C语言讲义(1-5).doc

本文由zqh2008贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 第 1章 C 语 言 基 础 1.1 C 语言概述 1.1.1 C 语言的产生与发展 语言的产生 1. C 语言的产生 C 语言于 1972 年1973 年间, 诞生于美国的贝尔实验室, 由 Denis.M.Ritchie 创建. C 语言的产生基于两个方面的需要.一是为满足 UNIX 操作系统开发的需要.二是为拉近高级语 言与硬件之间距离的需要.C 语言集高级语言与汇编语言优点于一身. 2. C 语言的发展 1972 年1973 年间, 贝尔实验室的 D.M.Ritchie 在保留 B 语言优点的基础上, 创建了 C 语言. 1973 年,UNIX 操作系统被用 C 语言改写,称为 UNIX 第五版.UNIX 以后的第六版,第七版,SYSTEM 和 SYSTEM都是在第五版的基础上发展起来的.这期间 C 语言也被多次改进.1975 年,UNIX 的第 六版公布,C 语言开始受到人们的普遍关注. UNIX 操作系统的广泛使用,促进了 C 语言的迅速发展与普及,C 语言的发展与普及反过来又促 进了 UNIX 操作系统的推广.1978 年,出现了独立于 UNIX 和 PDP 计算机的 C 语言,从此 C 语言被 迅速移植到大,中,小型与微型机上.当年,B.W.Kernighan 和 D.M.Ritchie 以 UNIX 第七版的 C 编译 程序为基础,出版了影响深远的名著The C Programming Language . C+语言是 C 语言发展的新阶段,是一种更好的 C 语言,是应用广泛的面向对象的程序设计语言. 目前,C 语言已经发展成为迄今为止最流行的计算机程序设计语言. 3. C 语言的标准与方言 C 语言的广泛应用还是在不同的开发团体之间出现了问题,各机构推出了自己的 C 语言版本,某 些执行过程的微小差别却不时引起 C 程序之间的不兼容. 美国国家标准协会(ANSI)从 1983 年开始经过 长达五年的努力,制定了 C 语言的新标准ANSI C.现在提及 C 语言的标准都是指新标准.ANSI C 比原标准 C 有很大的发展, 解决了经典定义中的二义性, 给出了 C 语言的新特点. Kernighan 和 Ritchie 也以新标准改写了他们的经典著作.任何 C 程序都必须遵循 ANSI C 标准,本教材的主体也以 ANSI C 作为基础. 1.1.2 C 语言的特点 (1)C 语言简洁, 紧凑, 压缩了一切不必要的成份. (2) C 语言运算丰富, 将括号, 赋值, 强制类型转换, 取变量地址等都以运算实现. (3) C 语言数据类型丰富, 具有现代语言的各种数据类型; 用户能扩充数据类型, 能够实现各种复 杂的数据结构, 完成各种问题的数据描述. (4) C 语言是一种结构化程序设计语言, 具有结构化语言所要求的三种基本结构. (5) C 语言是高级语言中的低级语言.C 语言允许直接访问物理地址,能进行位运算,能实现汇编 语言的大部分功能,能直接对硬件进行操作. (6) C 语言提供编译预处理机制,有利于大程序的编写和调试. (7) C 语言编译系统小,生成的目标代码质量高,程序的执行效率高. (8) C 语言的输入和输出功能用库函数实现,编写的程序移植性好. (9) C 语言语法限制不太严格,程序设计自由度大,对程序员要求较高. 1.2 基本语法成份 1.2.1 字符集 字符是可以区分的最小符号, 构成程序的原始基础.C 语言字符集是 ASCII 字符集的一个子集, 包 括英文字母,数字及特殊字符: 英文字母: az 和 AZ 数字: 09 特殊字符:空格 !# % 由字符集中的字符可以构成 C 语言进一步的语法成份, 如标识符, 关键字, 特殊的运算符等. & * - - + = / |., : ; ? ( ) 1.2.2 标识符 标识符在程序中用来标识各种程序成份, 命名程序中的一些实体, 如变量, 常量,函数,类型, 标号等对象的名字. C 语言规定, 标识符必须以英文字母或下划线开头, 是字母, 数字, 下划线的序列. 以下是合法的标识符: i,j,k,x,c,a1,a2,op,y_1,zhou_prg,radius, cout,sun,day 以下是不合法的标识符: a.1,1computer,x+y,!abc,99999,$100,3c C 语言中的标识符严格区分字母的大小写,标识符 abc 与标识符 ABC 是不同的标识符.习惯上, 符号常量用大写字母表示,变量名称用小写字母表示. prime,program,sort,max,min,prg_1, 标准 C 中,标识符的长度可以任意,一般有效长度为 8 个字符,Turbo C 中标识符最大长度为 32 个字符. 