程序设计基础（C语言版）课件 第2章 数据类型、运算符和表达式

第2章数据类型、运算符和表达式2.1数据类型2.2常量2.3变量2.4数据的基本运算本章主要内容2.5数据类型转换2.1数据类型数据是运算的对象，数据类型是按照数据的表示形式和特性对数据进行的分类。运算符如加、减、乘、除等数学运算符和与、或等逻辑运算符。数据与运算符一起构成了表达式。数据类型基本类型构造类型指针类型整型空类型实型（浮点型）字符类型数组类型枚举类型结构体类型共用体类型布尔类型（C99）复数类型（C99）整型、实型、字符类型、布尔类型和复数类型最基本最常用的数据类型，由系统提供。构造数据类型是由基本数据类型按照一定规则组合而成，由用户根据需要定义。2.2常量常量是指在程序的执行过程中，其值不能发生变化的量和具有固定值的量。2.2.1字面常量1．整型常量整型常量也就是整数。在C语言中，整数有十进制、八进制和十六进制三种表示形式。2.实型常量十进制形式：例如，2.5，-5.8，3.0，.123，123.等。指数形式：它由十进制数和阶码标志“e”或“E”以及阶码组成。例如，123e+3或123E+3。2.2常量2.2.1字面常量3.字符常量C语言中的字符常量是用单引号括起来的一个字符。如：'a'，'A'，'6'等。字符型数据在内存中是以相应的ASCII码形式存放的。C语言中字符型数据和整型数据之间可以通用。2.2常量【例2-1】字符型数据按整数形式输出示例。#include<stdio.h>intmain(){charch;ch='a';printf("%c,%d\n",ch,ch);return0;}2.2常量2.2.1字面常量3.字符常量在C语言中，还使用一种特殊形式的字符常量，就是以一个“\”开头的字符序列，称为“转义字符”。字符形式含义ASCII代码\n换行，将当前位置移到下一行的开头10\t横向跳格，跳到下一个Tab位置9\b退格8\r从当前位置移到本行的开头13\f换页，将当前位置移到下页的开头12\\反斜杠字符“\”92\'单引号字符39\"双引号字符34\ddd1～3位八进制数所代表的字符

\xhh1～2位十六进制数所代表的字符

表2-1转义字符及其含义2.2常量【例2-2】转义字符的输出。#include<stdio.h>intmain(){printf("*");printf("\b#\n");

return0;}2.2常量2.2.1字面常量4.字符串常量字符串常量是用一对双引号括起来的若干字符序列。如："abcd"、"name"、"123"等。双引号作为字符串定界符是不能出现在字符串中的，如果要在字符串中插入双引号和“\”，必须使用转义字符。字符串中的字符个数称为该字符串的长度。字符串常量在机器内存储时，系统自动在字符串的末尾加上一个结束标志，它是转义字符“\0”。这个字符是系统在存储时自动加上的。字符串常量与字符常量是不同的。2.2常量2.2.2符号常量符号常量，也称宏常量，是指用一个标识符号代表的一个常量，此时该标识符号与此常量是等价的。符号常量是由C语言中的宏定义编译处理命令来定义的。宏定义的一般形式为：#define标识符字符串宏定义中的标识符被称为宏名（MacroName），将程序中出现的宏名替换成字符串的过程称为宏替换。宏名与字符串之间可以有多个空白符，但字符串后只能以换行符终止，且除非特殊需要一般不出现分号。2.2常量【例2-3】求圆面积。#include<stdio.h>#definePI3.14intmain(){floatr,s;

r=2.5;

s=PI*r*r;

printf("%f",s);

