数据的存储与运算09PPT课件

1、l 本章要点第1页/共66页l 主要内容2.1 2.1 数据在计算机中是怎样存储的数据在计算机中是怎样存储的 2.2 2.2 整型数据的运算与分析整型数据的运算与分析2.3 2.3 实型数据的运算与分析实型数据的运算与分析2.4 2.4 字符型数据的运算字符型数据的运算2.5 2.5 符号常量符号常量2.6 2.6 算术运算符和算术表达式算术运算符和算术表达式 2.7 C2.7 C运算符和运算符和C C表达式表达式2.8 2.8 提高部分提高部分第2页/共66页 2.1 数据在计算机中是怎样存储的2.1.1 数据在计算机中是以二进制形式存储的计算机内部的信息都是用二进制来表示的。二进制数的特点

2、是“逢二进一”。每一位的值只有0和1两种可能。例如：十进制数10，用二进制表示是1010。它的含义是： 012320212021 每一个二进位代表不同的幂，最右边一位代表2的0次方，最右边第二位代表2的1次方，以此类推。显然一个很大的整数可能需要几十个“二进制位”来代表第3页/共66页 2.1 数据在计算机中是怎样存储的2.1.2 位、字节和地址位：又称“比特”(bit)。每一个二极管元件称为一个“二进制位”，是存储信息的最小单位。它的值是“1”或“0”。字节：又称“拜特”(byte)。一般将8个“二进制位”组织成一组，称为“字节”。地址：计算机的存储器包含许多存储单元，操作系统把所有存储单元

3、以字节为单位编号 。 第4页/共66页 2.1 数据在计算机中是怎样存储的2.1.3 不同类型数据的存储方式1. 整数的存储方式整数的存储方式十进制整数先转换为二进制形式。例如：整数10以二进制形式表示是1010，直接把它存放在存储单元中。 2. 实数的存储形式实数的存储形式实数采用指数形式存储，例如：123.456可以写成标准化指数形式0.123456，它包括前后两个部分，前面部分是数值部分，后面部分是指数部分。0.123456 数值部分 指数部分310 说明：标准化指数形式：其数值部分是一个小数，小数点前的数字是零，小数点后的第一位数字不是零。一个实数可以有多种指数表示形式，但只有一种属于

4、标准化指数形式第5页/共66页01 11 11 11 11 11 11 11int型：最大:3276710 00 00 00 00 00 00 00最小:-32768语言程序设计 第二章数据描述C4第6页/共66页 2.1 数据在计算机中是怎样存储的3. 字符的存储方式 字符包括字母(如A，a，X，x)、专用字符(如$，%，#)等。 计算机并不是将该字符本身存放到存储单元中(存储单元只能存储二进制信息)，而是将字符的代码存储到相应的存储单元中。 附录A是字符与代码的对照表，这是国际通过的ASCII代码. 第7页/共66页 2.2 整型数据的运算与分析 鸡兔同笼： 在一个笼子里同时养着一些鸡和兔

5、子，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，总脚数是40，你能不能自己计算有多少只鸡和多少只兔？设：x-鸡数量 y-兔数量， h-总头数 f-总脚数有方程式：例题 2.1解题思路x+y=h (1)2x+4y=f (2)求x和y的公式： 22hf (2)式-2x (1)式： 2y = f 2h y=2.2.1 第8页/共66页 2.2 整型数据的运算与分析#include void main() int h,f,x,y; /* 定义整型变量h,f,x,y */ h=16; /* 对整型变量h赋值，使h的值等于16 */ f=40; /* 对整型变量f赋值，使h的

6、值等于40 */ y=(f-2* h)/2; /* 对表达式(f-2* h)/2进行运算，把结果赋给y */ x=h-y; /* 对表达式h-y进行运算，把结果赋给x */ printf(%d%dn,x,y); /* 输出鸡的个数和兔的个数 */编写程序 1、运行时显示：124 ？2、程序改进：printf(%d,%dn,x,y);3、再改进：printf(cock=%d,rabbit=%dn,x,y); 第9页/共66页 2.2 整型数据的运算与分析 （1） 常量 在程序运行过程中,其值不能被改变的量称为常量整型 100，125，-100，016,40第10页/共66页 2.2 整型数据的运