标识符取名时不能与关键字同名, 也不要与系统预先定义的标准标识符(如标准函数)同名.系统使 用的一些内部标识符往往以下划线开头,为避免与系统使用的内部标识符发生冲突,用户定义的标识 符一般也不要用下划线开头. 标识符的名称一般选用相应的英文单词或拼音形式缩写, 尽量不要使用简单代数符号, a, c, 如 b, x,y,z 等.最好能见名知义 ,以提高程序的可读性.标识符大多数采用匈牙利表示法,即每 个单词第一个字母大写,如 StudentName,YearMonthDate. 由系统预先定义的标识符称为标准标识符,由用户定义的标识符称为自定义标识符.程序设计中 往往需根据实际需要定义大量的标识符.标识符必须先定义,后使用. 1.2.3 关键字 关键字 关键字又称为保留字, 由系统提供, 用以表示特定的语法成份, 如类型名称 int, float,语句特征 if, switch, while, 运算符号 sizeof 等, 是构成 C 语言的语法基础. 常见关键字有 31 个, 参见附录 A. 关键字有特定的语法含义, 不允许用户重新定义. 关键字在程序中像国家的名字一样, 绝对不能 拼错. 1.2.4 运算符 运算符实际上可以认为是系统定义的函数名字,这些函数作用于运算对象,得到一个结果值.运 算符通常由 1 个或多个字符构成.C 语言沿用了大量的常规运算符,如加法运算符+,减法运算符 ,地址运算符&,大于运算符,不等运算符!=,逻辑与运算符&,条件运算符?:, 点运算符.,字节数运算符sizeof等. 根据运算对象的个数不同,可分为单目运算符,双目运算符和三目运算符,又称为一元运算符, 二元运算符和三元运算符. 1.3 例 1-1 C 程序的结构 在屏幕上输出C 语言程序设计 . /*程序 1 - 1, 输出C 语言程序设计*/ #include stdio.h main( ) printf(C 语言程序设计); 运行结果: C 语言程序设计 例 1 2 求两个整数之和. /*程序 1 - 2, 求两个整数之和*/ #include stdio.h main( ) int a, b; int sum; printf(请输入两个整数 a, b: ); scanf(%d, %d, &a, &b); sum=a+b; printf(和=%dn, sum); 输入数据: 1999, 5 运行结果: 和=2004 例 1-3 求两个数的最大值. /*程序 1 - 3, 求两个数的最大值*/ #include stdio.h float max(x, y) float x, y; float t; if (xy) else t=y; return(t); main( ) float a, b; float m; printf(请输入两个数: ); scanf(%f, %f, &a,&b); m=max(a, b); /*调用求最大值的函数*/ printf(最大值=%6.2f n, m); /*主函数*/ t=x; /*求最大值函数*/ 输入数据: 12.1, 3.45 运行结果: 最大值= 12.10 1.3.1 C 程序的结构 1.函数 (1) C 语言程序由若干函数组成. 必须有一个且只能有一个主函数 main( ),主函数的名字为 main. 可以是系统预定义的标准函数,如 scanf 函数,printf 函数等,参见附录 C. 大多数函数由程序员根据实际问题的需要进行定义,函数之间是平行的关系.基于此,C 语言 被称为函数式语言. (2) 函数由函数头(函数的说明部分)与函数体(函数的语句部分)两部分组成. 函数头给出函数的特征描述, 包括函数的属性, 类型, 名字, 参数及参数类型. 如例 1-3 中 的求最大值函数的函数头: float max(x, y) float x, y; /*函数属性缺省, 函数类型实型, 函数名字 max, 函数参数 x, y, 实型*/ 函数体给出函数功能实现的数据描述和操作描述, 是程序中用花括号括起的若干语句. 如例 1 - 1 中的函数体: printf(C 语言程序设计); 例 1-3 中求两个数的最大值函数 max 的函数体: float t; if (xy) t=x; else t=y; return(t); 函数体可以为空,可以没有数据描述部分. 由此可以给出理论上最小的 C 语言程序: main( ) 语句 2. 语句 (1) 语句是组成程序的基本单位, 函数功能的实现由若干条语句完成.说明性语句完成数据描述, 执行性语句完成操作描述. (2) 语句由若干关键字加以标识, 如 if-else 语句,do-while 语句等. (3) C 语言本身没有输入/输出语句, C 语言的输入/输出操作由 scanf 函数和 printf 函数等库函数 完成. (4) C 语言语句必须以分号结束. 其它 3. 其它 1) 预处理命令 C 程序开始往往含有以 # 开头的命令, 它们是预处理命令. 