C语言-第3章.ppt

第3章基本运算与输入输出 主要内容 3 1运算符与表达式概述3 2数据对象的存取3 3基本数值运算3 4其他常用运算3 5输入与输出 3 1运算符与表达式概述 3 1 1运算符3 1 2表达式 3 1 1运算符 运算符的作用运算符的种类算术 逻辑 位 单目 二目 三目 3 1 2表达式 什么是表达式 表达式的形式简单表达式 例a常量表达式 例3 4 a 左值表达式 例a a i 表达式的值与类型运算符的优先级运算符的结合性表达式的求值顺序 顺序点 3 2数据对象的存取 3 2 1间接引用运算与间接引用数据对象3 2 2赋值运算与赋值表达式 3 2 1间接引用运算与间接引用数据对象 数据对象数据对象的存和取数据对象的直接引用数据对象的间接引用取地址运算间接引用运算符 几个概念 3 2 2赋值运算与赋值表达式 赋值运算的功能赋值运算符及表达式 和 的区别a 1和a 1 2的正确性赋值运算的计算过程类型不一致时系统作转换赋值表达式的值赋值表达式的类型 赋值运算 3 2 2赋值运算与赋值表达式 inta floatb 7 5 a b 5 思考 变量a运算后的值和类型 类型按照何种规律转换 赋值数据的类型转换 3 2 2赋值运算与赋值表达式 整型数据赋给相同宽度的整型左值对象unsignedchar型 char型unsignedint型 int型unsignedlongint型 longint型short型 unsignedshort型 原则 数据在内存中的实际存储形式原样赋值 按左边对象类型解释赋值后的数据 赋值数据的类型规则 1 3 2 2赋值运算与赋值表达式 include 假设在16位编译环境运行 intmain void unsignedinti 40000 intj j i printf d n j 赋值数据的类型规则 1 3 2 2赋值运算与赋值表达式 较长的整型数据赋给较短的整型左值对象int型 char型shortint型 char型longint型 unsignedint型unsignedlongint型 int型 原则 从较长数据的低位部分截出宽度较短数据的二进制位数赋给较短的左值数据对象 根据短宽度变量的类型计算其实际值 赋值数据的类型规则 2 3 2 2赋值运算与赋值表达式 include 假设在16位编译环境运行 intmain void inti 3873 charc c i printf c n c 赋值数据的类型规则 2 3 2 2赋值运算与赋值表达式 较短的整型数赋给较长的整型左值对象char型 int型unsignedchar型 shortint型unsignedint型 unsignedlongint型int型 unsignedlongint型 原则 扩展较短整型数的表示位数 赋值数据的类型规则 3 3 2 2赋值运算与赋值表达式 include 假设在16位编译环境运行 intmain void unsignedintu 40000 longintj j u printf ld n j 如果较短的整型数是无符号数 则不管赋值号左边的整型对象是否有符号一律补0 保持数值不变 赋值数据的类型规则 3 3 2 2赋值运算与赋值表达式 include 假设在16位编译环境运行 intmain void inti 32768 longintj j i printf ld n j 如果较短的整型数是有符号数 则高位部分一律补上较短整型数符号位的值 赋值数据的类型规则 3 3 2 2赋值运算与赋值表达式 实型数赋给整型左值对象float型 int型doule型 int型float型 shortint型double型 longint型 原则 浮点数赋给整型左值对象的赋值类型转换仅取浮点数整数部分 赋值数据的类型规则 4 3 2 2赋值运算与赋值表达式 include 假设在16位编译环境运行 intmain void inta floatb 123 456 a b printf a d n a 赋值数据的类型规则 4 3 2 2赋值运算与赋值表达式 整型数赋给实型左值对象int型 float型int型 doule型shortint型 float型longint型 double型 原则 将整型数转换成浮点数的形式赋给实型左值对象 赋值数据的类型规则 5 3 2 2赋值运算与赋值表达式 include 假设在16位编译环境运行 intmain void floata intb 123 a b printf a f n a 赋值数据的类型规则 5 3 2 2赋值运算与赋值表达式 较长的实型数赋给较短的实型左值对象double型 float型longdouble型 doule型longdouble型 float型原则 只保证赋给较短的实型左值对象对应的有效数字位数准确 赋值数据的类型规则 6 3 2 2赋值运算与赋值表达式 include 假设在16位编译环境运行 