《C语言程序设计》教案第二章基本数据类型和表达式

1、C语言程序设计课程教案表授课题目第F基本数据类型和表达式（3）课时安排2授课时间1 .掌握：指针运算2 . 了解：位运算符及逗号运算符教学内容1 .基本内容：（1）指针运算（2）其他运算符及表达式2 .重点：指针变量的定义与应用、指针运算3 .难点：指针运算讲课进程和时间分配1、地址与指针的概念（15分钟）（1）变量的指针与变量的值1）地址:在计算机中，把内存区划分为一个一个的存储单元，每个单元为一个字节（8位），它们都有一个编号，这个编号就是内存地址一个字节低地址3U0高地见2002200324板书上面这个图，以便使学生更好地理解内存地址。如有定义：char c= A ; int a=3;则

2、所占内存情况如下:c 占字节， 存放的 是父的 ASC工工百马起占两个 字节 低字节 存放低8 位孑高 字节存 放高守位O1OOOOO100000003低字节OOOOOOCO高字节注意：c和a的地址可能相邻，也可能不相邻，是由系统分配的，我们不用关心。【例2.11输出变量的值和变量的指针（地址）。main（）int a=10,b=20 ;char c=，X，,d=，Y，;float e=5.6,f=-2.8 ;printf( %d,%dn” ,a,b);printf( %c,%cn” ,c,d);printf( f,%fn ”，e,f);printf( %p,%p,%p,%p,%p,%pn ”

3、 ,a,b,c,d,e,f);输出结果：12,20懂叶俚址）即存字节敏度量名际0口102蔓出B0Q如2hE55041C心5 05Y1d655065.64e烟加工修4f图2-8变量与地址通过上述例题，使学生区分变量的值和变量地址（指针）两个专业术语。（2）变量的指针和指针变量C语言中一个变量所分配的内存空间首字节地址，称为该变量的指针（地址）。一个指针变量的值是存放另一个变量的地址。例如：int a=10,*p;p=&a;将变量a的地址赋给指针变量 p,如图2-9所示。图2-9指针变量举例2、指针变量的定义与引用（20分钟）（1）指针变量的定义指针变量的定义格式：数据类型*标识符 ;说明：“*表

4、示该变量为一个指针变量。标识符为指针变量名，取名规则与一般变量取名规则相同。例：int *p1 ;/*定义pl为指向整型变量的指针变量*/char *c1 ；/*定义 cl为指向字符型变量的指针变量*/float *f1 ;/*定义fl为指向实型变量的指针变量*/以上定义的3个指针变量，其中，pl可以存放整型变量的地址；cl存放字符型变量的地址；fl存放实型变量的地址。(2)与指针有关的两个运算1) &取地址运算符作用：取变量内存单元的地址。取变量地址的运算符“&在前面输入语句时已经使用过。如：scanf( d ,&a);/*变量a的地址中输入数据 */一个指针变量只能指向其定义中所说明的数据

5、类型。例：int a,*p1 ;char c,*c1;p1=&a ;/*把变量a的地址赋给指针变量pl */c1=&c;/*把变量c的地址赋给指针变量cl */以上定义的pl、cl两个指针变量，pl的值是变量a的指针；cl的值是变量c的指针。2) *取内容运算符作用：取指针变量所指变量的值，又称间接访问运算符考虑：存储单元的地址与变量间有什么样的关系？看下面例子：用现实生活中的例子使学生更好地理解上述问题，并找到两者之间联系。主任办公室书记办公室教学秘书办公室201202203此处房间相当于存储单元、房间号相当于地址、主任办公室”等相当于变量名。因此,对存储单元的访问，既可以通过变量名来实现，

6、也可以通过地址来访问。结论：对一个变量的访问(访问是指存、取其值或赋值等操作)有两种方式：直接访问间接访问直接访问：即直接通过变量名所对应的地址访问数据。例：main()int a=5;printf( a=%d n” ,a);运行结果：a=5通过变量名a与地址的对应关系，找到a的地址，然后从地址中取出数据5输出间接访问：即通过一个指针变量来访问数据。间接访问即先把某一变量的地址保存在一个指针变量中，若对该变量的数据进行操作，先要找到保存该变量地址的指针变量，然后从指针变量中取出保存的地址，再从地址中取出数据进行运算。例：main()int a=10,*p;p=&a ;/*将变量a的地址赋给指针

