C语言第4章数据运算.ppt

教学内容： 4.1 数据运算的基本概念 4.2 算术运算 4.3 赋值运算 4.4 关系运算 4.5 逻辑运算 4.6 自增自减运算 4.7 其它运算 教学要求： 1.掌握各种运算符的优先级、结合方向。 2.掌握各种数据运算的运算符的运算。 3.掌握混合运算时的类型转换规则。,第 4 章 数 据 运 算,4.1 数据运算的基本概念,1. 运算符 C语言具有丰富的运算符。 Turbo C 提供了44种数据操作运算符，其使用范围很宽。 运算符是一种向编译程序说明特定的运算或操作的符号。每一种运算符都具有特定的数据操作规则。 2. 运算符的分类 （1）按运算符要求运算对象的个数分类：单目运算符、双目运算符、三目运算符。 （2）按其数据操作功能分类：算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、C的特殊运算符 。,3.运算符的优先级 当一个表达式中出现多个运算符时，表达式的求值运算按运算符的优先级别从高到低的顺序执行。在C语言中，将44种运算符的优先级从高到低共分为15个等级。如表4.1所示。 4.运算符的结合性 （1）运算符的左结合性：当一个操作数两侧的运算符具有相同的优先级时，操作数先与左边的运算符结合，即自左至右的结合方向。 （2）运算符的右结合性： 即自右至左的结合方向。 除单目运算符、赋值运算符和三项条件运算符是右结合性外，其它运算符都是左结合性。,初等运算符 ( )、 、 单目运算符 ！、+ +、 、+ 、 、(类型) 算术运算符 、/ 、% ,+、 关系运算符 、= ，= =、! = 逻辑运算符 &、 条件运算符 ? : 赋值运算符 =、+=、 =、=、/=、%= 逗号运算符 ,各类运算符的优先级（从高至低）：,高,低,5.表达式 用运算符将运算对象（常量、变量和函数等）连接起来的、符合语言语法规则的式子，称为表达式。 （1）简单表达式：表达式中只有一个运算符的表达式，被称为普通表达式，或称为简单表达式。 （2）复合表达式：有多个运算符构成的表达式，被称为复合表达式。 （3）特殊表达式：在使用中，单个常量、变量和函数（返回值）都可以看作是一个表达式，称为特殊表达式。,6.表达式求值 每一个C的合法表达式 ，经过运算一定能得到一个确定的数值，这个数值被称为表达式的值。 复合表达式的求解过程如下： (1) 按运算符的优先级高低次序执行。例如，先乘除后加减。 (2) 如果在一个运算对象（或称操作数）两侧的运算符的优先级相同，则按语言规定的结合方向（结合性）进行。,4.2 算 术 运 算,1.五种基本算术运算符 + （ 加法 ） - （ 减法/取负 ） * （ 乘法 ） / （ 除法 ） % （ 求余数 ） 2. 运算符的优先级与结合性 （1）算术运算符的优先级 先取负、再乘、除、求余，最后加、减法 （2）运算符的结合性为：自左至右的结合方向。,3. 算术表达式 由算术运算符和括号将运算对象连接起来形成的运算式子，称为算术表达式 例如，3 + 6 * 9 、(x + y) / 2 1 4.算术表达式的值 除C语言的特定规则外，C语言中算术运算与数学中的算术运算规则相同，经过有限次加减除等运算，最后求得表达式的值。 例如，表达式 3 + 6 * 9 的值: 57,5. C语言算术运算的特定规则 （1）两个整数相除，其商为整数，小数部分被舍弃。 例如， 表达式：5/2 的值为 2 ，不是 2.5。而表达式：12.6/3的值为4.2 ，不是 4。 （2）关于求余数运算，要求求余运算符两侧的操作数均为整型数据，否则出错。 例如，表达式：5%3 的值为2。而5.32出错，不是合法表达式。 （3）C语言的整型、实型和字符型数据间可以混合运算。,例4.1 输出算术表达式的结果 #include main() int a,b,c1; float x,y,z; a=85; b=18; x=42.6; y=28.3; c1=a/b * 9 +a %b; z=x/y(x+y)/2 1； printf(“c1=%dn“,c1); printf(“z1=%fn“, z); 程序运行结果： c1=49 z1=39.172222,a/b的值是4， 4乘9得36， a%b的值13 36+13得49,混合运算中数据类型的转换：,6.