数据类型运算符及表达式.ppt

C语言程序设计,主讲：计算机应用系,第2章 基本数据类型 运算符及表达式,2.1 C语言的数据类型 2.2 标识符、常量和变量 2.3 整型数据 2.4 实型数据 2.5 字符型数据 2.6算术表达式 2.7赋值表达式 2.8 关系表达式和逻辑表达式 2.9逗号表达式 2.10 位运算,2.1 C语言的数据类型,基本数据类型（VC 6.0）,说明:数据类型所占字节数随机器硬件不同而不同,上表以IBM PC机为例:,基本数据类型（Turbo C 2.0）,整型,字符型,实型,有,无,说明:数据类型所占字节数随机器硬件不同而不同,上表以IBM PC机为例:,数据类型说明： 不同的数据类型所占用的存储空间、表示范围、其上的运算以及运算精度不同; 算法 + 数据结构 = 程序： 程序设计主要涉及数据结构和算法两方面的内容。数据结构包含数据的存储形式、数据间的逻辑关系以及定义在其上的运算三方面内容，是对数据的精确描述；算法是为解决一个问题而采取的方法和步骤，是对数据处理的精确描述。算法的设计和实现依赖于特定的数据结构。,2.2 标识符、常量和变量,一 、标识符 所谓标识符就是名字系统。C 语言的标识符分为两类：系统标识符和用户标识符。系统标识符也叫保留字，包括系统规定的32个关键字，如int、unsigned、extern、if、else、for、sizeof等，以及系统预先定义的具有特定意义的标识符两方面内容，如printf、scanf、define、getchar等。 用户标识符就是用户对程序中出现的变量、符号常量、函数、数组、文件名等实体所定义的名字，用户对这些实体命名时必须遵循标识符命名规则。,2.2 标识符、常量和变量,二 、常量和符号常量 在程序运行过程中，其值不能被改变的量称为常量。常量可以直接用一个字面值的形式来表示，也叫字面常量。C语言的常量分为： 整型常量： 12、0、-3 实型常量： 4.6、-1.23、0.314e1、5.6E2 字符常量：a、b 字符串常量：“I am a boy!” 在语言中，可以用一个标识符来表示一个常量，称之为符号常量。符号常量在使用之前必须先定义，其一般形式为： #define 标识符 常量表达式,如： #define PI 3.1415926 /定义符号常量PI void main（） int r=1,s; s=PI*r*r; /合法引用，编译时用3.1415926替换PI PI=PI+1; /非法引用，不能改变其值 ,2.2 标识符、常量和变量,三 、变量 在程序运行过程中，其值可以被改变的量称为变量，也称内存变量。内存变量有两个要素： 变量名:每个变量都必须有一个名字变量名，变量的命名必须遵循用户自定义标识符命名规则。名字就是地址！好理解吗？别人如何找我们？人的名字、身份证号都是地址。便于理解，所谓变量名就是该变量在内存中的地址。 变量值:变量值存储在内存中，即该变量所对应的内存单元的内容。在程序中，通过变量名来引用变量的值，本质上就是通过地址来引用内存单元的内容。 在语言中，要求对所有用到的变量，必须是“先定义、后引用”。所谓“定义”，就是根据数据类型的不同，编译系统在内存中为其分配相应的单元（参见表2.1），“引用”就是引用该变量的值。,2.2 标识符、常量和变量,变量定义的一般格式： 存储类型 数据类型 变量名 = 初值 , 变量名 2= 初值 2 ; 在语言中，要求对变量的定义一般放在函数定义时的形参部分、函数体或复合语句的首部，也可以放在函数的外部。 在定义变量的同时进行赋初值的操作称为变量初始化。例如： float x, y ; /只定义不初始化，其值不确定 int i=1,j=2; /定义同时初始化 变量x、y、i、j的内存分配如图2.1 所示。,如：int, float,char,自己设定，满足标识符规定：字母、数字、下划线，且以字母或下划线开头。,；不可省,2.3 整型数据,一 、整型常量 1. 整型常量:即整常数，在语言中可用三种形式表示： （1）十进制（基数字09）。例如 10、36 、-26 （2）八进制（基数字07，以数字0开头）。 例如012、011、017 （3）十六进制（基数字09、a/Af/F，以数字0 +字母 x 开头）。 例如0x36 、0xaf、0xAB、0x38FB 2. 整型常量的后缀 “L”/“l”：类似于long 型数据，这些常量在内存中 占4 个字节。 “U”或“u”：表示无符号整型常数。 后缀“L/l”和后缀“U/u”可同时使用以表示无符号长整型数。