数据的存储与运算

第二章数据的存储与运算

本章要点数据的描述规则数据的操作规则

主要内容掌握C语言的数据类型，了解常量与变量的定义并能区分开常量与变量及变量的命名，牢固掌握整型数据、浮点型数据、字符型数据之间的运算以及掌握常用运算符的优先级及其之间的混合运算

2-1C的数据类型2-2常量与变量2-3整型数据2-4浮点型数据运行2-６变量赋初值

主要内容2-5字符型数据2-7各类数值型数据间的混合运算

2-8算术运算符和算术表达式

2-9赋值运算符和赋值表达式

2-10逗号运算符和逗号表达式

数制基权表示数码特点10º，10¹，10²，…十进制数0~910逢十进一二进制数0~122º，2¹，2²，…逢二进一八进制数0~788º，8¹，8²，…逢八进一十六进制数0~9,A~F,a~f1616º，16¹，16²，…逢十六进一十进制：4956=410³+910²+510¹+610º二进制：1011=12³+02²+12¹+12º十六进制：81AE=816³+116²+1016¹+1416º八进制：4275=48³+28²+78¹+58º复习：一、计算机中数的表示及进制转换1.各种进制之间的转换二进制、八进制、十六进制转换成十进制方法：按权相加例把十进制数59转换成二进制数5922921427232120(59)10=(111011)2110111111011余余余余余余例把十进制数159转换成八进制数1598198280(159)10=(237)8237余7余3余2例把十进制数459转换成十六进制数4591628161160(459)10=(1CB)161CB余11余12余1★2、不同类型数据的存储方式数值的表示方法——计算机不论对正数和负数都按“补码”形式存放到存储单元。原码：最高位为符号位，其余各位为数值本身的绝对值反码：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数据在内存中是以二进制形式存放的。 inti; i=10; inti; i=-10;-10的原码1000000000001010取反1111111111110101再加11111111111110110-10的补码的反码-10二.位、字节和地址1、位（bit）：1位二进制位，存储信息的最小单位。值是1或者0.2、字节（byte）:8位二进制位组成一个字节。电子计算机中的基本存储单元以字节为单位，所以内存存储容量是以字节（B）为单位计算的。常用的计量单位还有KB、MB、GB、TB等，各单位之间的换算如下：1B=8b（二进制位）1KB=1024B1MB=1024KB=106字节1GB=1024MB=109字节1TB=1024GB3、地址：操作系统把存储单元以字节为单位编号比如地址2000中存放4等。注意：计算机中通常用2到4个字节存放一个整数，一个字节8位，增加范围。2-1C的数据类型C语言提供了以下一些数据类型。

数据类型构造类型指针类型空类型（无值类型）void枚举类型enum数组类型结构类型struct联合类型union基本类型整型int字符型char实型（浮点型）单精度实型float双精度实型double2-2常量与变量2-2-1常量和符号常量在程序运行过程中,其值不能被改变的量称为常量常量区分为不同的类型：符号常量PRICE,PI,G整型100，125，-100，0实型3.14，0.125，-3.789字符型‘a’,‘b’，‘2’字符串“a”,“ab”，”1232”例2.1符号常量的使用

#definePRICE30

#include<stdio.h>

voidmain()

{

intnum,total;

num=10;

total=num*PRICE;

printf(″total=%d\n″,total);

}符号常量:用一个标识符代表一个常量。符号常量的值在其作用域内不能改变,也不能再被赋值。运行结果：

total=300说明：

程序中用#define命令行定义PRICE代表常量30,此后凡在本文件中出现的PRICE都代表30,可以和常量一样进行运算说明：如再用赋值语句给PRICE赋值是错的PRICE=40;/*错误，不能给符号常量赋值

#define不是C语句，该行的末尾没有分号。它是一个“预编译命令”。不要把符号常量与变量混淆,符号常量只是一个符号，不占存储单元。它只是简单地进行字符置换(如把字符PI置换为字符3.1415926)。不论置换的字符是否有含义都进行置换。习惯上,符号常量名用大写,变量名用小写,以示区别。