如例 1-1 中#includestdio.h, 用以指明包含文件. 2) 程序注释 在程序中还有以/*开始, 以*/结束的内容, 它们是程序中的注释部分, 用以帮助阅读程序. 1.3.2 C 程序的书写 (1) 一行一般写一条语句.当然一行可以写多条语句, 一条语句也可以写在多行上. (2) 整个程序采用紧缩格式书写.表示同一层次的语句行对齐, 缩进同样多的字符位置.如循环体 中的语句要缩进对齐, 选择体中的语句要缩进对齐. (3) 花括号的书写方法较多, 本书采用花括号对齐的书写方式, 左边花括号处于第一条语句的开始 位置, 右边花括号独占一行, 与左边花括号对齐. (4) 在程序中恰当地使用空行, 分隔程序中的语句块, 增加程序的可读性. 1.4 C 程序的实现 1.4.1 实现步骤 C 程序在计算机上的实现与其它高级语言程序的实现一样, 一般要经过编辑,编译,连接,运行四 个步骤,如图 1-1 所示. (*Turbo C*) 编辑 源程序 编译 头文件 目标文件 连接 库文件 执行文件 运行 图 1-1 1.4.2 程序的执行 C 程序的执行总是从主函数 main( )开始, 不管主函数在程序中什么位置.其它函数通过被调用执 行.函数中的语句依先后顺序执行, 除非改变了程序的执行流程. 1.4.3 TURBO C 上机操作 1.启动 Turbo C 只需执行 TC.EXE 文件,即可启动 Turbo C,进入 Turbo C 的操作界面. TC 是 DOS 程序,现在一般运行在 Windows 下的 DOS 环境. 如需使用中文,还需先将计算机置于中文操作系统管理下. 用 TC 加源程序文件名可快速启动 Turbo C,立即进入编辑操作. 操作界面 2. TURBO C 操作界面 图 1-2 1) 主操作界面 Turbo C 的主操作界面 Turbo C 主操作界面由主菜单区,编辑窗口区,信息窗口区及热键区四部分组成. Turbo C 的操作采用菜单驱动,主菜单包括 File(文件操作),Edit(编辑操作),Run(运行操作), Complie(编译操作),Project(工程文件),Options(编译选择)及 Debug(跟踪排错)各项. 热键区提供常用操作的快速功能键方式,如 F1(帮助),F2(保存文件),F3(装入文件),F5(缩放窗 口),F6(切换窗口),Alt+F5(用户屏幕),Alt+X(退出 Turbo C)等. 2) 主窗口 当前操作窗口为主窗口(工作窗口), 主窗口为双线框表示, 按 F6 可切换主窗口, 按 F5 可缩放 主窗口. 3) 菜单选择 方式一: 按 F10 进入主菜单区, 通过菜单项的大写字母选择相应菜单项, 或通过光标控制键(, , , )移动高亮度光棒至相应菜单项, 按回车选择相应菜单项. 方式二: 用热键 ALT 加 相应菜单项的大写字母, 选择相应菜单项. 对子菜单项的选择, 操作方法类似. 3. 编辑 编辑在编辑窗口中进行, 有多种方式进入编辑环境: 方式一: 选择 Edit 项. 方式二: 选择 File 项的子项 New, 用于编辑新程序. 方式三: 选择 File 项的子项 Load, 装入要修改的程序, 用于修改程序. 方式四: 启动时采用快速启动方式. TURBO C 的编辑操作是 Wordstar,WPS 等字处理软件编辑操作的子集, 它与 Wordstar,WPS 的 编辑操作完全类似. 4. 编译 TURBO C 将编译,连接一道完成.按热键 F9 或选择 Compile 项进入编译.编译时发生错误, 返 回编辑步骤,修改程序后, 再编译程序. 5. 运行 按热键 CTRL+F9 或选择 Run 项下的子项 Run, 运行计算机中的程序. ALT+F5 键或选择 Run 项 按 下的子项 User Screen 进入用户屏幕, 查看程序运行结果. 运行时发生错误, 返回编辑步骤, 修改程序后, 再编译, 运行程序. 对于没编译的程序, 选择运行会先自动进行编译操作, 再运行程序. 6. 退出 上机过程完成后, 按热键 ALT+X 或选择 File 项的子项 Quit 退出 TURBO C, 返回操作系统状态. 退出 TURBO C 后还可用操作系统命令来显示源程序和运行程序. 习 题 一 1. 简述 C 语言的主要特点. 2. 简述标识符的命名方法,并与关键字进行比较. 3. 简述 C 语言程序的结构. 4. 简述 C 语言程序的实现步骤. 5. C 语言程序的书写有何特点? 6. 注释在程序中有什么作用? 7. 下列标识符中,哪些是不正确的标识符?为什么? C do SUM ￥123 3S (xyz) Co.Ltd printf OK! max com PI language for_ c prg*1 8. 抄写例 1-3 中的程序,注意 C 语言程序的结构与书写格式. 9. 