,如 ： 128L (十进制的128)、300000L (十进制的300000)； 022L (十进制为18)、065L (十进制为53)、0300000L (十进制为98304)； 0X22L (十进制为34)、0XAF5L (十进制为2805)、0X300000L (十进制为3145728)。 128u,0x128Au,0126u均为无符号数。 0xA5Lu、023Lu、0X1234Lu。,2.3 整型数据,二 、整型变量 1. 整型变量分类 整型变量的基本类型符为 int。根据有无符号，整型变量定义时有两个符号修饰符signed和unsigned，分别代表有符号整型和无符号整型变量；根据数值的宽度，整型变量定义时有两个宽度修饰符short和long，分别代表短整型（16b）和长整型（32b）变量。归纳起来C 语言共有六种整型变量（双括号表示可缺省）： 有符号基本整型signed int 有符号短整型 signed short int） 有符号长整型 signed long int） 无符号基本整型 unsigned int 无符号短整型 unsigned short int 无符号长整型 unsigned long int,如 ： int i=1，j=1，k； 定义了3个int 型变量i、j、k，各占用4个字节，其取值范围 -21474836482147483647（-231231-1）。变量i、j是定义的同时初始化，其值为1，k只定义但没有初始化，这时k的值Turbo C2.0环境下是一个随机值，不确定，在VC 6.0下为0xcccccccc。又如： short m，n； unsigned short a，b； short型变量m、n各占用2个字节16位，其取值范围为 -3276832767(-215215-1)。 Unsigned short型变量a、b各占用2个字节16位，其取值范围为 065535(0216-1).,思考：int a=20000,b=20000,c; c=a+b; c的值为多少？ 如果c定义为long型是否能解决问题？,2.3 整型数据,二 、整型变量 2. 整型变量的存储形式 计算机中的数值是以二进制形式存储的，对于n位的整型数据，若为有符号数（int、short、long）则是以二进制补码形式表示的，最高位为符号位，1代表负，0代表非负，数值位只有n-1位；若为无符号数（unsigned int、unsigned short、unsigned long）则是以二进制原码形式表示的，数值位有n位。 有符号数在计算机中用补码表示，0和正数的补码和原码相同；负数的补码就是将该数的绝对值按位取反再加1。,-32768、0！对吗？为什么 ？,2.3 整型数据,二 、整型变量 3.类型匹配规则 我们知道，不同类型的整型变量的范围和占用的字节数是不同的，那么如何为整型变量赋值？变量是容器，一般情况下，一个整型常量，可以赋给能容纳下其值的整型变量。,例如， 宽度为16b的整型常量（-1515 -）或（016-）可以赋给宽度为16b或32b（-3131-）或（032 -）的整型变量； 宽度为32b的整型常量可以赋给宽度为32b的整型变量； 宽度为32b的整型常量赋给宽度为16b的整型变量时，从整型常量低位截取16b再赋给16b的整型变量。 具体匹配规则参见2.7.3小节赋值运算中的类型转换规则。 另外，在函数调用时，要求形参与实参的类型必须匹配，这时我们可以使用后缀。如形参为long int 型，在调用时实参必须用后缀“L/l”如：fun（12L）。,2.4 实型常量,一 、实型常量 实型也称为浮点型。实型常量也称为实数或者浮点数。在语言中，实数只采用十进制，有二种表示形式： 十进制小数形式及指数形式。 十进制小数形式：由数码09和小数点组成。例如： 0.0、25.0、5.789、0.13、5.0、300.、-267.8230 等均为合法的实数。注意，必须有小数点。 指数形式：由尾数、阶码标志和阶码三部分组成。尾数为实常数，阶码为十进制整常数。 其一般形式为： 尾数m+阶码标志E/e +阶码n，这三部分都不可缺省。其值为：m*10n.,如： 2.0E5、0.5e-7、-2.8E-2等都是合法的 小数点不能单独出现； 0. .0 . e或E的两边必须有数，且其后面必须为整数； 如： 6E0.2 e5 e/E两侧不能有空格，且尾数、阶码为常量； 0.5 E 3 ，（0.3+0.5）E（2+3） ,2.4 实型变量,一 、实型变量 实型变量分为：单精度（float型）、双精度（double型）和长双精度（long double型，了解就可以）三类。 