第3章 数据类型、运算符及表达式

第三章数据类型、运算符与表达式数据类型常量与变量不同类型数据间的转换运算符和表达式各种进制之间的转换(整数)二进制、八进制、十六进制转换成十进制方法：按权相加十进制转换成二进制、八进制、十六进制原理：方法：连续除以基，从低到高记录余数，直至商为0例把十进制数59转换成二进制数5922921427232120(59)10=(111011)2110111111011余余余余余余例把十进制数159转换成八进制数1598198280(159)10=(237)8237余7余3余2例把十进制数459转换成十六进制数4591628161160(459)10=(1CB)161CB余11余12余1语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C二进制与八进制之间的转换二进制转换成八进制：从右向左，每3位一组（不足3位左补0），转换成八进制八进制转换成二进制：用3位二进制数代替每一位八进制数例(1101001)2=(001,101,001)2=(151)8例(246)8=(010,100,110)2=(10100110)2000~0001~1010~2011~3100~4101~5110~6111~7<>语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C二进制与十六进制之间的转换二进制转换成十六进制：从右向左，每4位一组（不足4位左补0），转换成十六进制十六进制转换成二进制：用4位二进制数代替每一位十六进制数例(11010101111101)2=(0011,0101,0111,1101)2=(357D)16例(4B9E)16=(0100,1011,1001,1110)2=(100101110011110)20000~00001~10010~20011~30100~40101~50110~60111~71000~81001~91010~A1011~B1100~C1101~D1110~E1111~F<>语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C字节和位内存以字节为单元组成每个字节有一个地址一个字节一般由8个二进制位组成每个二进位的值是0或101234567012345678910……...<>7643251语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C数值的表示方法——原码、反码和补码原码：最高位为符号位，其余各位为数值本身的绝对值反码：正数：反码与原码相同负数：符号位为1，其余位对原码取反补码：在计算机系统中，数值一律用补码来表示正数：原码、反码、补码相同负数：最高位为1，其余位为原码取反，再对整个数加13126912457810119-5=49+7=16=12+4<>语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C原码反码补码+7000001110000011100000111-7100001111111100011111001+0000000000000000000000000-0100000001111111100000000数的范围01111111~11111111(-127~+127)01111111~10000000(-127~+127)01111111~10000000(-128~+127)（用一字节表示数）负数补码转换成十进制数：最高位不动，其余位取反加1例补码：11111001

取反：10000110

加1：10000111=-7<>语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C011111

11

11

11

11

11int型：最大:32767100000

00

00

00

00

00最小:-327681111

11

11

11

11

11

11unsignedint型：最大:655350000

00

00

00

00

00

00最小:0语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C本章介绍C语言的基础，包括：数据类型运算符和表达式均是程序设计的基本知识为什么讨论这些知识？因为用计算机解决问题其实就是对数据进行处理。通常是利用程序对数据进行操作处理：处理的对象是数据通过运算符和表达式进行操作例如：【例3.0】计算圆的面积，半径为5cm。

程序如下：main(){float

r,area;

r=5;

area=3.14*r*r;

printf("%f\n",

area);}运算结果是输出圆的面积：78.500000程序中用到的数据：r、area、5、3.14对数据进行的运算：*、=例jc2_1分析：计算机操作处理时，要完成以下工作：在内存中给半径r和运算结果area

开辟存储空间，存放它们的值。应该留多大的地方来存放它们的值？数据

5

和3.14

与r

、area

不同，它们是在编写程序时就给出确定的值，在运算过程中不会改变。这样的数计算机怎么处理？对整数5

和小数3.14

，计算机存放时是否有区别？涉及数据类型的基本知识计算机解决不同的问题时需要不同类型的数据，那么不同类型的数据就有不同的存储方式，并且，允许的运算也就不同。计算机中存储和运算的数据都有一定的类型。

C语言提供了丰富的数据类型：3.1

数据类型数据类型总表<>C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字符类型char枚举类型enum整型实型单精度型float双精度型double数组结构体struct共用体union短整型short长整型long整型int数据类型决定：1.数据占内存字节数2.数据取值范围3.其上可进行的操作语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C基本数据类型<>类型符号关键字数的表示范围所占位数整型字符型实型有无(signed)int16-32768~32767(signed)short16-32768~32767(signed)long32-2147483648~214748364716unsigned

int0~65535320~4294967295unsigned

longunsigned

short160~65535有float323.4e-38~3.4e38有double641.7e-308~1.7e308有char8-128~127无unsignedchar80~255说明:数据类型所占字节数随机器硬件不同而不同,上表以IBMPC机为例:语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C一般用大写字母是宏定义预处理命令，不是C语句直接常量:整型常量实型常量字符常量字符串常量如#definePRICE30常量定义：程序运行时其值不能改变的量（即常数）分类:符号常量:用标识符代表常量定义格式：#define

