ch02数据类型与表达式.ppt

2.1 C语言的数据类型 2.2 常量与变量 2.3 整型数据 2.4 实型数据 2.5 字符型数据 2.6 运算符和表达式 2.7 不同类型数据间的混合运算,第2章 数据类型及表达式,二进制、八进制、十六进制转换成十进制 方法：按权相加,各种进制之间的转换,预备知识,二进制、八进制、十六进制转换成十进制,十进制转换成二进制、八进制、十六进制,方法：整数部分连续除以基，从低到高记录余数，直 至商为0，小数部分乘以基从高位到底位记录整数，直至小数部分为0,各种进制之间的转换(整数),方法：按权相加,二进制转换成八进制： 从右向左，每3位一组（不足3位左补0），转换成八进制 八进制转换成二进制： 用3位二进制数代替每一位八进制数,例 (1101001)2=(001,101,001)2=(151)8,例 (246)8=(010,100,110)2=(10100110)2,000 0 001 1 010 2 011 3 100 4 101 5 110 6 111 7,二进制与八进制之间的转换,二进制转换成十六进制： 从右向左，每4位一组（不足4位左补0），转换成十六进制 十六进制转换成二进制： 用4位二进制数代替每一位十六进制数,例 (11010101111101)2=(0011,0101,0111,1101)2=(357D)16,例 (4B9E)16=(0100,1011,1001,1110)2=(100101110011110)2,0000 0 0001 1 0010 2 0011 3 0100 4 0101 5 0110 6 0111 7 1000 8 1001 9 1010 A 1011 B 1100 C 1101 D 1110 E 1111 F,二进制与十六进制之间的转换,内存以字节为单元组成 每个字节有一个地址 一个字节一般由8个二进制位组成 每个二进位的值是0或1,字节和位,请问：内存中要存放什么？,数据,什么是计算机中的数据呢？,程序处理的对象是数据，数据有许多种类型，无论什么类型的数据，在对其进行处理时都要先存放在内存中。 不同类型的数据在存储器中存放格式不相同。即不同类型的数据所占内存长度不同，数据表达形式也不同，其值域（允许的取值范围）也各不相同。 C语言规定，任何数据都必须有明确的数据类型。,2.2 常量与变量,2.2.1 常量和符号常量,1常量,在C语言的程序中，其值不能被改变的量称为常量。,2符号常量,用一个标识符来代表一个常量，被称为符号常量。,#define 标识符 常量,定义：,注意：常量不占用内存，在程序运行时它作为操作对象直接出现在运算器的各种寄存器中，使用时也不需要类型说明。,说明： 一般用大写字母 是宏定义预处理命令，不是C语句,【例2.1】符号常量的使用 #define PI 3.14 main( ) float r,s,v; r=10； s= PI*r*r; printf(“s=%fn”,s); ,s=314.000000,作用： 一改全改,2.2.2 变量,在C语言的程序中，其值可以发生改变的量称为变量。,1变量定义,类型 变量名；,int i, j, num; *说明i,j,num为整型变量*/ float a, b, sum; *说明a,b,sum为实型变量*/ char c, ch; *说明c,ch为字符型变量*/,两个基本要素： 变量名命名规则符合标识符的规定 变量类型类型决定变量在内存中要占据的存储单元,2说明,决定分配字节数 和数的表示范围，必须是C语言的有效数据类型,合法标识符,3注意事项：,见名知意,先定义，后使用,习惯上，符号常量用“大写字母”表示，变量名 用“小写字母”表示,4变量的存放：,2.3.1 整型常量的表示方法,2.3 整 型 数 据,1十进制常量,由0-9的数字组成,1234，-568 19，0,2八进制常量,由0-7的数字组成，最高位必须用前导符0开头,01234，015 02723,3十六进制常量,由0-9的数字以及a-f的字母（大写也可以）组成， 最高位必须用前导符0x（0X）开头,0x1234，0X15ff 0x27a3,2.3.2 整型变量,1整型变量在内存中的存放形式,数据在内存中是以二进制补码的形式存放的。