VC6.0中浮点型数据所占的内存空间、数值范围及有效数字（7、16位）见下表：,2.4 实型变量,二、关于规格化数与输出精度： 对于给定数制N的任意一个实数，都可表示成形如：sa.b0b1bnNk的指数形式，称这样表示的数为规格化数。其中s表示符号，a为整数部分且0aN，a.b0b1bn为小数部分，N为该数制的基，k为指数。计算机内部都是二进制，所以二进制下规格化实数可表示为：s1.b0b1bn2k。 实数在内存中一律用规格化数形式存放，其存储格式由数符、阶码和尾数三部分组成。下图为 VC 6.0下实型数据存放形式。另外，由于实型变量是由有限的存储单元组成的，能提供的有效数字总是有限的，因此使用实型数据时存在一定的误差，实际中要注意。,如： void main() float a=12345678.123e5,b; double x=12345678.123e5,y; y=x+20; b=a+20; printf(“a=%.2f, b=%.2fn“,a,b); /float 型精度丢失 printf(“x=%.2f, y=%.2fn“,x,y); /double 保持精度 printf(“b=%e, y=%en“,b,y); /以指数形式输出时为规格化数 运行结果如下： a=1234567823360.00, b=1234567823380.00 x=1234567812300.00, y=1234567812320.00 b=1.234568e+012, y=1.234568e+012 Press any key to continue,2.5字符型数据 1.字符常量 定义:用单引号括起来的单个普通字符或转义字符.,如 101 -A 012 -n 376 - x61 -a 60 -0 483 -(),例: A-101-x41-65,如 A65， a97， 048 , n10,如 a A ? n 101,转义字符:反斜线后面跟一个字符或一个代码值表示,例 转义字符举例(ch2_001.c,ch2_004.c) main() printf(“101 x42 Cn“); printf(“I say:“How are you?“n“); printf(“C Programn“); printf(“V C6.0“); ,运行结果：(屏幕显示) A B C Isay:”How are you?” C Program V C6.0,语言程序设计 第二章语法要素,字符常量的值：该字符的ASCII码值,字符常量与字符串常量不同,2.字符串常量 定义：用双引号(“”)括起来的字符序列 存储：每个字符串尾自动加一个 0 作为字符串结束标志,例: char ch; ch=“A”;,3.字符变量,字符变量用类型说明符char进行定义，如： char ch1=a,ch2; /定义两个字符变量ch1、ch2， 同时对ch1初始化 每个字符变量被分配一个字节的内存空间来存储字符的ASCII值，字符常量可以是任意一个ASCII码字符。变量的值就是相应字符的ASCII码值，如字符A的存储形式是01000001（二进制），即十进制的65， 所以也可以把它们看成是整型量。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值（=127）。在输出时，允许把字符变量按整型形式输出，也允许把整型量(=127)按字符形式输出。字符型数据可以参加简单的运算。,如： char ch1=A,ch2=D,ch3;ch4=8; ch3=ch1+1; /A+1=65+1=B,ch3为字符B ch3=ch2-ch1+1； /ch2-ch1+1=68-65+1=3+1=4,ch1至ch2之间字符的个数 ch3=ch1+32； / ch2+32=65+32=97=a,将大写字母转换为小写 ch3=ch4-0; /将字符8=38转换为相应的数字8 ch3=0+6; /将数字6转换为相应的字符6=36 ch3=ch1ch2; /关系运算：ch1ch2 6568,条件为真ch3为真（1） ch3=ch1 /逻辑运算：ch1、ch2为真，所以ch3 为真（1）,4.