7、算与分析（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。第11页/共66页 标识符（名字） 定义：用来标识变量、常量、函数等的字符序列 组成： 只能由字母、数字、下划线组成，且第一个字母必须是字母或下划线，不能以数字开头。建议不使用下划线开头 大小写敏感,即同一字母的大小写，被认为是两个不同的字符。 例：book booK bOOk B

8、ook BOOK 不能使用关键字 长度：最长32个字符 命名原则： 见名知意 不宜混淆 如l与I, o与0例:判断下列标识符号合法性sum Sum M.D.John day Date 3days student_name #33 lotus_1_2_3 char ab _above $123#33char$123abM.D.John3days第12页/共66页 2.2 整型数据的运算与分析（3）整型常量 整型常量即整常数。在语言中，整常数可用以下三种形式表示： 十进制整数：123, -456.4。 八进制整数：以0头的数是八进制数。 如：如：0123表示八进制数123，等于十进制数83,-01

9、1表示八进制数-11,即十进制数-9。 十六进制整数：以0 x开头的数是16进制数。 如：如：0 x123，代表16进制数123,等于十进制数 291。 -0 x12等于十进制数10。 第13页/共66页 2.2 整型数据的运算与分析（4） 整型变量 整型数据在内存中的存放形式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。 如如: : int i; /* 定义为整型变量 */ i=10; /* 给i赋以整数10 */ 第14页/共66页 2.2 整型数据的运算与分析 十进制数10的二进制形式为1010，Turbo C 2.0和Turbo C+ 3.0为一个整型变量在内存中分配2

10、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。 第15页/共66页 2.8 提高部分2.8.2 整型常量的表示形式 十进制整数。 如：如：123, -456.4。 八进制整数。以0头的数是八进制数。 如：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。 十六进制整数。以0 x开头的数是16进制数。 如：如：0 x123，代表16进制数123,等于十进制数 291。 -0 x12等于十进制数10。第16页/共66页 2.8.3 整型变量的类型整型变量的

11、类型 整型变量的分类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)unsigned intunsigned short (int)unsigned long (int) 注意：注意：括号表示其中的内容是可选的.第17页/共66页 2.8 提高部分 整数类型的有关数据：第18页/共66页 2.8 提高部分2.8.4 整型常量的类型 常量是有类型的，在赋值时匹配。按下面的规则处理： (1) 如果整常数的值在-3276832767范围内，认为它是in

12、t型，分配2个字节。 (2)如果其值超过了上述范围，而在-21474836482147483647范围内，则认为它是长整型，分配4个字节。 (3) 在一个整常量后面加一个字母l或L，则认为是long int型常量， (4) 一个整常量后面加一个字母u或U，认为是unsigned int型，。第19页/共66页2.2 求华氏温度 100F 对应的摄氏温度 摄氏温度 C=(5/9)(F-32)第20页/共66页程序解析例2-3 求华氏温度 100F 对应的摄氏温度C。摄氏温度 C=(5/9)(F-32) #include int main(void) int c, f; /变量定义 f = 100

13、; /变量使用 c = 5 * (f- 32) / 9; printf(f = %d, c = %dn,f, c);/输出结果 return 0;输出: :f =100, c = 37第21页/共66页 2.3 实型数据的运算与分析2.3.12.3.1实型数据的运算举例例题 2.2分期付款的计算。张先生为购房，向银行贷款， 贷款额为324500元，每月准备还3245元，月利率为0.8%，求需要多少个月才能还清。解题思路m=log10(p)-log10(p-d*r)/log10(1+r); d贷款额，p每月还款数，r月利率，m还清贷款所需月数。d=324500元，p=3245元，r=0.8%。第

14、22页/共66页 2.3 实型数据的运算与分析#include /* 用输入输出函数时必须用“stdio.h”头文件 */#include /* 用数学函数时必须用“math.h”头文件 */void main() int d,p; /* 定义d和p为整型变量 */ float r,m; /* 定义r和m为实型变量 */ d=324500; /* 给整型变量d赋值 */ p=3245; /* 给整型变量p赋值 */ r=0.008; /* 给实型变量r赋值 */ m=(log10(p)-log10(p-d*r)/log10(1+r); /* 通过公式求m的值 */ printf(month=%