使用符号常量的好处含义清楚在需要改变一个常量时能做到“一改全改”。

符号常量的性质和使用方法

2-2-2变量变量代表内存中具有特定属性的一个存储单元，它用来存放数据，这就是变量的值，在程序运行期间，这些值是可以改变的。变量名实际上是一个以一个名字对应代表一个地址，在对程序编译连接时由编译系统给每一个变量名分配对应的内存地址。从变量中取值，实际上是通过变量名找到相应的内存地址，从该存储单元中读取数据。标识符：在程序中使用的变量名、函数名等统称为标识符。C语言规定：

标识符只能由字母、数字和下划线三种字符组成，且第一个字符必须为字母或下划线。变量命名的规定使用标识符注意：（1）标识符长度不是无限的，每个C编译系统不一样，以前有些系统不超过八个字符；现在可以达到32个。（2）在标识符中，大小写是有区别的。如，max和MAX不同。（3）尽量做到见名知义，以增强程序的可读性。（4）保留字不能用作用户定义的标识符。合法标识符：aBOOK1max_addnum_1非法标识符：3s不允许以数字开头s*T使用了非法字符“*”book-1出现非法字符“-”（减号）2-3整型数据2.3.1整型常量的表示方法

整型常量即整常数。在Ｃ语言中，整常数可用以下三种形式表示：(1)十进制整数。

如：123,-456。(2)八进制整数。以0开头的数是八进制数。

如：0123表示八进制数123，等于十进制数83,-011表示八进制数-11,即十进制数-9。(3)十六进制整数。以0x开头的数是16进制数。

如：0x123，代表16进制数123,等于十进制数291。2-3整型数据2.3.2整型变量

(1)整型数据在内存中的存放形式

数据在内存中是以二进制形式存放的。

如:inti;/*定义为整型变量*/i=10;/*给i赋以整数10*/

注意：十进制数10的二进制形式为1010，TurboC2.0和TurboC++3.0为一个整型变量在内存中分配2个字节的存储单元(不同的编译系统为整型数据分配的字节数是不相同的，VC++6.0则分配4个字节）。数值是以补码(complement)表示的。3.3整型数据(2)整型变量的分类共六种有符号基本整型有符号短整型有符号长整型无符号基本整型无符号短整型无符号长整型(signed)int(signed)short(int)(signed)long(int)unsignedintunsignedshort(int)unsignedlong(int)

注意：括号表示其中的内容是可选的。3.整型数据类型类型符号关键字数的表示范围所占字节整型有无(signed)int２-32768~32767

(-215~215-1)(signed)short２-32768~32767(-215~215-1)(signed)long４(-231~231-1)２unsigned

int0~65535

(0~216-1)４0~4294967295(0~232-1)unsigned

longunsigned

short２0~65535(0~216-1)2-3整型数据(3)整型变量的定义:Ｃ规定在程序中所有用到的变量都必须在程序中定义，即“强制类型定义”。

例如:

inta,b（指定变量ａ、ｂ为整型）

unsignedshortc,d;（指定变量ｃ、ｄ为无符号短整型）

longe,f;(指定变量ｅ、ｆ为长整型）例2.2整型变量的定义与使用

#include<stdio.h>

voidmain（）

｛inta,b,c,d;/*指定ａ、ｂ、ｃ、ｄ为整型变量*／

unsignedｕ；／*指定ｕ为无符号整型变量*／

ａ＝12；ｂ＝-24；ｕ＝10；

ｃ＝ａ＋ｕ；ｄ＝ｂ＋ｕ；

printf（″ａ＋ｕ＝％ｄ，ｂ＋ｕ＝％ｄ＼ｎ″，ｃ，ｄ）；

｝说明：

可以看到不同种类的整型数据可以进行算术运算运行结果：

ａ＋ｕ＝２２，ｂ＋ｕ＝－１４

例2.3整型数据的溢出

#include<stdio.h>

voidmain()