return0;}2.2常量2.2.3const常量const常量，其本质是使用const限定符声明的变量，与变量声明形式类似。定义const常量，用到关键词const。constdoublePI=3.14;const常量，其本质是使用const限定符声明的只读变量，是C语言的语句，其结尾需要加上；。2.3变量2.3.1变量的概念程序运行期间其值可以改变的量称为变量。数据被存储在一定的内存单元中，并连同存储它的内存单元一起被抽象为变量，每个变量都有一个名字，这个名字被称为变量名，它代表了某段存储单元及其所存储的数据。inta=5;它意味着，在程序中声明了一个整型变量，变量名为a，其值为5，它在内存中占据连续的4个字节用于存放数据，其首地址称为该变量的地址。2.3变量2.3.2标识符及其命名规则在C语言程序中，实体（如：变量、函数、数组、结构体以及文件）的名字统称为标识符，标识符的命名规则是：由字母、数字和下划线组成，且以字母或下划线开头。标识符的长度无统一规定，但考虑到程序的可移植性，建议标识符的长度最长不要超过8个字符。标识符不能与C语言提供的关键字同名。2.3变量2.3.2标识符及其命名规则在定义标识符时，建议遵循下列原则：尽量做到“见名知义”，以增加程序的可读性。如：sum、average、date、area等。变量名、函数名用小写字母，符号常量用大写字母。在容易出现混淆的地方尽量避免使用容易认错的字符。系统内部使用了一些用下划线开头的标识符（如：_fd，_cleft，_mode），为防止与用户自己定义的标识符冲突，建议用户在定义标识符时尽量不要以下划线开头。C语言区分大小写字母，因此大写字母和小写字母被看作是两个不同的字符。2.3变量2.3.3变量的声明与初始化C语言中，要求使用变量必须先声明。也就是在使用变量之前，必须先将变量的名字及其类型告诉编译器。如果使用一个未经声明的变量，编译器会生成一条错误信息。变量声明的格式为：变量类型变量名；可以先声明变量，然后再给它赋值，也可以在声明变量的同时，就给变量赋值。我们称在声明变量的同时给变量赋初值的操作为变量的初始化。在使用变量之前，一定要为其赋一个确定的值。没有默认值并且尚未在程序中被赋值的变量是未初始化的，如果试图访问未初始化的变量，可能会出现不可预知的结果。C89中要求函数中变量的声明要放在函数的开头，任何可执行语句之前。C99中则要求变量在第一次使用之前声明即可。2.3变量2.3.4整型变量1．整型变量的分类整型变量可分为五类：基本整型，用int表示。短整型，用shortint或short表示。长整型，用longint或long表示。长长整型，用longlongint或longlong表示。无符号整型，用unsigned表示。默认情况下，C语言中的整型变量都是有符号的，若要使用无符号整型，需要将其声明为unsigned的类型。2.3变量2.3.4整型变量2．整型变量的存储整数是以补码形式存储的C语言并未具体规定各种整型类型的长度，只要求short型不长于int型，int型不长于long型，long型不长于longlong型。因此，在不同C语言编译器中，各种整型数据所占内存空间大小，取值范围是有所不同的。C语言提供了一个测定变量或数据类型所占存储空间大小的运算符“sizeof”，它的格式为：sizeof(常量或变量名或类型名)2.3变量【例2-5】用sizeof运算符测定所用的C系统中各数据类型的长度。#include<stdio.h>intmain(){printf("short:%dbytes\n",sizeof(short));printf("int:%dbytes\n",sizeof(int));printf("long:%dbytes\n",sizeof(long));printf("longlong:%dbytes\n",sizeof(longlong));return0;}2.3变量整型变量运算结果超出取值范围会发生溢出。【例2-6】整型数据的溢出示例。#include<stdio.h>intmain(){inta,b;a=2147483647;b=a+2;printf("%d,%d",a,b);return0;}2.3变量3．整型变量的声明变量必须要先声明再使用。C语言中一行代码还可以同时声明多个同类型的变量。2.3变量【例2-7】整型变量的声明与使用示例。#include<stdio.h>intmain(){inta,b,c,d;unsignedu;a=12;b=-24;u=10;

c=a+u;d=b+u;

printf("a+u=%d,b+u=%d\n",c,d);

return0;}2.3变量2.3.5布尔变量在C99标准之前，C语言中没有原生的bool类型，通常会使用整数来代替bool类型，其中0表示false，非零表示true。C99标准添加了_Bool类型，用于表示逻辑值true和false。_Bool类型变量用值1表示true，值0表示false，所以_Bool类型实际上也是一种整数类型。C99标准里面提供了头文件<stdbool.h>，可以让bool成为_Bool的别名，这样就能在C语言里面正常使用bool变量。2.3变量2.3.6实型变量C语言的实型变量分为三种：单精度、双精度和长双精度，分别用float、double和longdouble表示。longdouble类型的长度随着机器的不同而变化，最常见的是80位和128位。浮点型常量默认是double类型，如果想让浮点型常量表示为float类型，则需要在浮点数后面加一个F或f。不同浮点数类型变量由于所占内存空间大小不同，会有不同的表示范围和表示精度。2.3变量【例2-8】float和double的有效位数示例。#include<stdio.h>intmain(){floata;doubleb;