上机运行例 1-1,例 1-2,例 1-3 的程序,了解上机方法与步骤,熟悉实习环境. 10. 模仿例 1-1 编写程序,输出自己的姓名,性别及年龄. 11. 模仿例 1-2 编写程序,求两个整数的积. 12. 模仿例 1-3 编写程序,求两个数的最小值. 13. 编写一个最小的 C 语言程序,并请上机运行. 14. 浏览 C 语言程序设计的相关网站. 第 2章 基本数据类型 型 2.1 整 2.1.1 基本整型 1. 类型名称 int 取值范围 2. 取值范围 -32768+32767(-215215-1) 数据表示方法 3. 数据表示方法 整型数据的表示方法与数学中的类似,不能有分隔符. C 语言允许使用八进制整数与十六进制整数,八进制整数加前导符 0(数字),十六进制整数加前导 符 0x(数字 0 和字母 x). 4.运算操作 (1) 算术运算包括:+(加法), (减法),*(乘法),/(除法),%(求余). 运算规则除除法外,与数学中的相同. 整数的除法运算是整除,结果得到商,如 5/3 结果为 1.对于负数,多数机器采用向零取整法,如 5/3 结果为1. 求余运算又称取模运算,结果得到余数,即 a%b 等于 a(a/b)*b,如 5%3 结果为 2,5%3 结果为 2. 求余运算在许多场合都非常有用,如判断整数 a 是不是 b 的倍数,可看 a%b 是否等于零;a%10 可得到 a 的个位数字,(a/10)%10 可得到 a 的十位数字,如此可分离一个整数的每一位数字. 一般只有除数大于 0 时,求余运算才有意义.当 a 小于 0 时,a%b 等于 (a)%b). (2) 关系运算包括: (小于), (大于) =(大 , , , 于等于)等六种, 运算规则与数学中相同, 运算结果为逻辑类型数据.关系运算成立结果为 1, 不成立结 果为 0. 存储 5. 存储 C 标准没有具体规定各类数据存储的字节数, 各种机器处理有所不同, 一般以一个机器字(Word) 存放 1 个 int 数据, PC 机上 int 数据存储用两个字节. 机器中用最高位表示数的符号, 正数符号位用 0 表示, 负数符号位用 1 表示. 负数在机器中存放的 是其补码. 6. 应用 例 2-1 求两个整数的积. /*程序 2 - 1, 求两个整数之积*/ #include stdio.h main( ) int a, b; int m; printf(请输入两个整数 a, b: ); scanf(%d, %d, &a, &b); m=a*b; printf(积=%dn, m); 输入数据: 2000, 3 运行结果: 积=6000 2.1.2 拓展整型 类型修饰符 1. 类型修饰符 short: 缩短数值所占字节数. long: 扩大数值所占字节数. signed: 有符号位, 缺省方式. unsigned: 无符号位. 短整型 2. 短整型 短整型类型名称为 short int 或 short, 在 TURBO C 中, 短整型与基本整型相同. 长整型 3. 长整型 长整型类型名称为 long int 或 long, 取值范围为-231231-1(-2 147 483 6482 147 483 647), 长整型数据可加后缀 L 表示, 在 TURBO C 中, 存储占 4 个字节, 运算与基本整型相同. 4.无符号整型 无符号数相对于有符号数的主要区别是数的最高位不做符号处理,而是常规的数字位,表示的数 的绝对范围是有符号数的 2 倍. 相应地,无符号整型有无符号基本整型,无符号短整型和无符号长整型三种. 无符号基本整型,类型名称为 unsigned int 或 unsigned,取值范围为 02161,即 065 535,存 储占 2 个字节. 无符号短整型,类型名称为 unsigned short int 或 unsigned short ,取值,运算,存储与无符号基本 整型相同. 无符号长整型,类型名称为 unsigned long int 或 unsigned long,取值范围为 02321,即 04 294 967 295,存储占 4 个字节. 无符号整型常用于处理大整数及地址数据. 八进制数与十六进制数一般只用于 unsigned 类型数据. 例 2-2 整数 9 的机器表示. 作为 int:0000000000001001. 作为 short int:0000000000001001. 作为 long int:00000000000000000000000000001001. 以上第一位为符号位,表示正整数. 以下第一位为正常的数据位,是非符号位. 作为 unsigned int:0000000000001001. 作为 unsigned short int:0000000000001001. 作为 unsigned long int:00000000000000000000000000001001. 