C程序设计与实践第2章(课件).ppt

程序设计与实践,目录第2章数据类型、运算符与表达式2.1概述2.2基本概念和预备知识2.3整型(int)2.4实型(float和double)2.5字符类型(char)2.6字符串2.7数据类型转换2.8几种特殊算术表达式,2.9关系运算符和关系表达式2.10逻辑运算符和逻辑表达式2.11条件表达式2.12本章小结,第2章数据类型、运算符与表达式2.1概述C语言的数据结构是通过数据类型来表现的，数据类型直接对应着数据的存储形态，因此，在C程序设计中对于用到的所有数据都必须指定其数据类型。本章主要介绍C语言中最常用的基本数据类型，各类型中的常量与变量，以及算术、赋值、逗号等运算符及其相应的表达式。掌握C语言数据类型，熟悉定义整型、实型、字符型变量，以及对其赋值的方法。掌握C语言算术运算符、赋值运算符、逗号运算符以及这些运算符的表达式。要注意运算符的优先级与结合性，特别注意自增、自减运算符的使用。2.1.1程序语言中数据的作用一个程序应包括以下两方面内容：,(1)对数据的描述。在程序中要指定数据的类型和数据的组织形式，即数据结构(datastructure)。(2)对操作的描述。即操作步骤，也就是算法(algorithm)。数据是操作的对象，操作的目的是对数据进行加工处理，以得到期望的结果。著名计算机科学家沃思(NikiklausWirth)提出一个公式：程序数据结构算法。实际上，一个程序的开发除了以上两个主要要素之外，还应当包括采用结构化程序设计方法进行程序设计，即确定数据结构、算法、编码、在计算机上调试程序、整理并写出文档资料。并且用某一种计算机语言表示对于该语言程序开发的工具环境等。以上几个方面是一个程序设计人员所应具备的,知识。在设计一个程序时要综合运用这几方面的知识。2.1.2数据类型及其作用数据是程序加工、处理的对象，也是加工的结果，是程序设计中所要涉及和描述的主要内容。程序所能够处理的基本数据对象被划分成一些集合。属于同一集合的各数据对象称为数据类型。每一数据类型都具有同样的性质，例如对它们能够做同样的操作，它们都采用同样的编码方式，占用同样大小的存储空间等等。计算机硬件把被处理的数据分成一些类型，例如整数、浮点数等。CPU对不同的数据类型提供了不同的操作指令，程序语言中把数据划分成不同类型与此有密切关系。在程序语言中，数据类型的意义还不仅于此。,所有程序语言都是用数据类型来描述程序中的数据结构、数据表示范围、数据在内存中的存储分配，以及对于数据允许的操作等。实际上，数据类型是计算机领域中一个非常重要的概念，可以说是计算机科学的核心概念之一。2.1.3C语言中的数据类型算法处理的对象是数据，而数据是以某种特定的形式存在的(例如整数、实数、字符等形式)。所谓数据结构指的是数据的组织形式。例如，数组就是一种数据结构。处理同一类问题，如果数据结构不同，算法也会不同，数据结构直接对算法有直接影响。例如，对10个整数排序和对由10个整数构成的数组排序的算法是不同的。因此，在考虑算法时，必须先考虑到数据结构。实际上，应当综合考虑数据结构和算法，选择最佳的数据结构和算法。,C语言的数据结构是以数据类型形式出现的。C的数据类型如图21所示。在本章中主要介绍基本数据类型中最常用的一些类型。图21C语言数据类型,2.2基本概念和预备知识2.2.1标识符1.标识符的作用在程序中使用的常量名、变量名、函数名、标号等统称为标识符。除保留字和库函数的函数名由系统定义外，其余都由用户自定义。C语言的保留字是语言本身保留下来，有特殊用途的一些单词，例如：if、for、int、float、long等。2.C程序中标识符的命名规则C语言规定，标识符只能是字母(AZ，az)、数字(09)、下划线(_)组成的字符串，并且其第一个字符必须是字母或下划线。以下的各标识符是合法的：,a，x，_3x，BOOK_1，sum5以下的各标识符是非法的：3s(以数字开头)s*T(出现非法字符*)3x(以减号开头)bowy1(出现非法字符减号)在使用标识符时还需要注意以下几点：(1)标准C不限制标识符的长度，但它受各种版本的C语言编译系统限制，同时也受到具体机器的限制。例如在某版本C系统中规定标识符前八位有效，当两个标识符前八位相同时，则被认为是同一个标识符。,(2)在标识符中，大小写是有区别的。例如BOOK和book是两个不同的标识符。(3)标识符虽然可由程序员随意定义但是在命名时要尽量贴近应用场合，不要太随意。3.标识符分类：(1)关键字：C语言规定了一批标识符，他们在C语言中代表着固定的含义，不能另做它用。