数据类型转换,1）横向向左的箭头，表示必须的转换。char和short 型必须转换成 int 型，float型必须转换成double型。 2）纵向向上的箭头，表示不同类型的转换方向。,（1）整型、实型和字符型数据间可以混合运算（因为字符数据与整型数据可以通用）。 一个运算符两侧的操作数的数据类型不同，则按“先转换、后运算”的原则，首先将数据自动转换成同一类型，然后进行运算。 例如， int 型与 double 型数据进行混合运算，则先将 int 型数据转换成 double 型，然后在两个同类型的数据间进行运算，结果为double型。 注意箭头方向只表示数据类型由低向高转换.,例4.2整型、实型数据间混合运算 #include main() int a; float x; a=35; x=42.63; printf(“%fn“,a+x); printf(“%fn“,x/a); 程序运行结果: 77.630001 1.218000,自动将X的数据转换成 double 型，再将 int 型变量a数据转换成 double 型,进行加法运算，运算结果为double型,7.数据类型强制转换 数据类型允许强制转换,一般格式为： (数据类型)(表达式) 例如: (int)(x + y) /*将 x+y 的结果转换成 int 型*/ (1)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。 例如: (double)a /*将变量a的值转换成double型*/,(float)5/2 （等价于(float)(5)/2） /*将5转换成实型再除以2（=2.5）*/ (float)(5/2) /*将5整除2的结果:2,转换成实型数：2.0*/ (2)强制转换类型得到的是一个所需类型的中间量，原表达式类型并不发生变化。 例如，(double)a 只是将变量a的值转换成一个double型的中间量，其数据类型并未转换成double型。,例4.3 数据类型强制转换 #include main() int a; float x,y; a=85; x=42.6; y=19.3; printf(“1-%ft“, (float)5/2 ); printf(“2-%fn“, (float)(5/2); printf(“3-%dt“, (int)(x + y) ); printf(“4-%fn“, (double)a ); 程序运行结果： 1-2.500000 2-2.000000 3-61 4-85.000000,4.3 赋 值 运 算,1.赋值运算 赋值运算符: “ = ” ，它的作用是将一个表达式的值赋给一个变量。 给变量赋值的一般形式为：变量 = 表达式 2赋值运算符的优先级 赋值运算符的优先级低于算术运算符，也低于关系运算符和逻辑运算符。 3赋值运算结合方向 赋值运算结合方向：自右向左结合。,4.赋值表达式 由赋值运算符或复合赋值运算符，将一个变量和一个表达式连接起来的表达式，称为赋值表达式。 （1）赋值表达式一般格式 变量 赋值运算符 表达式 例如， a = 5 、 b=x+3*y （2）赋值表达式的值 任何一个表达式都有一个值，赋值表达式也不例外。被赋值变量的值，就是赋值表达式的值。 例如，a = 5 赋值表达式，变量a的值是 赋值表达式的值是 。,例如，int x; float y; x = 5 y = (float)5 / 2 如果表达式值的类型，与被赋值变量的类型不一致，但都是数值型或字符型时，系统自动地将表达式的值转换成被赋值变量的数据类型，然后再赋值给变量。 表达式 x = 5 的值: 5 变量 x 的值: 5 表达式 y = (float)5 / 2 的值: 2 .5 变量 y 的值: 2 .5,（3）赋值运算结合方向：右左 例如: x = y = 65 等价于 x = ( y = 65 ) 操作数 y 是先与右边的运算符结合，即 先将 65 赋值给变量 y 变量 y 的值是 65 表达式 y = 65 的值是 65 再做左边赋值运算，即 将表达式 y = 65的值65， 赋值给变量 x 变量 x 的值是 65 表达式 x = y = 65 的值是 65,5.