第二章 数据类型

C语言程序设计 宿州学院经济管理学院电子商务教研室 授课讲义主讲人 丁士杰 2 语法知识回顾 C语言的程序结构一个可执行的C程序是由一个主函数main 和若干个其它函数组成 这些函数可以放在一个文件中 也可以放在若干个文件中 C程序的执行是从主函数main 的左 开始 到它的右 为止 程序中的其它函数要想起作用 必须直接或间接被主函数使用 一个可执行的C程序 必须有一个主函数main 且只能有一个 第2章数据类型 数据的输出与输入 3 算法及算法描述算法就是解决问题的方法和步骤 算法描述有 人类语言描述图形描述 1 流程图2 N S图3 PDA图编程语言描述 1 伪代码2 真代码 语法知识回顾 第2章数据类型 数据的输出与输入 4 第2章数据类型 数据的输出与输入 2 1C语言的数据类型2 2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数据的输出与输入 5 2 1C语言的数据类型 C语言提供的数据结构 是以数据类型形式出现的 具体分类如下 1 基本类型分为整型 实型 又称浮点型 字符型和枚举型四种 2 构造类型分为数组类型 结构类型和共用类型三种 3 指针类型 在第8章中介绍 4 空类型C语言中的数据 有常量和变量之分 它们分别属于上述这些类型 本章将介绍基本类型中的整型 实型和字符型三种数据 第2章数据类型 数据的输出与输入 6 在程序中对用到的所有数据都必须指定其数据类型 不同类型的数据 所占内存的字节数不同 对应的操作也不相同 数据类型概述 第2章数据类型 数据的输出与输入 7 2 2常量和变量 一 常量1 常量的概念在程序运行过程中 其值不能被改变的量称为常量 2 常量的分类 1 整型常量5 87 2 实型常量6 23 1 86e 6 3 字符常量 a 9 4 符号常量 definePI2 1415926常量的类型 可通过书写形式来判别 二 变量1 变量的概念在程序运行过程中 其值可以被改变的量称为变量 2 变量的两个要素 第2章数据类型 数据的输出与输入 8 1 变量名 每个变量都必须有一个名字 变量名 变量命名遵循标识符命名规则 2 变量值 在程序运行过程中 变量值存储在内存中 在程序中 通过变量名来引用变量的值 3 标识符命名规则 1 有效字符 只能由字母 数字和下划线组成 且以字母或下划线开头 2 有效长度 随系统而异 但至少前 个字符有效 如果超长 则超长部分被舍弃 例如 由于student name和student number的前 个字符相同 有的系统认为这两个变量 是一回事而不加区别 C语言使用四类字符构成语法成分 数字字符0 9 大小写字母 可打印字符 空白符 空格 换行 制表符 第2章数据类型 数据的输出与输入 9 3 C语言的关键字不能用作变量名 注意 C语言对英文字母的大小写敏感 即同一字母的大小写 被认为是两个不同的字符 习惯上 变量名和函数名中的英文字母用小写 以增加可读性 思考 在C语言中 变量名total与变量名TOTAL ToTaL tOtAl等是同一个变量吗 标识符命名的良好习惯 见名知意 所谓 见名知意 是指 通过变量名就知道变量值的含义 通常应选择能表示数据含义的英文单词 或缩写 作变量名 或汉语拼音字头作变量名 例如 name xm 姓名 gender xb 性别 age nl 年龄 salary gz 工资 第2章数据类型 数据的输出与输入 10 4 变量的定义与初始化在 语言中 要求对所有用到的变量 必须先定义 后使用 且称在定义变量的同时进行赋初值的操作为变量初始化 1 变量定义的一般格式数据类型变量名 变量名2 例如 floatradius length area 2 变量初始化的一般格式数据类型变量名 初值 变量名2 初值2 例如 floatradius 2 5 length area 5 变量的赋值 改变变量取值的有效办法例如 length 2 PI radius area PI radius radius 一般格式 变量 表达式 第2章数据类型 数据的输出与输入 11 变量的存储实现 C程序的变量功能怎样实现 当一个变量被定义时 系统将为它确定一个存储值的位置 这个存储位置所占存储器单元的数目由变量的类型确定 也就是说 由变量所要存储的数据值的大小决定 例如 在许多系统里 一个双精度类型变量常被分配一块8个字节大小的存储位置 其中正好能放下一个双精度值 一个字符类型的变量通常分配一个1字节的存储位置 其他类型也一样 由编译系统根据数据类型为变量分配存储 第2章数据类型 