C-1-2 概述-数据类型和变量-12.ppt

1、C语言大学实用教程,信息工程学院,前言,课程目标： 熟记C语言的基本概念； 熟悉C语言的上机环境（Turbo C，Visual C）； 会使，会编，会调试程序； 学习要点： 熟记C语言的语法、句法； 掌握算法分析与算法设计； 本课重点： 4，5，6，8，9章 难点：函数，指针,多看 多想 多上机,课程要求,课前请做好预习 保持课堂安静，头脑清醒，思维活跃 做好课堂笔记 认真、独立、按时完成并提交作业 重视上机实践，有效利用宝贵的上机时间,第一章 C语言概述,C语言发展过程 产生背景 19691970，Ken.Thompson和Dennis.M.Ritchie用汇编语言编写了UNIX操作系统 1

2、970年Ken.Thompson设计出了B语言，并用其重写了UNIX操作系统 产生过程 时间:19721973 地点:美国贝尔实验室 目的:重写UNIX操作系统 设计人: Dennis.M.Ritchie 发展 1973年，Ken.Thompson和Dennis.M.Ritchie用C重写了UNIX操作系统 标准C: K，” 运算符：+，-，*，/，%，=，=，=，!=， ,1.6 简单C程序实例,【例1.3】 include “stdio.h” void main() printf(“this is a c program.n”); ,预处理指令,主函数,函数体,Stdio.h standa

3、rd input ;面积*/ float x,y,square; x=3.2; y=1.5; square=x*y; /, printf(矩形的面积是：%fn,square); ,/*定义矩形的长、宽和面积*/ /给矩形的长赋值 /给矩形的宽赋值 /计算矩形的面积 /数据矩形的面积,例1.5 从键盘输入两个整数，在屏幕上输出它们的最大值。 /* This is the third C program */ #include /* 程序需要使用C语言提供的标准函数库 */ int max(int x,int y) /*定义函数max(),形参x、y为整型,返回整型值*/ int z; /* 定义

4、变量z为整型 */ if(xy) /* 条件判断语句，判断x是否大于y */ z=x; /* 条件为真时，将x值赋给z */ else z=y; /* 条件为假时，将y值赋给z */ return(z); /* 返回z的值 */ ,C语言程序的基本组成,1.7 C程序的编辑、编译和执行,C源程序,可执行程序,编译器,编译器（Compiler）:把源代码转换为可被计算机理解的机器代码 把机器代码以可执行文件的形式保存在磁盘上,1.7 C程序的编辑、编译和执行,C源程序,可执行程序,编译器,编辑程序,源文件.C,C编译程序,汇编程序,汇编语言.asm,目标代码,连接程序,程序载入器,可执行代码,运

5、行结果,程序开发步骤,What is to be done？,可执行文件 扩展名为.exe的文件,How is it to be done？,扩展名为.c的文件（对C而言）,扩展名为.obj的文件,1.8 上机步骤,(1) 启动Visual C 6.0 (2) 新建工程： 【文件】【新建】 【工程】选择“win32 Console Application” (3) 新建C语言程序： 【文件】 【新建】 【文件】选择“C Source File” 输入文件名，扩展名为.c（否则默认是.cpp） (4) 编辑C语言源程序： 在编辑窗口中输入C语言源程序代码 (5) 编译C语言源程序： 【编译】 查

6、看错误，修改 (6)运行： 编译如果没有错误，就直接【执行】，看一下结果,一个简单的C程序例子,#include /*函数功能：计算两个整数相加之和 入口参数：整型数据a和b 返回值： 整型数a和b之和 */ int Add(int a, int b) return (a + b); /*主函数*/ main() int x, y, sum = 0; printf(Input two integers:); scanf(%d%d, /*输出x和y相加之和*/ ,从上面的例子，我们可以大致归纳出以下几个特点： 1、函数是C程序的基本单位，即C程序是由函数构成的； 2、函数由函数首部和函数体两部分