a=111111.111;b=111111.111;printf("a=%fb=%f\n",a,b);

return0;}2.3变量2.3.7字符型变量字符型变量是用来存放字符常量的。它只能保存一个字符，而不是一个字符串。C语言中有两种形式的字符型变量：字符变量和无符号型字符变量。charc1;unsignedcharc2;char型变量ASCII值的取值范围是0～127，unsignedchar型变量的取值范围是0～255。字符型数据和整型数据之间是可以通用的。2.3变量【例2-9】字符数据和整型数据之间的转换示例。#include<stdio.h>intmain(){charc1,c2,c3,c4;c1='a';c2='b';c3=97;c4=98;

printf("c1=%c,c2=%c\n",c1,c2);

printf("c1=%d,c2=%d\n",c1,c2);

printf("c3=%c,c4=%c\n",c3,c4);

printf("c3=%d,c4=%d\n",c3,c4);

return0;}2.3变量【例2-10】字符数据和整型数据之间的运算示例。#include<stdio.h>intmain(){

charc1,c2;

c1='a';c2='b';

printf("c1=%c,c2=%c\n",c1-32,c2-32);

return0;}2.4数据的基本运算2.4.1算术运算符和算术表达式1．基本算术运算符表2-5算术运算符操作符作用运算规则+加，一目取正只有一个操作数时为正号运算符，有两个操作数时为加号运算符-减，一目取负只有一个操作数时为负号运算符，有两个操作数时为减号运算符*乘乘号运算符，注意它的书写形式与数学中书写形式的区别/除除号运算符，注意当两个操作数均为整数时它表示整除，否则表示实数除法%模模运算符或称求余运算符，注意它要求两个运算数均为整数2.4数据的基本运算算术运算符与数学中基本相同“/”是除运算符，但是它与数学中的除运算有所不同。在C语言中，两个整数相除得到一个整数，实数相除得到一个实数。“%”是模运算符，即两数相除所得的余数。余数的符号与被除数的符号相同。用算术运算符和括号将运算对象（也称操作数）连接起来的符合C语法规则的式子，称为C算术表达式。运算对象包括常量、变量、函数等。2.4数据的基本运算【例2-11】输入两个整数，分别代表糖果的个数和小朋友的个数，要求输出平均每个孩子能得到多少颗糖果，不能平均分配的还有几颗。#include<stdio.h>intmain(){intcandies,kids;scanf("%d%d",&candies,&kids);

printf("每人分%d个\n",candies/kids);

printf("剩余%d个\n",candies%kids);

return0;}2.4数据的基本运算【例2-12】求一个三位正整数各位数字之和。#include<stdio.h>intmain(){intn,d0,d1,d2;scanf("%d",&n);d0=n%10; /*将个位存入d0*/d1=(n/10)%10; /*将十位存入d1*/d2=(n/100)%10; /*将百位存入d2，也可写为d2=n/100*/

printf("%d\n",d0+d1+d2);

return0;}2.4数据的基本运算2.4.1算术运算符和算术表达式2．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高低次序进行，如果优先级相同，则按结合性处理。算术运算符的优先级与数学中相同，它们的顺序为：*、/、%同级别，+、-同级别但低于*、/、%。C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，称为“左结合”。2.4数据的基本运算2.4.2赋值运算符和赋值表达式1．赋值运算符赋值运算符为“=”，它的作用是给变量赋值。赋值运算符具有右结合性，正确理解赋值运算的最好方法是从右向左读。当表达式值的类型与被赋值变量的类型不一致时（但都是基本类型），系统自动将表达式的值转换成被赋值变量的数据类型。2.4数据的基本运算【例2-14】变量多次赋值示例。#include<stdio.h>intmain(){intx;x=2;

x=4;

printf("x=%d\n",x);

return0;}2.4数据的基本运算2.4.2赋值运算符和赋值表达式2．复合赋值运算符C语言允许在赋值运算符“=”之前加上其他运算符，构成复合运算符。复合