15、fn,m); /* 输出m的值 */ printf(total=%fn,m*p); /* 计算并输出总的还款数 */编写程序 (1)(1) #include#include 是“包含头文件” 的命令，调用系统提供的库函数，见附录E E。（2 2）C C编译系统把所有实(float)(float)型常量( (如0.008)0.008)和 log10log10函数的值都作为双精度数据来处理，在把它们赋给floatfloat型变量时可能会丧失一些精度，在编译时出现“警告”，不属于致命性错误，可以将r r和m m改定义为doubledouble型 （3 3）可以在定义变量时同时赋初值 int d=32

16、450,p=3250int d=32450,p=3250，double r=0.008double r=0.008 （4 4）运行结果：month=201.983404month=201.983404，total=655436.127930total=655436.127930第23页/共66页 2.3 实型数据的运算与分析2.3.2 2.3.2 实型常量的表示形式两种表示形式小数指数0.1230.1233 3e-3e-3注意注意: :字母e(或E)之前必须有数字，且e后面的指数必须为整数 第24页/共66页 2.3 实型数据的运算与分析标准化标准化的指数形式：的指数形式： 在字母e（或E）之

17、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1.23456e31.23456e3称为“规范化的指数形式”。第25页/共66页 2.3 实型数据的运算与分析2.3.3 实型变量(1) (1) 实型变量的分类实型变量的分类 浮点型变量分为单精度（float型）、双精度（double型）和长双精度型（long double）三类形式。第26页/共66页 2.3 实型数据的运算与分析(2)(2)

18、实型数据在内存中的存放形式实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。第27页/共66页例例2.3实型数据的舍入误差实型数据的舍入误差#include void main()float a,b; a = 123456.789e5; b = a + 20 ; printf(“%fn”,b); 一个实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

19、相减，否则就会“丢失”小的数运行结果：运行结果： 123456.789e5123456.789e5第28页/共66页 2.3 实型数据的运算与分析(3) (3) 把实数按双精度数处理把实数按双精度数处理 C编译系统将浮点型常量作为双精度来处理。 例如例如：f = 2.45678 * 4523.65 系统先把2.45678和4523.65作为双精度数进行相乘运算，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。如果在数的后面加字母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。第29页/共66页 2.4 字符型数据的运算 逐个输出英文字母C,H,

20、I,N,A。然后按反序输出，即A,N,I,H,C。 可以把5个字母分别放在5个变量中，第1次按正序输出这5个字母，第2次按反序输出这5个字母。C语言提供字符型变量，用来存放字符数据。 例题 2.4解题思路 2.4.1 字符数据运算的简单例子第30页/共66页 2.4 字符型数据的运算#include void main() char a=C,b=H,c=I,d=N,e=A; /* a,b,c,d,e定义为字符变量 */ printf(%c%c%c%c%cn,a,b,c,d,e); /* 顺序输出CHINA */ printf(%c%c%c%c%cn,e,d,c,b,a); /* 反序输出CHI

21、NA */ 编写程序1、第3行是定义字符变量a,b,c,d,e。字符要用单撇号括起来。一个字符变量放一个字母字符。2、第4,5行输出5个字母。输出字符所用的格式说明为“%c”。3、运行结果： CHINA ANIHC第31页/共66页 2.4 字符型数据的运算 2.4.2 字符常量和字符变量1.字符常量(1)用单引号包含的一个字符是字符型常量(2)只能包含一个字符a a, ,A A, , 1 1abcabc、“a a”第32页/共66页 2.4 字符型数据的运算 有些以有些以“ ”开头的特殊字符称为转义字符开头的特殊字符称为转义字符n 换行t 横向跳格r 回车 反斜杠ddd ddd表示1到3位八

22、进制数字xhh hh表示1到2位十六进制数字#includevoid main()printf(hti bbj kn);第33页/共66页 2.4 字符型数据的运算2. 字符变量字符型变量用来存放字符常量，注意只能放一个字符。字符变量的定义形式如下：char c1,c2;在本函数中可以用下面语句对c1,c2赋值： c1a；c2 b ；一个字符变量在内存中占一个字节。 第34页/共66页 2.4 字符型数据的运算3.字符数据与整型数据在一定条件下可以通用 一个字符常量存放到一个字符变量中，实际上并不是把该字符的字型放到内存中去，而是将该字符的相应的ASCII代码放到存储单元中。这样使字符型数据和

