语言课件-数据类型

C的数据类型常量与变量整型数据实型数据字符型数据运算符和表达式不同类型数据间的混合运算1第2章数据类型及表达式2.1

C的数据类型23C语言提供了丰富的数据类型，主要有以下类型：数据类型基本类型基本型（int，2byte）长整型（long，4byte）短整型（short，2byte）无符号整型（unsigned，2byte）整型浮点型单精度浮点型

（float，4byte）双精度浮点型

（double，8byte）字符型（char，1byte）无值型（void）指针类型数组类型结构体类型联合体类型枚举类型构造类型注：其中（）括起来的是对应类型的类型关键字及该类型在内存中所占的字节数。42.2

常量与变量数据是组成程序的必要元素，根据数据在程序中值的变化与否，数据在C语言程序中以常量和变量两种形式表示。52.2.1

常量和符号常量1．常量在C语言的程序中，其值不能被改变的量称为常量。常量区分为不同的类型，有整型常量，有实型常量，有字符常量。以上几种常量一般从字面上即可判别，所以又统称为字面常量或直接常量。注意：常量并不占用内存，在程序运行时它作为操作对象直接出现在运算器的各种寄存器中。2．符号常量C语言中还可以用一个标识符来代表一个常量，被称为符号常量。符号常量在使用之前必须先定义，其一般形式为：#define

符号常量名常量其中#define是一条预处理命令（在后面预处理程序中将进一步介绍），其功能是把该符号常量定义为其后的常量值。一经定义，以后在程序中所有出现该符号常量的地方均代之以该常量值。【例2.1】符号常量的使用#define

PI

3.14main(){floatr,s,v;scanf

(“%f”,&r);s=PI*r*r;v=4/3.0*PI*r*r;printf(“s=%f,v=%f\n”,s,v);}程序中用#define命令行定义PI代表常量3.1415926，此后凡是在本文件中出现的PI都代表3.1415926，可以和常量一样进行运算。若程序运行时，从键盘输入圆的半径：2↙运行结果为：s=12.560000,v=16.7466676符号常量

名规则遵循标识符命名规则，但是

上符号常量名用大写，变量名用小写，以示区别。注意：符号常量不同于变量，它的值在其作用域内不能改变，也不能再被赋值。如果再用以下语句给PI赋值是错误的。PI=3.14159;使用符号常量的好处是含义清楚，见名知意，另外能达到“一改全改”的效果。例如为了提高运算的精度，可以将程序的第一行该为：#define

PI

3.1415926此时，在main函数体中所有PI的值会相应改变。通过这种方法就不需要在程序中作多处修改，这不仅做到“一改全改”，同时避免了因疏忽而漏改的现象。72.2.2

变量在程序中，其值可以改变的量称为变量。变量有两个基本要素：一个是变量名，其命名规则符合标识符的所有规定；另一个是变量类型，其类型决定了变量在内单元。在C语言中，变存中要占据的若干字节的量一定要先定义，后使用。1．变量定义在C语言中，用类型说明语句对变量加以定义，其一般形式如下：类型

变量名表；这里，类型必须是C语言的有效数据类型。变量名表可以是一个或多个标识符名，中间用逗号分隔开。以下是变量定义的例子：int i,

j,

num;float

a,

b,

sum;char c,

ch;／*说明i,j,num为整型变量*/／*说明a,b,sum为实型变量*/／*说明c,ch为字符型变量*/82．说明变量名可以是C语言中的合法标识符，但用户在定义时应遵循“见名知意”的原则，以便程序的。每一个变量都必须进行类型说明，这样可以保证程序中变量的正确使用。类型说明的变量在编译时将被是错误的。当一个变量被指定为某一确定类型时，将为它分配若干相应字节的内存空间。如char型为1个字节，int