2.2 浮点型 2.2.1 单精度型 类型名称 1. 类型名称 float 取值范围 2. 取值范围 绝对值范围为 10-381038, 7 位有效数字. 数据表示方法 3. 数据表示方法 实数有一般形式和指数形式两种表示方法. 一般形式又称小数表示法, 是一种常规形式, 由整数部分, 小数点,小数部分三部分组成.C 语 言中的实数可以没有小数部分或没有整数部分, 如 20., .375. 指数形式由尾数,指数符号 e 或 E,指数三部分组成, 尾数是一般形式的实数.指数形式适于表示 较大或较小的实数.如 2.34e10,2.34e-10, 相应于数学中 2.341010,2.3410-10 . 运算操作 4. 运算操作 实型数据的运算操作有算术运算和关系运算两大类, 运算符同整型, 运算规则与数学中实数的运 算规则相同, 但运算结果可能是一个近似值.实数没有求余运算. 存储 5. 存储 4 个字节 6. 应用 例 2 3 求两个实数的积. /*程序 2 - 3, 求两个实数之积*/ #include stdio.h main( ) float a, b; float m; printf(请输入两个整数 a, b: ); scanf(%f, %f, &a, &b); m=a*b; printf(积=%6.3fn, m); 输入数据: 1.1, 2.21 运行结果: 积= 2.431 2.2.2 双精度型 双精度型的类型名称为 double 或 long float,较单精度型提高了计算精度,取值的绝对值范围为 1030810308,有效数字为 16 位. 双精度型数的表示方法与运算操作同单精度型数,要占用 8 个字节存储. 计算机中太大的数不能表示,太小的数也不能表示,超出数的表示范围称为溢出,相应有上溢与 下溢.对于大的数的处理必须通过间接的方法进行.有不少的实数在机器中只能近似表示. 2.3 字符型 2.3.1 字符型数据 1.类型名称 字符的类型名称:char. 2.取值范围 字符型数据的取值范围:ASCII 码字符集中的任何字符. 3.数据表示方法 用单引号作界定符,将字符引起表示字符数据,如 a,+,%,:,1,2. 说明: (1) 单引号字符本身及双引号,反斜杠字符本身由于有特定的含义,不能如此表示,因而需采用其 它表示方法. (2) 字符数据本身除了可以直接出现外,还可以通过反斜杠后跟 ASCII 码来描述.ASCII 码可采用 三位八进制数或两位十六进制数表示,相应描述形式是ddd 与xhh(位数不够,加 0 补位),这种表示方 法称为转义表示或转码表示.如此,字符 A 可表示为A,101,x41. 尤其是一些特殊的字符只能这样表示,如图形字符 可表示成 376,单引号,双引号,反斜杠可 分别表示成 047,042,134. (3) 对一些常用的特殊字符,C 语言还提供特定的字符来转义表示. n: 回车换行 : 单引号字符 a: 响铃报警 f: 走纸换行 t: 横向跳格 0 ,空操作字符(NULL) (4) 数字字符与数字是不同的数据,如9与 9 不同. : 反斜杠字符 : 双引号字符 b: 退格 r : 回车 u: 竖向跳格 运算操作 4. 运算操作 C 语言的字符数据在存储时实际上是存储其 ASCII 码,存储形式与整数的存储形式相同.基于此, C 语言规定字符数据与整型数据在 ASCII 码取值范围内通用,因而 C 语言中字符数据可进行整型数据 的相关运算及操作. a+b, 等于 97+98; a+2, 等于 97+2; ab等于 9798. 5.存储 字符的存储占用 1 个字节. 6.应用 例 2-4 输出 ASCII 码表. ASCII 码用整型数据描述,字符当然用字符类型描述. 程序如下: /*程序 2-4,输出 ASCII 码表*/ #include stdio.h main( ) int i; char ch; printf(ASCII 码表n); for(i=0;i=255;i+) ch=i; printf(字符%c,ASCII 码%dn,ch,i); 运行结果略. 2.3.2 字符串数据 多个字符构成的序列称为字符串,简称字串,是非数值问题处理的基础. 1.字串表示 用双引号作界定符, 将字符序列引起表示字串数据, 如chinaone, computer, $123.45, nabc, %d%f. 2.字串存储 字串数据的存储除存储构成字符串的字符序列本身外, 还必须附加存储字符串的结束标志空操作 字符 0. 存储一个字串的字节数等于字符个数加 1,即字串长度再加 1. 注意字串a与字符a的区别:表示方式不同,存储也不同. 2.4 逻辑类型 2.4.1 逻辑类型 C 语言没有专门提供逻辑类型,而是借用整型,字符型,实型来描述逻辑数据. C 语言规定:0 作为逻辑数据代表假,非 0 的数作为逻辑数据代表真. C 语言同时规定:逻辑数据真为 1,逻辑数据假为 0. 