符号常量常量>>>><>例3.1符号常量举例(ch2_1.c)#definePRICE30main(){

intnum,total;num=10;total=num*PRICE;

printf("total=%d",total);}运行结果：total=3003.2

常量与变量语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C整型常量（整常数）三种形式：十进制整数：由数字0~9和正负号表示.如123,-456,0八进制整数：由数字0开头,后跟数字0~7表示.如0123,011十六进制整数：由0x开头,后跟0~9,a~f,A~F表示.如0x123,0Xff<例12与12L例30000为int型65536为longint

型整型常量的类型根据其值所在范围确定其数据类型在整常量后加字母l或L，认为它是longint

型常量问题：0123=()100x123=()100Xff=()1083291255问题：0123=()100x123=()100Xff=()10语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C实型常量（实数或浮点数）表示形式：十进制数形式：（必须有小数点）如0.123,.123,123.0,0.0,123.指数形式：（e或E之前必须有数字；指数必须为整数）如12.3e3,123E2,1.23e4,e-5,1.2E-3.5

<实型常量的类型默认double型在实型常量后加字母f或F，认为它是float型语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C字符常量定义:用单引号括起来的单个普通字符或转义字符.

字符常量的值：该字符的ASCII码值<转义字符及其含义：转义字符含义\n\v\r\a\‘\ddd\t\b\f\\\“\xhh转义字符含义换行垂直制表回车响铃单引号3位8进制数代表的字符水平制表退格换页反斜线双引号2位16进制数代表的字符如‘\101’-----------‘A’‘\012’-----------’\n’‘\376’-----------’’‘\x61’-----------’a’‘\60’-----------’0’‘\483’----------()例:‘A’-------’\101’-------’\x41’--------65<如‘A’——65，‘a’——97，‘0’——48,‘\n’——10如‘a’‘A’‘?’‘\n’‘\101’转义字符:反斜线后面跟一个字符或一个代码值表示例转义字符举例(ch2_2.c)

main(){printf("\101\x42C\n");

printf("Isay:\"Howareyou?\"\n");

printf("\\CProgram\\\n");

printf("Turbo\'C\'");}运行结果：(屏幕显示)ABCIsay:”Howareyou?”\CProgram\Turbo‘C’例main(){printf(“Y\b=\n”);}运行结果：屏幕显示：=打印机输出：¥<字符常量与字符串常量不同字符串常量定义：用双引号(“”)括起来的字符序列存储：每个字符串尾自动加一个‘\0’作为字符串结束标志hello\0例字符串“hello”在内存中aa\0例‘a’“a”例空串“”\0例:charch;

ch=“A”;例:charch;

ch=‘A’;语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C编译程序根据变量定义为其分配指定字节的内存单元…...地址inta=1,b=-3,c;abc2字节2字节2字节地址地址…...内存1-3随机数变量概念：代表内存中具有特定属性的一个存储单元，程序运行期间其值可以改变的量，用标识符表示变量名与变量值，通过变量名来存取变量值变量定义的一般格式：

数据类型变量1[，变量2，…，变量n];<>变量初始化:定义时赋初值例:

inta,b,c;floatdata;决定分配字节数和数的表示范围合法标识符例:

inta=2,b,c=4;floatdata=3.67;charch=‘A’;

intx=1,y=1,z=1;

intx=y=z=1;变量的使用：先定义，后使用例1

intstudent;

stadent=19;//Undefinedsymbol‘statent’infunctionmain

例2floata,b,c;c=a%b;//Illegaluseoffloatingpointinfunctionmain

变量定义位置：一般放在函数开头main(){inta,b=2;floatdata;a=1;data=(a+b)*1.2;

printf(“data=%f\n”,data);}变量定义可执行语句main(){inta,b=2;a=1;floatdata;data=(a+b)*1.2;

printf(“data=%f\n”,data);}语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式Ca510变量值为变量分配的存储单元变量名例如：有变量a它的值是510整型变量占字节数随机器不同而不同,一般占2字节short≤int≤long可用sizeof(类型标识符）测量整型变量的类型基本整型int