比如：autobreakcasecharconstcontinuedefaultdodoubleelseenumexternfloatorgotoifintlongregisterreturnshortsignedsizeofstaticstructswitchtypedefunionunsignedvoidvolatilewhile,(2)预定义标识符：C语言语法允许用户把这类标识符另做它用，但是这些标识符将失去系统规定的原意。比如：printfdefine(3)用户标识符：由用户根据需要定义的标识符称为用户标识符。2.2.2常量常量为可以直接在程序中使用的数据。有数值型常数，如：3、100、3.14；字符常量，如：A、a、#、；字符串常量，如：hello。常量可以直接应用于表达式或函数调用中。例如：i10；a1.4b*0.5；kmax(i,20)；printf(”hello”)；,2.2.3符号常量在C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。符号常量与变量不同，它的值在其作用范围内不能改变，也不能再被赋值。符号常量在使用之前必须先定义，其一般形式为：#define标识符常量其中#define也是一条预处理命令(预处理命令都以”#”开头)，称为宏定义命令(在后面预处理程序中将进一步介绍)，其功能是把该标识符定义为其后的常量值。一经定义，以后在程序中所有出现该标识符的地方均代之以该常量值。例2.1符号常量的使用。,#include#definePRICE234500/定义价格常量voidmain()intnumber,total,discount；number150；totalnumber*PRICE;/引用PRICE计算总量/*引用PRICE计算折扣量*/,discountnumber*PRICE*0.15;printf(”total%dn”，total)；printf(”discount%dn”，discount)；程序运行结果：图22例2.1的运行结果一般习惯，符号常量名用大写，变量名、函数名等用小写，以示区别。使用符号常量的好处是：,(1)使用符号常量使程序中的常量含义清楚，例如PRICE比234500含义清楚；有时在一个程序中，相同的常量可能表示不同的含义，如：整数100，可能代表学生数，也可能代表学生成绩，还可能代表图书价格等，在复杂的程序中经常会出现这种情况，而通过使用符号常量，就可以很好地提高了程序的可读性；(2)在需要修改符号常量时，只需要修改定义即可，例如修改234500时，程序中所有PRICE会随着变化，即“一改全改”。2.2.4变量1.什么是变量简单说来，在程序运行中，其值可以改变的量称之为变量。每个变量都包含变量的名称、变量的值(当前值)、变量的类型和变量的地址等属性。,2.变量的命名规则变量名是标识符很重要的一种应用。它的命名规则遵从标识符的命名规则，但是，要注意，C语言的保留字和库函数名字，不能作为变量名来使用。下边几个变量名字是非法的：M.D.JohmMYM123含有非法字符int、float与关键字重名sin、cos与函数名重名#55以#开头bd出现非法字符变量的命名应注意的事项：,(1)习惯上变量名采用小写字母表示；(2)由于C语言规定大小写是有区别的，因此sun和SUN是两个不同的变量名；(3)采用“见名知义”的变量名，以增加程序的可读性。例如：name表示姓名，day表示日期。3.变量的定义C语言系统要求，在其环境里运行的每个变量都必须预先定义，也就是说，首先需要声明一个变量的存在，才能够使用它。要定义一个变量需要提供两方面的信息：变量的名字和类型，其目的是由变量的类型决定变量的存储结构，以便使C语言的编译程序为所定义的变量分配存储空间。定义格式：,类型说明符变量1，变量2，；其中，类型说明符必须是C语言中的一个有效的数据类型，如整型类型说明符int、字符类型说明符char等。例如：inti,j,k；/说明i，j，k为整型变量charcc；/说明cc为字符变量floatx,y；/说明x，y为浮点型变量变量的定义应注意的事项：(1)凡未被事先定义的，都不能作为变量名使用，这就提高了程序的正确性。如声明部分有“intstudent；”在语句体中却写成“statent70”，则程序编译时会报错，提示标识符statent没有说明。,(2)每一个变量被指定为一确定类型，在编译时将为其分配相应的存储单元。