型为2个字节，float

型为4个字节，double型为8个字节。当然，不同的系统可能会有一些差异。92.4.1

整型常量的表示方法数据类型为整型的常量即为整型常量，又称整常数。在Ｃ语言中，使用的整型常量有八进制、十六进制和十进制3种。其中八进制、十六进制主要用于表示整型常量在内存中的形式，也就是表示某整型常量的机器码；十进制表示外部数据，其值表示的是真值。2.3

整型数据10（1）八进制整型常量八进制整型常量必须以0开头，即以0作为八进制数的前缀。其数码取值为0～7。由于八进制数主要用于表示某整型常量的机器码，所以当表示某数机器码时，八进制数前面没有符号；如果有符号，则是对其所代表的真值取反。如0123，0123代表的真值为83，0123代表的常量则为83。11（2）十六进制整型常量十六进制整型常量的前缀为0X或0x。其数码取值为0～9，A～F或a～f。当十六进制数中出现a～f或A～F时，数符码中出现字母时字母的大小写应和前缀相匹配，即要么全部大写，要么全部小写。十六进制数主要也是用于表示某整型常量的机器码，所以当表示某数机器码时，十六进制数前面没有符号；如果有符号，则是对其所代表的真值取反。如0x23，0x23代表的真值为35，0x23代表的常量则为35。121332768时，可以看作长整型常量。（3）十进制整型常量十进制整型常量没有前缀。整型常量的几点说明如下。①常量的类型常量的类型可以根据整型常量描述的数值来确定其类型。时，可当整型常量的值为32768～以看作基本型整型常量。当整型常量的值为0～65535时，可以看作无符号整型常量。当整型常量的值在大于32767

或小于②整型常数的后缀十进制无符号整型常量的范围为0～65535，有符号数为32768～

。八进制数表示的机器码范围为0～0177777。十六进制数表示的机器码范围为0X0～0XFFFF。如果希望将整型常量按照长整型常量来运算，可以使用长整型数的后缀“L”或“l”来表示。例如，十进制长整型常量

158L

358000L142.4.2

整型变量1．整型变量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。如果定义了一个整型变量i:inti;i=10;十进制数10的二进制形式为1010，在微机上使用的C编译系统，为每一个整型变量在内存中分配2个字节。

图2-1（a）是数据存放的示意。图2-1（b）是数据在内存中实际存放的情况(-10的补码)。152.

整型变量的分类16整型变量可分为短整型、基本型、长整型和无符号型4类。①短整型短整型的类型说明符为shortint或short，所占字节和取值范围均与基本型相同。②基本型基本型的类型说明符为int，在内存中占2个字节，其取值的范围为

215

～

2151，即

32768～

32767。③长整型长整型的类型说明符为longint或long，在内存中占4个字节，其取值范围是231～2311，即2147483648～2147483647。17④无符号型无符号型的类型说明符为unsigned。无符号型又可与上述3种类型匹配而构成。无符号基本型。类型说明符为unsignedint或unsigned，取值范围是0～65535。无符号短整型。类型说明符为unsignedshort，与无符号基本型一样。无符号长整型。类型说明符为unsignedlongint或unsignedlong，取值范围为0～2321，即0～

。183.

整型变量的定义与使用C语言规定在程序中要用到的变量都必须先定义，对变量部分。如：的定义一般都放在函数的开始部分的【例2.2】整型变量的定义与使用。main(){inta,b;longc;unsigned

e;a=-1;b=523;c=623789;e=89;printf(“a=%d,

b=%d,

c=%ld,

e=%u\n”,a,b,c,e);}运行结果如下：a=-1,b=523,c=623789,e=89194．整型变量的初始化程序中常需要对一些变量预先设置初值,C允许在定义变量的同时使变量初始化。如:inta=3; /*相当于int

a;a=3;*/inta,b,c=5; /*可以部分初始化*/inta=3,b=3,c=3;