在一个式子里面要注意区分作为普通数据的数与作为逻辑数据的数.例如:23 为假,表达式的值为 0. 2.4.2 逻辑运算 C 语言中,逻辑类型数据是数,可以进行数的所有运算,如算术运算,关系运算.但逻辑类型数 据更主要的是进行逻辑运算.基本的逻辑运算包括逻辑非运算!,逻辑与运算&和逻辑或运算 三种. 假定有逻辑数据 p,q,逻辑运算的运算规则为: !p,得到与 p 相反的逻辑数据.p 为真,!p 为假;p 为假,!p 为真. p&q,只有 p,q 同时为真时,运算结果为真;只要 p,q 有一个为假,运算结果为假. pq,只要 p,q 中有一个为真,运行结果为真;只有 p,q 同时为假,运算结果为假. 例如: ! (23)等于 1. (23)&(32)等于 0. (23)(32)等于 1. (6%2=0)&(6%3=0)等于 1. 2.5 标准函数 标准函数完成一些比较复杂的运算和比较常用的操作.对标准函数应了解三个方面:函数的名称, 函数参数及类型(相当于数学函数中的自变量),函数值及类型.另外,还应了解函数包含在哪个库文件 中以及函数的调用方法. 函数调用通过函数名进行,以实际数据(实参)代替函数中的参数(形参). 函数调用格式:函数名(实参). 数学函数包含在头文件 math.h 中,调用前需用预处理指令#include math.h指明. 常用的数学函数如下(参数 x 为 double 或 float,int 型数,函数值为 double 型): (1) acos(x),求 x 的反余弦,x 必须在11 的范围内. (2) asin(x),求 x 的反正弦,x 必须在11 的范围内. (3) atan(x),求 x 的反正切. (4) cos(x),求 x 的余弦,x 的单位必须为弧度. (5) exp(x),求 e x 的值. (6) fabs(x),求 x 的绝对值. (7) (8) (9) floor(x),求不大于 x 的最大整数. log(x),求 lnx. log10(x),求 lgx. (10) pow(x,y),求 x y. (11) sin(x),求 x 的正弦,x 的单位必须为弧度. (12) sqrt(x),求 x 的平方根,x 必须大于等于 0. 对于其它数学中常用的函数,应尽量利用已有的标准函数来处理. 2.6 量的定义方法 2.6.1 常量的定义 常量是在程序运算过程中不变的量. (1) 常量在程序中经常直接出现, 如 123,3.14159,a, computer, 此时只要求它们符合 相应类型数据的表示方法. 相应于各种数据类型, 有整型常量, 浮点型常量, 字符型常量及字符串常量. (2) 常量定义指的是定义符号常量, 它用一个标识符来代表一个常量,通过宏定义预处理指令来实 现. 格式: #define 标识符 常量 由用户命名的标识符是符号常量名.符号常量名一般大写.一旦定义,在程序中凡是出现常量的 地方均可用符号常量名来代替. 对使用了符号常量的程序在编译前会以实际常量替代. 例 2 5 求圆的面积. /*程序 2 - 5, #define R main( ) 求圆的面积*/ 2 #define PI 3.14 #include stdio.h float s; s=PI*R*R; printf(面积=%6.3f, s); 运行结果: 面积=12.560 2.6.2 变量定义 变量定义方法 1. 变量定义方法 格式: 类型名 变量表; 变量表是用逗号分开的变量名. 例如: int i, j; /*定义 i, j 为整型变量*/ float x, y; /*定义 x, y 为实型变量*/ char ch; /*定义 ch 为字符型变量*/ 2.变量的初始化 定义了变量,变量并没有值.可以在定义变量的同时给出变量初值,对其进行初始化. 例如: int i=9,j=38;/*定义整型变量 i,初值为 9;整型变量 j,初值为 38*/ float r=1.5;/*定义实型变量 r,初值为 1.5*/ char answer= y;/*定义字符型变量 answer,初值为字符 y*/ 3.数据分析方法 进行程序设计,一方面是对数据进行描述,另一方面是对操作进行描述.对于一个问题,到底需 要定义哪些量,定义什么样类型的量,必须经过数据分析. 数据分析根据求解的问题选择适当的类型来描述数据,明确求解问题用到的量的名字及类型. 对于任何问题,我们都可将数据分成三大类:输入数据,中间数据和输出数据.输入数据反应程 序运行的数据源;中间数据是程序运行的中间结果;输出数据是程序运行的结果,反应编程的目的. 相应地,程序中用输入量来描述输入数据,用中间量来描述中间数据,用输出量或称结果变量来描述 输出数据. 对于一个问题, 在开始设计程序时输入量, 输出量一般是明确的, 中间量往往不能一下子全部确 定, 可在程序的编制过程中根据需要动态追加. 