7、组成； 3、C程序的书写格式与规则； 4、C程序的常见符号分类、数据类型、运算符与表达式,第2章 数据类型和变量存储,耐心 要想成功，没有一个相对平淡的过程是不可能的。,C数据类型如下：,第2章 C语言的基本数据类型和变量的存储类,本章主要介绍C语言中最基本的四种数据类型。这四种基本数据类型是： 整型(integer) 字符型(character) 浮点型(floating) 双精度型(double precision) 每种类型的数据又分为常量和变量两种。,常量,整形常量 实型常量 字符常量 字符串常量,12 3.14 a “hello”,2.1 整 型 数 据,2.1.1 整型常量 整型常

8、量即整常数，C语言中有三种表示形式，即十进制整数、八进制整数和十六进制整数。,2.1 整 型 数 据,2.1 整 型 数 据,根据给定的语法图可以写出C语言中一些合法的整常数 0(整数零) 123, +123, -123(十进制整型常数) 0123, +0123, -0123(八进制整型常数) 0 x123, +0 x123, -0 x123 (十六进制整型常数) 123 = (123)10 0123 = (123)8 = 3 + 281 + 182 = (83)10 0 x123 = (123)16 = 3 + 2161 + 1162 = (291)10,2.1.1 整型常量（integer

9、）,整型常量可以用十进制、八进制、十六进制三种表示形式，编译系统会自动将其转换为二进制形式存储,2.1.2 整 型 数 据,整形变量 C语言中的整型变量分为有符号(Signed)和无符号(unsigned)两种。 每种又可细分为标准整型(int)、短整型(short)和长整型(long)三类。所有的变量在使用前必须加以说明或定义。例如： int a,b;(说明a,b为有符号标准整型变量) short c,d;(说明c,d为有符号短整型变量) long f,g;(说明f,g为有符号长整型变量),变量名和变量值的区别：在程序运行过程中从变量x中取值，实际上是通过变量名x找到相应的内存地址，从其存储

10、单元中取数据30。,变量名与变量值的区别,变量的概念,1.变量的定义 在C语言程序中，常量是可以不经定义而直接引用的，而程序中用到的所有变量必须先定义后使用。 类型关键字 变量名常量1，变量名2常量2， 例如： int a; /* 定义a为整型变量 */ int m,n; /* 定义m和n为整型变量 */ long int t; /* 定义t为长整型变量 */,变量的定义与初始化,2. 变量的初始化 在定义变量的同时可以给变量赋初值，称为变量初始化。 例如： int m=3,n=5; /*定义m和n为整型变量，同时m,n分别赋初值3，5*/ long int a=1000,b; /* 定义a,

11、b为长整型变量, 同时a赋初值1000 */,变量的定义与初始化,2.1.2 整 型 数 据,2.1.2 整 型 数 据,整型常量的类型确定,整数后有后缀：u或U ，表示unsigned型； 整数后有后缀：l或L，表示long int型；,另外，整型常量按长度划分为两种：短整型和长整型（后缀为小写字母l或大写字母L），其中默认为短整型，如-377是一个短整型数，而-377l或-377L表示-377是长整型。,2.1 整 型 数 据,2.1.3 原码和补码 有符号整数的原码表示便是将这32位的最高位作为“符号位”，并规定0代表“正”，1代表“负”。低31位则以无符号整数的形式来存放该整数的绝对值

12、。例如：,0的原码：,-0的原码：,9的原码：,-9的原码：,2.1 整 型 数 据,补码表示法的思想实际上很简单，就是整数的“模运算”。设模m为某个正整数，则在模m下，整数不再是无穷多，而只有0, 1, , m-1这m个。记Zm=0, 1, , m-1，并定义Zm中的“模m加法”运算“+m”如下：,相应的“模m乘法”运算“ ”的定义如下：,2.2 字符型数据（Character）,单个字符 由一对单引号括起来的单个字符，如x、a、A、b、$、#等都是字符常量。 以这种方式给出的字符常量只能是可打印字符 转义字符 对某些不可打印字符(如回车符、换行符、响铃符等)就不能用一对单引号将其括起来作为