数据的输出与输入 12 另外 不同系统也采用不同分配方式 例如在一些微机C语言系统里整型变量被分配2个字节的存储位置 在另一些系统里的int变量被分配4个字节 当程序中给变量赋值的时候 这个值就被存入变量所占的存储单元 当需要使用某个变量的值时 就从相应存储位置中取出值来用 总之 一般是不同类型占用不同数目的存储单元 同一类型在不同编译系统也可能占用不同数目的存储单元 假如有变量定义 doublex1 35 70 第2章数据类型 数据的输出与输入 13 第2章数据类型 数据的输出与输入 14 常量常量可以直接出现在程序中 也可以先给常量起个名字 程序中用常量的名字 definePI2 1415926变量必须先定义后使用 定义就是给变量按标识符命名规则起个名字 然后说明变量能放什么类型的数据 变量的初始化是指在定义变量的同时给它一个原始值 inta 9 程序中通过变量的名使用变量的值时 必须确保它已经有确定的值 除初始化外 也可以使用赋值操作使变量有确定的值 格式为 变量名 表达式 如 inta a 8 语法知识回顾 第2章数据类型 数据的输出与输入 15 2 3整型数据 一 整型变量1 分类根据占用内存字节数的不同 整型变量又分为 类 1 基本整型 类型关键字为int 2 短整型 类型关键字为short int 3 长整型 类型关键字为long int 4 无符号整型 无符号型又分为无符号基本整型 unsigned int 无符号短整型 unsignedshort 和无符号长整型 unsignedlong 三种 只能用来存储无符号整数 2 占用内存字节数与值域上述各类型整型变量占用的内存字节数 随系统而异 在32位操作系统中 一般用4字节表示一个int型变量 且long型 int型 short型 有些系统根本不区分它们 在VC中 long与int都是4字节 short是2字节 第2章数据类型 数据的输出与输入 16 显然 不同类型的整型变量 其值域不同 占用内存字节数为n的 有符号 整型变量 其值域为 2n 8 1 2n 8 1 1 无符号整型变量的值域为 0 2n 8 1 使用方法 int变量名表 例如 inta b c 二 整型常量 三种表示形式整型常量即整常数 在 语言中可用三种形式表示 1 十进制 例如10 36 2 八进制 以数字 开头 例如012 3 十六进制 以数字 小写字母x开头 例如0 x36 第2章数据类型 数据的输出与输入 17 分类 1 基本整型 在32位机中 用4字节存储 其数据范围与int型变量一样 2 长整型 在数值后面加 L l 对超出基本整型值域的整型常量 可使用长整型常量表示 其取值范围可达 例如 123l 315 等 3 类型匹配规则类型匹配规则为 一个整型常量 可以赋给能容纳下其值的整型变量 例如 其值在 的整型常量 可以赋给int型变量和longint型变量 其值在 的整型常量 就只能赋给longint型变量 注意 常量无unsigned型 但一个非负整型常量 只要它的值不超过相应变量的值域 即取值范围 也可以赋给unsigned型变量 第2章数据类型 数据的输出与输入 超出取值范围会怎样 假定int的范围是 32768 32767给它一个超出范围的数会如何 现场编程测验 小蛇能吞下大象吗 18 3 Overflow 第2章数据类型 数据的输出与输入 关于整数的表达范围 第2章数据类型 数据的输出与输入 20 2 4实型数据 一 实型变量 语言的实型变量 分为两种 1 单精度型 类型关键字为float 一般占 字节 位 提供 位有效数字 2 双精度型 类型关键字为double 一般占 个字节 提供15 16位有效数字 使用方法 float变量名表 例如 floatx y z 二 实型常量 表示形式实型常量即实数 在 语言中又称浮点数 其值有两种表达形式 1 十进制形式 例如2 14 9 8 2 指数形式 E e 例如2 0 5等 关于类型实型常量不分float型和double型 一个实型常量 可以赋给一个实型变量 float型或double型 第2章数据类型 数据的输出与输入 应会的语法知识点 include stdio h intmain intm 6 n floata 1 68 b doublex 6 18 y 1 3e 6 return0 第2章数据类型 数据的输出与输入 22 2 5字符型数据 一 字符常量1 字符常量的定义用一对单引号括起来的单个字符 称为字符常量 例如 A 等 2 转义字符 见P23表2 2 语言还允许使用一种特殊形式的字符常量 就是以反斜杠 