{shorta,b;

a=32767;

b=a+1;

printf(“%d,%d\n”,a,b);

}

说明：数值是以补码表示的。一个短整型变量只能容纳-32768～32767范围内的数，无法表示大于32767或小于-32768的数。遇此情况就发生“溢出”。运行结果：

32767,-327682-3整型数据2.3.3整型常量的类型

(1)一个整数，如果其值在-32768～+32767范围内，认为它是int型，它可以赋值给int型和longint型变量。(2)一个整数，如果其值超过了上述范围，而在-2147483637～+2147483647范围内，则认为它是为长整型。可以将它赋值给一个longint型变量。(3)如果所用的C版本（如TurboC）分配给shortint与int型数据在内存中占据的长度相同，则它的表述范围与int型相同。因此一个int型的常量同时也是一个shortint型常量，可以赋给int型或shortint型变量。2-3整型数据(4)一个整常量后面加一个字母u或U，认为是unsignedint型，如12345u，在内存中按unsignedint规定的方式存放(存储单元中最高位不作为符号位，而用来存储数据)。(5)在一个整常量后面加一个字母l或L，则认为是longint型常量。

例如：123l.432L.0L2-4浮点型数据2.4.1浮点型常量的表示方法两种表示形式小数指数0.1233e-3注意:字母e(或E)之前必须有数字，且e后面的指数必须为整数：1e3、1.8e-3、-123e-6、-.1e-3e3、2.1e3.5、.e3、e

2-4浮点型数据规范化的指数形式：

在字母e（或E）之前的小数部分中，小数点左边应有一位（且只能有一位）非零的数字。例如:123.456可以表示为：123.456e0,12.3456e1,1.23456e2,0.123456e3,0.0123456e4,0.00123456e其中的1.23456e3称为“规范化的指数形式”。比如5689.65按照%e形式输出，结果只能是5.68965e+0032.4.2浮点型变量(1)浮点型数据在内存中的存放形式

一个浮点型数据一般在内存中占4个字节(32位)。与整型数据的存储方式不同，浮点型数据是按照指数形式存储的。系统把一个浮点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。用3个字节存放数值部分，1个字节存放指数部分。（系统自动转换）2.4浮点型数据(2)浮点型变量的分类浮点型变量分为单精度（float型）、双精度（double型）和长双精度型（longdouble）三类形式。类型位数数的范围有效数字float3210-37~10386~7位double型6410-307~1030815~16位longdouble12810-4931~10493218~19位例2.4浮点型数据的舍入误差

#include<stdio.h>

voidmain()

{floata,b;

a=123456.789e5;

b=a+20;

printf(“%f\n”,b);

}

说明：一个浮点型变量只能保证的有效数字是7位有效数字，后面的数字是无意义的，并不准确地表示该数。应当避免将一个很大的数和一个很小的数直接相加或相减，否则就会“丢失”小的数运行结果：

12345678848.0000002-4浮点型数据2.4.3浮点型常量的类型

C编译系统将浮点型常量作为双精度来处理。

例如：f=2.45678*4523.65

系统先把2.45678和4523.65作为双精度数，然后进行相乘的运算，得到的乘也是一个双精度数。最后取其前7位赋给浮点型变量f。如是在数的后面加字母f或F（如1.65f,654.87F），这样编译系统就会把它们按单精度（32位）处理。2.实型变量1.单精度：关键字为float2.双精度：关键字为double定义的一般形式floata,b,c;定义的一般形式

doublea,b,c;floata=4.5,b=5.6;doublea=5.9,b=45.36注:(1)占四个字节32位注:(1)占八个字节64位(2)7位有效数字-1038~1038(2)15~16位有效数字10308~10308