（回顾）,int i； i=10；,正数的补码就是它的本身（原码）,10的二进制形式为： 00000000 00001010,数值的表示方法原码、反码和补码 原码： 反码： 正数：反码与原码相同 负数：符号位为1，其余位对原码取反 补码： 正数：原码、反码、补码相同 负数：最高位为1，其余位为原码取反，再对整个数加1,int i； i=-10；,-10的原码是： 将 10的二进制形式中的最高位改为“1”即可,将-10的原码，除符号位外，其余各位按位取反,将-10的反码，最低位上加“1”,2. 整型变量的分类, 基本型，以int表示, 短整型，以short int表示，或以short表示, 长整型，以long int表示，或以long表示, 无符号型，以unsigned表示,可与上述3种类型匹配而构成。 无符号基本型。类型说明符为unsigned int或unsigned 无符号短整型。类型说明符为unsigned short，与无符 号基本型一样。 无符号长整型。类型说明符为unsigned long int 或 unsigned long,【例2.2】 整型变量的定义与使用。 main( ) int a,b;long c; unsigned e; a=-1;b=523;c=623789;e=89; printf(“a=%d,b=%d,c=%ld,e=%un”,a,b,c,e); 运行结果如下： a=-1,b=523,c=623789,e=89,3. 整型变量的定义与使用,C语言规定程序中要的变量都必须先定义，才能使用。,int 变量名；,如: int a=3; /*相当于int a;a=3;*/ int a,b,c=5; /*可以部分初始化*/ int a=3,b=3,c=3; /*不能int a=b=c=3;*/,4整型变量的初始化,程序中可以对一些变量预先设置初值,C允许在义变量的同时，给变量赋值，称为变量的初始化。,【例2.3】写出下面程序运行结果。 main( ) int a,b; a=32767; b=a+1; printf(“a= %d,b= %dn”,a,b); 运行结果如下： a= 32767, b= -32768,5整型数据的溢出,2.4.1 实型常量的表示方法 实型也称为浮点型。实型常量也称为实数或者浮点数。实型常量不分单、双精度，都按双精度double型处理，其有效位数为1516位。,2.4 实 型 数 据,（1）小数形式 小数形式由数码0 9和小数点组成。当某浮点数整数部分或小数部分为0时，0可以省略，但小数点不可省略。 例如： 0.0，.25，5.789，0.13，5.0，300.，267.8230，123.等均为合法的实数。 345（无小数点），a7.（数码不可以是字母）等均为非法的浮点数。,（2）指数形式 指数形式由尾数加阶码标志e或E以及阶码（只能为整数，可以带符号）组成。 其一般形式为a En（a为尾数，n为阶码）其值为 a10n 例如，2.1105可以表示为2.1E5，3.710-2可以表示为3.7E2,2.4.2 实型变量 1. 实型数据在内存中的存放形式 一个实型数据在一般的微型机中是占4个字节。 实型数据不管是小数形式还是指数形式都是以指数形式存储。系统把一个实型数据分成小数部分和指数部分，分别存放，指数部分采用规范化的指数形式。 2实型变量分类 实型变量分为单精度浮点型和双精度浮点型两类。单精度浮点型类型说明符为float，双精度浮点型类型说明符为double。,浮点变量说明的格式为： float 变量表列； 或 double 变量表列； 例如： float x,y; /*定义x,y为单精度浮点型*/ double a,b,c; /*定义a,b,c为双精度浮点型*/ float x=1232.56789; /*定义x为单精度浮点型，并初始化值为1232.567*/,2.5.1 字符常量 单字符常量是用单引号括起来的一个字符。单字符常量可以有如下几种表示方法。 （1）直接形式 直接形式即在单引号内直接书写字符。例如a、b、? （2）八进制形式 八进制形式格式为ddd，其中“ddd”表示13位八进制数，其值代表的是某字符的ASCII值。“”是转义字符。八进制形式可以表示所有的字符。例如101（等于A），007（响铃控制字符），343（表示ASCII值为227的字符）。