C语言程序设计-进阶篇-第1章 基本数据类型与输入输出

C语言程序设计

—进阶篇第1章数据类型与输入输出（二）2022/11/2内容概述1．C语言的数据类型及分类。2．C语言中的常量和变量。3．C语言的数据输入/输出。2022/11/2教学目标1．掌握数据类型的概念，了解C语言能够处理的数据类型。2．掌握各种类型常量的特点及表示形式。3．掌握变量的概念，了解float、char型变量的特点，掌握这二种类型变量的定义、赋值和使用方法。4．掌握数据的输入输出（包括汉字的输入与输出）的基本方法。2022/11/2数据是计算机程序处理的所有信息的总称，数值、字符、文本等都是数据，如整数、实数、英文字母、数字符号、英语单词、汉字、一句话、一段文章、一个学生信息等。在Ｃ语言中，数据类型可分为：基本数据类型、构造数据类型、指针类型、空类型四大类，共9种。 本章中，将介绍基本数据类型中的整型、浮点型和字符型。其余类型在以后各章中陆续介绍。1.1C的数据类型

2022/11/21.基本数据类型

基本数据类型最主要的特点是，其值不可以再分解为其它类型。基本类型整型字符型浮点型单精度双精度枚举短整型长整型2022/11/22.整型变量整型变量分为四种：基本型、短整型、长整型、无符号型基本型： 用“int”定义,在不同的系统中它的长度可能不同，如在DOS下的int变量占2个字节，相当于短整型，而在Windows下的int变量占4个字节，相当于长整型。2022/11/22.整型变量短整型：用“shortint”或“short”定义，占2个字节。长整型：用“long”或“longint”定义，占4个字节。无符号型：用“unsigned”定义

不存放符号，数据不带符号数。 无符号整型：“unsignedint”

无符号短整型：“unsignedshortint”

无符号长整型：“unsignedlongint”

注意：如无指定，则为有符号数。2022/11/2【例1.1】整型数用法示例main(){ unsignedshortinta; shortintb; a=65535; b=32767; a=a+1;

b=b+1;

printf("a=%d\n",a);

printf("b=%d\n",b);}运行结果为:a=0b=-32768为什么？a从原来的65535加1后变为0,这说明a所能表示的值的大小是有限的!65535的二进制数为1111111111111111,再加1=?32767的二进制数为0111111111111111,再加1=?2022/11/2整型变量取值范围类型说明符数的范围 分配字节数

int-32768~32767 ■■

shortint-32768~32767 ■■

signedint-32768~32767 ■■

unsignedint0~65535 ■■

longint

-2147483648~2147483647 ■■■■

unsignedlong0~4294967295 ■■■■

int根据特定的系统对应shortint或longintunsignedint根据特定的系统对应unsignedshortint或unsignedlongint超过变量所能表示的范围,产生计算错误:溢出.2022/11/2整型常量即整数，按不同的进制区分,整数有三种表示方法：十进制数：以非0开始的数，如：220、-560、+369等。八进制数：以0开始的数，如：06、0106、0677等。

十六进制数：以0X或0x开始的数，如：0X0D、0XFF、0x4e、0x123等。3.整型常量2022/11/2另外，可在整型常数后添加一个“L”或“l”字母，表示该数为长整型数，如：22L、0773L、0Xae4l等。诸如38A、0578、0x29FG等，都是不合法的常数形式。2022/11/2（1）十进制数形式 由数码0~9和小数点组成。例如：0.0、25.0、5.789、0.13、5.0、300.、-267.8230等均为合法的实数。注意，必须有小数点。

1.2.1实型常量的表示方法

实型也称为浮点型。实型常量也称为实数或者浮点数。在Ｃ语言中，实数只采用十进制。它有二种形式：十进制小数形式和指数形式。1.2实型数据2022/11/2（2）指数形式

由十进制数，加阶码标志“e”或“E”以及阶码（只能为整数，可以带符号）组成。其一般形式为：

aEn（a为十进制数，n为十进制整数）其值为a*10n。如： 2.1E5(等于2.1*105) 3.7E-2(等于3.7*10-2) 0.5E7(等于0.5*107) -2.8E-2(等于-2.8*10-2)2022/11/2以下则不是合法的实数： 345(无小数点)

E7(阶码标志E之前无数字) -5(无阶码标志) 53.-E3(负号位置不对) 2.7E(无阶码)标准Ｃ允许浮点数使用后缀。后缀为“f”或“F”即表示该数为浮点数。如356.f和356.是等价的。因此：（1）十进制小数形式:必须有小数点。（2）指数形式：字母e前必须有数字，字母e后必须为整数