开头的转义字符 注意 如果反斜杠或单引号本身作为字符常量 必须使用转义字符 案例2 1 用转义字符输出可打印字符和不可打印字符 案例代码文件名 AL2 1 C 程序功能 用转义字符输出可打印字符和不可打印字符 第2章数据类型 数据的输出与输入 23 include stdio h intmain printf x4F x4B x21 n 等价于printf OK n printf x15 xAB n return0 程序运行结果如下 二 字符变量字符变量的类型关键字为char 一般占用1字节内存单元 1 变量值的存储字符变量用来存储字符常量 将一个字符常量存储到一个字符变量中 实际上是将该字符的ASCII码值 无符号整数 存储到内存单元中 例如 charch1 ch2 定义两个字符变量 ch1 ch2 ch1 a ch2 b 给字符变量赋值 第2章数据类型 数据的输出与输入 24 2 特性字符数据在内存中存储的是字符的ASCII码 一个无符号整数 其形式与整数的存储形式一样 所以 语言允许字符型数据与整型数据之间通用 1 一个字符型数据 既可以字符形式输出 也可以整数形式输出 案例2 2 字符变量的字符形式输出和整数形式输出 案例代码文件名 AL2 2 C 程序功能 用字符形式和整数形式输出字符变量 include stdio h intmain charch1 ch2 ch1 a ch2 b printf ch1 c ch2 c n ch1 ch2 printf ch1 d ch2 d n ch1 ch2 return0 程序运行结果 ch1 a ch2 bch1 97 ch2 98 第2章数据类型 数据的输出与输入 应会的语法知识点 include stdio h intmain intm 6 n floata 1 68 b charch1 ch2 doublex 6 18 y 1 3e 6 return0 第2章数据类型 数据的输出与输入 26 2 允许对字符数据进行算术运算 此时就是对它们的ASCII码值进行算术运算 案例2 3 字符数据的算术运算 案例代码文件名 AL2 3 C 程序功能 字符数据的算术运算 include stdio h intmain charch1 ch2 ch1 a ch2 B 字母的大小写转换 printf ch1 c ch2 c n ch1 32 ch2 32 用字符形式输出一个大于256的数值 printf ch1 200 d n ch1 200 printf ch1 200 c n ch1 200 printf ch1 256 d n ch1 256 printf ch1 256 c n ch1 256 return0 第2章数据类型 数据的输出与输入 27 程序运行结果 ch1 A ch2 bch1 200 297ch1 200 ch1 256 353ch1 256 a思考题 用字符形式输出一个大于256的数值 会得到什么结果 三 字符串常量1 字符串常量的概念和字符串长度字符串常量是用一对双引号括起来的若干字符序列 字符串中字符的个数称为字符串长度 长度为0的字符串 即一个字符都没有的字符串 称为空串 表示一对紧连的双引号 第2章数据类型 数据的输出与输入 28 例如 Howdoyoudo Goodmorning 等 都是字符串常量 其长度分别为14和13 空格也是一个字符 如果反斜杠和双引号作为字符串中的有效字符 则必须使用转义字符 例如 1 C msdos v6 22 C msdos v6 22 2 Isay Goodbye Isay Goodbye 2 字符串的存储C语言规定 在存储字符串常量时 由系统在字符串的末尾自动加一个 0 作为字符串的结束标志 注意 在源程序中书写字符串常量时 不必加结束字符 0 否则画蛇添足 如果有一个字符串为 CHINA 则它在内存中的实际存储如下所示 最后一个字符 0 是系统自动加上的 它占用 字节而非 字节内存空间 第2章数据类型 数据的输出与输入 29 综上所述 字符常量 A 与字符串常量 A 是两回事 1 定界符不同 字符常量使用单引号 而字符串常量使用双引号 2 长度不同 字符常量的长度固定为1 而字符串常量的长度 可以是0 也可以是某个整数 3 存储要求不同 字符常量存储的是字符的ASCII码值 而字符串常量 除了要存储有效的字符外 还要存储一个结束标志 0 第2章数据类型 数据的输出与输入 30 char型与int型之间的关系 include stdio h intmain charch b ch b 32 printf c