intmain void doublex 123453212 789 floaty y x printf y f n y 赋值数据的类型规则 6 3 2 2赋值运算与赋值表达式 较短的实型数赋给较长的实型左值对象float型 double型double型 longdoule型float型 longdouble型原则 将按较长的实型左值对象空间的大小重新表示较短的实型数 有效数字位数扩展到较长实型左值对象的有效位个数 赋值数据的类型规则 7 3 2 2赋值运算与赋值表达式 include 假设在16位编译环境运行 intmain void floatx 1234 123 doubley y x printf y lf n y 赋值数据的类型规则 7 3 2 2赋值运算与赋值表达式 尽量避免有符号数和无符号数之间的转换尽量避免较长宽度的数据赋值给较短宽度的左值对象明确数据范围 避免溢出 赋值数据类型转换的注意点 3 2 2赋值运算与赋值表达式 表示形式V1 V2 V3 V4 EVi的要求计算顺序类型转换 嵌套的赋值运算 3 2 2赋值运算与赋值表达式 表示形式a a b a b优点允许复合的运算符 对象的要求 复合的赋值运算 3 3基本数值运算 3 3 1算术运算符3 3 2算术表达式求值中的类型转换问题求值正确性问题3 3 3数学库函数3 3 4数值计算中的溢出和误差问题 3 3 1算术运算符 3 3 1算术运算符 5 3 5 0 3 取模运算符 7 2 分离数的各位数字 如123 基本算术运算符 3 3 1算术运算符 和 的作用a 和 a a 和 a的区别例 inta 3 b c d e b a a b c a a c d a a d e a a e 如何理解a b这样的表达式 5 a b a a a 是否正确 自增自减运算符 3 3 2算术表达式 什么是算术表达式 算术表达式的操作数范畴和类型是什么 例 a 1 5 c e 算术表达式的求值顺序及 的作用例1 a b c例2 a b 10 c例3 a b c d 3 3 2算术表达式 如果参与运算的两个操作数类型相同 则直接计算 运算结果的类型不变例 3 4 3 4如果参与运算的两个操作数类型不同 则系统自动提升较低类型操作数为较高类型操作数 运算结果为较高类型 几个原则 浮点数类型高 整型数类型低相同存储长度时无符号整型高 有符号整型低存储空间越大级别越低 算术表达式求值过程中的类型转换 1 3 3 2算术表达式 a 表达式中的char和short型操作数总被提升为int b 在有些系统中 float总被提升为double 如在TurboC中 而有些系统则不是 如在DevC 中 因此 float如何提升与系统有关c 类型提升不是逐级进行 而是将参与运算的两个操作数中较低类型的操作数直接提升成另一个较高操作数的类型 d 数据类型提升是由系统自动进行的 只是产生一个临时的数据参与运算 并不改变操作数本身的类型 算术表达式求值过程中的类型转换 2 3 3 2算术表达式 charc shorts inti unsignedu longl unsignedlongul floatf doubled longdoubleld 假设有如上声明 下列表达式的类型是 1 c i 2 s 5 0f 3 u I 4 i l 5 u l 6 f i 1 7 c ld 8 ul u c 9 s f i 算术表达式求值过程中的类型转换 3 3 3 2算术表达式 算术表达式求值过程中的类型转换 4 3 3 2算术表达式 整数除法结果的正确性问题例 7 2计算结果溢出问题例 long型变量c 123 456有效数字问题例1 float型变量x 123456789 123例2 double型变量a 3 0e15 10 算术表达式求值中的问题 3 3 3数学库函数 调用数学库函数必须在程序中包含头文件 include或 include math h 函数原型的一般形式为 返回值类型函数名 形参类型 与参数名 形参类型n与参数名n 函数的一般调用形式为 函数名 实参 实参 实参n 3 3 3数学库函数 求绝对值函数intabs intx 例 对于整型变量x abs x abs x 5 doublefabs doublex 例 对于实型变量y fabs 4 5 y 求对数函数doublelog doublex doublelog10 doublex 常用数学库函数 1 3 3 3数学库函数 计算xy的函数doublepow doublex doubley 例 pow 2 4 求平方根函数doublesqrt doublex 例 一元二次方程两个根的表示 x1 b sqrt b b 4 a c 2 ax2 b sqrt b b 4 a c 2 a 常用数学库函数 2 3 3 3数学库函数 常用三角函数doublesin doublex x以弧度为单位 doublecos doublex