C语言的数据和运算.docx

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C语言的数据和运算

C语言的数据和运算.

第２章C语言的数据和运算

[目的要求]

1.了解C语言的数据类型；

2.掌握常量与变量的概念；

3.掌握整型、实型、字符型数据的常量和变量的引用方法；

4.掌握简单的输入和输出；

5.掌握变量赋初值的方法；

6.掌握各类数据的混合运算；

7.掌握算术、关系、逻辑运算符和算术、关系、逻辑表达式；

8.掌握赋值运算符和赋值表达式、逗号运算符和逗号表达式。

[基本内容]

1.C语言的数据类型；

2.常量与变量；

3.简单的输入（scanf（））和输出（printf（））；

4.运算符和表达式。

[重点难点]

1．重点：

数据类型、表达式。

2．难点：

变量、表达式。

[课时安排]

4学时。

2.1程序设计概述

一个程序应包括对数据的描述和对数据处理的描述。

1．对数据的描述，即数据结构。

2．对数据处理的描述，即计算机算法。

算法是为解决一个问题而采取的方法和步骤，是程序的灵魂。

为此，著名计算机科学家沃思（NikiklausWirth）提出一个公式：

数据结构+算法=程序

2.2C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。

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。

2.3常量和变量

2.3.1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

（2）实型常量

（3）字符常量。

（4）符号常量。

2.3.2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

（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８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８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。

在TCV2.0中，变量名（标识符）的有效长度为1～32个字符，缺省值为32。

（3）C语言的关键字不能用作变量名。

标识符命名的良好习惯──见名知意：

4.变量的定义与初始化

在Ｃ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

[存储类型]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

[存储类型]数据类型变量名[=初值][,变量名2[=初值2]……];

例如，floatradius=2.5,length,area;

2.4整型数据

2.4.1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４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

上述各类变量，且long型（４字节）≥int型（２字节）≥short型（２字节）。

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）。

例如，PC机中的一个int型变量，其值域为–215--（215-1），即-32768~32767；一个unsigned型变量的值域为：

0~（216-1），即0~65535。

2.4.2整型常量

1.三种表示形式

整型常量即整常数，在Ｃ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0开头）。

例如012。

（3）十六进制（以数字0+小写字母x开头）。

例如0x36。

2.分类

（1）基本整型，以int表示。

（2）短整型，以shortint表示，或以short表示。

（3）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-２31--（-２31-１）。

例如，123l、315Ｌ等。

注：

C标准没有具体规定以上各类数据所占内存字节数，只要求long型数据长度不短于int型，short型不长于int型。

具体如何实现，有各计算机系统自行决定。

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-２15--（２15-１）的整型常量，可以赋给int型变量和longint型变量；其值在-２31--（２31-１）的整型常量，就只能赋给longint型变量。

2.5实型数据

2.5.1实型变量

Ｃ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４字节（３２位）、提供７位有效数字。

（2）双精度型。

类型关键字为double，一般占８个字节、提供15~16位有效数字。

2.5.2实型常量

1.表示形式

实型常量即实数，在Ｃ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3.14、9.8。

（2）指数形式：

<尾数>E（e）<整型指数>。

例如3.0Ｅ+5等。

２.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、double型或longdouble型）。

根据变量的类型截取实型常量中相应的有效位数字。

例如：

floata;

a=111111.111;

由于float型变量只能接收7位有效数字，因此最后两位小数不起作用。

2.6字符型数据

2.6.1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'、‘１'、‘＋'等。

2.转义字符

Ｃ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。

2.6.2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。

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Ｃ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。

