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C语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式1C数据类型基本类型构造类型指针类型空类型void定义类型typedef数值类型字符类型char枚举类型enum整型浮点型单精度型float双精度型double短整型short长整型long整型int数组结构体struct共用体union3.1C语言的数据类型数据类型决定了数据在内存中占用的存储空间大小,从而确定了数据的表示范围。23.2常量与变量一、标识符用来对变量、符号常量、函数、数组、类型等数据对象命名的有效字符序列统称为标识符。除库函数的函数名由系统定义外,其余都由用户自定义。1.C标识符的命名规则(1)标识符只能是字母(A~Z,a~z)、数字(0~9)、下划线(_)组成的字符串,(2)必须是字母或下划线开头。(3)字符之间必须并排书写,不能出现上下标(4)不能使用C语言的保留字符
以下标识符是合法的:
a,x,x3,BOOK_1,sum5
以下标识符是非法的:3ss*T以数字开头出现非法字符*32.C语言的标识符大致分为三类:
1)关键字:32个关键字都有固定的含义,例如用来说明数据类型的标识符int、char,以及控制程序流程的if,while等。不能再作为变量名或函数名。
2)预定义标识符:这类标识符在C语言中也有特定含义,例如C提供的库函数的名字(printf,scanf等)和预编译处理命令(define,include等)。虽然C语言语法允许用户把这类标识符另作他用,但为了维持这类标识符的原有含义和避免不必要的麻烦,建议不要将预定义标识符改作其他用途。
3)用户标识符:由用户根据需求定义的标识符,一般用来给变量、函数等数据对象命名。除了要遵循命名规则外,还应做到“见名知意”。为了提高程序的可读性和可移植性,建议自定义的标识符长度最好不要超过8个字符。4二、常量:在程序运行时,其值不能被改变的量叫常量。根据类型划分,常量有整型常量、浮点型常量、字符常量和字符串常量。另外,常量还可以分为直接常量和符号常量。
1.直接常量:其类型一般从其字面形式即可判别,又称为字面常量。例如100、-123为整型常量,3.14、0.56为浮点型常量,’a’、’z’是字符常量,”hello”、”a”是字符串常量。2.符号常量:用一个标识符代表一个常量。
C语言中使用宏定义命令#define来定义:格式:#define标识符常量
例如:#definePI3.1415926
此处定义了符号常量PI,代表圆周率π。此后在程序中出现的PI都代表浮点型常量3.1415926。
5例1从键盘输入半径,求圆的面积。
#include<stdio.h>#definePI3.1415926main(){ floatradius,area;
scanf("%f",&radius); area=PI*radius*radius;
printf("area=%f\n",area);}运行结果:
2↙area=12.566370说明:1)符号常量名常常用大写字母、变量名用小写字母;2)当常量值需要调整时,能够在整个程序段内做到“一改全改”。但符号常量不能在其作用域范围内重新赋值。6三、变量:在程序运行时,其值能被改变的量叫变量。
C语言是一种强制定义语言,程序中的每一个变量,需要先定义后使用。变量的定义形式:
数据类型变量列表;在一条变量定义中可以定义一个或多个同类型变量,当定义多个变量时,变量名之间用“,”隔开。例如:
charcourse;
intnum,grade;
编译程序按照变量类型给每一个变量分配内存,因此一个变量名对应了内存中的某个存储单元,变量的值是存放在该存储单元中的数据。在C程序中使用变量的值,就是通过变量名找到变量的存储单元,取出其值;对变量赋值时,则是向变量名所代表的存储单元中存入数据。
7
例2变量的定义、赋值和输出。
#include<stdio.h>main(){ charcourse;
intnum,grade; course=’C’; /*course赋值为’C’*/ num=1201; /*num赋值为1201*/ grade=90; /*grade赋值为90*/
printf("%d,%c,%d\n",num,course,grade);}运行结果为:
1201,C,90
变量名、内存地址和变量值的对应关系
83.3整型数据一、整型数据的分类整型数据基本整型int占内存2B短整型shortint或short占内存2B长整型longint或long占内存4B无符号整型无符号基本整型unsignedint无符号短整型unsignedshort无符号长整型unsignedlong整型是不带小数点的数据类型。按照表示范围分为基本整型,短整型,和长整型;按照数值有无正负之分又可分为有符号整型(signed)和无符号整型(unsigned)。有符号整型的存储空间最高比特位用0表示正数,1表示负数;而无符号整型的存储空间最高位为有效数字位。
9下面列出了TurboC中各类整型量所分配的内存字节数及数的表示范围。
类型说明符数的范围分配字节数
int-32768~327672字节
shortint-32768~327672字节
signedint-32768~327672字节
unsignedint0~655352字节
longint-2147483648~21474836474字节(-21亿-21亿)
unsignedlong0~42949672954字节例如:一个整型(int)数据的最大值0111111111111111符号位10二、整型常量在C语言中,使用的整常数有八进制、十六进制和十进制三种。1.十进制整常数:其数码为0~9
以下各数是合法的十进制整常数:237-5682.八进制整常数:其数码为0~7,前缀为0。以下各数是合法的八进制整常数:0150101
以下各数是不合法的八进制整常数:07908001
3.