※说明：1.在内存中，实数一律以指数形式存放2.在内存中，整数可以精确存放，实型数据存在误差3.实型常量不分float和double一个实型常量可以赋给一个float型或者double型变量4.定义变量的同时可以赋初值整型数据的运算与分析整型数据运算程序举例例鸡兔同笼。在一个笼子里同时养着一些鸡和兔，你想了解有多少只鸡和多少只兔，主人对你说：我只告诉你鸡和兔的总头数是16和总脚数是40，你能不能自己计算有多少只鸡和多少只兔？解题思路设x代表鸡的数量，y代表兔的数量，总头数为h，总脚数为f。根据题意，可以列出下面的方程式：x+y=h2x+4y=f整理可得求鸡和兔数量的公式：y=(f-2h)/2x=h-y#include“stdio.h”voidmain(){inth,f,x,y;h=16;f=40;y=(f-2*h)/2;x=h-y;printf(“%d,%d\n”,x,y);}实型数据的运算与分析实型数据运算程序举例例分期付款的计算。张先生为购房，向银行贷款，贷款额为D元，每月准备还P元，月利率为R，求需要多少个月才能还清。解题思路已知计算公式是

M=log10(P)-log10(P-D*R)log10(1+R)M是还清贷款所需月数。今假设D=324500元，P=3245元，R=0.8%。（公式中用到log函数，见附录E）#include"stdio.h"#include"math.h"voidmain(){intd,p;floatr,m;d=324500;p=3245;r=0.008;m=(log10(p)-log10(p-d*r))/log10(1+r);printf("month=%f\n",m);printf("total=%f\n",m*p);}思考题：如何修改程序可以随意指定贷款额和还款金额？#include<stdio.h>#include<math.h>voidmain(){intd,p;doubler=0.008,m;scanf(“%d,%d”,&d,&p);m=(log10(p)-log10(p-d*r))/log10(1+r);printf("month=%f\n",m);printf("total=%f\n",m*p);}2-5字符型数据的运算字符型数据char，分配1Byte字符型数据是指字母、数字、各种符号等用ASCII值表示的字符例如‘a’是一个char类型数据，称作字符常量，存储：01100001字符型包括有符号字符型和无符号字符型两种，如表2.1所示。表2.1字符型数据所占位数数据类型类型符占内存(位)占内存(字节)数值范围（ASCII码值）有符号字符型无符号字符型charunsignedchar8811-128～127（有符号字符型）0～255（无符号字符型）①字符常量。字符常量是用单引号括起来的一个字符。例如‘a’、‘6’、‘=’、‘$’、‘?’都是合法的字符常量。②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。表2.2转义字符表③字符变量。字符变量的取值是字符常量，即单个字符。字符变量的类型说明符是char。转义字符含义ASCII码值（十进制）\a\b\f\n\r\t\v\\\?\＇\＂\0\ddd\xhh响铃（BEL）退格（不换行）走纸换页（FF）换行回车（CR）横向跳格（即跳到下一个输出区，占8列）竖向跳格（垂直制表）反斜杠字符＂\＂问号字符单引号（撇号）字符双引号字符空字符（NULL）1到3位八进制数所代表的字符1到2位十六进制数所代表的字符007008012010013009011092063039034000表2.2转义字符表[例]大小写字母的转换#include<stdio.h>voidmain(){ charc1,c2; c1='a'; c2='b'; c1=c1-32; c2=c2-32; printf(“c1=%cc2=%c\n",c1,c2); printf(“c1=%dc2=%d\n",c1,c2);}运行结果：c1=Ac2=Bc1=65c2=662-5-1字符串常量在C语言中，字符串常量是由一对双引号括起来的字符序列，简称字符串。字符串常量中除一般字符外，还可以包含空格、转义序列符或汉字等其他字符。例如：

