合算术赋值(+=,-=,*=,/=,%=)、 复合位运算赋值( (int)(x+y); (float)(5%3) l其他运算符 其他运算符有:括号()、数组下标、成 员运算符.和用指针访问结构体成员的 指向运算符-。 2.运算符的运算优先级 C语言中，运算符的运算优先级共 分为15级。1级最高，15级最低。在表 达式中，优先级较高的先于优先级低 的进行运算。 如求表达式x+y*z的值： y的值左侧为 加号，右侧为 乘号， 而乘号优先于加号，因此相当于 x+(y*z),即先进行乘法运算，然后再 进行加法运算。 3. 运算符的结合性 C语言的运算符不仅具有不同的优 先级，还有结合性的问题。在表达式 的运算过程中，各运算对象参与运算 的先后顺序不仅要遵循运算符优先级 别的规定，还要受运算符结合性的制 约，当一个运算对象两侧的运算符优 先级别相同时，需按运算符的结合性 来处理，以便确定是自左向右进行运 算还是自右向左进行运算。 C语言中运算符的结合性分为两种： 即左结合性(自左向右)和右结合性(自右 向左)。 例如：算术运算符就是左结合性的运算符 表达式：x-y+z，运算对象y的左侧运算 符“-”和右侧运算符“+”优先级相同，应 按结合性来进行自左向右的运算，即先 执行x-y运算，再执行+z的运算。 赋值运算符是右结合性的运算符 表达式：x=y=z，由于赋值运算符“=”的 右结合性，所以先执行y=z运算，再执行 x=(y=z)运算。 优 先 级 别 运算符运算形式结合方向含义 1 （） . - (e) ae x.y p-x 自左至右 圆括号 数组下标运算符 结构体成员运算符 指向结构体成员运算符 2 - + - ! (t) * printf(“%d,%d,%dn”,c+=c+,c+8,+c); printf(“%dn”,c+=c+,c+8,+c); 注意：Turbo C规定，printf()函数中出现多个表达式输 出项时，先按从右到左的顺序计算各表达式的值，然后 再从左到右输出结果。本例中先计算+c,得c=6, 然后计 算c+8得14，最后计算c+=c+,得c=13。 l1.有如下两个程序，试比较结果 main() int i=3; printf(“%d,%dn”,(i+)+(i+)+(i+),i); main() int i=3,k; k=(i+)+(i+)+(i+); printf(“%d,%dn”,k,i); 补充： 结果：12,3 结 果： 9,6 l2.当出现难以区分的若干个+或-组成 运算符串时，C语言规定，自左向右取 尽可以多的符号组成运算符。 例如：设整型变量x,y均为3，则： x+y 应理解为(x+)+y,结果为6,x 值 为4，y值不变 x-y 应理解为(x-)-y,结果为0,x 值 为2，y值不变 3.算术运算符的优先规则 l单目算术运算符(-、+、-)优先于*、/、 %算术运算符优先于+、-算术运算符； l同级单目算术运算符的结合性自右向左； l同级双目算术运算符的结合性自左向右。 l 4.算术表达式 用算术运算符和括号将运算对象连 接起来的式子，称为算术表达式。例 如下面的表达式为算术表达式： a*b/c-1.5+a 如果一个算术运算符的两侧的数据 类型不同，则按下面所述的内容先自 动进行类型转换，使二者具有同一类 型，然后再进行运算。 各类数值型数据间的混合运算 整型(包括 int, short, long, unsigned int, unsigned short, unsigned long)和实型 (包括 float, double)数据可以混合运算。 而字符型数据可以与整型通用，因此整 型、实型和字符型数据间可以混合运算 ，在进行运算时，不同类型 的数据要 先换成同一类型，然后进行运算，转换 规则如下图所示： doublefloat long unsigned int char, short 高 低 图中横向向左的箭头表示必须的转换，如字符数据必须先转 换为整数，short型转换为int,float型数据在运算时一律先转换 为double型，以提高精度(即使是两个float型数据相加，也先 都化成double型，然后再相加)。 纵向的箭头表示当运算为不同类型时转换的方向。例如int 型与double型数据进行运算，先将int型数据转换为double型 ，然后在两个同类型(double型)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级别的高低，由低 向高转换。不要理解为int型先转换为unsigned int型，再转成 long型，再转成double型。