/*不能int

a=b=c=3;*/其它类型变量的初始化与整型变量的初始化类似。20215．整型数据的溢出一个整型变量（int）的最大允许值为32767，如果再加1，会出现什么情况？【例2.3】写出下面程序运行结果。main(){int

a,b;a=32767;b=a+1;printf(“a=%d,b=%d\n”,a,b);}运行结果如下：a=32767,

b=-32768C的用法是比较灵活的，如果将a,b改为long

型就可以得到预期的结果32768。2.4.1

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。实型常量不分单、双精度，都按双精度double型处理，其有效位数为15～16位。222.4

实型数据（1）小数形式小数形式由数码0～9和小数点组成。当某浮点数整数部分或小数部分为0时，0可以省略，但小数点不可省略。例如：0.0，.25，5.789，0.13，5.0，300.，267.8230，123.等均为合法的实数。345（无小数点），a7.（数码不可以是字母）等均为

的浮点数。23（2）指数形式24指数形式由尾数加阶码标志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为尾数，n为阶码）其值为

a×10n例如，2.1×105可以表示为2.1E5，3.7×10-2可以表示为3.7E2。2.4.2

实型变量实型数据在内存中的存放形式一个实型数据在一般的微型机中是占4个字节。实型数据不管是小数形式还是指数形式都是以指数形式系统把一个实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。实型变量分类实型变量分为单精度浮点型和双精度浮点型两类。单精度浮点型类型说明符为float，双精度浮点型类型说明符为double。25浮点变量说明的格式为：float变量表列；或26double

变量表列；例如：float

x,y;/*定义x,y为单精度浮点型*/double

a,b,c;

/*定义a,b,c为双精度浮点型*/float

x=1232.56789;

/*定义x为单精度浮点型，并初始化值为1232.567*/2.5.1

字符常量单字符常量是用单引号括起来的一个字符。单字符常量可以有如下几种表示方法。直接形式直接形式即在单引号内直接书写字符。例如'a'、'b'、''、''、'?‘八进制形式八进制形式格式为'\ddd'，其中“ddd”表示1～3位八进制数，其值代表的是某字符的ASCII值。“\”是转义字符。八进制形式可以表示所有的字符。例如'\101'（等于'A'），'\007'（响铃控制字符），'\343'（表示ASCII值为227的字符π）。272.5

字符型数据十六进制形式十六进制形式格式为'\xhh'，其中“hh”表示1～2位十六进制数，其值代表的是某字符的ASCII值，“\”是转义字符，“x”是十六进制前缀。十六进制形式可以表示所有的字符。例如'\x41'（等于'A'），'\x07'（响铃控制字符），'\xe3'（表示ASCII值为227的字符π）。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。28表4-529常用的转义字符转义字符转义字符的意义转义字符转义字符的意义\n换行\r回车\t横向跳到下一制表位置\f走纸换页\v竖向跳格\\反斜线符"\"\b退格\'单引号符\"双引号2.5.2

字符变量30字符型变量(char)用来存放字符常量,注意一个字符变量只能存放一个字符常量。字符变量的定义形式如下：char

c1,c2;定义c1、c2为字符变量，在内存中个占一个字节，可以分别存放一个字符。下面是对c1、c2赋值：c1=‘a’；c2=‘b’；实际上其内存中存放的是该字符的ASCII码（参见附录I）。字符变量的初始化，如：char

c1=‘a’；c2=‘b’；形式及其使2.5.3

字符数据在内存中的用方法将一个字符常量放到一个字符变量中，实际上是将该字符的ASCII代码以二进制形式放到

单元中。ch1=‘a’；

ch2=‘a’-32；31【例2.5】大小写字母的转换。main(){char

c1,c2;c1=´a´;c2=´b´；c1=c1-32;

c2=c2-32;printf("%c

%c\n",c1,c2);printf("%d

%d\n",c1,c2);}322.5.4字符串常量字符串常量是由一对双引号括起的字符序列，可以没有字符，也可以只有一个字符。例如，"CHINA"，"How

are

you!"，"$12.5"，""，"A"，"\nc\234\\"等都是合法的字符串常量。字符串

"program"在内存

的形式如图2.1所示。33program\0该字符串占用8个字节的空间，但其有效字符的个数却是7，最后一个字节字符串结束标志“\0”。图2.1

字符串形式34字符串的有效字符的个数是第一个“\0”前字符的个数的总和，有效字符的个数也称为字符串长度。例如："computer"长度为8。"\n"长度为1。"abc\n\345\0china"