“Hello,World!\n”“C语言”等都是合法的字符串常量。字符串常量包含的字符个数称为字符串长度。若仅有一对双引号“”，则这样的字符串常量的长度为0，称为空字符串。显然，在字面常量中，双引号是字符串常量用于区分其他数值常量的特征符，如果需要在字符串中出现双引号，则必须用转义字符‘\“’来替换表示。例如：“Pleasepress\"F1\"tohelp!”这个字符串被解释为Pleasepress"F1"tohelp!不同高级语言对上述问题的解决有着不同的方式，C语言采用以null为结尾的方式。其中null是指空字符，等价于‘\0’，即值为0的字符。也就是说，C语言对于字符串存储操作，是将字符串中的字符依次存放在内存空间，并在其后再存入一个‘\0’字符。同时将‘\0’字符作为字符串所占内存空间的结束标志，称为字符串的结束符。当字符串从内存空间中依次提取时，首先判断取出的字符是否为结束符，若是，则字符串提取结束，从而保证了字符串存取的正确性。可见，字符‘a’和字符串“a”有着本质区别：存储时，字符‘a’仅占1字节，“a”则占2字节，因为“a”除了字符a需要1字节外，字符串结束符‘\0’还需1字节，如图2.1所示。图2.1“a”和‘a’的区别需要说明：（1）由于C语言字符串的存储格式是以‘\0’为结尾的，也就是说，若在字符串中指定‘\0’，则这样的字符串的长度和字节大小各为多少呢？例如，“AB\CD\t\0\n”。显然，当字符串存入内存时，系统会将其所包含的所有的字符连同结束符‘\0’一起依次存放，每个ASCII字符占1字节，需要8字节的内存空间，如图2.2所示。但提取时，由于先遇到第一个‘\0’字符，C语言就会将其视为结束标志，提取出来的字符串是第一个‘\0’前的字符序列，即“AB\CD\t”，显然该字符串的长度（字符个数）为5。图2.2字符串存储（2）要注意字符串“AB\CD\t\0\n”中的转义特征符‘\’，它必须与后跟的字符构成转义字符，而不论构成的转义字符是否是有效的转义字符。例如，字符串中的‘\C’就是一个字符，千万不要将‘\’和‘C’看做两个字符。2-6算术运算符和算术表达式C运算符算术运算符：（+-*/%++--）关系运算符：（<<===>>=!=）逻辑运算符：（（！&&||）位运算符：（<<>>~|^&）赋值运算符：（=及其扩展）条件运算符：（?:）逗号运算符：（,）指针运算符：（*&）求字节数符：（sizeof）强制类型转换：（类型）分量运算符：（.->）下标运算符：（[]）其它（如函数调用运算符()）2.6.1基本运算符运算符作用：对运算对象完成规定的操作运算运算符类型：按运算对象分：单目、双目、三目按功能分：算术、赋值、关系、逻辑条件、逗号、位、其他基本算术运算符：+-*/%结合方向：从左向右优先级：---->*/%----->+-说明：“-”可为单目运算符,负号运算符结合方向自右至左优先级高于+-*/%两整数相除，结果为整数.若有负数，向零取整。%要求两侧均为整型数据，结果为余数部分，余数的符号与被除数一致例5/2=2

-5/3=-1（向零取整）-5/2.0=-2.5

(intdouble)例5%2=1

-2%3=-22%-3=

2

5%1=

05.5%2()例将一个三位数365转换为563。#include“stdio.h”voidmain(){intx=365,a,b,c,y;c=x%10;b=x/10%10;a=x/100;y=c*100+b*10+a;printf(“x=%d,y=%d\n”,x,y);}结果：x=365,y=563一.自增、自减运算符++--作用：使变量值加1或减1种类：前置++i,--i(先执行i+1或i-1，再使用i值）后置i++,i--(先使用i值,再执行i+1或i-1）例自增运算#include“stdio.h”voidmain(){inta=3,b=4,c,d;c=a++;d=++b;printf(“a=%d,b=%d,c=%d,d=%d\n”,a,b,c,d);}程序的运行结果为：a=4,b=5,c=3,d=5______________________________其中,c=a++;与下列两条语句等价：c=a;a=a+1;先使用a的原值赋给c,再使a的值增1变成4_______________________________其中,d=++b;与下列两条语句等价：b=b+1;d=b;先使用b的值增1变成5,再赋给d.说明：