十六进制整常数:数码取值为0~9,A~F或a~f,前缀为0X或0x。以下各数是合法的十六进制整常数:
0X2A(十进制为42)0XA0(十进制为160) 0XFFFF(十进制为65535)
以下各数不是合法的十六进制整常数:
5A(无前缀0X)0X3H(含有非十六进制数码)114.整型常量的类型:关系到其在内存中存储单元的分配,可按照以下几点规则进行:1)根据其值所在的范围确定类型,如果其值在-32768~32767范围内,认为它是int型,例如4567为int型常量,为它分配2个字节空间;如果其值超过了上述范围,在-2147483648~2147483647,则认为它是long型,例如56789为long型常量,为它分配4个字节空间;2)在整型常量后加字母l或L,则指定它为long型常量,例如158L,系统为其分配4个字节空间;158与158L,虽然数值没有差别,但是系统只为158分配2个字节空间,因此在运算和输出格式上要加以区分,避免出错;3)在整型常量后加字母u或U,则指定它为unsigned型常量,例如123u。后缀l和u还可综合使用,例如234Lu,表示234为无符号长整型常量,系统为其分配4个字节空间。
12三、整型变量整型变量说明的一般形式为:
类型说明符变量名标识符,变量名标识符,...;
例如:
inta,b,c;(a,b,c为整型变量)longx,y;(x,y为长整型变量)unsignedp,q;(p,q为无符号整型变量)在定义变量时,如不指定为无符号类型(unsigned),则默认为有符号型(signed)。编译系统按照变量定义时指定的类型分配相应的存储空间
13例3Pg.43#include<stdio.h>main(){
inta,b,c,d;unsignedu;a=12;b=-24;u=10;c=a+u;d=b+u;
printf(“a+u=%d,b+u=%d\n”,c,d);}
运行结果为:
a+u=22,b+u=-1414四、整型数据的溢出
C语言中,数据超出其类型所能表示的范围,即“溢出”,不报错误信息,程序仍然能运行,但可能出现不正确的结果。例4Pg.44#include<stdio.h>main(){inta,b;a=32767;b=a+1;
printf("a=%d,b=%d\n",a,b);}运行结果为:
a=32767,b=-3276815整型≠整数
int的范围:-32768~+32767例5
#include<stdio.h>main(){inta;
printf(“Input:”);
scanf(“%d”,&a);
printf(“a=%d\n”,a);}
运行结果:
Input:12345
a=12345Input:1234567
a=-10617
Why?!Because:
12345的补码是
00110000001110011234567的补码是
100101101011010000111
截去多余部份(超过2个字节的左边部分)后其原码为
1010100101111001(-10617)可用下图表示:327673276632765……-32766-32767-32768有趣的结果:
输入(Input:)输出(a=)327673276732768-3276832769-3276732770-32766-32768-32768-3276932767-3277032766163.4浮点型数据(实数型)一、浮点型数据的分类:浮点型是带小数点的数据类型,也叫实型。单精度型float双精度型double浮点型变量分为三类:长双精度型longdouble类型名称类型标识符所占字节数有效数字位数数值范围单精度型float46~7-3.4*10-38~3.4*1038双精度型double815~16-1.7*10-308~1.7*10308长双精度型longdouble1618~19-1.2*10-4932~1.2*104932TurboC中各类浮点型数据的相关信息
17二、浮点型常量浮点型常量也称为实数或者浮点数。在C语言中,浮点数只采用十进制,有二种形式:小数形式与指数形式:1.小数形式:由数码0~9和小数点组成。例如:0.0,.25,-0.13,300.等均为合法的浮点数。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)其值为如:2.1E5(等于2.1*105),-2.8E-2(等于-2.8*10-2)以下不是合法的浮点数:
345(无小数点)E7(阶码标志E之前无数字)
.1-5(无阶码标志)53.-E3(负号位置不对)2.7E(无阶码)为了保证运行结果的精度,浮点型常量的类型一般默认为double类型,也可以在浮点型常量后加字母f或者F来指定其为float类型,如356f和356.是等价的。18三、浮点型变量浮点型变量说明的格式和书写规则与整型相同。例如:floatx,y;(x,y为单精度实型量)doublea,b,c;(a,b,c为双精度实型量)由于浮点型变量存放在有限的存储单元中,其能够表示的有效数字是有限的,有效位之外的数字将被舍去,产生误差,所以根据实际用途为变量选择合适的浮点类型。例6浮点型数据的精度。
#include<stdio.h>main(){floatsum;doubleavg_1,avg_2;sum=123456.888;avg_1=sum/2.0;avg_2=123456.888/2.0;
printf("sum=%f,avg_1=%f,avg_2=%f\n",sum,avg_1,avg_2);}
运行结果为:
sum=123456.890625,avg_1=61728.445312,avg_2=61728.444000193.5字符型数据字符型量包括字符常量和字符变量。一、字符常量字符常量是用单引号括起来的一个字符。例如'a','b','=','+','?'都是合法字符常量。在C语言中,字符常量有以下特点:
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)字符可以是字符集中任意字符。但数字被定义为字符型之后与原本的数值表达含义不同。如‘5’和5是不同的。
3)字符常量在内存中占用1个字节的空间,存储的是其对应的ASCII码值。如A的十进制ASCII码是65,若将字符‘A’存到内存变量中,实际存放形式是:
0100000120二、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。例如,在前面各例题printf函数的格式串中用到的“\n”就是一个转义字符,其意义是“回车换行”。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。转义字符含义转义字符含义\a响铃\f换页,移到下页开头\b退格\\一个反斜杠字符’\’\n换行,移到下一行开头\’一个单引号字符\r回车,移到本行开头\”一个双引号字符\t水平制表\ddd1~3位八进制数所代表的字符\v垂直制表\xhh1~2位十六进制数所代表的字符常用的转义字符
21三、字符变量字符类型标识符为char,字符变量的定义形式:
char变量名列表;例如:chara,b;
字符变量的取值是字符常量,即单个字符,每个字符变量中只能存放一个字符,系统为其分配1个字节的存储单元。由于字符型数据在内存中实际存放的是其对应的ASCII码值,所以在C程序中,字符型数据可以当做整型数据来处理,允许对整型变量赋予字符值,也允许对字符变量赋予整型值。
22例7字符型与整型的运算。#include<stdio.h>main(){intnum1,num2;charch1,ch2;ch1='A';num1=ch1+32;num2=321;ch2=num2;printf("num1=%d,num2=%d,ch1=%d,ch2=%d\n",num1,num2,ch1,ch2);printf("num1=%c,num2=%c,ch1=%c,ch2=%c\n",num1,num2,ch2,ch2);}本例中,num2是int类型,占用2字节,而ch2是char类型,只占用1字节,因此将num2的值赋予ch2时,系统只截取低8位赋予ch2。0000000101000001num2在内存中的存储形式运行结果为:num1=97,num2=321,ch1=65,ch2=65num1=a,num2=A,ch1=A,ch2=A23四、字符串常量
C语言中的字符串常量是由一对双引号“”括起来的字符序列。例如:“ABC”,“A”,“123lkdf”。字符串在内存中占据连续的存储空间,且在每个字符串的结尾处要加一个空操作符'\0'作为字符串结束标志,以便系统判断字符串是否结束。注意:1)在C语言中没有字符串变量。字符串数据是通过字 符数组或字符指针变量来处理。