,2.5 字 符 型 数 据,（3）十六进制形式 十六进制形式格式为xhh，其中“hh”表示12位十六进制数，其值代表的是某字符的ASCII值，“”是转义字符，“x”是十六进制前缀。十六进制形式可以表示所有的字符。例如x41（等于A），x07（响铃控制字符），xe3（表示ASCII值为227的字符）。 （4）转义字符 转义字符是一种特殊的字符常量。转义字符以反斜线“”开头，后跟一个或几个字符。转义字符具有特定的含义，不同于字符原有的意义，故称“转义”字符。,常用的转义字符,aaa,30,字符常量的值：该字符的ASCII码值,如 A65， a97， 048 , n10,例 转义字符举例 main() printf(“101 x42 Cn“); printf(“I say:“How are you?“n“); printf(“C Programn“); printf(“Turbo C“); ,运行结果：(屏幕显示) A B C Isay:”How are you?” C Program Turbo C,2.5.2 字符变量 字符型变量(char)用来存放字符常量,注意一个字符变量只能存放一个字符常量。字符变量的定义形式如下： char c1,c2; 定义c1、c2为字符变量，在内存中个占一个字节，可以分别存放一个字符。下面是对c1、c2赋值： c1=a；c2=b； 实际上其内存中存放的是该字符的ASCII码（参见附录I）。 字符变量的初始化，如：char c1=a；c2=b；,2.5.3 字符数据在内存中的存储形式及其使用方法 将一个字符常量放到一个字符变量中，实际上是将该字符的ASCII代码以二进制形式放到存储单元中。 char与int数据间可进行算术运算,例 a=D; /* a=68; */ x=A+5; /* x=65+5; */ s=!+G /* s=33+71; */,main( ) char c1,c2; c1=7; c2=4; printf(“%c,%d,%d,%d”,c1,c2,c1-c2,c1+c2); ,运行结果：7,52,3,107,2.5.4字符串常量 字符串常量是由一对双引号括起的字符序列，可以没有字符，也可以只有一个字符。例如，“CHINA“ ，“How are you ! “， “$12.5“，“ “，“A“，“nc234“ 等都是合法的字符串常量。 字符串 “program“在内存存储的形式如图2.1所示。,该字符串占用8个字节的存储空间，但其有效字符的个数却是7，最后一个字节存储字符串结束标志“0”。,图2.1 字符串存储形式,字符串的有效字符的个数是第一个“0”前字符的个数的总和，有效字符的个数也称为字符串长度。 例如： “computer“ 长度为8。 “n“ 长度为1。 “abcn3450china“ 长度为5，而不是16，因为“0”后的字符是无意义的，“n”是一个转义字符，“345”是八进制表示的一个字符。 “ 长度为3，因为“”、“”与“”分别为一个字符。,字符常量与字符串常量不同,例: char ch; ch=“A”;,例2.7 大小写字母的转换 #include void main() char c1,c2； printf(“请输入两个小写字母”) scanf(“%c,%c”, printf(“c c，c1,c2）； ,运行结果： ,2.6 运算符和表达式,2.6.1 C运算符与表达式简介 运算符：运算是对数据进行加工的过程，描述各种不同运算的符号称为运算符。 操作数：参加运算的数据称为运算对象或操作数。 表达式：用运算符和括号将运算对象连接起来的符合C语言语法规则的式子称为C语言表达式。 学习时注意运算符的优先级、结合性（左结合性或右结合性），操作数的个数，表达式结果,2.6.2 算术运算符及算术表达式,1算术运算符 C语言提供了5个基本的算术运算符： + （加法运算符，或正值运算符。如:+、+） - （减法运算符，或负值运算符。如:-、-） * （乘法运算符。如:*） / （除法运算符。如:/） % （模运算符，或称求余运算符，%两侧均应为整型数据，如:%的值为）。,说明： 运算符，的优先级相同，*，/，%的优先级相同，*，/，%的优先级高于和运算符，算术运算符都是左结合的运算符。 对于运算的操作数，可以是整型或实型的常量、变量和函数，运算规则同一般的数学运算规则。 