d n ch ch return0 include stdio h intmain charch b ch b a A printf c d n ch ch return0 30 小写字母转换为大写字母 第2章数据类型 数据的输出与输入 31 2 6数据的输出与输入 格式化输出 printf 函数格式化输入 scanf 函数单个字符输入输出 getchar 和putchar 函数简单程序设计 第2章数据类型 数据的输出与输入 32 为了让计算机处理各种数据 首先就应该把原始数据输入到计算机中 计算机处理结束后 再将结果数据信息以人能够识别的方式输出 C语言中的输入输出操作 是由C语言编译系统提供的库函数来实现 而不是由C语言本身提供 输入与输出函数在标准库stdio h中进行定义 故使用它们时要在程序开始使用预处理 include stdio h 才行 第2章数据类型 数据的输出与输入 33 格式化输出 printf 函数 printf 函数的作用 向计算机系统默认的输出设备 一般指终端或显示器 输出一个或多个任意类型的数据 一 printf 函数的一般格式 案例2 4 已知圆半径radius 1 5 求圆周长和圆面积 案例代码文件名 AL2 4 C include stdio h intmain floatradius length area pi 2 1415926 radius 1 5 length 2 pi radius 求圆周长 area pi radius radius 求圆面积 printf radius f n radius 输出圆半径 printf length 7 2f area 7 2f n length area 输出圆周长 面积 return0 第2章数据类型 数据的输出与输入 34 程序运行结果如下 radius 1 500000length 9 42 area 7 07printf 函数的一般格式如 printf 格式字符串 输出项表 1 格式字符串 格式字符串 也称 转换控制字符串 可以包含三种字符 1 格式指示符 格式指示符的常用形式如 字母这里 字母可以是P28表2 3所示的字母 表示对应的输出项输出时的格式 与字母之间不可以有空格 但可以有整数数字 字母为d或c 或下列形式的实数数字m n 字母为f或s 其中m和n都是整数 数字表示输出项占的宽度最小值 第2章数据类型 数据的输出与输入 35 2 转义字符例如 案例2 4 中printf 函数中的 n 就是转义字符 输出时产生一个 换行 操作 3 普通字符 除格式指示符和转义字符之外的其它字符 格式字符串中的普通字符 原样输出 例如 案例2 4 中 printf radius f n radius 语句中的 radius printf length 7 2f area 7 2f n length area 语句中的 length area 等都是普通字符 2 输出项表输出项表是可选的 如果要输出的数据不止1个 相邻2个之间用逗号分开 下面的printf 函数都是合法的 1 printf Iamastudent n 屏幕显示 Iamastudent 2 printf d 3 2 屏幕显示 5 3 printf Welcome nto nBeijing n 屏幕显示 WelcometoBeijing 必须强调 格式字符串 中的格式指示符 必须与 输出项表 中 输出项的数据类型一致 个数相同 否则会引起输出错误 第2章数据类型 数据的输出与输入 36 二 格式指示符输出不同类型的数据 要使用不同的类型转换字符 1 类型转换字符d 以带符号的十进制整数形式输出 案例2 5 类型转换字符d的使用 案例代码文件名 AL2 5 C include stdio h intmain intnum1 123 longnum2 123456 用3种不同格式 输出int型数据num1的值 printf num1 d num1 5d num1 5d num1 2d n num1 num1 num1 num1 用3种不同格式 输出long型数据num2的值 printf num2 ld num2 8ld num2 5ld n num2 num2 num2 printf num1 ld n num1 return0 第2章数据类型 数据的输出与输入 37 程序运行结果如下 num1 123 num1 123 num1 123 num1 123num2 123456 num2 123456 num2 123456num1 16908411对于整数 还可用八进制 