复合赋值运算 复合赋值运算符:是由赋值运算符之前再加一个双目运算符构成的。 (1)复合赋值运算的一般格式为： 变量 双 目 运 算 符 = 表达式 复合赋值运算符 它等价于： 变量 = 变量 双目运算符 (表达式) 例如： y *= x + 6 等价于 y=y * (x+6) 不是 y=y * x+6,当表达式为简单表达式时，表达式外的一对圆括号才可缺省，否则可能出错。 例如： x+=a 等价于 x=x + a x/=3 等价于 x=x/3 (2) 10种复合赋值运算符 C语言规定的10种复合赋值运算符如下： 复合算术运算符: += -= *= /= %= 复合位运算符: &= = |= =,例4.4 输出复合赋值运算结果。 main() int x, y, m; x=10; y=3; m= 24; m/= x 4 ; printf(“%dn” ,m); printf(“%fn”,(float)x/y); x=1; y*=x+2; printf(“%d-%dn”, x/y, x%y); 运行结果： 4 3.333333 0-1,m = m / (x 4) ;,4.4 关 系 运 算,1.关系运算符及其优先次序 (1) 关系运算符（6种关系运算符） (大于) = (大于或等于) = (等于) != (不等于) 注意：在语言中，“等于”关系运算符是双等号 “=”，而不是单等号“= ”（赋值运算符）。 例如： a=18 该表达式是赋值表达式 a=18 该表达式是关系表达式 (变量a是否等于18),(2)关系运算符优先级与结合方向 在关系运算符中： = 4个优先级相同； = != 2个也相同，且前4个高于后2个。 结合方向是“自左至右”。 (3) 关系运算符与其它运算符 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 。 3种运算符优先级从高到低为： 算术运算符 关系运算符 赋值运算符,2. 关系表达式 (1) 关系表达式 关系表达式是指，用关系运算符将两个表达式连接起来，进行关系运算的式子。 例如，下面的关系表达式都是合法的： ab， a+bc-d， (a=3)=b， (ab)=(bc) (2) 关系表达式的值 语言中没有逻辑型数据。在语言中： 当关系表达式表示的含意为“逻辑真” ，其值为 1； 当关系表达式表示的含意为“逻辑假” ，其值为。,例如，假设n1=3，n2=4，n3=5，则： n1n2 表达式的值：0。 (n1n2)!=n3 表达式的值：1。 n1n2n3 表达式的值：1。 思考：任意改变n1或n2的值，会影响整个表达式的值吗？为什么？ 再次强调：C语言用整数“1”表示“逻辑真”，用整数“0”表示“逻辑假”。 (3) 关系表达式的值，还可以参与其它种类的运算，例如算术运算、逻辑运算等。 (n1n2)+n3 表达式的值：6 因为n1n2的值=1，1+5=6。,4.5 逻 辑 运 算,1、C语言提供三种逻辑运算符： 1）逻辑与 & 运算规则：当且仅当两个运算量的值都为“真”时，运算结果为“真”，否则为“假”。 （相当于“同时”） 2）逻辑或 运算规则： 当且仅当两个运算量的值都为“假”时，运算结果为“假”，否则为“真”。 （相当于“或者”） 3）逻辑非 ! 运算规则：当运算量的值为“真”时，运算结果为“假”；当运算量的值为“假”时，运算结果为“真”。 （相当于“否定”）,2逻辑运算符的运算优先级 逻辑非的优先级最高，逻辑与次之，逻辑或最低: ！（非） &（与） （或） 与其它种类运算符的优先关系 ！ 算术运算 关系运算 & 赋值运算 3. 运算符结合方向 结合方向是“自左至右” 4逻辑表达式 逻辑表达式:用逻辑运算符将1个或多个表达式连接起来，进行逻辑运算的式子。 在C语言中，用逻辑表达式表示多个条件的组合。,5逻辑量的真假判定和非 语言中，在判断一个数据的“真”或“假”时，以和非为根据： 如果数据为，则判定为“逻辑假”； 如果数据为非，则判定为“逻辑真”。 例如，int n=12; int x=5; ！n 表达式的值： 0 ！(n = 10) 表达式的值： 1 n=1 n=0) & (x31 表达式的值： 1 (x5) 表达式的值： 0,判断一个年份是否是闰年的逻辑表达式: (year%4=0)&(year%100!