优先级++--

-*/%

+-(1)自右至左(2)自左至右

(3)自左至右

例-i++-(i++)i=3;printf(“%d”,-i++);//-3

例-i++i=3;printf(“%d”,-i++);

例：main(){inta=1,b=1;printf(“++a=%d,b++=%d\n”,++a,b++);printf(“a=%d,b=%d\n”,a,b);printf(“--a=%d,b--=%d\n”,--a,b--);printf(“a=%d,b=%d\n”,a,b);运行结果：++a=2,b++=1a=2,b=2--a=1,b--=2a=1,b=1二.赋值运算符和表达式1、简单赋值运算符符号：=格式：变量标识符=表达式作用：将一个数据（常量或表达式）赋给一个变量2、复合赋值运算符种类：+=-=*=/=%=a+=3a=a+3x*=y+8x=x*(y+8)//+优先级高于*=x%=3x=x%3例a=3;c=d+2;3、赋值运算符说明:结合方向：自右向左优先级:14左侧必须是变量，不能是常量或表达式赋值表达式的值与变量值相等,且可嵌套赋值转换规则:使赋值号右边表达式值自动转换成其左边变量的类型例3=x-2*y;错误a+b=3;错误例

floatf;inti;i=10;f=i;则

f=10.0例inti;i=2.56;//结果i=2;例:a=b=c=5

inta=b=c=5;(×)//表达式值为5，a,b,c值为5练习:a=5;计算a+=a-=a+a，则表达式的值为（）(1)a+a=10;a=5(2)a-=10,即a=a-10=-5.a=-5;(3)a+=-5,即a=a+(-5),a=-10;练习:½*x+20%3*(x=y)/16,其中x=3.0，y=4，则表达式的值为（）(1)1/2=0;0*x=0(2)20%3=2;x=4.0(赋值后和左端类型一致)(3)0+2*4.0/16=8.0/16=0.5三.逗号运算符和表达式逗号运算符:将两个表达式连接起来,又称为“顺序求值运算符”形式：表达式1,表达式2,……表达式n结合性:从左向右优先级:15逗号表达式的值：等于表达式n的值用途：常用于循环for语句中例a=3*5,a*4a=3*5,a*4,a+5例x=(a=3,6*3)x=a=3,6*a//a=15,表达式值60//a=15,表达式值20//赋值表达式，表达式值18，x=18//逗号表达式,表达式值18,x=3

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);“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)

“（ａ，ｂ，ｃ）”是一个逗号表达式，它的值等于ｃ的值。例:#include<stdio.h>main(){intx,y=7;floatz=4;x=(y=y+6,y/z);printf("x=%d\n",x);}运行结果：x=3四.关系运算符和表达式关系运算符种类：<<===>=>!=结合方向：自左向右优先级别：6,7例c>a+b/*c>(a+b)*/a>b!=c/*(a>b)!=c*/a==b<c/*a==(b<c)*/a=b>c/*a=(b>c)*/关系表达式的值：是逻辑值“真”或“假”，用1和0表示例inta=3,b=2,c=1,d,f;a>b(a>b)==cb+c<ad=a>bf=a>b>c//表达式值1//表达式值1//表达式值0//d=1//f=0关系运算举例：例若a=0;b=0.5;x=0.3;则a<=x<=b的值为0例5>2>7>8在C中是允许的，值为0例inti=1,j=7,a;a=i+(j%4!=0);则a=2例‘a’>0结果为‘A’>100结果为10ab!a!ba&&ba||b真假真假假假真真五.逻辑运算符和表达式逻辑运算符种类：!&&||逻辑运算真值表C语言中,运算量:0表示“假”，非0表示“真”,运算结果:0表示“假”，1表示“真”,真假假假假假真真假假真真真假真真!(2)&&(11)||(12)高低例a<=x&&x<=b

a>b&&x>y