长度为5

，而不是16

，因为“\0”后的字符是无意义的，“\n”是一个转义字符，“\345”是八进制表示的一个字符。"\"\'\\"

长度为3，因为“\"”、“\\”与“\'”分别为一个字符。352.6

运算符和表达式C运算符与表达式简介运算符：运算是对数据进行加工的过程，描述各种不同运算的符号称为运算符。操作数：参加运算的数据称为运算对象或操作数。表达式：用运算符和括号将运算对象连接起来的符合C语言语

则的式子称为C语言表达式。学习时注意运算符的优先级、结合性（左结合性或右结合性），操作数的个数，表达式结果362.6.2

算术运算符及算术表达式37算术运算符C语言提供了5个基本的算术运算符：加法运算符-

减法运算符，负号运算符*

乘法运算符/

除法运算符%

取余运算符或称模运算符运算符，的优先级相同，*，/，%的优先级相同，*，/，%的优先级高于和运算符，算术运算符都是左结合的运算符。说明：对于+、-、*

运算的操作数，可以是整型或实型的常量、变量和函数，其运算规则同一般的数

算规则。对于/运算，其操作数可以为整型或实型的常量、变量和函数。当x/y中如果两个操作数中有一个是实型，运算结果为实型数；若两个操作数都是整数时，运算结果为整数（舍去小数部分），例如：5/2.0=2.5，5/2=2。但是如果除数或被除数中有一个为负值，则舍入的方向不固定。例如，-5/3在有的机器上得到结果－１，有的机器则给出结果－２。多数机器采用“向零取整”的方法，即5/3=1，-5/3=-1，取整后向零靠拢。关于%运算,其两个操作数必须为整数，且在计算x%y时y的值不能为0。例如：5%2=1

6%2=0

7%4=3382．算术表达式39用算术运算符和括号运算符将运算对象连接起来的符合C语言规则的式子，称为算术表达式。(1)操作数个数

(2)

运算符优先级

(3)结合性。例如：3+a*b/2–1.5+‘a‘优先级和结合性参见附录2main(){intx,y,r;x

=

11;y

=

6;r

=

x%y;printf("x=%d,y=%d\n",x,y);printf("x+y=%d\n",x+y);printf("x-y=%d\n",x-y);printf("x*y=%d\n",x*y);printf("x/y=%d,余数=%d\n",x/y,r);}程序运行结果如下：x=11,y=6x+y=17x-y=5x*y=66x/y=1,余数=540【例2.6】3

自增自减运算符(++,--)及自增自减表达式41单目运算符运算对象可以位于运算符前面，也可以位于运算符后面。当运算符位于运算对象前面时，称为前缀运算符，如i和i；当运算符位于运算对象后面时，称为后缀运算符，如i和i。自增自减运算符的功能是将运算对象加1或减1后，再将结果保存到运算对象中去，如i等同于ii1。自增自减运算符的运算对象只能是变量。当表达式中出现自增自减运算符时，表达式的求值过程如下。（1）自增自减运算符是后缀运算符时，应先使用自增自减运算符的运算对象计算整个表达式的，后自加)例：值，然后再计算自增自减。(先main(){inti=2,j=3;intk;k=(i++)+(j++)+4;printf("result:k=%d,i=%d,j=%d\n",k,i,j);}程序运行结果为：result:k=9,i=3,j=4表达式k(i)(j)4的运算可理解为：先运算表达式kij4，再计算i和j。4243（2）自增自减运算符是前缀运算符时，应先完成自增自减，然后使用运算后的结果计算整个表）达式的值。（先自加，后例main(){inti=2,j=3;intk;k=(++i)+(++j)+4;printf("result:k=%d,i=%d,j=%d\n",k,i,j);}运行结果应为多少？44result:k=11,i=3,j=4表达式k(i)(j)4的运算可理解为：先运算i和j，再计算表达式