，分配2Byte短整型shortint，分配2Byte长整型longint，分配4Byte整型数据均以二进制补码形式存储问题：为什么要采用补码？如何表示？计算机中正、负数的表示例如：109＝(1101101)2要区别：＋109和－109方法是：将符号也数码化即：正的符号＋用

0

表示 负的符号－用

1

表示∴计算机中的数表示方法是：

符号位＋二进制数值(以8bit为例)

＋109→＋1101101→01101101

－109→－1101101→11101101问题：计算机计算复杂化例如计算：

（-19）+（+22）

10010011+00010110解决的方法是：使用补码的表示方法（按前述表示的编码称为原码），使用补码，可以将符号位和其它位统一处理；同时，减法也可按加法来处理。另外，两个用补码表示的数相加时，如果最高位（符号位）有进位，则进位被舍弃。需要判断符号是否相同：如果相同，结果符号不变，并进行绝对值相加如果不同，结果取绝对值大的数的符号，并进行绝对值相减原码、反码和补码正数：原码、反码、补码相同符号位为0，数值为对应的二进制数。＋19[00010011]原=[00010011]反=[00010011]补负数：原码符号位为1，数值为绝对值的二进制数。

－19 [10010011

]原反码符号位为1，数值为绝对值的二进制数各位变反。

－19 [11101100]反

补码符号位为1，数值为绝对值的二进制数各位变反加1。－19 [11101101]补则计算：

（-19）+（+22）就直接进行加法运算

11101101+00010110

00000011还可分为有符号和无符号整型数据有符号的整型数据signedint无符号的整型数据unsignedint区别是将最高位看作符号位还是数据位例如：

1111111110101000作为有符号数使用时，最高为符号位为负数，值是：-88（再求一次补）作为无符号数使用时，最高为数据位为无符号的数，值是：65448例如：main(){unsignedintm;m=65448;

printf("\nm=%d\n",m);

printf("m=%u\n",m);}输出结果：m=-88m=65448按有符号数输出按无符号数输出实型变量float：占4字节，提供7位有效数字double：占8字节，提供15~16位有效数字字符型变量字符变量存放字符ASCII码char与int数据间可进行算术运算例floata;a=111111.111;/*a=111111.1*/doubleb;b=111111.111;/*b=111111.111*/例a=‘D’;/*a=68;*/x=‘A’+5;/*x=65+5;*/s=‘!’+‘G’/*s=33+71;*/<>没有字符串变量，用字符数组存放语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C实型变量float：占4字节，提供7位有效数字double：占8字节，提供15~16位有效数字<>单精度实型指数部分小数部分

小数的符号位指数的符号位例/*ch2_4.c*/#definePRICE12.5main(){intnum=3;floattotal;charch1,ch2=‘D’;total=num*PRICE;ch1=ch2-‘A’+‘a’;

printf(“total=%f,ch1=%c\n”,total,ch1);}宏定义变量定义输出结果运行结果：total=37.500000,ch1=d语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C3.3不同类型数据间的转换隐式转换什么情况下发生运算转换------不同类型数据混合运算时赋值转换------把一个值赋给与其类型不同的变量时输出转换------输出时转换成指定的输出格式函数调用转换------实参与形参类型不一致时转换运算转换规则:不同类型数据运算时先自动转换成同一类型<>语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式Cdoublefloatlongunsignedintchar,short低高说明:必定的转换运算对象类型不同时转换例charch;

inti;floatf;doubled;ch/i+f*d-(f+i)intintdoubledoubledoubledoubledoubledoubleintintdoubledoubledoubledoubledoubledouble10+‘a’+i*f-d/l例inti;floatf;doubled;longl;<>显式转换（强制转换）一般形式：（类型名）（表达式）例

(int)(x+y)(int)x+y(double)(3/2)(int)3.6说明：强制转换得到所需类型的中间变量，原变量类型不变例main(){floatx;

inti;x=3.6;i=(int)x;

printf(“x=%f,i=%d”,x,i);}结果：x=3.600000,i=3精度损失问题较高类型向较低类型转换时可能发生<>语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C3.4