数据分析一般采用如下格式: 数据分析: 输入量: 中间量: 输出量: 例 2-6 求三角形的面积与周长问题的数据分析. 输入数据是三角形三边,中间数据是半周长,输出数据是面积与周长. 本问题的数据分析如下: 数据分析: 输入量:三边 s1,s2,s3,float 中间量:半周长 hl,float 输出量:面积 s,周长 l,float 相应的变量定义如下: float s1,s2,s3;/*三角形三边*/ float hl;/*半周长*/ float l,s;/*周长,面积*/ 一般将作用相同的变量放在一起定义,以增加程序的可读性. 习 题 二 1. 从类型名称,取值,主要运算三个方面综述基本整型. 2. 从类型名称,取值,主要运算三个方面综述单精度实型. 3. 从类型名称,取值,主要运算三个方面综述字符型. 4. 字符数据与字符串数据有什么区别? 5. C 语言中逻辑类型数据如何描述? 6. 下列变量定义中,哪些地方不正确? (1) a,b,c:int; (2) float x;y;z; (3) char c1,c2; int c1; (4) int i,y,long k; (5) n1,n2,n3,long; (6) int char,zhang,li; (7) int i=j=k=1; (8) boolean b1,b2; 7. 取一个适当的名字描述下列数据,并考虑用哪种数据类型较好. (1) 一个人去年的年龄. (2) 一个人的体重. (3) 考试的分数. (4) 今天的温度. (5) 地球到月亮的距离. (6) 一天的开支. 8. 给出下列问题的数据分析. (1) 求两个整数的和,积与平均值. (2) 求两个实数的和,积与平均值. (3) 求长方形的面积和周长. (4) 求正方形的面积和周长. (5) 解方程 ax+b=0. (6) 求一元二次方程 ax2+bx+c=0 的两个实根. 9. 给出上题中相应的变量定义. 10. 编写程序,求两个整数的和,积与平均值. 11. 编写程序,求两个实数的和,积与平均值. 12. 编写程序,求正方形的面积和周长. 13. 编写程序,求长方形的面积和周长. 14. 编写程序,解方程 ax+b=0. 第 3章 主要内容: 3.1 3.5 表达式基础 3.2 算术表达式 3.3 其它表达式 表 达 式 赋值表达式 3.4 逻辑表达式 位运算表达式 3.6 3.1 表达式基础 3.1.1 表达式的组成 1.运算符 运算符又称操作符,是一个符号,它指示在一个或多个操作数上完成某种运算操作或动作. C 语言中,将除了输入,输出及程序流程控制操作以外的所有基本操作都作为运算处理,如赋值 运算 =,逗号运算,括号运算( ). C 语言的运算符按完成的运算操作可分为算术运算符,关系运算符,逻辑运算符,赋值运算符 与其它运算符等,按参与运算符的操作数个数可分为单目运算符,双目运算符与三目运算符. (1) 算术运算符:+,*,/,%,+, (2) 关系运算符:,=. (3) 逻辑运算符:!,&,| |. (4) 位运算符:,|,&. (5) 赋值运算符:=,+=,=,*=,/=,%=. (6) 条件运算符:?: . (7) 逗号运算符:. , (8) 指针运算符:*,&. (9) 求字节数运算符:sizeof. (10) 强制类型转换运算符:(类型). (11) 其它运算符; ,-,( ), 等. 操作数 2. 操作数 操作数是运算符的操作对象, 可以是常量,变量,函数与表达式. 常量,变量,函数本身就是简单表达式, 从一般意义上讲, C 语言中所有操作数都是表达式.复 杂表达式由运算符连接简单表达式形成. 3.1.2 表达式的书写 C 语言的表达式虽然来源于数学表达式, 是数学表达式在计算机中的表示, 但在书写时应该注意 遵循 C 语言表达式书写的原则: (1) C 语言的表达式只能采用线性的形式书写. 例如: 1 + i + j 3 应写成 1/3+i+j*j*j. 3 a+b e + f 应写成(a+b)/(c+d)*e+f. c+d 3.1.3 表达式的分类 表达式的分类 C 语言表达式种类很多, 有多种分类方法. 我们一般依据运算的特征将表达式分为: 算术表达式, 如 a+b*2.0-3.0/5.0. 关系表达式, 如 x=y, 关系表达式可以认为是逻辑表达式的特殊情况. 逻辑表达式, 如(x=2)&(xb)?a: b. 逗号表达式, 如 a=2, b=a*a, c=sqrt(b) . 1.运算的优先级 运算的优先级是指运算执行的先后顺序.C 语言将运算的优先级划分为 15 级,第 1 级优先级最 高,第 15 级优先级最低. 初等运算( ), , 的优先级最高; 单目运算! ,+,(类型),*,&,sizeof 的优先级次高; 算术运算+,*,/,%再次之; 然后是关系运算,=; 再然后是逻辑运算&,| |,条件运算式?: ,赋值运算=,+=,=,*=,/=,%=; 逗号运算优先 级最低; 位运算优先级比较分散. 