两整数相除，结果为整数，有一个是实型，则结果为实型 %要求两侧均为整型数据 都是双目运算符,例 5/2 = -5/2.0 = -5/3=,例 5%2 = -5%2 = 1%10 = 5%1 = 5.5%2,例 5/2 = 2 -5/2.0 = -2.5 -5/3=-1,例 5%2 = 1 -5%2 = -1 1%10 = 1 5%1 = 0 5.5%2 (),2算术表达式 用算术运算符和括号运算符将运算对象连接起来的符合C语言规则的式子，称为算术表达式。 算术表达式的计算符合运算符优先级和结合性的原则。计算表达式时的具体过程是：对表达式自左向右扫描运算对象，然后考察运算对象两侧的运算符。如果优先级不相同，则该运算对象和高优先级的运算符结合，当某运算符所需的运算对象全部都和该运算符结合后进行运算，运算后的结果就是下一个被处理的运算对象，否则继续扫描下一个运算对象；如果两侧的运算符优先级相同，则按照运算符的结合性原则去结合运算。如果运算符是左结合的，则和左侧的运算符结合，如果是右结合的，则和右侧的运算符结合。,例如: */-.5 是一个合法的表达式,语言规定了运算符的优先级和结合性。 在表达式求值时，先按运算符的优先级别高低次序执行，例如先乘除后加减。 规定了各种运算符的结合方向(结合性) 算术运算符的结合方向为“自左至右”，即先左后右 。,3 自增自减运算符及自增自减表达式 自增运算符和自减运算符，都是单目运算符，运算对象可以位于运算符前面，也可以位于运算符后面。当运算符位于运算对象前面时，称为前缀运算符，如 i和i；当运算符位于运算对象后面时，称为后缀运算符，如i和i。 自增自减运算符的功能是将运算对象加1或减1后，再将结果保存到运算对象中去，如i等同于ii1。,当表达式中出现自增自减运算符时，表达式的求值过程如下。 （1）自增自减运算符是后缀运算符时，应先使用自增自减运算符的运算对象计算整个表达式的值，然后再计算自增自减。（先用后增） 例2.4 main() int i=2,j=3; int k; k=(i+)+(j+)+4; printf(“result:k=%d,i=%d,j=%dn“,k,i,j); 程序运行结果为： result:k=9,i=3,j=4 表达式k(i)(j)4的运算可理解为：先运算表达式kij4，再计算i和j。,（2）自增自减运算符是前缀运算符时，应先完成自增自减，然后使用运算后的结果计算整个表达式的值。（先增后用） 例2.5 main() int i=2,j=3; int k; k=(+i)+(+j)+4; printf(“result:k=%d,i=%d,j=%dn“,k,i,j); ,运行结果应为多少？,result:k=11,i=3,j=4 表达式k(i)(j)4的运算可理解为：先运算i和j，再计算表达式kij4。,程序运行结果为：,（3）当表达式中既含有后缀自增自减运算符，又含有前缀自增自减运算符时，应先计算所有的前缀自增自减运算，再计算整个表达式的值，最后计算所有的后缀自增自减运算。 例2.6 main() int i=2,j=3; int k; k=(i+)+(j+)+4+(+i)+(+j); printf(“result:k=%d,i=%d,j=%dn“,k,i,j); ,程序运行结果为： result:k=18,i=4,j=5 表达式k(i)(j)4(i)(j)的运算可理解为：先运算i和j，再计算表达式kij4ij，最后计算i和j。 注意：在运算的时候变量i，j是变化的，但在某瞬间值是确定的。,重申： i+与+i的区别： +i是先执行ii+后，再使用i的值； i+是先使用i的值后，再执行ii+。 例如：i=3; j+i； i的值先变成4, 再赋给,j的值均为 ji+； 先将i的值3赋给j,j的值为，然后i变为,注意： (1)自增运算符（+），自减运算符（-），只能用于变量，而不能用于常量或表达式， (2)+和-的结合方向是“自右至左”。,语言中有的运算符为一个字符，有的运算符由 两个字符组成 ，为避免误解，最好采取大家都能理 解的写法。 例如：不要写成i+j的形式，而应写成 (i+)+j的形式,在调用函数时，实参数的求值顺序，标准并无统 一规定。 