无符号形式 o 小写字母o 和十六进制 无符号形式 x 输出 对于unsigned型数据 也可用 u格式符 以十进制 无符号形式输出 所谓无符号形式是指 不论正数还是负数 系统一律当作无符号整数来输出 例如 printf d o x n 1 1 1 第2章数据类型 数据的输出与输入 38 2 类型转换字符f 以小数形式 按系统默认的宽度 输出单精度和双精度实数 案例2 6 类型转换字符f的使用 案例代码文件名 AL2 6 C include stdio h intmain floatf 122 456 doubled1 d2 d1 1111111111111 111111111 d2 2222222222222 222222222 printf f 12f 12 2f 12 2f 2f n f f f f f printf d1 d2 f n d1 d2 return0 程序运行结果如下 122 456001 122 456001 122 46 122 46 122 46d1 d2 3333333333332 333010 第2章数据类型 数据的输出与输入 39 本案例程序的输出结果中 数据122 456001和3333333333332 333010中的001和010都是无意义的 因为它们超出了有效数字的范围 对于实数 也可使用格式符 e 以标准指数形式输出 尾数中的整数部分大于等于1 小于10 小数点占一位 尾数中的小数部分占5位 指数部分占4位 如e 03 其中e占一位 指数符号占一位 指数占2位 共计11位 也可使用格式符 g 让系统根据数值的大小 自动选择 f或 e格式 且不输出无意义的零 第2章数据类型 数据的输出与输入 40 浮点数的陷阱 includeintmain floatf f 122 456 if f 122 456 printf f确实等于122 456 elseprintf 实际上 f等于 f n f return0 运行结果会是什么 第2章数据类型 数据的输出与输入 41 3 类型转换字符c 输出一个字符 只占一列宽度 案例2 7 类型转换字符c的使用 案例代码文件名 AL2 7 C include stdio h intmain charc A inti 65 printf c c 5c d n c c c printf i d c i i return0 程序运行结果如下 c A A 65i 65 A需要强调的是 在C语言中 整数可以用字符形式输出 字符数据也可以用整数形式输出 将整数用字符形式输出时 系统首先求该数与256的余数 然后将余数作为ASCII码 转换成相应的字符输出 第2章数据类型 数据的输出与输入 42 4 类型转换字符s 输出一个字符串 案例2 8 类型转换字符s的使用 案例代码文件名 AL2 8 C include stdio h intmain printf s 5s 10s Internet Internet Internet printf 10 5s 10 5s 4 5s n Internet Internet Internet return0 程序运行结果如下 Internet Internet Internet Inter Inter Inter注意 系统输出字符和字符串时 不输出单引号和双引号 第2章数据类型 数据的输出与输入 43 三 使用说明 1 printf 可以输出常量 变量和表达式的值 但格式控制中的格式说明符 必须按从左到右的顺序 与输出项表中的每个数据一一对应 否则出错 例如 printf str s f d i f n Internet 1 0 2 0 3 5 CHINA 是错误的 2 格式字符x e g可以用小写字母 也可以用大写字母 使用大写字母时 输出数据中包含的字母也大写 除了x e g格式字符外 其它格式字符必须用小写字母 例如 f不能写成 F 3 格式字符紧跟在 后面就作为格式字符 否则将作为普通字符使用 原样输出 例如 printf c c f f n c f 中的第一个c和f 都是普通字符 第2章数据类型 数据的输出与输入 44 目前应掌握的C语法 程序结构变量声明各种类型数据输出 第2章数据类型 数据的输出与输入 45 格式化输入 scanf 函数 scanf 函数是用来从外部输入设备向计算机主机输入数据的 一 scanf 函数的一般格式 案例2 9 已知圆柱体的底半径radius 1 5 高high 2 0 求其体积 案例代码文件名 AL2 9 C include stdio h intmain floatradius 