23、整型数据之间可以通用。注意: 一个字符数据既可以以字符形式输出，也可以以整数形式输出。第35页/共66页例例2.5向字符变量赋以整数。向字符变量赋以整数。#include void main() char c1,c2; c1=97; c2=98; printf(“%c %cn”,c1,c2); printf(“%d %dn”,c1,c2); 在第和第4行中，将整数97和98分别赋给c1和c2，它的作用相当于以下两个赋值语句： c1;c2; 因为a和b的ASCII码为97和98 运行结果：运行结果： 97 9897 98第36页/共66页例例2.6大小写字母的转换大小写字母的转换#include

24、 void main() char c1,c2； c1=a; c2=b;c1=c1-32;c2=c2-32; printf(“c c，c1,c2）； 程序的作用是将两个小写字母a和b转换成大写字母A和B。从代码表中可以看到每一个小写字母比它相应的大写字母的ASCII码大32。语言允许字符数据与整数直接进行算术运算。 运行结果：运行结果： 第37页/共66页 2.4 字符型数据的运算2.4.3 字符串常量 字符串常量是一对双撇号括起来的字符序列. 合法的字符串常量:“How do you do.”, “CHINA”， “a” ， “$123.45” 可以输出一个字符串，如printf(“How

25、do you do.”)；第38页/共66页 2.4 字符型数据的运算 是字符常量，“”是字符串常量，二者不同。 如：如：假设被指定为字符变量 ：char c c=a; “a”；c“CHINA”; 结论：结论：不能把一个字符串常量赋给一个字符变量。第39页/共66页 规定：在每一个字符串常量的结尾加一个 “字符串结束标志”，以便系统据此判断字符串是否结束。规定以字符作为字符串结束标志。 如：如：如果有一个字符串常量” ，实际上在内存中是：CHINA0 它占内存单元不是个字符，而是个字符，最后一个字符为。但在输出时不输出。 2.4 字符型数据的运算第40页/共66页 2.5 符号常量 2.5.1

26、 为什么要用符号常量 例题 2.7已知圆的半径为r，求圆周长c，圆面积s，圆球体积v。解题思路圆面积 圆体积 圆周长2r343r有了以上公式就可以进行计算了 s= s=2C=2r第41页/共66页 2.5 符号常量#include void main() double r=3.67,c,s,v; c=2*3.1415926*r; s=3.1415926*r*r; v=4/3*3.1415926*r*r*r; printf(c=%fns=%fnv=%fn,c,s,v); 编写程序 运行结果： c=23.059290 s=42.313797 v=155.291633第42页/共66页 2.5 符号

27、常量 （1）C语言规定，两个整型数据相除结果是整型。因此，4/3的值是整数1，而没有小数部分。可以改用实数，写成4.0/3.0。程序第6行改为 v=4.0/3.0*3.1415926*r*r*r;再编译和运行，得到正确的v值。 （2）可调用pow函数，求 r ，其函数形式是pow(r,3)，函数值是double型。 （3）程序中多次出现常数3.1415926，降低程序的可读性。可用一个符号来代表一个常量，如可以用一个符号名PI来代表圆周率3.1415926。这样就不必在每处都重复写3.1415926，而用PI来代表，这个PI就叫符号常量。#define PI 3.1415926 第43页/共6

28、6页 2.5 符号常量2.5.2 符号常量的性质和使用方法1. #define不是C语句，该行的末尾没有分号。它是一个“预编译命令”。2. 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。 3. 习惯上,符号常量名用大写,变量名用小写,以示区别。 4. 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”。 第44页/共66页 2.6 算术运算符和算术表达式2.6.1 算术运算符(1)(1)基本的算术运算符基本的算术运算符: : （加法运算符，或正值运算符。

29、如:、） （减法运算符，或负值运算符。如:、）* * （乘法运算符。如:*） （除法运算符。如:） （模运算符，或称求余运算符，两侧均应为整型数据，如:的值为）。第45页/共66页 2.6 算术运算符和算术表达式(2) (2) 运算符的优先级与结合性运算符的优先级与结合性语言规定了运算符的优先级 在表达式求值时，先按运算符的优先级别高低次序执行，例如先乘除后加减。 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 。第46页/共66页 2.6 算术运算符和算术表达式(3)(3) 自增、自减运算符自增、自减运算符 作用是使变量的值增或减如如： ，（在使用之前，