例如：的初值为，如果有下面的函数调用： printf（d，d，i，i+) 在多数系统中对函数参数的求值顺序是自右而左，printf函数输出的是“，”。以上这种写法不宜提倡， 最好改写成 j= i+; printf(“%d， %d“，j，i);,不要写出别人看不懂的也 不知道系统会怎样执行程 序,1简单的赋值运算符和赋值表达式 C语言的赋值运算符是“”，该运算符是双目运算符，它的优先级仅高于逗号运算符，是右结合性的。 由赋值运算符构成的赋值表达式的格式为： 变量确定的值 赋值表达式会得到两个值。一个是赋值运算符左侧变量的值；另一个是赋值表达式的值，表达式的值与变量的值是相同的。,2.6.3 赋值运算符和赋值表达式,下列表达式是合乎C语言表达式规则的表达式： a=123 a=123.456 c=a+A x=a+c a+(x=a+4)/c /*算术表达式*/ (x=a)+(b=3) /*合法的算术表达式*/,2复合的赋值运算符和复合的赋值表达式 在赋值运算符“”前加上其他的运算符，可以构成复合的赋值运算符。 如在“”前加上“”运算符就构成了“”运算符。 C语言提供了10种复合的赋值运算符，它们是 +=，-=，*=，=，%=，=，&=，=，|= 其中前5个是复合的算术赋值运算符，后5个是复合的位运算赋值运算符。复合的赋值运算符是双目运算符，优先级和赋值运算符相同，也是右结合性的。,由复合的赋值运算符构成的赋值表达式的格式为： 变量 确定的值 它等效于 变量=变量 确定的值 例如： a+=5 等价于a=a+5 x*=y+7 等价于x=x*(y+7) r%=p 等价于r=r%p,注意:如果是包含若干项的表达式，则相当于它有括号。 如： x %= y+3 x %= (y+3) |_ x = x %(y+3)(不要错写成x=x%y+3),对赋值表达式求解的过程是： 求赋值运算符右侧的“表达式”的值; 赋给赋值运算符左侧的变量。 例如: 赋值表达式“=3*5”的值为15，执行表达式后，变量a的值也是15。,注意: 一个表达式应该有一个值,左值 : 赋值运算符左侧的标识符 变量可以作为左值; 而表达式就不能作为左值(如a+b); 常量也不能作为左值，,右值 :出现在赋值运算符右侧的表达式 左值也可以出现在赋值运算符右侧，因而左值都可以作为右值。,赋值表达式中的“表达式”，又可以是一个赋值表 达式.例如: a=(b=5),分析:括弧内的“b=5”是一个赋值表达式，它 的值等于5。执行表达式“a=(b=5)”相当于执行 “b=5”和“ab”两个赋值表达式。 赋值运算符 按照“自右而左”的结合顺序，因此，“(b5)” 外面的括弧可以不要，即“a=(b=5)”和“a=b=5” 等价.,赋值表达式也可以包含复合的赋值运算符。 如：a+=a-=a*a 若a的值为12,分析:此赋值表达式的求解步骤如下 先进行“*”的运算， 它相当于*，a的值为144132。 再进行“”的运算，相当于=a+(-132)，a的值为132-132-264。,将赋值表达式作为表达式的一种，使赋值操作不仅可以出现在赋值语句中，而且可以以表达式形式出现在其他语句（如输出语句、循环语句等中. 如：printf(“%d“，a=b);,分析:如果b的值为3， 则输出a的值(也是表达式a=b的值)为3。在一个语句中完成了赋值和输出双重功能。,2.6.4 逗号表达式 逗号运算符:将两个表达式连接起来,又称为“顺序求 值运算符” 如：5，,一般形式: 表达式，表达式,求解过程： 先求解表达式，再求解表达式。 整个逗号表达式的值是表达式的值。,逗号表达式 的值为14,例：逗号表达式*5，*,分析:赋值运算符的优先级别高于逗号运算符， 因 此应先求解*5.,的值为5，然后求解*，得。整个逗号表达式的值为。,一个逗号表达式又可以与另一个表达式组成一个新的逗号表达式 如:（*，*）,a+5 先计算出的值等于，再进行*的运算得60（但值未变，仍为15），再进行得，即整个表达式的值为。,逗号表达式的一般形式可以扩展为 表达式，表达式，表达式，表达式 它的值为表达式的值。,逗号运算符是所有运算符中级别最低的 例: （，*） ，*3,赋值表达式，将一个逗号表达式的值赋给，的值等于,逗号表达式，包括一个赋值表达式和一个算术表达式，的值为，整个逗号表达式的值为18。,注意:并不是任何地方出现的逗号都是作为逗号运算符。 