kij4。程序运行结果为：45（3）当表达式中既含有后缀自增自减运算符，又含有前缀自增自减运算符时，应先计算所有的前缀自增自减运算，再计算整个表达式的值，最后计算所有的后缀自增自减运算。例main(){inti=2,j=3;intk;k=(i++)+(j++)+4+(++i)+(++j);printf("result:k=%d,i=%d,j=%d\n",k,i,j);}程序运行结果为：result:k=18,i=4,j=5表达式k(i)(j)4(i)(j)的运算可理解为：先运算i和j，再计算表达式kij4ij，最后计算i和j。注意：在运算的时候变量i，j是变化的，但在某瞬间值是确定的。46【例2.7】自增、自减运算符前置、后置形式的差异。main(){intk1,k2,x,y;k1=k2=10;x=k1++;y=++k2;printf("k1=%d,

k2=%d

,x=%d,y=%d\n",k1,k2,x,y);k1=k2=10;x=--k1;y=k2--;printf("k1=%d,

k2=%d,x=%d,y=%d\n",k1,k2,x,y);}程序运行结果如下：k1=11,k2=11,x=10,y=11k1=9,k2=9,x=9,y=10471．简单的赋值运算符和赋值表达式C语言的赋值运算符是“”，该运算符是双目运算符，它的优先级仅高于逗号运算符，是右结合性的。由赋值运算符构成的赋值表达式的格式为：变量确定的值赋值表达式会得到两个值。一个是赋值运算符左侧变量的值；另一个是赋值表达式的值，表达式的值与变量的值是相同的。482.6.3

赋值运算符和赋值表达式下列表达式是合乎C语言表达式规则的表达式：a=123a=123.456c=a+'A'x=a+ca+(x=a+4)/c /*算术表达式*/(x=a)+(b=3)

/*合法的算术表达式*/492．复合的赋值运算符和复合的赋值表达式在赋值运算符“”前加上其他的运算符，可以构成复合的赋值运算符。如在“”前加上“”运算符就构成了

“”运算符。C语言提供了10种复合的赋值运算符，它们是+=，-=，*=，／=，%=，<<=，>>=，&=，^=，|=其中前5个是复合的算术赋值运算符，后5个是复合的位运算赋值运算符。复合的赋值运算符是双目运算符，优先级和赋值运算符相同，也是右结合性的。50由复合的赋值运算符构成的赋值表达式的格式为：变量<运算符=>确定的值它等效于变量=变量<运算符>确定的值例如：51a+=5x*=y+7r%=p等价于a=a+5等价于x=x*(y+7)等价于r=r%p2.6.4

逗号运算符和逗号表达式52在Ｃ语言中逗号“，”也是一种运算符，称为逗号运算符。逗号运算符的优先级是最低的。其功能是把两个表达式连接起来组成一个表达式，称为逗号表达式。逗号表达式的一般形式为：表达式1，表达式2逗号表达式的求值过程是顺序求解表达式1、表达式2的值，并以表达式2的值作为整个逗号表达式的值。逗号表达式的扩展形式为：表达式1，表达式2，……，表达式n表达式n的值作为整个逗号表达式的值。53例main(){inta=2,b=4,c=6,x,y;y=(x=a+b),(b+c);printf("y=%d,x=%d",y,x);}程序运行结果为：y=6,x=6本例中的y等于6，而逗号表达式的值y(xab),(bc)是10。2.6.5

条件运算符和条件表达式54条件运算符为?和：，它是一个三目运算符，即有三个参与运算的量。由条件运算符组成条件表达式的一般形式为：表达式1?