运算符和表达式C运算符算术运算符：（+-*/%++--）关系运算符：（<<===>>=!=）逻辑运算符：（（！&&||）位运算符：（<<>>~|^&）赋值运算符：（=及其扩展）条件运算符：（?:）逗号运算符：（,）指针运算符：（*&）求字节数：（sizeof）强制类型转换：（类型）分量运算符：（.->）下标运算符：（[]）其它：（()-）<>语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C表达式的有关概念什么是表达式由运算符将运算对象连接成的式子，它描述了一个具体的求值运算过程。计算表达式的值按照运算符的运算规则求值求值时注意运算符的优先级和结合性例如：表达式：150+'b'*2－12.456b=(++a)-2a/=a*=(a=2)f=a>b>c--a||++b&&c++max=a>b?a:ba=3,a+=3,a*a 1/(float)a+6学习运算符应注意：运算符功能与运算量关系要求运算量个数要求运算量类型运算符优先级别结合方向结果的类型<>语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C算术运算符和表达式基本算术运算符：+-*/%结合方向：从左向右优先级：----->*/%----->+-(2)(3)(4) 说明：“-”可为单目运算符时,右结合性两整数相除，结果为整数%要求两侧均为整型数据例5/2=-5/2.0=例5%2=-5%2=1%10=

5%1=5.5%2<>例5/2=2

-5/2.0=-2.5例5%2=1

-5%2=-11%10=

1

5%1=

05.5%2()语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C自增、自减运算符++--作用：使变量值加1或减1种类：前置++i,--i(先执行i+1或i-1，再使用i值）后置i++,i--(先使用i值,再执行i+1或i-1）例j=3;k=++j;j=3;k=j++;j=3;printf(“%d”,++j);j=3;printf(“%d”,j++);a=3;b=5;c=(++a)*b;a=3;b=5;c=(a++)*b;<>//k=4,j=4//k=3,j=4//4//3//c=20,a=4//c=15,a=4语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C说明：++--不能用于常量和表达式,如5++，(a+b)++++--结合方向：自右向左优先级：-++-------->*/%----->+-(2)(3)(4)例-i++-(i++)i=3;printf(“%d”,-i++);//-3

例j+++k;(j++)+k;例-i++i=3;printf(“%d”,-i++);问题：当上述语句执行完输出后，i的值为多少？语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C如果有多个运算符连续出现时，C系统尽可能多的从左到右将字符组合成一个运算符例如：

i+++j

等价于(i++)+j

-i+++-j

等价于-(i++)+(-j)

赋值运算符和表达式简单赋值运算符符号：=格式：变量标识符=表达式作用：将一个数据（常量或表达式）赋给一个变量复合赋值运算符种类：+=-=*=/=%=《=》=&=^=|=含义：exp1op=exp2exp1=exp1opexp2a+=3a=a+3x*=y+8x=x*(y+8)x%=3x=x%3<>例a=3;d=func();c=d+2;最易出错语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C说明:结合方向：自右向左优先级:14左侧必须是变量，不能是常量或表达式赋值表达式的值与变量值相等,且可嵌套赋值转换规则:使赋值号右边表达式值自动转换成其左边变量的类型例3=x-2*y;a+b=3;例

floatf;

inti;i=10;f=i;则

f=10.0例inti;i=2.56;//结果i=2;例:a=b=c=5a=(b=5)a=5+(c=6)a=(b=4)+(c=6)a=(b=10)/(c=2)<>//表达式值为5，a,b,c值为5//b=5;a=5//表达式值11，c=6,a=11//表达式值10，a=10,b=4,c=6//表达式值5，a=5,b=10,c=2语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C说明:结合方向：自右向左优先级:14左侧必须是变量，不能是常量或表达式赋值表达式的值与变量值相等,且可嵌套赋值转换规则:使赋值号右边表达式值自动转换成其左边变量的类型例:a=12;a+=a-=a*a例:inta=2;a%=4-1;a+=a*=a-=a*=3;<>//a=-264等价于a=a+(a=a-(a*a))//a=0等价于a=a+(a=a*(a=a-(a=a*3)))语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C逗号运算符和表达式形式：表达式1,表达式2,……表达式n结合性:从左向右优先级:15逗号表达式的值：等于表达式n的值用途：常用于循环for语句中例a=3*5,a*4a=3*5,a*4,a+5例x=(a=3,6*3)x=a=3,6*a例a=1;b=2;c=3;

printf(“%d,%d,%d”,a,b,c);

printf(“%d,%d,%d”,(a,b,c),b,c);<>//a=15,表达式值60//a=15,表达式值20//赋值表达式，表达式值18，x=18//逗号表达式,表达式值18,x=3//1,2,3//3,2,3语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C逗号运算符和表达式形式：表达式1,表达式2,……表达式n结合性:从左向右优先级:15逗号表达式的值：等于表达式n的值用途：常用于循环for语句中例:/*ch2_6.c*/#include<stdio.h>main(){intx,y=7;floatz=4;x=(y=y+6,y/z);