30、先使的值加 （减），（在使用之后，使的值加（ 减） 第47页/共66页 2.6 算术运算符和算术表达式i+i+与+i+i的区别： 是先执行后，再使用的值； 是先使用的值后，再执行。例如： i=3;； i的值先变成4, 再赋给,j的值均为 i=3;； 先将 i的值3赋给,的值为，然后变为例 -i+ -(i+) i=3; printf(“%d”,-i+); /-3 第48页/共66页 【例】自增、自减运算符的用法与运算规则示例。 #include void main() int x = 6, y;printf(x = %dn, x); /*先输出 x 的初值*/y = +x; /*前置运算:x 先

31、增1(=7)，然后再赋值给y(=7)*/printf(y = +x : x = %d,y = %d n, x , y);y = x - ; /*后置运算:先将 x 的值(=7)赋值给y(=7)，然后 x 再减1(=6)*/printf(y = x-:x = %d,y = %dn, x , y); 程序运行结果如下所示。 x = 6 y = +x:x = 7, y = 7 y = x-:x = 6, y = 7第49页/共66页注意：(1) 自增运算符(+)和自减运算符(-)，只能用于变量，而不能用于常量或表达式(2) +和-的结合方向是“自右至左”。(3)在表达式中，连续使用同一变量进行自增或

32、自减运算时，容易出错，应避免：(i+)+(i+)+(i+)（i=3) turbo c中，表达式为9，i为6(4)应避免： i+，是理解为(i+)+呢?还是i+(+)呢?前一种(5)printf函数中，打印的顺序随系统而定Printf(“%d,%d”,i,i+);(i=5) 输出结果为：6，5自增（减）运算符常用于循环语句中使循环变量自动加。也用于指针变量，使指针指向下一个地址第50页/共66页 2.6 算术运算符和算术表达式 2.6.1 算术表达式 用算术运算符和括号将运算对象(也称操作数）连接起来的、符合语法规则的式子，称为算术表达式。运算对象包括常量、变量、函数等。 例如例如: : *.5

33、a 是一个合法的表达式第51页/共66页 2.6 算术运算符和算术表达式强制类型转换运算符：强制类型转换运算符：强制类型转换运算符的作用是：将一个表达式转换成所需类型 一般形式:（类型名）（表达式）例如：例如：(double) 将转换成double类型(int)(x+y) 将x+y的值转换成整型(float)（5%3） 将5%3的值转换成float型例 (int)(x+y) (int)x+y (double)(3/2) (int)3.6 第52页/共66页例例2.8 强制类型转换。强制类型转换。#include void（） ； ； ； （）； printf(x=%f， i=%dn，x，i);

34、 有两种类型转换，一种是在运算时不必用户指定，系统自动进行的类型转换，如3+6.5。第二种是强制类型转换。当自动类型转换不能实现目的时，可以用强制类型转换。 运行结果：运行结果： x3.600000， i=3第53页/共66页 2.6 算术运算符和算术表达式各类数值型数据间的混合运算各类数值型数据间的混合运算 混合运算：整型（包括int,short,long）、浮点型（包括float,double）可以混合运算。在进行运算时，不同类型的数据要先转换成同一类型,然后进行运算.说明： 这种类型转换是由系统自动进行的。第54页/共66页 2.6 算术运算符和算术表达式有关表达式使用中的问题说明：有关

35、表达式使用中的问题说明：ANSI C并没有具体规定表达式中的子表达式的求值顺序，允许各编译系统自己安排。 例如：对表达式 a = f1( )+f2( ) 并不是所有的编译系统都先调用f1( )， 然后调用f2( )。在有的情况下结果可能不同。有时会出现一些令人容易搞混的问题，因此务必要小心谨慎。 第55页/共66页 2.6 算术运算符和算术表达式语言中有的运算符为一个字符，有的运算符由两个字符组成 ，为避免误解，最好采取大家都能理解的写法。 例如：不要写成i+j的形式，而应写成 (i+)+j的形式 第56页/共66页 2.6 算术运算符和算术表达式在调用函数时，实参数的求值顺序，标准并无统一规定。例如：的初值为，如果有下面的函数调用： printf（，i+) 在有的系统中，从左至右求值，输出“，”。在多数系统中对函数参数的求值顺序是自右而左，函数输出的是“，”。以上这种写法不宜提倡， 最好改写成 j = i+;j = i+; printf(%d printf(%