7、变量p */printf( a=%d n，*p) ; /* *p 是取出p所指向的变量 a的地址65500中的值*/运行结果：a=10(3)指针变量的定义与引用指针变量的初始化的一般格式如下：数据类型*标识符=&变量名；例：int a,*p=&a ;指针变量初始化的过程是：系统按照所定义的类型，在内存中为变量a与指针变量p分配存储空间。同时，将变量a的地址送给指针变量 p中。在上面的定义中，p指向a。定义指针变量的目的是，为了通过指针变量去引用(访问)内存单元。当一个指针变量 得到一个变量的地址后，就可以用指针对变量进行操作。【例2.12】用两种方式输出变量的值。main()int a=10,

8、b=20;int *p1=&a ; /*指针变量的初始化 */int *p2=&b ;printf( a=%d n，a,b)printf( *p1=%d,*p2=%nd *p1,*p2) 运行：a=10,b=20*p1=10,*p2=20分析结果：第一个打印语句printf(a=%dn，a,b)是用直接方式输出。第二个printf( *p1=%d,*p2=%d *p1,*p2)是用间接访问方式输出，其执行过程是：a的地址赋给指针变量pl, b的地址赋给指针变量p2o pl指向a,p2指向b(如图2-11所示)。*p1和*p2是分别从其内存单元中取出的值65500和65502。然后，从地址 65

9、500、65502中分别取出值10、20输出。以上表明：当p1=&a;则p1的值是a的地址；*p1是a的值，即*p1与a等价。对某一 个变量进行运算，可以用两种方法来进行 ：用变量名；用指针运算符 “*；取指针变量所 指变量的值。【例2.13】分析程序运行结果。main()int a=10,b=8,c,d,*p1,*p2 ;p1=&a;p2=&b ;c=*p1+*p2 ；d=*p1-*p2 ;Printf(a a+b=%d ,c)Printf(a n ,d) 运行结果：a+b=18a-b=2说明：p1的值是a的地址，*p1是取p1所指变量的值，即 a的值，所以*p1与a等价。 同理，*p2与b

10、等价。所以有：c=*p1+*p2 与c=a+b等价；c=*p1-*p2与c=a-b等价。 3、指针运算(20分钟)指针运算就是地址运算 。(1)指针的算术运算1)指针加、减整数的运算设：p为指针变量，n为正整数。则表达式 p+n,为p的当前值后面第n项数据的地址。p+n与p之间有多少个单元，与p所指向的数据类型有关。如int型变量在内存占2个字节,若p为指向int型变量，p+,指针自动向后移动 2个字节，p+2则向后移动4个字节。同理， 表达式p-n为p的当前值前移第n项数据的地址，-p,则p前移动2个字节。因此，p+n是按数据类型存储单元比例增大，而不是直接加no所以有：int a,*p1;

11、 p1=&a;char c,*pc;pc=&c;float f,*fp;fp=&f;p1+2;pc+2;pf+2;/*p1向后移动 /*pc向后移动 /*pf向后移动4个字节*/2个字节*/8个字节*/同理：p1-3;/*p1向前移动6个字节*/pc-2;/*pc向前移动2个字节*/pf-2;/*pf向前移动8个字节*/两个指针相加无意义2）指针变量自加自减运算仍设p为指向int型的指针变量。下面由运算符 +、-作用于指针p,构成4个表达式。* p+取p的当前值，然后p=p+1,即指针向后移动2个字节。* p- 取p的当前值，然后p=p-1,即指针向前移动2个字节。* （+p）指针向后移动2个

12、字节，然后取p的当前值。* （-p）指针向前移动2个字节，然后取p的当前值。指针向前（-）或向后（+）移动的字节数，与定义的指针类型有关。（2）指针的赋值运算可以把一个变量的地址赋值给一个指针变量，或者将一个有确定指向的指针变量的值，赋给另一个相同类型的指针变量。如：int a,b,*p1,*p2; /* 定义2个整型变量及2个指向整型变量的指针变量 */p1=&a;/*变量a的地址赋给 pl */p2=p1;/* pl的值赋给p2，即p1,p2同时指向变量 a */（3）指针的关系运算指向同类型的两个指针pl与p2,如，pl值所表示的地址码在 p2值所表示的地址码之前时，表达式p1p2的值为