13、字符常量了。对此，C语言是通过转义序列(escape sequences)来表示这些字符的。 例如，“n”，代表1个字符，换行符，,常用转义字符,例2.2： 分析下面程序的运行结果。 #include /* 程序需要使用C语言提供的标准函数库 */ void main() /* 主函数 */ printf(“AnBCnDEFn); /* 调用库函数printf显示字符串 */ ,转义字符,结果： A BC DEF,例2.3： 分析下面程序的运行结果。 #include /* 程序需要使用C语言提供的标准函数库 */ void main() /* 主函数 */ printf(“tabrcdnef

14、ghw); /* 调用库函数printf显示字符串 */ ,转义字符,结果： cdab efghw,例2.4： 分析下面程序的运行结果。 #include /* 程序需要使用C语言提供的标准函数库 */ void main() /* 主函数 */ printf(“101); /* 调用库函数printf显示字符串 */ ,转义字符,结果： A,例： 分析下面程序的运行结果。 #include /* 程序需要使用C语言提供的标准函数库 */ void main() /* 主函数 */ printf(Chinan101tn); /* 调用库函数printf显示字符串 */ ,程序中有4个转移字符，

15、分别是n、101、t、 。输出“China”后遇到转义字符n，因此换行，换行后遇到转义字符101，输出A，后遇到转义字符t，水平移动到下一个制表位置，后遇到转义字符，输出。,转义字符,2.2.2 字符型变量 字符型变量是通过保留字char来定义的，其格式如下：,char c1, c2； 该语句定义了c1和c2两个字符型变量。每个字符型变量可用来存放一个字符,2.2 字符型数据（Character）,字符型数据在C语言中是和整型数据同等对待的。任何一个字符都相当于一个整型量，其值就是该字符的编码值。C语言中凡是整型量可以出现的地方，字符型量都可以出现。对于采用ASCII编码的系统，每个字符在计算

16、机中占用一个字节的存储单元，其中存放相应字符的ASCII编码。实际上，C语言在内部将每个字符型量都看作字长为8的整型量。,例如，x的十进制ASCII码是120，y的十进制ASCII码是121。对字符变量a、b赋予x和y值： a=x; b=y; 实际上是在a、b所在的两个字节内分别存放整数120和121：,a：,b：,2.2.3 字符型数据的存储表示,2.2 字符型数据,2.2.4 字符串常量 字符串常量是用一对双引号括起来的零个或多个字符的序列。例如：,I am a student，x，,此外，转义序列也可以出现在字符串中，但是只作为一个字符。例如：,I am an student,在C语言中

17、，字符串常量是用双引号括起来的字符序列。 例如，以下是合法的字符串常量： “CHINA” “This is a C program.” “402754” “+? ab” “*” “ ” 表示一个空格 “” 表示什么字符也没有 “n” 表示一个转义字符“换行” ab 既不是字符常量，也不是字符串常量。,2.2.4 字符串常量,字符常量与字符串常量的区别： 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。例如，“a” 是不合法的。 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。例如，ab 是不合法的。 存储要求不同 字符常量存储的是字符的ASCII码值

18、，而字符串常量除了要存储字符串常量的有效字符外，还要存储一个字符串结束标志0。,2.3 浮点型数据,2.3.1 浮点型常量 C语言中的浮点数如同其他语言中的实数。浮点型常量有非指数型和指数型两种。 非指数型(non-exponential form)浮点常数，是指不带指数部分的实型常数; 3.45 指数型(exponential form)浮点常数，是指带有指数部分的实数。 3.45103,2.3.1 浮点型常量,1、浮点型（float）常量表示形式 （1）十进制小数形式 由数字和小数点组成（必须有小数点） （2）指数形式 以字母e或E来表示10为底的指数； E左边：数值部分，可表示成整数或小

19、数，不能省略； E右边：指数部分，必须是整数形式。,0.123，12.35，.98，18. 都是合法的表示形式。 其中.980.98，18.18.0,3e-2, 3.0e-2, 3.e-2, .6e-2 合法 E3, 2e3.0 , .e3，568，58.+e5，2.7E，6.4e+5.8，e-5 不合法,2.3 浮点型数据,2.3.2 浮点型变量 C语言中的浮点型变量是通过保留字float来说明的。例如：,float x, y, z; x=12.345; y=.12345e2; z=12345.e-3;,以上例子说明三个浮点型变量x、y和z，并以不同的形式对它们赋了同一个值。,2.3 浮点型