2)不要将字符常量和字符串常量混淆。 例如'a'与"a"是C语言中两种完全不同类型的数据。aa\0'a'与"a"在内存的存储形式243.6运算符和表达式一、C运算符简介
C语言提供了丰富的运算符,能够构成多种表达式。按照运算形式,C语言的运算符可以分成13类。
学习运算符应注意的几个问题
1)运算符的功能
2)与运算量的关系
要求运算量的个数单目运算++,--,&双目运算+,-,*,%三目运算?:要求运算量的类型3)运算符的优先级别4)运算符的结合性:自左向右、自右向左5)运算结果的类型25二、算术运算符及表达式
1.C语言的基本算术运算符:
加法+减法-乘法*除法/求余%
其中:求余%运算要求运算量均为整型。这5个算术运算符的结合性都是自左向右,其中*、/和%的优先级高于+、-运算符。
2.算术表达式:用算术运算符和一对圆括号将运算量连接起来,符合C语法规则的表达式。算术表达式的结果一定是数值类型的,即整型或浮点型。
下列表达式就是算术表达式:
1+2%5-3.4
(9+100)/2.026
3.算术表达式的计算结果:与算术运算符的优先级、结合性以及运算量的类型有关,一般有以下几点规律:
1)+、-、*这三个运算符,当两个运算量数据类型相同时,运算结果的类型和运算量类型相同;当两个运算量类型不同时,按照为各种类型分配的存储单元的多少,在计算之前,将占用单元少的数据类型转换成占用单元多的数据类型。例如有下列变量定义:
inta=10;
doubleb=-0.9;进行a+b运算时,由于a、b类型不同,且a占用2字节存储单元,b占用8字节,因此先将a转换成double类型再进行a+b的计算。2)对于/运算,当两个运算量均为整型时,运算结果为整型;当其中一个运算量为浮点型时,另一个运算量也要转换成浮点型,运算结果为浮点型。
C中若写成:1/2*a*t*t则结果不对,恒为0
应写成:0.5*a*t*t或则:a*t*t/2274.自增、自减运算符和表达式
C语言还提供了两个单目算术运算符:++(自增)和--(自减)。其作用是实现变量的加1、减1操作,例如有inti,则i++或++i等价于i=i+1,因此,自增、自减的运算量只能是变量,不能是常量或表达式,例如++2,(x+y)--都是错误的表达式。
与其他运算符有所不同的是,++和—即可放在变量的前面,也可放在变量的后面。例如有inti,则++i,--i,i++,i--都是合法的书写方式。但如果将自增、自减运算与其他运算符构成表达式,则放在变量之前和放在变量之后,其效果有所不同:1)++i与--i,其作用为先将i的值加1或减1,更新i的值后再使用i;2)i++与i--,其作用为先使用i,之后再将i的值加1或减1。28例8自增、自减运算。
#include<stdio.h>main(){
int
x,y,z;x=5;y=++x;z=x--;
printf("x=%d,y=%d,z=%d\n",x,y,z);}运行结果为:
x=5,y=6,z=629三、赋值运算符和赋值表达式1.赋值运算符
C语言中,符号“=”称为赋值运算符,其作用是将一个数据赋给一个变量。要注意与数学中的等于符号“=”区分开。2.复合赋值运算符在赋值运算符“=”之前,加上其他二元运算符构成复合赋值运算符。C语言中,共有10个复合赋值运算符,分别与5个算术运算符(+、-、*、/、%)和5个位运算符(<<、>>、|、^、&)构成。3.赋值表达式:变量赋值运算符表达式其中,赋值运算符的左侧只能是变量,不能是常量或表达式。例如x-y=1就是非法的赋值表达式。以下表达式都属于赋值表达式:
a=3x+=2 等价于x=x+2y*=x-8 等价于y=y*(x-8)
30赋值运算符的优先级只高于逗号运算符,低于其他任何运算符,其结合性为自右向左。赋值表达式的计算过程:先求赋值运算符右侧表达式的值,然后将求出的值赋给左侧的变量。当赋值运算符左右两侧的数据类型不相同时,系统将自动进行类型转换,将右侧的类型转换成左侧的类型后再赋值,一般有以下几种情况:1)将浮点型赋给整型,则将小数部分舍弃,只保留整数部分。例如有inti;执行“i=1.5”,结果i的值为1;2)将整型赋给浮点型,数值不变,但增加小数部分(小数部分
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