13、1。指针与一般的整型数据的比较无意义。注：“&取地址符号不能用于常量或表达式，因为它们没有地址。 符号“*的两种用途：当“*出现在变量的定义位置，表示定义指针变量；当出现在语句行中，是取指针变量所指变量的值，又称间接访问运算符。这是初学者容易迷惑的地方。4、位运算符（15分钟）位（bit）运算使C语言具备了部分低级语言的特征和功能。位运算可直接对内存的基 本单位字节”（byte）按二进制进行控制和操作。位运算符共有6个：1.按位与（&） 2.按位或（|） 3.按位异或（A） 4.按位求反（）5.左移（）6.右移（ ）,由于位操作是按二进制进行运算，所以运算量一般为无符号整 型或字符型。操作数可

14、以是常量、变量或表达式 。（1）按位与（&）操作规则：参加运算的两个运算量，如果两个相应的位均为1,则该位的结果为 1,否则为0。即：0&0=00&1=01&0=01&1=1例如：01000001&01000010（按位与 &）01000000 （结果）按位与的主要用途为：1）清零。要将一个运算量的每个位清零（屏蔽），例如a的值为1101101, b的值为11110000, a&b的结果是11010000,相当于把 a的低4位屏蔽，高4位不变。2）取一个数中的某些位。若要把某数的某些二进制位取出来，可以把其它位清零，把 需要取出的位作按位与即可。（2）按位或|操作规则：参加运算的两个运算量，其

15、相应的位中只要有一个为1,则该位的结果为1,否则为0。即：0|0=00|1=11|0=11|1=1 例如：01000001I 01000010（按位或 |）01000011 （结果）按位或常用来对一个数的某些位置为1。一个数为a,要将其低字节全置为1,即低字节为11111111,可将t数与255 （十六进制为FF,二进制为11111111）按位或即可。（3） 按位异或（A）操作规则：参加运算的两个运算量，当相应位相同时，其结果在该位为0,相应位不同时，其结果在该位为1,即按位相加，但不进位。即：0A 0=00A 1=11 A 0=11 A 1=0例如：01000001一01000010 （按位

16、异或A）00000011 （结果）按位异或的主要用途为：使指定位翻转。即由1变为0,由0变为1。如：要对011100110的低4位翻转，将其与 00001111按位异或即可。01100110丛_00001111 （按位异或A ）01101001 （结果）可以看到，凡是与1异或的都变反了，而与 0异或的位原封不动。2）不使用临时变量，交换两个值。方法为：若有两个数 a=3,二进制二(011)和b=4,二进制(100),通过下面的赋值语句可 将a和b的值互换：a=aAb; /* a=(011 A 100)=111*/b=bA a; /*b=(100 A 111)=011, b=3*/a=aA b;

17、 /*a=(111 A 011)=100 , a=4*/3)与0相八，保留原值。(4)按位求反()操作规则：运算符是一个单目运算符，用来对一个数的二进制表示按位求反，即将0变成1,将1变成0。0 = 11 = 0(5)左移()操作规则：将一个数的各二进制位全部左移若干位，左移后，右边的这些位用0填补，左边移出的位舍弃不用。运算符右边的表达式表示向左移位的位数。例如：a=a2;若a=15,即二进制00001111,左移两位后变为：00111100后赋值2a a。左移可以扩大原数的倍数。即：将一个数左移1位，相当于该数乘以2;左移2位相当于该数乘以4。如上例中a=15,则a=a)操作规则：将一个数

18、的各二进制位全部右移若干位，运算符右边的表达式表示向右移位的位数。右移后，右边移出的位被舍弃，而左边的填补分两种情况： 该数为无符号数，则高位补0。例如：a=a2;若a=15,二进制为 00001111,右移2位后为00000011。该数为有符号数，若原来的符号位为0 (最高位为0,即正数)，则高位补0,如上例所示。若原来的符号位为1 (即该数为负数)，高位补0或1,取决于所使用的计算机系统。有的系统补0,称为逻辑右移；有的系统补1,称为算术右移。5、逗号运算符(15分钟)逗号运算符为；”。逗号表达式是用逗号运算符把两个表达式组合成的一个表达式。其一般形式为：表达式1，表达式2说明： (1)逗号表达式的执行过程是：先求表达式1的值，再求表达式 2的值，表达式2的值就是整 个逗号表达式的值。例如：a=8, a+10;先对a=8进行处理，然后计算 a+10,因此上述表达式执行