，规范化的指数形式输出。

2022/11/2【例1.2】实型常量的使用#include<stdio.h>main(){

printf("%f\n",356.);

printf("%f\n",356);

printf("%f\n",356.f);}VC++输出:356.000000-1.#QNAN0356.0000002022/11/21.2.2实型变量

1实型数据在内存中的存放形式实型数据一般占4个字节（32位）内存空间，按指数形式存储。如实数3.14159在内存中的存放形式如下：+.3141591数符小数部分指数小数部分占的位（bit）数愈多，数的有效数字愈多，精度愈高。指数部分占的位数愈多，则能表示的数值范围愈大。2022/11/22.实型变量的分类

实型变量分为：单精度（float型）、双精度（double型）和长双精度（longdouble型）三类。如下表:类型说明符比特数（字节数）有效数字数的范围float32（4）6~710-37~1038double64(8)15~1610-307~10308longdouble128(16)18~1910-4931~1049322022/11/2实型变量定义的格式和书写规则与整型相同。例如：

floatx,y; (定义x,y为单精度实型量)

doublea,b,c; (定义a,b,c为双精度实型量)2022/11/23实型数据的舍入误差由于实型变量是由有限的存储单元组成的，因此能提供的有效数字总是有限的。不同的编译器下处理的精度不同，如下例。【例1.3】实型数据的舍入误差。#include <stdio.h>main(){ floata,b; a=123456.789e5; b=a+20;

printf("%f\n",a);

printf("%f\n",b);}运行结果（VC++）：12345678848.00000012345678848.000000

可见一个大数与一小数间运算会产生什么结果?2022/11/2【例1.4】main(){ floata; doubleb; a=33333.33333; b=33333.33333333333333;

printf("%f\n%f\n",a,b);}从本例可以看出，由于a是单精度浮点型，有效位数只有七位。而整数已占五位，故小数二位后之后均为无效数字。

b是双精度型，有效位为十一位（VC++）。

实型数据在实际运用中要注意！！！（较大数与小数算术运算、比较等）运行结果（VC++）： 33333.332031 33333.3333332022/11/2舍入误差示例1.5（VC++）:#include<stdio.h>#include<math.h>main(){ printf("%d\n",1.0/3*3); /*结果为0*/

printf("%f\n",1.0/3.*3.);/*结果为1.000000*/printf("%d\n",sqrt(2.)*sqrt(2.)); /*结果为1*/

printf("%f\n",sqrt(2.)*sqrt(2.)); /*结果为2.000000*/}2022/11/21.2.3实型常量的类型

实型常量不分单、双精度，都按双精度double型处理。2022/11/21.3.1字符常量

1.3字符型数据1字符常量定界符为单引号（'）的单字符。例如： 'a'、'A'、'3'、'='、'+'、'?'注意英文字母区分大小写。Ｃ字符常量特点：（1）字符常量只能用单引号括起来，不能用双引号或其它括号。（2）字符常量只能是单个字符，不能是字符串。（3）字符可以是字符集中任意字符。但数字被定义为字符型之后就不能参与数值运算。如‘5’和5。2022/11/22转义字符转义字符是一种特殊的字符常量。转义字符以反斜线“\”开头，后跟一个或几个字符。 转义字符具有特定的含义，不同于字符原有的意义，故称“转义”字符。转义字符主要用来表示那些用一般字符不便于表示的控制代码。常用的转义字符及其含义如下表：

2022/11/2转义字符转义字符的意义ASCII代码\n换行10\t横向跳到下一制表位置9\b退格，移到前一列8\r回车，移到本行开头13\f走纸换页12\\反斜线符"\"92\'单引号符39\"双引号符34\a鸣铃7\ddd1～3位八进制数所代表的字符

\xhh1～2位十六进制数所代表的字符

2022/11/2广义地讲，Ｃ语言字符集中的任何一个字符均可用转义字符来表示。表中的\ddd和\xhh正是为此而提出的。ddd和hh分别为八进制和十六进制的ASCII代码。如\101表示字母“A”（见附录I），\102表示字母“B”，\134表示反斜线，\X0A表示换行等。

2022/11/2【例1.6】转义字符的使用。main(){

printf(“□□ab□□

c\tde\rf\n");

printf("hijk\tL\bM\n");}运行结果:

f□ab□□c□dehijk□□□□M2022/11/21.3.2字符变量

字符变量用来存储字符常量，即单个字符。字符变量的类型说明符是char。在内存中占一个字节，字符变量类型定义的格式和书写规则都与整型变量相同。例如：

chara,b;2022/11/21.3.3字符数据在内存中的存储形式及使用方法字符以ASCII码形式存放在内存单元中，因此ASCII码被称作字符的内码。字符型与整型的转换：自动进行注意：字符型占一个字节，整型占两个字节(与编译器有关)。每个字符变量被分配一个字节的内存空间，因此只能存放一个字符。字符值是以ASCII码的形式存放在变量的内存单元之中的。