可将优先级顺序简单记忆为算术,关系和逻辑,移位,位逻辑在中间.请参阅附录 B. 表达式求值时按运算的优先级别从高到低顺序进行,优先级相同的运算顺序由运算的结合性规 定. 通过圆括号运算可以改变运算的优先顺序,先圆括号内,后圆括号外. 运算符的结合性 2. 运算符的结合性 运算符的结合性是指, 优先级相同的运算从左到右进行(左结合性)还是从右至左进行(右结合 性), 左结合性是人们习惯的计算顺序. C 语言中, 只有单目运算(! , +, -, -, *, &) , ,条件运算(?: ) ,赋值运算(=, +=, -=, *=, /=, %=)的结合性是右结合, 其余运算为左结合. 3.类型转换 一般地,相应的运算只有相应类型的数据才能进行,不同类型数据进行运算时,要进行类型转换. 类型转换有自动转换与强制转换两种方式. 1) 自动转换 自动转换(又称隐含转换)由系统自动完成,转换的规则如图 3-1 所示. 图 3-1 中, 横向箭头方向表示必定要进行的转换, short 型, 即 char 型数据必定先转换成 int 型, float 型数据必定先转换为 double 型,再进行运算.纵向箭头方向表示类型自动转换的方向. 这种转换是一种保值映射,在转换中数据的精度不受损失. 高 double float long unsigned 低 int char,short 图 3-1 类型自动转换规则 2) 强制转换 强制类型转换通过类型转换运算完成. 格式: (类型名) (表达式) 强制转换将表达式的类型强制转换成类型名指定的类型.例如 x,y 为 float,则(int) (x+y)将实型 表达式 x+y 强制转换成整型. 值得注意的是,强制类型转换在将高类型转换为低类型时,数据精度会有损失,是一种不安全的 转换.同时强制类型转换是一次性的,暂时性的,并不能永久改变所转换表达式的类型.例如 a 为 int, 则(double) a 为双精度型,a 依然为整型. 例 3 1 表达式计算. (1) float x=2.5, y=4.7; int a=7; 计算 x + a%3*(int) (x+y)%2/4 a%3 等于 1. x+y 等于 7.2. (int) (x+y)等于 7 . a%3*(int) (x+y)等于 7. a%3*(int) (x+y)%2 等于 1. a%3*(int) (x+y)%2/4 等于 0. x+a%3*(int) (x+y)%2/4 等于 2.5+0, 结果为 2.5. (2) int a=2, b=3; float x=3.5, y=2.5; 计算(float) (a+b)/2 +(int)x%(int)y a+b 等于 5. (float) (a+b)等于 5.0, 强制转换成 float 型. (float) (a+b)/2 等于 5.0/2.0, 结果为 2.5. (int)x 等于 3, 强制转换成 int 型. (int)y 等于 2, 强制转换成 int 型. (int)x%(int)y 等于 1. (float) (a+b)/2+(int)x%(int)y 等于 2.5+1.0, 结果为 3.5(双精度型) . (3) int i=3; float f=1.0; double d=2.3; 计算 10 +a+i*f-d a转换成 97, 10+a等于 107. i, f 转换成双精度型, i*f 等于 3.0. 107 转换成双精度型, 10+a+i*f 等于 110.0. 10+a+i*f-d 等于 107.7. 3.2 算术表达式 1.自增运算 自增运算符:+. 自增运算是单目运算,操作数只能是整型变量,有前置,后置两种方式: +i,在使用 i 之前,先使 i 的值增加 1,俗称先增后用. i+,先使用 i 的值,然后使 i 的值增加 1,俗称先用后增. 例如: i=1999; j=+ i;/*先将 i 的值增 1,变为 2000 后赋给 j,j 的值也为 2000*/ j=i+;/*先将 i 的值赋给 j,j 的值为 1999.然后将 i 的值增 1,变为 2000*/自增运算的优先 级处于第 2 级,具右结合性. 自减运算 2. 自减运算 自减运算符: - 自减运算与自增运算一样也是单目运算, 操作数也只能是整型变量.同样有前置,后置两种方式: -i, 在使用 i 之前 , 先使 i 的值减 1, 俗称先减后用. i-, 先使用 i 的值, 然后使 i 的值减 1, 俗称先用后减. 如: i=2000; j=-i; /*先减, 将 i 的值减 1, 变为 1999. 后使用, j 的值也为 1999*/ j=i-; /*先使用, j 的值为 2000. 后减, 将 i 的值减 1, i 的值变为 1999*/自减运算的优先级, 结合 性同自增运算. 请特别注意: (1) 自增,自减运算只能用于变量,不能用于常量或