1 5 high 2 0 pi 2 14159 vol vol pi radius radius high 求体积 printf vol 7 2f n vol 输出求出的体积 return0 案例2 10 已知圆柱体的底半径为radius 高为high 求其体积 案例代码文件名 AL2 10 C 功能 说明函数scanf 的格式及作用 第2章数据类型 数据的输出与输入 46 include stdio h intmain floatradius high vol pi 2 1415926 printf Pleaseinputradius 程序运行结果如下 Pleaseinputradius high 1 5 2 0 radius 1 50 high 2 00 vol 14 14 第2章数据类型 数据的输出与输入 47 在程序中给计算机提供数据 可以用赋值语句 也可以用输入函数 在C语言中 可使用scanf 函数 通过键盘输入 给计算机同时提供多个 任意的数据 1 scanf 函数的一般格式scanf 格式字符串 输入项首地址表 1 格式字符串 格式字符串可以包含3种类型的字符 格式指示符 空白字符 空格 Tab键和回车键 和非空白字符 又称普通字符 格式指示符与printf 函数的相似 空白字符作为相邻2个输入数据的缺省分隔符 非空白字符在输入有效数据时 必须原样一起输入 第2章数据类型 数据的输出与输入 48 2 输入项首地址表 由若干个输入项首地址组成 相邻2个输入项首地址之间 用逗号分开 输入项首地址表中的地址 可以是变量的首地址 也可以是字符数组名或指针变量 变量首地址的表示方法 变量名其中 是地址运算符 例如 案例2 10 中的 radius 是指变量radius在内存中的首地址 2 scanf 函数的功能 从键盘上接收格式化输入 运行 案例2 10 的程序时 从键盘上输入2个实数 分别存入 radius high起始的存储单元中 即输入两个实数分别赋给radius和high 第2章数据类型 数据的输出与输入 49 二 格式指示符格式指示符的一般形式为 宽度 F N h l 类型字符1 类型字符类型字符如p83表4 3所示 例如 在 案例2 10 的scanf 函数语句中 格式字符串 f f 2 宽度n指定该项输入数据所占列数为n 换句话说 读取输入数据中相应的n位 但按需要的位数赋给相应的变量 多余部分被舍弃 例如 scanf 3c 3c 假设输入 abcdefg 则系统将读取的 abc 中的 a 赋给变量ch1 将读取的 def 中的 d 赋给变量ch2 所以printf 函数的输出结果为 ch1 a ch2 d 第2章数据类型 数据的输出与输入 50 3 赋值抑制字符 表示本输入项对应的数据读入后 不赋给相应的变量 该变量由下一个格式指示符输入 例如 scanf 2d 2d 3d 假设输入 123456789 则系统将读取 12 并赋值给num1 读取 34 但舍弃掉 的作用 读取 567 并赋值给num2 所以 printf 函数的输出结果为 num1 12 num2 567 4 类型修饰符 F N h l 其含义与printf 中的一样 分别为远指针 近指针 短整型和长整型 第2章数据类型 数据的输出与输入 51 三 数据输入操作1 如果相邻2个格式指示符之间 不指定数据分隔符 如逗号 冒号等 则相应的2个输入数据之间 至少用一个空格分开 或者用Tab键分开 或者输入1个数据后 按回车 然后再输入下1个数据 例如 scanf d d 假设给num1输入12 给num2输入36 则正确的输入操作为 12 36 或者 12 36 注 使用 符号表示按回车键操作 在输入数据操作中的作用是 通知系统输入操作结束 第2章数据类型 数据的输出与输入 52 2 格式字符串 中出现的普通字符 包括转义字符形式的字符 务必原样输入 例如 scanf d d 假设给num1输入12 给num2输入36 正确的输入操作为 num1 12 num2 36 n 第2章数据类型 数据的输出与输入 53 提高人机交互性建议 为改善人机交互性 同时简化输入操作 在设计输入操作时 一般先用printf 函数输出一个提示信息 再用scanf 函数进行数据输入 例如 将scanf num1 d num2 d n 3 输入数据时 遇到以下情况 系统认为该数据结束 1 遇到空格 或者回车键 或者Tab键 2 遇到输入域宽度结束 例如 3d 只取3列 3 遇到非法输入 例如 在输入数值数据时 遇到字母等非数值符号 数值符号仅由数字字符0