20、数据,2.3.3 浮点型数据的存储表示 浮点型数据(实型数据)在计算机内部也是以二进制的形式来存储和表示的，虽然在程序中很少采用指数形式表示浮点常数，但在计算机内部它们却都是以指数形式来表示的，而不论数值的大小。,任何一个实数总能用二进制实数形式来表示，如0.5可以 表示为(0.1)2，12.1875可以表示为(1100.0011)2等。,任何一个二进制实数总可以表示成如下形式：,2.3 浮点型数据,2.3.4 浮点型数据的误差分析 对于一般微型机而言，一个float型变量占用4字节，能保证大约7位精度。超过7位的数据将会被舍去。由此会带来一些数据上的误差。例如：,#include void

21、main() float x,y; x=789456.123e5; y=x+30; printf(y=%fn,y); ,执行结果为： 78945615902.000000,2.4 双精度型数据,实际上，C语言中每个浮点常量在计算机中都是以双精度型存放和标识的。 双精度型数据实际上也是浮点型数据，（但它的精度比浮点型高一些，通常是8字节。） 双精度型变量是通过保留字double来说明的。例如：,double a,b; a=2.718281828459; b=4.84813681106e-7;,2.4 双精度型数据,将下例2.12改写：,对于一般微型机而言，一个float型变量占用4字节，能保证大

22、约7位精度。超过7位的数据将会被舍去。由此会带来一些数据上的误差。 Double型变量占8个字节，精度比浮点型高出许多，通常达到17位精度。,#include void main() float x,y; x=789456.123e5; y=x+30; printf(y=%fn,y); ,执行结果为： 78945615902.000000,2.4 双精度型数据,Double型变量占8个字节，精度比浮点型高出许多，通常达到17位精度。,【例2.14】验证双精度有效数字的位数 #include void main() double x; x=123456789.123456789e9; print

23、f(%fn,x); ,基本数据类型,int 整数，在目前绝大多数机器上占4个字节。 TC2中是2个字节 VC中是4个字节 float 单精度浮点数F或f，一般是4个字节长 double 双精度浮点数，一般是8个字节长 char 字符，一般是1个字节长 用来表示256个ASCII字符，或者0255的整数,实型数据提供的有效数字位数,#include main() float a; double b; a = 123456.789e4; b = 123456.789e4; printf(%fn%fn, a, b); ,1234567936.000000 1234567890.000000,floa

24、t型数据提供 7位有效数字,double型数据提供 17位有效数字,使用不当导致舍入误差,sizeof到底是什么？,它是一个C语言的关键字，并不是函数 可以用两种形式使用 sizeof(表达式) 一般都使用sizeof(变量名) sizeof(类型) 求出的结果为表达式值所属类型或者类型占用的字节数,size of,#include main() printf(Data type Number of bytesn); printf(- -n); printf(char %dn, sizeof(char); printf(int %dn, sizeof(int); printf(short in

25、t %dn, sizeof(short); printf(long int %dn, sizeof(long); printf(float %dn, sizeof(float); printf(double %dn, sizeof(double); ,P35, 例2.15,为什么要用sizeof获得类型或变量的字长？,因为 同种类型在不同的平台其占字节数不尽相同。比如int在16位、32位和64位系统分别占2、4和8个字节。 现象与危害： 在平台间移植时会出现问题，导致数据丢失或者溢出。 解决方案： 用，并且只用sizeof获得字长。,char型与int型之间的关系,每个字符都有一个等价的整数

26、值与其相对应。 一个char型变量既能以字符格式输出，也能以整型格式输出，以整型格式输出时，就是直接输出其ASCII码的十进制数值。,#include main() char ch = a; printf(%c, %dn, ch, ch); ,a, 97,char型与int型之间的关系,例:小写字母转换为大写字母,#include main() char ch = b; printf(%c, %dn, ch, ch); ch = b - 32; printf(%c, %dn, ch, ch); ,#include main() char ch = b; printf(%c, %dn, ch,