例如函数参数也是用逗号来间隔的。 如: printf(“%d,%d,%d”,a,b,c);,“，”并不是一个逗号表达式，它是printf函数的3个参数,printf(“%d,%d,%d”,(a,b,c),b,c),“（，）”是一个逗号表达式，它的值等于的值。,例2.7 main() int a=2,b=4,c=6,x,y; y=(x=a+b),(b+c); printf(“y=%d,x=%d“,y,x); 程序运行结果为： y=6,x=6 本例中的y等于6，而逗号表达式的值y(xab),(bc)是10。,2.6.5 条件运算符和条件表达式 条件运算符为?和：，它是一个三目运算符，即有三个参与运算的量。由条件运算符组成条件表达式的一般形式为： 表达式1? 表达式2： 表达式3 其求值规则为：如果表达式1的值为真，则以表达式2 的值作为条件表达式的值，否则以表达式2的值作为整个条件表达式的值。 条件表达式通常用于赋值语句之中。 例如条件语句： if(ab) max=a; else max=b; 可用条件表达式写为 max=(ab)?a:b; 执行该语句的语义是：如ab为真，则把a赋予max，否则把b 赋予max。,使用条件表达式时，还应注意以下几点： （1） 条件运算符的运算优先级低于关系运算符和算术运算符，但高于赋值符。因此 max=(ab)?a:b可以去掉括号而写为 max=ab?a:b （2） 条件运算符?和：是一对运算符，不能分开单独使用。 （3） 条件运算符的结合方向是自右至左。 例如： ab?a:cd?c:d 应理解为 ab?a:(cd?c:d) 这也就是条件表达式嵌套的情形，即其中的表达式cd?c:d又是一个条件表达式。,2.6.6 表达式小结 判断表达式类型应根据表达式中出现的运算符的优先级来判定。如果某一运算符在整个表达式的运算过程中优先级是最低的，或者是最后运算的运算符，那么表达式的类型就是该运算符所从属的类型。例如： x=(a=3,b*3) 是赋值表达式； x=a=3,6*a 是逗号表达式； (x=8)(y=9)+6 是关系表达式； (k=i+)/3*a 是算术表达式。,2.7 不同类型数据间的混合运算,C语言规定不同类型的数据不能够直接进行运算，只有相同类型的数据才可以。但是在描述表达式时，参与运算的运算对象却可以是不同类型的数据，于是在表达式进行运算的时候存在类型的转换问题。C语言中有两种形式的类型转换。,2.7.1 类型的自动转换 1赋值表达式中的自动转换 其转换的依据是将赋值运算符右侧的确定的值按照左侧变量定义的类型存储，即要把确定的值转换为变量定义的类型。 为了方便描述，以下所有的示例都假定有如下的变量说明： int a; long int b; unsigned int c; float x; char c1;,（1）浮点型数据赋给整型变量 浮点型数据赋给整型变量转换的方法是舍去浮点型数据的小数部分，将整数部分赋给整型变量。 （2）整型数据赋给浮点型变量 整型数据赋给浮点型变量转换的方法是数值保持不变，只是将整型数据以浮点型数据的存储形式存储到相应的浮点变量中。,（3）字符型数据赋给整型变量 具体转换的方法是将字符型数据的ASCII码存储到整型变量的低字节中，整型变量的高字节的所有位存储的是低字节的“高位扩展”。如果低字节的最高位为0，则高字节的所有位全部扩展为；如果低字节的最高位为1，则高字节的所有位全部扩展为。例如： c1=A,a=c1 整型变量a的值为65。字符型数据c1和整型变量a的存储如图2.4所示。,图2.4 变量c1，a的存储,（4）整型数据赋给字符型变量 整型数据赋给字符型变量时的具体转换方法是将整型数据的低字节存储的内容存储到字符型变量中去，即“高位截断”。例如： c1=254 运算后c1的ASCII码值为254。字符型变量c1，整型常量254的存储如图2.6所示。,图2.6 变量c1,常量254的存储,（5）int型数据赋给long int型变量 int型数据赋给long int型变量时，具体转换的方法是将int型数据的值存储到long int变量的低字中。,图2.8 变量a,b的存储,（6）long int型数据赋给int 型或unsigned int型变量 具体转换的方法是将long int型数据的低字的内容存储