(3)程序运行时，系统根据变量类型检查该变量的运算是否合法。例如整型变量a和b，可以进行求余运算：表达式a%b，当a，b都为整型数据时才能正常运行，否则会给出有关“出错信息”。(4)在C语言程序中，允许在定义变量的同时，为该变量赋一个初始值，也称为变量的初始化。例如：inta3；floatf3.56；charca；也可以使一部分被定义的变量赋初值。例如：,inta,b,c5；/仅对于变量c赋了初值。如果对几个变量赋予初值3，不能写成：intabc3；应写成：inta3,b3，c3；变量获取值的几种方式变量可以通过多种方式获得值，例如想要使整型变量i得到数值10，可用如下方法：变量的初始化，如：inti10；通过输入函数，使变量获得输入的值，如：,scanf(”%d”，/定义整型变量iintm,n,i1,i2,i3;/定义整型变量m，n，i1，i2，i3inti100,j500；/定义整型变量i、j并分别赋初值100、500,2.整型变量的引用例如：i15;/给变量i赋以整数15i；/变量i值增1sumsumi；/变量sum的值与变量i的值相加以后的结果，送入变量sum中。3.int型变量保存数据的范围int型变量保存数据的范围与编译系统为int型变量分配的字节大小直接相关。在TurboC2.0开发环境中int型数据被分配2个字节，可以表示从32768到32767范围内的整数值。,在VC6.0开发环境中int型数据被分配了4个字节，可以表示从2147483648到2147483647范围内的整数值。例2.3显示int型变量所占的字节数。#includevoidmain()printf(”thebytesofthevariablesare：n”)；printf(”int：%dbytesn”，sizeof(int)；程序运行结果为：,图23例2.3的运行结果这里使用的sizeof()不是函数，是运算符。sizeof(x)作用是计算x在内存中所占字节数，x可以是常量、变量、类型标识符等。4.int型数据的溢出在C运行环境中，一个整型变量只能容纳一定范围内的数，如果超出范围就发生“溢出”，但运行时不报错。例如：在VC环境中，默认的一个整型变量为四个字节，即一个整型变量只能容纳21474836482147483647(,2312311)范围内的数，无法表示大于2147483647或小于2147483648的数，遇此情况就发生“溢出”，但运行时不报错。例2.4VC环境下，整型数据的“溢出”#includevoidmain()inta,b；a2147483647；,ba1；printf(”BFQna%d，a1%dn”，a,b)；a2147483648；ba1；printf(”BFQna%d，a1%dnn”，a,b)；程序运行结果为：图24例2.4的运行结果,2.3.3运算符和表达式对于整型数据可以使用的算术运算符有：(负号)、(加号)、(减号)、*(乘号)、/(除号)、%(取余)。注意，在程序中已经定义了的两个整数，相除的结果仍为整数型。例如：7/3的结果为2,8%3结果为2，8%3结果为2,8%3结果为2，8%3结果为2。对于整型数据的其他运算符，如：关系运算符等，将在以后的有关章节中介绍。2.3.4输入整型数据的输入主要采用格式输入函数scanf()。例如：,inta,b,c；scanf(”%d%d%d”，/定义整型变量a、b、c、d、ea30;b2;c10;d15;/a、b、c、d分别赋初值cac;dbd;ea*b;/把ac,bd，a*b的值分别赋给变量c，d，eprintf(”ac%d，bd%d，a*b%dn”，c,d,e);/输出变量c、d和e的值程序运行结果：,图25例2.5的运行结果,2.4实型(float和double)实数型数据，简称为实型，分为单精度实型(float)、双精度实型(double)和长双精度型(longdouble)三种，本章主要介绍float和double，longdouble将在第十章介绍。2.4.1常量一、实型常量的表示方法实数又称浮点数。实数有两种表示形式：(1)十进制小数形式。它由数字和小数点组成。例如：.123、123.、123.0、0.0都是十进制小数形式。(2)指数形式。如123e3或123E3都代表123103。字母e或E之前必须要有数字，且字母e或E后面的指数必须为整数，字母e或E的前后及数字之间不,得有空格(实型变量也遵守这个规则)二、实型常量的类型在许多C编译系统中，不分单、双精度实型常量都作为双精度型实数来处理，这样可以保证较高的精度。