变量应用举例：,main() int a,b=2; a=1; float data; data=(a+b)*1.2; printf(“data=%fn”,data); ,例2 float a,b,c; c=a%b; /Illegal use of floating point in function main,例1 int student; stadent=19; /Undefined symbol statent in function main,例: int a=2,b,c=4; float data=3.67; char ch=A; int x=1,y=1,z=1; int x=y=z=1;,例 float a; a=111111.111; /* a=111111.1*/ double b; b=111111.111; /* b=111111.111*/,例 /*ch2_003.c*/ #define PRICE 12.5 main() int num=3; float total; char ch1,ch2=D; total=num*PRICE; ch1=ch2-A+a; printf(“total=%f,ch1=%cn”,total,ch1); ,运行结果： total=37.500000, ch1=d,2.6 算术表达式,一 、语言运算符概述 语言的运算符十分丰富，除控制语句和输入输出函数外，其他的操作都作为运算符处理。语言运算符主要分为以下10类： 算术运算符七种。 关系运算符六种。 逻辑运算符三种。 位操作运算符六种。 赋值运算符:十一种。 条件运算符一种 逗号运算符 指针运算符二种运算。 求字节数运算符 (sizeof)。 特殊运算符:有括号()，下标，成员(，.)等几种。,%(取余)(注意：取余运算的操作数只能是整数，且结果的符号与前一操作数的符号相同),二 、算术运算符和算术表达式,1、 运算符 +(加)：3+4、 +3 -(减)：3-5、 -5 *(乘)：3*5 /(除)：5/2、5.0/2 （注意，此二种形式，结果不同）,5%3的值为2； -5%3的值为-2； 5%(-3)的值为2； -5%(-3)的值为-2； 12.3%3 若a%b 的结果为0，则有a能被b整除,2.6 算术表达式,2、算术表达式 用算术运算符和括符将操作数连接起来的式子。 优先级：（） *、/、% +、- 结合性：从左至右； 表达式的值： 数值型(int、long、unsigned、float、double)；,例如： 已知： float a=2.0; int b=6,c=3; 求解： a*b/c-1.5+a+fabs(-5)=？,float a=2.0; int b =6,c =3; a*b/c -1.5 +a +fabs(-5),12.0/3,4.0 - 1.5,2.5 + 97(int),99.5 + 5,104.5(double),思考 int a=1,b=2; 表达式a/b+3的结果是多少？ int a=10000,b=30000; 表达式a+b的结果是多少？ 如何修改？,等价于：j=i;i+; 所以i的值为4，j的值为3,等价于：i+;j=i; 所以i的值为4，j的值为4,(1) i=3; j=i+; (2) i=3; j=+i;,3、自增与自减运算符 (+ 、-), +i,-i：使用之前使i的值增1（或减1）；, i+,i-：使用之后使i的值增1（或减1）；,分析下面几种情况中i与j的值：,当+、 -不与其他运算符混合使用时，+i与i+都等价于 i=i+1, -i与i-都等价于 i=i-1,如：i = 2; j = -i+; 求执行完这两句后i与j的值分别是多少,特殊的：设i=3，j=4，k=i+j， k= i= j=, 结合性：自右至左。,分析：“+”与”-“是同优先级，且都高于“=” 按结合规则，等价于：j=-(i+); 结果：i的值为3，j的值为-2。,再看几个例子： 如：设i=3，k=(i+)+(i+)+(i+) k= i=,9,6,如：设a=3,b=(a+)+(a+) b= a=,6,5,设a=3,b=(+a)+(a+) b= a=,8,5,设a=3,b=(a+)+(+a) b= a=,8,5,设a=3,b=(+a)+(+a) b= a=,10,5,7,4,4,int i=3； Printf（“%d%d%d”，i，+i，i+）；,再看以下例子，如有定义： int i=3，j ； 分别执行以下语句，仔细分析、体会。 j=（i+）+ （i+）； j=（+i）+（+i）； j=i+i+（+i）； /在Turbo C2.0 中i为4，j 为12！ j=（+i）+（+i）+（+i）；/在Turbo C2.0 中i为6，j 为18！ 第一条语句好理解，两个（i+）都是先引用后自增，所以j 的值为6，i为5； 第二条语句好理解，两个（+i）都是先自增后引用，所以j 的值为10，i为5； 第三条语句先执行i+i为6 ，6+（+i），先自增后引用，所以j 的值为10，i为4（VC6.0）； 第四条语句先执行（+i）+（+i），结果i为5，j 为10，再执行10+（+i），先 自增后引用，其结果是i为6，j为16（VC6.0下.),对于自增自减应注意： 在同一个表达式中避免对同一个变量多次使用，使用时应加括号以增加程序可读性； 编译环境不同结果可能不同。