x以弧度为单位 doubletan doublex x以弧度为单位 doubleasin doublex x 1 doubleacos doublex x 1 doubleatan doublex x取值任意 常用数学库函数 3 3 3 4数值计算中的溢出和误差 溢出 overflow 的原因对于给定的某种类型数M 其值超出了这种数据类型所能表示的数值范围 假定该范围是Min Max 进一步 如果M Max称为上溢 如果M Min则称为下溢溢出发生的情况赋值时溢出 包括变量初始化时 表达式求值过程中溢出 3 3 4数值计算中的溢出和误差 includeintmain void intx y x 32767 y x 1 printf d n y includeintmain void intx y x 32768 y x 1 printf d n y 赋值溢出 1 3 3 4数值计算中的溢出和误差 赋值溢出 2 3 3 4数值计算中的溢出和误差 include 假设在16位编译环境运行 intmain void floatx 66666 123 doubley y x printf y lf n y 运行结果 赋值溢出 3 3 3 4数值计算中的溢出和误差 处理规律假设有赋值运算E V 1 如果V的绝对值超出同样位数的无符号数的表示范围 首先将Vmod2n 2 如果该值不在E的类型表示范围内 则溢出可用公式 溢出处理的结果 1 溢出数的符号值 2n 溢出数 赋值溢出 4 3 3 4数值计算中的溢出和误差 include 假设在16位编译环境运行 intmain void longintx x 10 456 789 6 printf ld n x 程序输出值为什么是 5340而不是 59954 怎么计算 如何修改程序就能得到正确的理论值 求值过程中的溢出 3 3 4数值计算中的溢出和误差 产生误差的原因由于受到计算机字长的限制 计算机中的浮点数除特殊情况外 都是近似表示的 当某个值不能精确表示时 就会产生误差 例如实数0 2有效位数与误差的关系 计算误差 1 3 3 4数值计算中的溢出和误差 includeintmain void floatx 1 11111111 floaty 2 22222222 floatz x y printf 8f n z includeintmain void doublex 1 11111111 doubley 2 22222222 doublez x y printf 8f n z 计算误差 2 3 3 4数值计算中的溢出和误差 includeintmain void floatx 2 345 doubley 2 345 if x y printf Y elseprintf N includeintmain void floatx y x 1234 5678e5 y x 9 printf f n y 计算误差 3 3 4其他常用运算 3 4 1强制类型转换运算3 4 2sizeof运算符及表达式3 4 3逗号运算符及表达式 3 4 1强制类型转换运算 强制类型转换的目的强制类型转换的一般形式 类型关键字 表达式 例 double a int x 3 long t 5 3 4 1强制类型转换运算 includeintmain void floatx y intk x 3 6 y k int x printf x f nk d ny f n x k y 输出结果是什么 变量x的类型是什么 3 4 2sizeof运算符及其表达式 sizeof运算符的目的sizeof运算符的基本使用形式sizeof 表达式 sizeof 类型关键字或类型名 sizeof数组名sizeof单一常量或变量名或一个单目运算表达式 3 4 2sizeof运算符及其表达式 以下这些表达式的运算结果是 intb 10 sizeofbsizeof1 5sizeof1 5fsizeof1Lsizeof char sizeof float sizeof A 逗号运算的目的逗号表达式的一般形式表达式1 表达式2逗号运算符属于顺序点运算符y 2 x x 3 x 5 3 4 3逗号运算符及其表达式 includeintmain void inta a 3 5 a 4 a 5 printf a d n a 两个程序是否都正确 includeintmain void inta a 3 5 a 4 a 5 printf a d n a 3 4 3逗号运算符及其表达式 3 5输入与输出 3 5 1输入输出包含文件stdio h3 5 2字符数据的输入输出3 5 3格式化输入输出 3 5输入与输出 输入 input 的含义程序在运行期间从输入设备 如键盘 磁盘和光盘等 上获取程序要处理的数据的过程称为 输入 默认的输入设备通常是键盘输出 output 的含义将程序运行处理的结果发送到输出设备 如显示终端 磁盘和打印机等 