也可以在实数的后面加字符f或F，如1.65f、654.87F，使编译系统按单精度型处理实数。2.4.2变量1.实型变量的定义实型变量定义有两种形式，分别表示单精度实型和双精度类型，它们的一般形式为：float变量名列表；,double变量名列表；例如：floatfx,fy,fz;/定义单精度实型变量fx，fy，fzdoubledx,dy,dz;/定义双精度实型变量dx，dy，dzfloatx3.6,y4.8；/定义单精度变量x、y并分别赋初值3.6、4.82.变量的引用例如：f15.0;/给变量f赋以实数15.0sumsumf；/变量sum的值与变量f的值相加以后的结果，送入变量sum中。fabs(ab)、aa1；ba;相当于aa1;ba；ba；相当于ba;aa1；ba;相当于aa1;ba；说明：(1)使用和表达式可以使整个程序简化，但其只能用于变量，不能用于常量和表达式。(2)i和i在表达式中多次出现时，在表达式中每出现一次，则相当于多增加一条自增或自减的语句。(3)尽量不要在输出函数的实参表中使用和赋值表达式，在不同系统版本之间会有一些区别。例如下列程序段：,inti1；printf(”%d，%d，%dn”，i，i,ii)；的执行结果与输出列表的计算顺序密切相关，与编译程序直接相关，本书程序调试采用VC6.0。“例如：i2；ai；结果：a2；i3；因为相当于：i2；ai；ii1；i2；ai；结果：a3；i3；因为相当于：i2；ii1；ai；”和”思考：main(),inti，j，m，n；i8；j10；mi；nj；printf(“%d，%d，%d，%d”，i，j，m，n)；”2.8.3逗号运算符逗号运算符又称顺序运算符。在C语言程序中逗号“，”也是一种运算符。主要用于将若干表达式“串联”起来，表示一个顺序的操作(计算)，一般情况下，使用逗号表达式的目的只是想分别得到各个表达式的值，而并非一定需要得到和使用整个逗号表达式的值。,逗号运算符的使用形式：表达式1，表达式2，.表达式n逗号表达式的求解过程：自左向右，求解表达式1，求解表达式2，求解表达式n。整个逗号表达式的值是表达式n的值。例2.13逗号运算符的使用#includevoidmain()inta6,b3,c8,y；y(ab,bc)；,printf(”y%dn”，y)；运行结果：图215例2.13的运行结果本例中，整个逗号表达式的值也就是表达式2的值，程序将整个逗号表达式的值11赋于y。使用逗号表达式还需要注意以下三点：(1)程序中使用逗号表达式，通常是要分别求逗号表达式内各表达式的值，并不一定只是为了计算逗号表达式的值。例如：,y(xx3,y2)；(2)逗号表达式一般形式中的表达式1和表达式2也可以又是逗号表达式。例如：表达式1，(表达式2，表达式3)形成了嵌套情形。因此可以把逗号表达式扩展为以下形式：表达式1，表达式2，表达式n整个逗号表达式的值等于表达式n的值。(3)并不是在所有出现逗号的地方都组成逗号表达式，很多情况下，逗号仅用作分隔符，函数参数表中逗号只是用作各变量之间的间隔符。例如inta,b,c；中，如声明变量时的逗号，作用只是分隔符。例2.14声明变量时，逗号只是分隔符,#includevoidmain()inta6,b3,c8,x,y,z；y(xab,(za*c,bx)；printf(”y%d，x%d，z%dn”，y,x,z)；,图216例2.14的运行结果,2.9关系运算符和关系表达式关系运算符共有六种，分别是：(大于)、(大于或等于)(等于)、！(不等于)关系运算符使用的优先次序：(1)前4种关系运算符的优先级别高于后两种。(2)关系运算符的优先级低于算术运算符，但高于逻辑运算符。(3)关系运算符的优先级高于赋值运算符。例如：cab等效于c(ab),abc等效于(ab)cabc等效于a(bc)关系表达式用关系运算符将两个表达式(可以是算术、关系、逻辑、赋值、字符表达式)连接起来的式子，称关系表达式。例如：ab,abbc,(a3)(b5),ab)(bc)。关系表达式的值是一个逻辑值，即“真”或“假”。以“0”代表“假”，以非“0”的数值表示“真”。例如判断字符c的属性可以进行如下判断：,ab)|(nab);”是把左边ab的结果赋给变量m，把右边ab的结果赋给变量n，最后把(mab)|(nab)的结果赋给变量x。计算过程如下：先计算左边ab成立，即结果为1，变量m1；既然|左边已取值真，于是就不再去计算|右边，而直接把逻辑值1赋给变量x。所以，变量n仍保持初值3。重要建议：如果不是非常有把握，