表达式2：表达式3其求值规则为：如果表达式1的值为真，则以表达式2的值作为条件表达式的值，否则以表达式2的值作为整个条件表达式的值。条件表达式通常用于赋值语句之中。例如条件语句：

if(a>b)

max=a;else

max=b;可用条件表达式写为max=(a>b)?a:b;执行该语句的语义是：如a>b为真，则把a赋予max，否则把

b

赋予max。使用条件表达式时，还应注意以下几点：条件运算符的运算优先级低于关系运算符和算术运算符，但高于赋值符。因此max=(a>b)?a:b可以去掉括号而写为max=a>b?a:b条件运算符?和：是一对运算符，不能分开单独使用。条件运算符的结合方向是自右至左。例如：a>b?a:c>d?c:d应理解为a>b?a:(c>d?c:d)这也就是条件表达式嵌套的情形，即其中的表达式c>d?c:d又是一个条件表达式。552.6.6

表达式小结56判断表达式类型应根据表达式中出现的运算符的优先级来判定。如果某一运算符在整个表达式的运算过程中优先级是最低的，或者是最后运算的运算符，那么表达式的类型就是该运算符所从属的类型。例如：x=(a=3,b*3)x=a=3,6*a(x=8)>(y=9)+6(k=i++)/3*a是赋值表达式；是逗号表达式；是关系表达式；是算术表达式。2.7不同类型数据间的混合运算57C语言规定不同类型的数据不能够直接进行运算，只有相同类型的数据才可以。但是在描述表达式时，参与运算的运算对象却可以是不同类型的数据，于是在表达式进行运算的时候存在类型的转换问题。C语言中有两种形式的类型转换。2.7.1

类型的自动转换1．赋值表达式中的自动转换其转换的依据是将赋值运算符右侧的确定的值按照左侧变量定义的类型，即要把确定的值转换为变量定义的类型。为了方便描述，以下所有的示例都假定有如下的变量说明：inta;long

int

b;unsigned

int

c;floatx;char

c1;58实型数据赋给整型变量浮点型数据赋给整型变量转换的方法是舍去浮点型数据的小数部分，将整数部分赋给整型变量。整型数据赋给浮点型变量整型数据赋给浮点型变量转换的方法是数值保持不变，只是将整型数据以浮点型数据的形式

到相应的浮点变量中。59(3)将一个double型数据赋给float变量时，截取其前面7位有效数字，存放到float变量的单元(32位)中。但应注意数值范围不能溢出。如：float

f;double

d=123.456789e100;f=d;就出现溢出的错误。将一个float型数据赋给double变量时，数值不变，有效位数扩展到64位，在内存中以64位(bit)

。60（4）字符型数据赋给整型变量具体转换的方法是将字符型数据的ASCII码到整型变量的低字节中，整型变量的高字节的所有位

的是低字节的符号扩展（turbo

c）或补零。符号扩展：如果低字节的最 为0，则高字节的所有位全部扩展为０；如果低字节的最为1，则高字节的所有位全部扩展为１。例如：c1='A',a=c1整型变量a的值为65。字符型数据c1和整型变量a的

如图2.4所示。61图2.4

变量c1，a的c1：01000001a：000000000100000162（5）整型数据赋给字符型变量整型数据赋给字符型变量时的具体转换方法是将整型数据的低字节 的内容 到字符型变量中去，即“

截断”。例如：c1=254运算后c1的ASCII码值为254。字符型变量c1，整型常量254的

如图2.6所示。254：c1：000000001111111011111110图2.6

变量c1,常量254的63（6）int型数据赋给long

int型变量（符号扩展）int型数据赋给long int型变量时，具体转换的方法是将int型数据的值 到long int变量的低字中。图2.8

变量a,b的a：0

0

0

00

0

0

00

0

0

01

0

0

0b：0

0

0

00

0

0

00

0

0

00

0

0

00

0

0

00

0

0

00

0

0

01

0

0

064long int型数据赋给int

型或unsi