如果一个int型数据与一个double型 数据运算，是直接将int型转换成double型。 例2.8 假设已指定i为int型变量，f为float型 变量，d为double型变量，e为long型变 量，有以下式子： 10+a+i*f-d/e 在计算机执行时从左至右扫描，运算次序为：进行 10+a的运算，先将a转换为整数97,运算结果为107； 由于“*”比“+”优先，先进行i*f的运算。先将i与f都转 换成double型，运算结果为double型；整数107与i*f的 结果相加。先将整数107转换成double型，再相加，结果 为double型；将变量e化为double型，d/e结果为double 型；将10+a+i*f的结果与d/e的商相减，结果为 double型。 main() float x; int i; x=3.6; i=(int)x; printf(“x=%f,i=%d”,x,i); 结果： x=3.600000,i=3 上述类型转换由系统自动进行的，另一种类型转 换为强制类型转换。 需要说明的是在强制类型转换时，得到一个所需 类型的中间变量，原来变量的类型未发生变化。如： (int)x;如果x原来指定为float型，进行强制类型运算后 得一一个int型的中间变量，它的值等于x 的整数部分 ，而x的类型不变(仍为float型)。见下例2.9： 2.4.3 关系运算符和关系表达式 所谓“关系运算”实际上是“比较运 算”。将两个值进行比较，判断其比较 的结果是否符合给定的条件。例如， a3是一个关系表达式，大于号()是一 个关系运算符，如果a的值为5，则满足 给定的“a3” 条件，因此关系表达式的 值为逻辑值“真”(即“条件满足”)，用整 数“1”来表示；如果a的值为2，不满足 “a3”的条件，则称关系表达式的值为 逻辑值“假”，用整数“0”来表示。 l1. 关系运算符及其优先次序 C语言提供下面6种关系运算符： (大于) = (大于等于) = (等于) != (不等于) 优先级相同(高） 优先级相同(低） 关于优先顺序： 前4种关系运算符(、=)的优先级别相同，后 2种也相同。前4种高于后2种； 关系运算符的优先级低于算术运算符； 关系运算符的优先级高于赋值运算符。 例2.10 例如: ca+b 等效于c(a+b) ab=c 等效于(ab)=c a=bc 等效于a=(bc) 用关系运算符将两个表达式(可以是 算术表达式、关系表达式、逻辑表达 式、赋值表达式、字符表达式)连接起 来的式子，称为关系表达式。 关系表达式的值是一个逻辑值，即“ 真”或“假”。例如，关系表达式“5=3” 的值为“假”，“5=0”的值为“真”。C语 言没有逻辑型数据类型，以1代表“真” ，以0代表“假”。 l2. 关系表达式 例2.11 a=3,b=2,c=1,则： 关系表达式“ab”的值为“真”，表达式的值为1; 关系表达式“(ab)=c”的值为“真”(因为ab的 值为1，等于c的值)，表达式的值为1; 关系表达式“b+cb d的值为1 f=abc f 的值为0(因为“”运算符是自左 向 右的结合方向，先执行“ab”得值 为 1，再执行关系 运算“1c”，得值 0，赋给f)。 例2.12 P36例2.6 main() int a=5,b=3; float x=3.14,y=6.53; printf(“%d,%dn”,a+b!=a-b,xb) printf(“a=%d,b=%d,c=%dn”,a,b,c); 结果：a=0,b=6,c=0 lmain() int m,n,l,a,b,c,d; m=n=a=b=c=d=0; l=(m=a= =b)|(n=c= =d); printf(“m=%d,n=%d,l=%dn”,m,n,l); 结果：m=1,n=0,l=1 2.4.5赋值运算符和赋值表达式 l1.简单赋值运算符 赋值符号“=”就是赋值运算符， 它的作用是将一个数据赋给一个 变量。如“a=3”的作用就是执行一 次赋值运算，把常量3赋给变量a 。也可以将一个表达式的值赋给 一个变量。如：x=a+b*c。 l2.复合赋值运算符 在赋值符“=”之前加上某些二目运算 符可构成复合赋值运算符。 复合算术赋值运算符有：+=、-=、 *=、/=、%=五种。 复合位运算赋值运算符有：=、 int b;b=a; printf(“%d”,b); 结果输出-1 将signed型数据赋给所占字节相同的 unsigned型变量，同样将signed型数据所占 内存的各位原样送到unsigned型变量内存中 ，若signed型数据为非负值，则unsigned型 变量值与signed型数据值相同；若为负值， 要根据补码知识进行转换。