（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。

2.6.3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，表示为“”（一对紧连的双引号）。

 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）。

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。

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'。

2.7算术运算与算术表达式

在Ｃ语言中，除控制语句和输入输出函数外，其它所有基本操作都作为运算符处理。

1.五种基本算术运算符

+、-（减法/取负）、*、/、%（求余数）

（1）关于除法运算/

C语言规定：

两个整数相除，其商为整数，小数部分被舍弃。

例如，5/2=2。

（2）关于求余数运算％

要求两侧的操作数均为整型数据，否则出错。

2.表达式和算术表达式

（1）表达式的概念

用运算符和括号将运算对象（常量、变量和函数等）连接起来的、符合Ｃ语言语法规则的式子，称为表达式。

（2）算术表达式的概念

表达式中的运算符都是算术运算符。

例如，3+6*9、（x+y）/2-1等，都是算术表达式。

3.运算符的优先级与结合性

（1）Ｃ语言规定了运算符的优先级和结合性。

所谓结合性是指，当一个操作数两侧的运算符具有相同的优先级时，该操作数是先与左边的运算符结合，还是先与右边的运算符结合。

自左至右的结合方向，称为左结合性。

反之，称为右结合性。

结合性是Ｃ语言的独有概念。

除单目运算符、赋值运算符和条件运算符是右结合性外，其它运算符都是左结合性。

（2）表达式求值

1）按运算符的优先级高低次序执行。

例如，先乘除后加减。

2）如果在一个运算对象（或称操作数）两侧的运算符的优先级相同，则按Ｃ语言规定的结合方向（结合性）进行。

4.数据类型转换

（1）在Ｃ语言中，整型、实型和字符型数据间可以混合运算。

如果一个运算符两侧的操作数的数据类型不同，则系统按“先转换、后运算”的原则，首先将数据自动转换成同一类型，然后在同一类型数据间进行运算。

（2）除自动转换外，Ｃ语言也允许强制转换。

数据类型强制转换的一般格式为：

（要转换成的数据类型）（被转换的表达式）

当被转换的表达式是一个简单表达式时，外面的一对圆括号可以缺省。

例如，

（double）a（等价于（double）（a））/*将变量a的值转换成double型*/

（int）（x+y）/*将x+y的结果转换成int型*/

2.8赋值运算与赋值表达式

1.赋值运算

赋值符号“=”就是赋值运算符，它的作用是将一个表达式的值赋给一个变量。

赋值运算符的一般形式为：

变量=赋值表达式

例如，x=5

2.复合赋值运算

复合赋值运算符是由赋值运算符之前再加一个双目运算符构成的。

复合赋值运算的一般格式为：

变量双目运算符=表达式

└──┬──┘

复合赋值运算符

它等价于：

变量=变量双目运算符（表达式）。

当表达式为简单表达式时，表达式外的一对圆括号才可缺省，否则可能出错。

例如，x+=3/*等价于x=x+3*/

y*=x+6/*等价于y=y*（x+6），而不是y=y*x+6*/

3.赋值表达式

由赋值运算符或复合赋值运算符，将一个变量和一个表达式连接起来的表达式，称为赋值表达式。

（1）一般格式

变量（复合）赋值运算符表达式

（2）赋值表达式的值

任何一个表达式都有一个值，赋值表达式也不例外。

被赋值变量的值，就是赋值表达式的值。

例如，“a=5”这个赋值表达式，变量a的值“５”就是它的值。

2.9C语言特有的运算和运算符

2.9.1自增（++）、自减（--）运算

1.作用

自增运算使单个变量的值增１，自减运算使单个变量的值减１。

2.用法与运算规则

自增、自减运算符都有两种用法：

（1）前置运算──运算符放在变量之前：

＋＋变量、－－变量

先使变量的值增（或减）１，然后再以变化后的值参与其它运算，即先增减、后运算。

（2）后置运算──运算符放在变量之后：

变量＋＋、变量－－

变量先参与其它运算，然后再使变量的值增（或减）１，即先运算、后增减。

[案例2.4]自增、自减运算符的用法与运算规则示例。

/*程序功能：

自增、自减运算符的用法与运算规则示例*/

main（）

{intx=6,y;

printf（"x=%d\n",x）;/*输出x的初值*/

y=++x;/*前置运算*/

printf（"y=++x:

x=%d,y=%d\n",x,y）;

y=x--;/*后置运算*/

printf（"y=x--:

x=%d,y=%d\n",x,y）;

}

程序运行结果：

x=6

y=++x:

x=7,y=7

y=x--:

x=6,y=7

2.9.2逗号运算（，）及其表达式

Ｃ语言提供一种用逗号运算符“，”连接起来的式子，称为逗号表达式。

逗号运算符又称顺序求值运算符。

1.一般形式

表达式１,表达式２,……,表达式n

2.求解过程

自左至右，依次计算各表达式的值，“表达式n”的值即为整个逗号表达式的值。