2022/11/2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两个单元内存放120和121的二进制代码：0111100001111001a：

b：

可以把字符作为整型量进行处理，也可以对整型变量赋以字符值，把整型量按字符量输出。整型量为二字节量，字符量为单字节量，当整型量按字符型量处理时，只有低八位字节参与处理。

2022/11/2【例1.7】向字符变量赋以整数。main(){ chara,b; a=120; b=121;

printf("%c,%c\n",a,b);

printf("%d,%d\n",a,b);}运行结果:x,y120,1212022/11/2

【例1.8】字符运算。main(){ chara,b; a='a'; b='b'; a=a-32; b=b-32;

printf("%c,%c\n%d,%d\n",a,b,a,b);}运行结果:A,B65,662022/11/2

1.3.5字符串常量

字符串常量是由一对双引号括起的字符序列。例如："CHINA"，“Cprogram”，"$12.5"等都是合法的字符串常量。字符串常量和字符常量之间区别：（1）字符常量由单引号括起来，字符串常量由双引号括起来。（2）字符常量只能是单个字符，字符串常量则可以含一个或多个字符。（3）可以把一个字符常量赋予一个字符变量，但不能把一个字符串常量赋予一个字符变量。在Ｃ语言中没有相应的字符串变量，但是可以用一个字符数组来存放一个字符串常量。2022/11/2（4）字符常量占一个字节的内存空间。字符串常量占的内存字节数等于字符串中字符数加1。增加的一个字节中存放字符“\0”(ASCII码为0)。这是字符串结束的标志,该字符不能显示也不用显式写出来。例如：字符串"Cprogram"在内存中所占的字节为：

C

program\0‘A'和“A"的区别是？“A”存储方式为A\0但‘A’存储方式为:A2022/11/2举例"TEST""""a"'T''E''S''T'\08469838400\0'a'\0009700字符串变量的使用在第6章数组(2)中介绍.2022/11/2变量的使用：定义，赋初值，改变。在程序中常常需要对变量赋初值，以便使用变量。C语言程序中可有多种方法为变量提供初值。方法：（1）先定义后赋值类型说明符变量1，变量2，……；（2）在变量定义中赋初值，一般形式为：

类型说明符变量1=值1，变量2=值2，……；1.4变量赋初值2022/11/2

变量定义的同时给变量赋以初值

以下程序与左边的有什么区别？main(){

inta=3,b,c=5; b=a+c;

printf("a=%d,b=%d,c=%d\n",a,b,c);}main(){

inta,b,c;a=3;c=5; b=a+c; printf("a=%d,b=%d,c=%d\n",a,b,c);}2022/11/21.5.1数据输入输出的概念及在C语言中的实现1.5数据的输入输出

在Ｃ语言中，所有的数据输入／输出都是由库函数完成的。因此都是函数语句。在使用Ｃ语言库函数时，要用预编译命令

#include将有关“头文件”包含到源文件中。2022/11/2使用标准输入输出库函数时要用到“stdio.h”文件，因此源文件开头应有以下预编译命令： #include<stdio.h>或 #include"stdio.h"二者的区别：用尖括号时，系统到存放C库函数头文件的目录中找要包含的文件（称标准方式）。用双撇号时，系统先到用户当前目录中寻找，找不到再按标准方式查找。2022/11/21.5.2字符数据的输入输出1putchar

函数（字符输出函数）功能：在显示器上输出单个字符。其一般形式为：

putchar(字符变量)；例如：

putchar('A');（输出大写字母A）

putchar(x);（输出字符变量x的值）

putchar(‘\101’);（也是输出字符A）

putchar('\n');（换行）2022/11/2【例1.9】输出单个字符。#include<stdio.h>main(){ chara,b,c; a='B'; b='o'; c='k'; /*以下书写方式不提倡*/

putchar(a);putchar(b);putchar(b);putchar(c);

putchar('\t');

putchar(a);putchar(b);

putchar('\n');

putchar(b);putchar(c);}运行结果:BookBook2022/11/22.getchar函数（键盘输入函数）功能：从键盘上输入一个字符。其一般形式为：

getchar();通常把输入的字符赋予一个字符变量，构成赋值语句，如：

charc; c=getchar();2022/11/2【例1.10】输出单个字符。#include<stdio.h>main(){

charc;c=getchar();

putchar(c);}2022/11/2使用getchar函数还应注意几个问题：（1）getchar函数只能接受单个字符，输入数字也按字符处理。输入多于一个字符时，只接收第一个字符。（2）使用本函数前必须包含文件“stdio.h”。2022/11/2【例1.11】getchar()示例--屏幕菜单设计及应用。要求:在屏幕显示上供用户选择的功能菜单,用户通过键盘选择后,计算机显示用户选择的结果,不断重复,直到用户选择退出,结束程序运行.分析:1)可以通过循环实现同一功能的重复执行;2)在每一次循环中:

A.清除屏幕;

B.显示菜单信息;

C.获取用户的键盘输入;

D.分析用户输入并作出相应处理;2022/11/2/*参考程序*/#include<stdio.h>#include<stdlib.h>intmain(){charselect;while(1) /*(1)--为什么可以这样用?*/{

system(“cls”); /*执行DOS系统命令:cls清屏*/

printf("\t\t屏幕菜单示例\n");printf("1--加法测试;\t2--减法测试\n");printf("3--除法测试;\t4--记忆力测试\n");printf("0--退出.\n");

printf("请选择(0--4):");

select=getchar(); /*等待用户输入,也可以用scanf()*/2022/11/2

if(select<‘0’||select>‘4’)/*判断输入合法?*/

printf("选择错误!请重新选择!\n"); if(select==‘0’){ /*用"0"会如何?*/

printf("您选择的是退出测试!\n");_beep(300,400);break; }

if(select==‘4‘) /*==换成“=”如何?*/

printf("您选择的是记忆力测试!\n"); system("PAUSE");

getchar();/*用户的输入是<字符>+Enter,清除<Enter>*/ }return(0);}2022/11/21.5.3格式输入与输出1printf函数（格式输出函数）函数功能：按用户指定的格式，把指定的数据显示到显示器屏幕上。（1）printf函数调用的一般形式

printf(“格式控制字符串”，输出表列)；其中格式控制字符串用于指定输出格式。格式控制串可由格式字符串和非格式字符串两种组成。2022/11/2格式字符串是以%开头的字符串，在%后面跟有各种格式字符，以说明输出数据的类型、形式、长度、小数位数等。如： “%d”表示按十进制整型输出； “%ld”表示按十进制长整型输出； “%c”表示按字符型输出等。非格式字符串在输出时原样照印，在显示中起提示作用。输出表列中给出了各个输出项，要求格式字符串和各输出项在数量和类型上应该一一对应。

2022/11/2【例1.11】格式输出main(){

inta,b; a=88; b=89;

printf("%d%d\n",a,b);

printf("%d,%d\n",a,b);

printf("%c,%c\n",a,b);

printf("a=%d,b=%d",a,b);}运行结果:888988,89X,Ya=88,b=892022/11/2（*2）格式字符串在C中格式字符串的一般形式为：

[标志][输出最小宽度][.精度][长度]类型其中方括号[]中的项为可选项。各项的意义介绍如下：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：

2022/11/2格式字符意

义d以十进制形式输出带符号整数(正数不输出符号)0以八进制形式输出无符号整数(不输出前缀0)x,X以十六进制形式输出无符号整数(不输出前缀0x)u以十进制形式输出无符号整数f以小数形式输出单、双精度实数e,E以指数形式输出单、双精度实数g,G以%f或%e中较短的输出宽度输出单、双精度实数c输出单个字符s输出字符串2022/11/2*2)

标志：标志字符为-、+、#、空格四种，其意义下表所示：标

志意

义-结果左对齐，右边填空格+输出符号(正号或负号)空格输出值为正时冠以空格，为负时冠以负号#对c,s,d,u类无影响；对o类,在输出时加前缀o；对x类,在输出时加前缀0x；对e,g,f类当结果有小数时才给出小数点2022/11/2*3）输出最小宽度:用十进制整数来表示输出的最少位数。若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。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。

2022/11/2【例1.12】格式输出(2)#include<stdio.h>main(){ inta;floatb;doublec;chard; a=15; b=123.1234567; c=12345678.1234567; d='p';

printf("a=%d,%5d,%o,%x\n",a,a,a,a);

printf("b=%f,%lf,%5.4lf,%e\n",b,b,b,b);

printf("c=%lf,%f,%8.4lf\n",c,c,c);

printf("d=%c,%8c\n",d,d);}2022/11/2运行结果:a=15,□□□15,17,fb=123.123459,123.123459,123.1235,1.231235e+002c=12345678.123457,12345678.123457,12345678.1235d=p,□□□□□□□p2022/11/2说明：*（1）C语言的格式化输入/输出比较繁琐，在以GUI为主流的应用程序的输入输出中较少使用（scanf（）函数则用不到），但它的另一种形式sprintf()函数中的格式化数据处理则经常会用到。（2）如何获得有关sprintf()函数的用法知识？请使用微软开发者网络—MicrosoftDeveloperNetwork(MSDN)。它是一个有关计算机软件设计知识的海洋，是微软平台的软件开发和应用人员的最好的获取知识的工具。（3）读者从现在开始，应该逐步学会如何获取书本上没有的知识，从MSDN、Internet……。请查阅字符串输出函数puts()的用法。