27、ch); ch = b - (a - A) ; printf(%c, %dn, ch, ch); ,b, 98 B, 66,b, 98 B, 66,2.5 数据的输入和输出,输入和输出函数都属于库函数，对于这些库函数的详细用法会在第11章做详细介绍，这里只简单介绍一下这些函数的用法，读者只要知道其含义即可，如一时无法理解可跳过，等学到后面内容时自然会理解。在使用这些库函数前必须包含命令：,#include ,#include “stdio.h”,2.5 数据的输入和输出,#include ,#include “stdio.h”,在函数中可以调用系统提供的库函数，在调用之前只要将相应的头文件（H

28、eader file）包含到文件中即可。,包含的它只会去找系统目录下的文件，stdio.h是系统预设的，位置确实是在系统的目录下，使用尖括号是没问题的,在包含一般性公用头文件时是不会产生问题的。效果相同 在包含自定义的头文件时，必须采用#include aaa.h 的形式。 因为在系统头文件默认路径中是找不到aaa.h文件的。,2.5 数据的输入和输出,2.5.1 getchar 和 putchar (单字符输入输出) 1. getchar 的说明形式 int getchar() 功能：从标准输入设备的“输入字符流”中读入下一个字符 例如：char c; c=getchar(); 2. put

29、char 的说明形式 int putchar(int c) 功能：向标准输出设备的“输出字符流”中输出经由实参传过来的字符c。 例如：putchar(A); /输出大写字母A putchar(101); /输出大写字母A putchar(n); /输出大写字母A,例2.16,#include void main() char a=b,b=o,c=k; putchar(a);putchar(b);putchar(b);putchar(c);putchar(t); putchar(a);putchar(b); putchar(n); putchar(b);putchar(c); ,#include

30、 void main() char c; printf(input a charactern); c=getchar(); putchar(c); ,例2.17,2.5 数据的输入和输出,2.5.2 gets和puts (行输入输出) 1. gets 功能：gets从标准输入设备读入一串字符到字符串变量s中，直到遇到换行符n为止。 2. puts 功能：puts向标准输出设备输出字符串s，然后再跟着输出一个换行符n。,2.5 数据的输入和输出,【 例2.18】 #include void main() puts(input a charactern); ,【 例2.19】 #include v

31、oid main() char s100; puts(gets(s); ,2.5 数据的输入和输出,2.5.3 printf函数 printf函数称为格式输出函数，其功能是按指定格式把数据输出到标准输出设备上。其实在前面的例题中已多次使用过这个函数。 printf函数调用的一般形式为：,printf (“格式控制字符串”，输出列表)；,2.5 数据的输入和输出,例2.20 #include main() int a=88,b=89; printf(%d %dn, a, b); printf(%d,%dn, a, b); printf(%c,%cn, a, b); printf(a=%d,b=%

32、dn, a, b); ,printf (“格式控制字符串”，输出列表)；,2.5 数据的输入和输出,2. 格式字符串 格式字符串的一般形式为：,%标志输出最小宽度.精度长度类型,(1) 类型。类型字符用以表示输出数据的类型 (2) 标志：标志字符为、+、#、空格四种 (3) 输出最小宽度：用十进制整数来表示输出的最少位数。如果实际位数多于定义的宽度，则按实际位数输出；若实际位数少于定义的宽度，则补以空格或0 (4) 精度：精度格式符以“.”开头，后跟十进制整数。本项的意义是：如果输出数字，则表示小数的位数；如果输出的是字符，则表示输出字符的个数；若实际位数大于所定义的精度数，则截去超过的部分

33、(5) 长度：长度格式符为h、l两种，h表示按短整型量输出，l表示按长整型量输出,%标志输出最小宽度.精度长度类型,(1) 类型。类型字符用以表示输出数据的类型，其格式符和意义如下表所示。,%标志输出最小宽度.精度长度类型,(2) 标志。标志字符为、+、#、空格四种,%标志输出最小宽度.精度长度类型,(3) 输出最小宽度。 用十进制整数来表示输出的最少位数。如果实际位数多于定义的宽度，则按实际位数输出；若实际位数少于定义的宽度，则补以空格或0。 (4) 精度。 精度格式符以“.”开头，后跟十进制整数。本项的意义是：如果输出数字，则表示小数的位数；如果输出的是字符，则表示输出字符的个数；若实际位