的过程谓之 输出 默认的输出设备通常是显示器 屏幕 输入输出流标准输入流 stdin 标准输出流 stdout 标准错误输出流 stderr 输入与输出的含义 3 5 1输入输出包含文件stdio h stdio h中包含的内容标准I O函数的原型声明标准I O函数使用的符号常量定义类函数宏 类似函数 是用带参数的宏实现的函数 的定义文件输入输出操作使用的FILE结构类型定义stdio h的作用stdio h引用的形式 include或 include stdio h 3 5 2字符数据的输入输出 getchar的功能从标准输入流stdin中当前读入位置读入一个字符 若成功读入返回该字符的编码 若出错或遇到文件结束符则返回 1真正的形式为 definegetchar getc stdin getchar的调用形式getchar 对于字符类型变量ch getchar getchar 3 5 2字符数据的输入输出 putchar的功能将程序中的一个字符的编码 不进行任何加工处理 送到标准输出流stdout的当前输出位置 并把该字符编码对应的符号显示在屏幕上 正确时返回送出的字符编码 出错时返回 1真正的形式为 defineputchar c putc c stdout putchar的调用形式putchar 整型表达式 参数 整型表达式 的值若不在0 255之间要做溢出处理 如putchar 65 putchar 321 putchar 5 putchar A putchar 12 putchar xa putchar n putchar 3 5 2字符数据的输入输出 includeintmain void charc c getchar putchar c 输入A 输出 程序 3 5 3格式化输入输出 格式输出printf格式输入scanf 3 5 3格式化输入输出 printf的功能将调用时给出输出项 内存中的数据存储形式 按指定的格式转换为字符序列 字符串 送到stdout并在屏幕上显示函数的返回值为实际输出的字符个数printf函数的一般调用形式printf 格式控制字符串 输出项表 格式控制字符串用来指出输出的格式 通常是用双引号括起来的字符串常量输出项表给出要求输出的数据 格式输出printf 3 5 3格式化输入输出 格式控制字符串有两类信息组成转换说明 以 开头并加上一个转换说明符 号与转换说明符之间还可以附加一些转换修饰符转换说明的一般形式如下 转换修饰符转换说明符如 ld表示把程序中的一个longint型数转换成对应字符串序列输出普通字符 格式控制字符串中除转换说明之外的任何可表示的字符 包括空格 转义字符序列 普通字符按原样或字符的功能直接输出 如printf hello world 格式输出printf 格式控制字符串 3 5 3格式化输入输出 格式控制字符串 转换说明 1 3 5 3格式化输入输出 格式控制字符串 转换说明 2 3 5 3格式化输入输出 格式控制字符串 转换修饰符 1 3 5 3格式化输入输出 说明 l和h可用于 d u o和 x 用来指出输出长 l 整型数与短整型数 h l也可以用于 f e或 E 和 g或 G 指出输出双精度浮点数 也可以使用L转换修饰符指出输出longdouble长双精度浮点数 格式控制字符串 转换修饰符 2 3 5 3格式化输入输出 输出项表由若干个输出项 也可以没有任何输出项 这也说明printf是C语言中的参数可变的函数 构成 没有输出项的printf函数的调用有如下的最简单形式 printf 格式控制字符串 每个输出项可以是常量 变量 具有返回值的函数调用及它们组成的表达式各输出项之间用逗号分隔 格式输出printf 输出项表 1 3 5 3格式化输入输出 输出项表中的输出项应与格式控制字符串中的转换说明在个数 顺序 类型上一一对应 例如 printf c d f n x y z printf c d n x y z printf c d f n x y 输出项与转换说明之间的关系 格式输出printf 输出项表 2 3 5 3格式化输入输出 输出过程每个输出项表达式求值后按其结果类型被顺序存储到一个称为 堆栈 的存储区 扫描格式控制字符串 若遇到的是非转换说明则直接把该字符放入输出缓冲区的当前位置 当遇到一个转换说明时 则按转换说明符指出的类型从堆栈中取出对应长度的数据 按要求转换成字符序列顺序放入输出缓冲区中 把输出缓冲区中加工好的内容传送到屏幕上去输出顺序分析printf d d n c c 格式输出printf的基本原理 3 5 3格式化输入输出 includeintmain void chargrade printf Enteryourdesiredscorein printf Grade scanf c 程序运行的输入 输出 EnteryourdesiredscoreinGrade AOk youcangetA 程序 3 