本书的编译环境为VC6.0。 对计算机等级考试笔试部分，应以Turbo 2.0 环境为准,机试以VC 6.0环境为准!,2.7 赋值表达式,1、赋值运算符 = (执行功能：把=右边的表达式的值，存入=左边的变量对应的存储空间，即给此变量赋值) 3=2+1 a=a+2 2、赋值表达式：用赋值运算符将变量和表达式连接起来的式子 形式: = 求值规则: 将“=”右边表达式的值赋给左边的变量。 优先级： !算术关系& |赋值 结合性：自右至左； 表达式的值：被赋值变量的值。 例如：(1) x=(y=12)/4 (2) x=y=12/4 (3) x=(y=12/4) (4)(x=y)=12/4,2.7 赋值表达式,3、复合赋值运算符 *=、/=、 %=、 +=、 -=, =, 后a=-8。表达式a+a的值为8 ，a-=8后a= -4，a+= - 4后a = - 8,2.7 赋值表达式,4、赋值运算中的类型转换 如果赋值运算符两边的数据类型不相同，系统把赋值号右边的表达式类型自动转换成左边变量的类型,然后再赋值给变量。 通常情况下，实型赋予整型，舍去小数部分；整型赋予实型，在整型数后增加小数部分(小数部分的值为0)，数值不变，以浮点形式存放；字符型赋予整型，字符型为一个字节（高位为0），而整型为2字节或4 字节，故将字符的ASCII码值放到整型量的低八位中，高位为0。整型赋予字符型，截取低八位赋予字符量。 对于整型数据，存在有符号数和无符号数以及数据长度的不同，赋值时要注意：,1、赋值号左边变量的长度等于或小于其右边数据类型的长度，以补码形式原样赋值或截取后赋值。,2、赋值号左边变量的长度大于其右边数据类型的长度，以补码形式原样赋值或赋值后符号扩展。,如有定义： unsigned short a； /宽度16b short b= -1； /宽度16b，存储形式： 0xFFFF int c= -65538； /宽度32b，存储形式： 0xFFFEFFFE unsigned int d= 65535；/宽度32b，存储形式： 0x0000FFFF， 则有： a=b； /原样（0xFFFF）赋值，a 的值为65535 a=c； /截取c（0xFFFFFFFE）低16位，为0xFFFE，a为65534 b=c； /截取c（0xFFFF0000）低16位，为0xFFFE，b的值为-2 b=d； /截取d（0x0000FFFF）低16位，为0xFFFF， b的值为-1,如有定义： unsigned short a=65535； /宽度16b，存储形式： 0xFFFF short b= -1（0xFFFF）； /宽度16b，存储形式： 0xFFFF int c； /宽度32b unsigned int d； /宽度32b ，则有： c=b； /符号扩展，c的值为-1，存储形式：0xFFFFFFFF d=b； /b的存储内容（0xFFFF）原样赋给d，d的值为65535 c=a； /a 的存储内容（0xFFFF）原样赋给c，c符号扩展，值为-1 （0xFFFFFFFF） d=a； /a原样赋值，d值为65535,2.8 关系表达式和逻辑表达式,一 、语言的逻辑值 我们知道，无论是关系表达式和逻辑表达式，其值都是“逻辑型”的，即真或假。但是，C 语言没有专门的逻辑型数据，所以，对于关系表达式和逻辑表达式，C语言约定：其值为逻辑“真”时，用数值“1”表示，其值为逻辑“假”时用数值“0”表示。关系表达式、逻辑表达式的值1、0当然可以参与其它种类的运算，例如算术运算、逻辑运算等。 同时，C语言规定：表达式的值“非0”表示逻辑真，“0”表示逻辑假。由此可以说，C语言的所有表达式都有一个逻辑值“真”或者“假”，都可用来构造一个“条件表达式”，以构成灵活多变的选择、循环条件，这也是C语法的自由之处。,1、6种关系运算符：= = != 2、关系表达式：用关系运算符将表达式连接起来的式子 优先级： (= )( = != ) 结合性：自左至右； 表达式的值：若为真，则结果为1； 若为假，则结果为0。,35 值为： 32 值为： 设x=-2; -3x-1 值为： 设x=1; 2x4 值为：,例如,二、关系运算符和关系表达式,求如下关系表达式的值：,0,0,0,1,算术运算符优先级高于关系运算符 3+(43)*4 值为： 3+43*4 值为,3,1,注意,不能用数学里习惯的关系运算符连用表示区间关系！,2、逻辑表达式：用逻辑运算符将表达式连接起来的式子 优先级： ! & | 结合性：自左至右； 表达式的