34、数大于所定义的精度数，则截去超过的部分。 (5) 长度。 长度格式符为h、l两种，h表示按短整型量输出，l表示按长整型量输出。,例2.21,#include main() int a=15; float b=123.1234567; double c=12345678.1234567; char d=p; printf(a=%d,%5d,%o,%xn, a,a,a,a); printf(b=%f,%lf,%5.4lf,%en, b,b,b,b); printf(c=%lf,%f,%8.4lfn, c, c,c); printf(d=%c,%8cn, d, d); ,例2.21,#include

35、 main() int a=123,b=-45,c=-6; float x=123.12345,y=12.55,z=1.7; printf(printf without widthn); printf(%dn%dn%dn, a,b,c); printf(%fn%fn%fn, x,y,z); printf(printf with widthn); printf(%6dn%-6dn%+6dn, a,b,c); printf(%5.2fn%6.1fn%3.0fn, x,y,z); ,2.5 数据的输入和输出,2.5.4 scanf函数 scanf函数称为格式输入函数，即按指定的格式从键盘上把数据输入

36、到指定的变量之中。 scanf函数的一般形式为：,scanf (“格式控制字符串”，地址列表)；,scanf(%d%d,2.5 数据的输入和输出,scanf的格式字符串的一般形式为：,%*输入数据宽度长度类型,其中有方括号的项为任选项。各项的意义如下：,(1) 类型：表示输入数据的类型 (2)“*”符：用以表示该输入项，读入后不赋予相应的变量，即跳过该输入值 (3) 宽度：用十进制整数指定输入的宽度(即字符数)。 (4) 长度：长度格式符为l和h，l表示输入长整型数据(如%ld) 和双精度浮点数(如%lf)，h表示输入短整型数据,scanf(“%4d%*d%lf”, printf(input

37、a,b,cn); scanf(%d%d%d, ,2.5 数据的输入和输出,* 符。“跳过”，表示该输入项，读入后不赋予相应的变量，即跳过该输入项。 例如： scanf（”%d%*d%d”, 当输入为：1 2 3时，则a=1,b=3 , c未赋值。,(3) 宽度。用十进制整数指定输入的宽度(即字符数)。 例如： scanf(%5d, 输入：12345678，将把1234赋予a，而把5678赋予b。,使用scanf函数还必须注意以下几点： (1) scanf中要求给出变量地址，如给出变量名则会出错。例如，“scanf(”%d“,a)”，是非法的；应改为“scanf(”%d“, float j=5.

38、369; char c=v;,在定义变量时就对其赋初值，这称为对变量的“初始化”。可以只对部分变量进行初始化。例如：,int x,y,z=5; float x,y=5.321,z;,也可以对所有的变量进行初始化。例如：,int x=35,y=5,z=5;,int x=y=z=32; 错,2.8 变量的存储类,在C程序中，任何一个变量实际上都具有两个属性： 存在性： 指任何一个变量都具有一个数据类型并占据固定大小的存储空间 可见性： 指任何一个变量都有其作用域，它只在其作用域中是可见的(活动的)，而一旦出了其作用域便不再可见。,2.8 变量的存储类,C语言一共提供了4种变量存储类，即自动(aut

39、o)、寄存器(register)、静态(static)、外部(extern)，相应的变量分别称为自动变量、寄存器变量、静态变量、外部变量：,2.8.3 静态变量 static int x=1; static char c1; 2.8.4 外部变量 #include int x=123; void main() printf(%dn,x); ,2.8.1 自动变量 auto int a; auto char ch=x; 2.8.2 寄存器变量 register int x=3; register char c1,c2;,2.8 变量的存储类,2.8.1 自动变量 自动变量是通过在变量说明前面加保留字auto来说明或定义的。例如：,auto int a; auto char ch=x; auto float d,e; auto double f1,f2;,自动变量是一种局部变量，只在定义它的语句所在的函数或块(块中还可以嵌套其他的块)中才有意义，离开后其值即消失，即自动变量的作用域局限于定义它的语句所在的函数或块。每当程序的执行离开