5 3格式化输入输出 includeintmain void unsignedui 65534 inti 1 longj 2009 printf d o x u n i i i i printf 010d 010o 010 x 010u n i i i i printf ld lo lx lu n j j j j printf 010ld 010lo 010lx 010lu n j j j j printf d u n ui i 利用printf输出整数 1 3 5 3格式化输入输出 1 177777 ffff 65535 000000001 0000177777 000000ffff 00000655352009 3731 7d9 20092009凵凵凵凵凵凵 3731凵凵凵凵凵凵 7d9凵凵凵凵凵凵凵 2009凵凵凵凵凵凵 2 65535 程序的输出结果为 3 5 3格式化输入输出 int型数不能用 ld格式输出 反之 long型数也不应该使用 d格式输出 除非long型数在int型数的表示范围之内 如printf d 2000000000 在16位的编译系统中的输出将是 27648以八进制形式或十六制形式输出整数是将内存中整型数的存储形式的所有二进位 包括符号位 按八进制形式或十六制形式输出 因此输出的数值不带符号 利用printf函数输出整数的注意点 3 5 3格式化输入输出 无符号整数可以使用 d格式输出 有符号整数也可以使用 u格式输出整型数据不能用浮点转换说明输出 如若有说明 inta 123 则执行printf f n a 在TurboC中将输出 注 不同系统输出的错误信息不同 printf floatingpointformatsnotlinkedAbnormalprogramtermination 利用printf函数输出整数的注意点 3 5 3格式化输入输出 includeintmain void inti 12345 printf 07d 07d n i i printf 03d 03d n i i 程序的输出结果为 0012345 12345凵凵12345 12345 利用printf函数输出整数的注意点 3 5 3格式化输入输出 f以小数形式输出实数 可以是单精度浮点数或双精度浮点数 如果没有使用输出精度修饰符将保留6位小数 单精度浮点数一般保证6 7位有效数字 双精度浮点数一般保证15 16位有效数字 e或 E转换说明总是以指数形式输出单精度或双精度浮点数 输出时按数据的大小自动按以下几种规格化 即小数点前有且仅有1位非零数字 形式之一输出 b ddddde zz或 b dddddde zzz g或 G根据输出实数的数量级自动选择 f或 e或 E输出 利用printf输出实数 3 5 3格式化输入输出 includeintmain void floatx 1234 56789 doubley 123 1 longdoublez 456 721 printf f 10 4f 10 4f 4f 6 4f n x x x x x printf e 10 4E 10 4g 4G 6 4f n x x x x x printf f lf n y y printf Lf n z 写出程序的输出结果 3 5 3格式化输入输出 1234 567871 1234 5679 1234 5679 1234 5679 1234 56791 23457e 03 1 235E 03 1235 1235 1234 5679123 100000 123 100000456 721000 程序的输出结果为 3 5 3格式化输入输出 includeintmain void charc a inti 98 printf c c c n c i a printf d d d n c i a 程序运行后的输出结果是 a b a97 98 97 利用printf输出字符 3 5 3格式化输入输出 includeintmain void printf 10s n hello world printf 10s n hello world printf 20s n hello world printf 20s n hello world printf 20 10s n hello world printf 20 10s n hello world printf 10s n hello world 利用printf输出字符串 3 5 3格式化输入输出 hello world hello world hello world hello world hello wor hello wor hello wor 程序运行后的输出结果如下 3 5 3格式化输入输出 用不带任何修饰符的 s 输出字符串 从字符串的第一个字符开始一直输出到字符串的结束标志 0 为止 即一旦遇到一个 0 字符 其后的字符将不被输出 对 s 