=0) (year%400=0) 例如: 判断1900年是否是闰年： 先求表达式 year%4=0 的值得 1 再求表达式 year%100!=0 的值得 0 逻辑表达式 (year%4=0)&(year%100!=0) 的值得 0 还要求表达式 year%400=0 的值得 0 最后求值整个表达式的值得 0 1900年不是闰年,6说明 （1）逻辑运算符两侧的操作数，除可以是和非的整数外，也可以是其它任何类型的数据，如实型、字符型等。 例如： float a, b ; a=25.28; b=52.78; ！a 表达式的值： 0 ！(A) 表达式的值： 0 a11.564 & b31 表达式的值： 1 (b5) 表达式的值： 1,（2）在计算逻辑表达式时，只有在必须执行下一个表达式才能求解时，才求解该表达式，即并不是所有的表达式都被求解。 1）逻辑与（&）运算，如果第一个操作数被判定为“假”，系统不再判定或求解第二操作数。 2）逻辑或（|）运算，如果第一个操作数被判定为“真”，系统不再判定或求解第二操作数。 例如: 设 n1=6, n2=9, x=2, y=2 求解表达式 (x=n1n2)&(y=n2n1) 后， x 的值 为：， y 的值不变，仍等于2 求解表达式 (x=n1n2) (y=n2n1) 后， x 的值 为：， y 的值为： 1,例4.5 复杂表达式的计算顺序 #include main() int a=10, b=15, c=14, temp; temp= a+6b ,4.6 自 增 自 减 运 算,1. 自增（+）、自减（-）运算 自增运算使单个变量的值增， 自减运算使单个变量的值减。 2.用法与运算规则 （1）前置运算运算符放在变量之前：变量、变量,先使变量的值增（或减），然后再以变化后的值参与其它运算，即先增、减, 后运算。 （2）后置运算运算符放在变量之后：变量、变量，变量先参与其它运算，然后再使变量的值增（或减），即先运算，后增、减。 （3）结合方向：右左,3.自增、自减运算说明 （1）自增、自减运算符，不能用于常量和表达式。 例如，5+、-(a+b) 等都是非法的。 （2）自增、自减运算，常用于循环语句中，使循环控制变量加（或减），以及指针变量中，使指针指向下（或上）一个地址。 （3）在表达式中，连续使同一变量进行自增或自减运算时，很容易出错，所以最好避免这种用法。 例如：a+a+a+b,例4.6 求下列表达式的值 设 int a, b; a=3; b=4; (1) +a + b+ 变量a: 4 , 表达式值：8 , 变量b: 5 (2) a+a+a 等价于 (a+)+(a+)+a 表达式值： 9 , 变量a: 5 (3) a + (+a) + (+a) 变量a: 5 , 表达式值: 15,二级考题：a+=a-=a*a,例4.7 自增自减运算符的用法与运算规则示例 main() int x=6, y; printf(“x=%dn“,x); /*输出x的初值*/ y =+x; /*前置运算*/ printf(“y=+x: x=%d,y=%dn“,x,y); y = x + ; /*后置运算*/ printf(“y=x+: x=%d,y=%dn“,x,y); 程序运行结果： x=6 y=+x: x=7,y=7 y=x-: x=8, y=7,1. 条件运算符 : ? : 2条件表达式一般格式： 表达式1 ? 表达式2 : 表达式3 条件表达式中的“表达式1”、“表达式2”、“表达式3”的类型，可以各不相同。 int x, y,a,b; char c ; x=56; y=34; a=23; b=32; xy ? C=# : x=a+b,4.7 其 它 运 算,3条件运算规则 : 如果“表达式1”的值为非0值(即逻辑真)，运算结果等于“表达式2”的值；否则，运算结果等于“表达式3”的值。 4条件运算符优先级与结合性 条件运算符的优先级，高于赋值运算符，但低于关系运算符和算术运算符。 其结合性为“从右到左”。 例如： xy ? x+y : ab ? a *b :a+b 等价于： xy ? x+y : （ab ? a -