如： main() unsigned a; int b=-1;a=b; printf(“%u”,a); 结果输出65535。 2.4.6 条件运算符和条件表达式 l1.条件运算符 条件运算符要求有3个操作对象 ，它是C语言中唯一的三目运算符 。 条件运算符的优先级规则： l其他运算符优先于条件运算符， 条件运算符优先于赋值运算符和 逗号运算符； l条件运算符的结合性是自右向左 。 2.条件表达式 用条件运算符构成的表达式称为条 件表达式，其一般形式为： 表达式1？表达式2：表达式3 条件表达式的执行顺序是：先计算 表达式1的值，若值为非0(真)，则计算 表达式2的值，并将表达式2的值作为 整个条件表达式的结果；若表达式1的 值为0(假)，则计算表达式3的值，并将 表达式3的值作为整个条件表达式的结 果。 例2.14 main() int a=1,b=2,c=3,d=4,e; e=ab?a:cb?a:cd?c:d相当于 ab?a:(cd?c:d)。 2.4.7 逗号运算符和逗号表达式 l C语言中提供了一种特殊的运算符 逗号运算符。它用来将两个表达式 连接起来组成一个表达式，如3+5,6+8 称为逗号表达式。其一般形式为： 表达式1，表达式2 其求解过程是：先求解表达式1，再 求解表达式2，并将表达式2的值作为 整个逗号表达式的值。如上面的逗号 表达式“3+5,6+8”的值为14,又如 a=3*5,a*4 由表2.2可知：赋值运算符的优先级别 高于逗号运算符，因此应先求解a=3*5 这个赋值表达式，计算得这个赋值表达 式值为15，再求解a*4这个表达式，得 60，整个逗号表达式的值为60。 l一个逗号表达式又可以与另一个表达式 组成一个新的表达式，所以逗号表达式 的一般形式可扩展为： 表达式1，表达式2，表达式3表达 式n 顺序求解这n个表达式，整个表达式值 为表达式n的值。 l请注意并不是任何地方出现的逗号都 是作为逗号运算符，例如 l 变量说明：int a,b,c; l函数参数：printf(“%d,%d,%d”,a,b,c); 其中的“a,b,c”并不是一个逗号表达式 ，它是printf函数的3个参数。 2.4.8 位运算符和位运算 l1.“按位与”运算符( 意思是在显示屏上输出括号内字符 变量ch所代表的字符，ch可以是字符 数据(常量或变量)和整型数据(常量或 变量)。 例3.1 教材P49例3.7 #include main() char a=Y;b=e;putchar(a);putchar(b); putchar(s);putchar(n);putchar(141) ; Yes a 结果： 3.1.2字符输入函数(getchar) getchar函数的作用是从终端(键盘) 设入一个字符。其一般形式为： getchar(); getchar()只能接收一个字符，该字符 可以赋给一个字符变量或整型变量,也 可以不赋给任何变量，作为表达式的 一个运算对象参加表达式的运算处理 。 例3.2 教材P50例3.8 #include main() char c;c=getchar();putchar(c); 例3.3 教材P50例3.9 #include main() int c;c=getchar(); c=aa=b;b=a; printf(“%d,%dn”,a,b); l2、if(表达式) 语句1; else 语句2; 表达式 真 语句1 假 语句2 例4.2用if-else语句重写例4.1。 main() int a,b; scanf(“%d,%d”, if(a main() char c; printf(“input a character:”;c=getchar(); if(c=0break; case E:printf(“=60 4.3 循环结构 1*1+2*2+3*3=? int s; s=1*1+2*2+3*3; 引入循环结构就可以简化程序中大量的重复操 作。 在C语言中，循环结构是由while语句，do while 语句和for语句来实现的。为了更方便地控制程序 流程，C语言还提供了两个循环辅助语句：break语 句和continue语句。 1*1+2*2+3*3+100*100=? 4.3.1 while语句 while(表达式) 语句; 表达式 循环体 真 假 while语句的工作过程是： 首先计算括号中的测试 表达式，如果表达式的值 为真，则执行循环体。循 环体中的语句执行完后， 返回while 处，重新计算测 试表达式。如果测试表达 式的值还为真，则继续执 行循环体。依此循环，直 至测