2022/11/22scanf函数(格式输入函数)功能：按用户指定的格式从键盘上把数据输入到指定的变量之中。（1）scanf函数的一般形式

scanf(“格式控制字符串”，地址表列);其中，格式控制字符串的作用与printf函数相同，但不能显示非格式字符串。地址表列中给出各变量的地址。地址是由地址运算符“&”后跟变量名组成的。

例如: &a,&b分别表示(取)变量a和变量b的地址。

2022/11/2变量的地址和变量值的关系如下：在赋值表达式中给变量赋值，如：

a=567则，a为变量名，567是变量的值，&a是变量a的地址。

2022/11/2【例1.13】格式输入#include<stdio.h>main(){

inta,b,c;

printf("请输入整型量a,b,c的值:\n");

scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);

printf("a=%d,b=%d,c=%d",a,b,c);}2022/11/2（2）

格式字符串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.格式字符意义d输入十进制整数o输入八进制整数x输入十六进制整数u输入无符号十进制整数f或e输入实型数(用小数形式或指数形式)c输入单个字符s输入字符串2022/11/22)“*”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。

如:

scanf("%d%*d%d",&a,&b);当输入为：123时，把1赋予a，2被跳过，3赋予b。3)宽度:用十进制整数指定输入的宽度(即字符数)。例如：

scanf("%5d",&a);

输入：12345678,只把12345赋予变量a，其余部分被截去。又如：

scanf("%4d%4d",&a,&b);输入：12345678,将把1234赋予a，而把5678赋予b。

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表示短整型数据。2022/11/2【例1.14】输入格式字符串#include<stdio.h>main(){ chara,b;

printf("inputcharactera,b\n");

scanf("%c%c",&a,&b);

printf("%c%c\n",a,b);}由于scanf函数“%c%c”中没有空格，输入M□N，结果输出只有M。而输入改为MN时则可输出MN两字符。试一试:“%c%c”中加上空格会怎样?(分别输入MN或M,N)2022/11/2【例1.15】输入格式字符串(2)#include<stdio.h>main(){ chara,b;

printf("inputcharactera,b\n");

scanf("%c□%c",&a,&b);

printf("\n%c%c\n",a,b);}本例表示scanf格式控制串"%c%c"之间有空格时，输入的数据之间可以有空格间隔。

2022/11/2【例1.16】输入格式字符串(3)#include<stdio.h>main(){ chara,b,c;

printf("inputcharactera,b,c\n");

scanf("%c□%c□%c",&a,&b,&c); printf("%d,%d,%d\n%c,%c,%c\n",a,b,c,a-32,b-32,c-32);}

输入三个小写字母，输出其ASCII码和对应的大写字母。

2022/11/2【例1.17】输出各种数据类型的字节长度。#include<stdio.h>

main(){

inta; longb; floatf; doubled; charc;

printf("\nint:%d\nlong:%d\nfloat:%d\n

double:%d\nchar:%d\n",sizeof(a),sizeof(b),sizeof(f),sizeof(d),sizeof(c));}运行结果:int:4*long:4float:4double:8char:12022/11/2C语言程序设计综合练习31.#include<stdio.h>main(){

int

x,z;floaty;

printf(“Input1020304050<Return>\n”);scanf(“%2d%5f%3d”,&x,&y&z);

printf(“x=%dy=%fz=%d\n”,x,y,z);}程序运行后输入1020304050，输出结果是：x=10y=20304.000000z=502022/11/2C语言程序设计综合练习32.#include<stdio.h>main(){chara;a=getchar();

putchar(a);putchar(‘\n’);}输入字符，程序的输出结果是：

2022/11/2C语言程序设计综合练习33.#include<stdio.h>main(){charch=‘A’;

printf(“ch(1)=%d,ch(2)%c\n”,ch,ch+1);}

程序输出的结果是：ch(1)=65ch(2)=B2022/11/2C语言程序设计综合练习34.#include<stdio.h>main(){doublea;

intb;b=a=10/4;