使用域宽修饰符的效果与输出整数和实数时含义相同 如m小于字符串长度 则m无效 对 s 也可以使用精度修饰符 n 但表示从字符串左边开始取字符串前n个字符输出 如果同时又指定了域宽修饰符m 若n m 则m无效 利用printf输出字符串的说明 3 5 3格式化输入输出 includeintmain void printf d d d n 123 1 5678 printf d d d n 4 5 23 printf d d d n 4107 12334 1 printf n 9d 9d 9d n 123 1 5678 printf 9d 9d 9d n 4 5 23 printf 9d 9d 9d n 4107 12334 1 格式输出printf 域宽和精度 3 5 3格式化输入输出 程序运行后的输出如下 123 1567845234107 123341123 1567845234107 123341 程序运行后的输出如下 3 5 3格式化输入输出 includeintmain void inti 873 floatf 123 45678 printf 9d n i printf 3f 3e n f f printf 010 3f 010 3e n f f printf 5s n happybirthday 写出程序的运行结果 3 5 3格式化输入输出 includeintmain void printf o o x x n 15 15 15 15 printf f n 7 2 1234 5678 第一个 代表7 第二个 代表2 printf f n 15 1234 5678 代表15 printf f n 12 1234 5678 代表12 printf d n 7 1234 代表7 格式输出printf 与 3 5 3格式化输入输出 17 017 f 0 xf1234 571234 5678001234 5678000000000001234 程序输出结果为 3 5 3格式化输入输出 includeintmain void doublea 12345 12 printf p o x n 程序在TurboC环境下运行后的输出可能是 FFD6 177726 ffd6 格式输出printf 输出地址 3 5 3格式化输入输出 scanf的功能将从stdin中 键盘 读取的若干字符按照格式控制字符串中的转换说明转换为指定类型的数据 内存中的数据存储形式 并保存到对应的输入项中函数的返回值为实际读入并成功转换的输入项个数scanf函数的一般调用形式scanf 格式控制字符串 输入项表 格式控制字符串格式控制字符串由三类符号组成 转换说明 普通字符及空白字符输入项表给出要求输入的数据 格式输入scanf 3 5 3格式化输入输出 空白字符指的是空格 n Tab这三种字符 它们都是输入流中字段 数据项 之间的缺省分隔符 一个字段是指 由一系列非空白字符组成 或者是从stdin当前读入位置的第一个非空白字符起到下一个空白字符之间的读入字符 或者是从stdin当前读入位置的第一个非空白字符起 到转换说明中指定的宽度为止的 已读入的字符 或者是从stdin当前读入位置的第一个非空白字符起 一直到遇到一个用当前转换说明不能转换的字符为止的已读入内容 格式控制字符串 空白字符 3 5 3格式化输入输出 普通字符指的是除空白字符和转换说明之外的所有其他字符 用来指出输入流中字段 数据项 之间的特殊分隔符 与空白字符的区别 空白字符与输入流中作为数据项分隔符的空白字符不必一一对应 而普通字符必须与输入流中作为字段间的分隔符的普通字符一一对应 如果不对应将导致输入数据错误 格式控制字符串 普通字符 3 5 3格式化输入输出 用来指出将输入的字段 输入项 转换成为指定类型的数据转换说明的一般格式为 转换修饰符转换说明符 格式控制字符串 转换说明 3 5 3格式化输入输出 scanf中常用的转换说明符 1 3 5 3格式化输入输出 scanf中常用的转换说明符 2 3 5 3格式化输入输出 scanf中常用的转换修饰符 3 5 3格式化输入输出 由若干地址组成 地址之间用逗号隔开 每个地址指出对应的读入数据经转换后存储的地方scanf d f scanf中的输入项表 3 5 3格式化输入输出 includeintmain void inta b c d e f g longa1 b1 c1 d1 e1 f1 g1 scanf d i i i o u x 利用scanf输入整数 3 5 3格式化输入输出 若程序执行时输入 70700700 x7070707070 70 56 112 70 70 70则程序的输出是 70 70 56 112 56 70 11270 70 56 112 56 70 112 程序运行结果 3 5 3格式化输入输出 includeintmain void floata b doublec longdoubled sca