printf("x=%d\n",x);}运行结果：x=3<>注意：x的类型与结果语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C关系运算符和表达式关系运算符种类：<<===>=>!=结合方向：自左向右优先级别：6、7<<=>>===!=优先级6（高）优先级7（低）关系表达式的值：是逻辑值“真”或“假”，用1和0表示例inta=3,b=2,c=1,d,f;a>b(a>b)==cb+c<ad=a>bf=a>b>c<>//表达式值1//表达式值1//表达式值0//d=1//f=0例c>a+b//c>(a+b)a>b!=c//(a>b)!=ca==b<c//a==(b<c)a=b>c//a=(b>c)注意：不同运算符的优先级语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C关系运算注意：<>例若a=0;b=0.5;x=0.3;

则a<=x<=b的值为0例5>2>7>8在C中是允许的，值为0例inti=1,j=7,a;a=i+(j%4!=0);

则a=2例‘a’>0结果为‘A’>100结果为10例若a=0;b=0.5;x=0.3;

则b<=x<=a的值为1语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C关系运算注意：例注意区分“=”与“==”

inta=0,b=1;

if(a==b)

printf(“aequaltob”);else

printf(“anotequaltob”);例应避免对实数作相等或不等的判断如1.0/3.0*3.0==1.0可改写为：fabs(1.0/3.0*3.0-1.0)<1e-6语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式Cab!a!ba&&ba||b真假真假假假真真逻辑运算符和表达式逻辑运算符种类：!&&||逻辑运算真值表C语言中,运算量:0表示“假”，非0表示“真”,

运算结果:0表示“假”，1表示“真”,<>真假假假假假真真假假真真真假真真语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C!(2)&&(11)||(12)高低例a<=x&&x<=b

a>b&&x>ya==b||x==y!a||a>b优先级：结合方向：!:从右向左&&:从左向右||:从左向右<>//(a<=x)&&(x<=b)//(a>b)&&(x>y)//(a==b)||(x==y)//(!a)||(a>b)问题：如何将代数式-1≤x≤1和x≤-1或x≥1用逻辑运算符表示？语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C!(2)&&(11)||(12)高低优先级：结合方向：!:从右向左&&:从左向右||:从左向右例a=4;b=5;!aa&&ba||b!a||b4&&0||25>3&&2||8<4-!0‘c’&&‘d’<>值为1值为0值为1值为1值为1值为1//(5>3)&&2||(8<(4-(!0)))值为1语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C!(2)&&(11)||(12)高低优先级：结合方向：!:从右向左&&:从左向右||:从左向右短路特性：逻辑表达式求解时，并非所有的逻辑运算符都被执行，只是在必须执行下一个逻辑运算符才能求出表达式的解时，才执行该运算符<>例a&&b&&c//只在a为真时，才判别b的值；只在a、b都为真时，才判别c的值例a||b||c//只在a为假时，才判别b的值；只在a、b都为假时，才判别c的值例a=1;b=2;c=3;d=4;m=1;n=1;(m=a>b)&&(n=c>d)//结果m=0,n=0语言程序设计第三章数据类型、运算符与表达式C关系与逻辑运算符的应用表示数学公式a>b>c判断a,b,c三条线段能否组成一个三角形a,b不同时为负a+b>c&&a+c>b&&b+c>aa>=0||b>=0!(a<0&&b<0)(a<0&&b>=0)||(a>=0&&b<0)||(a>=0&&b>=0)a>b&&b>c条件运算符与表达式一般形式：expr1?expr2:expr3执行过程功能：相当于条件语句，但不能取代一般if语句例if(a>b)

printf(“%d”,a);else

printf(“%d”,b);printf(“%d”,a>b?a:b);例求a+|b|

printf(“a+|b|=%d\n”,b>0?a+b:a-b);expr1取expr2值取expr3值非0=0例(a==b)?’Y’:’N’(x%2==1)?1:0(x>=0)?x:-x(c>=‘a’&&c<=‘z’)?c-’a’+’A’:c条件运算符可嵌套

如x>0?1:(x<0?-1:0)优先级:13结合方向：自右向左

如a>b?a:c>d?c:da>b?a:(c>d?c:d)expr1、expr2、expr3类型可不同，表达式值取较高的类型<>例x?‘a’:‘b’//x=0,表达式值为‘b’;x‡0,表达式值为‘a’x>y?1:1.5//x>y,值为1.0;x<y,值为1.5语言程序设计第三章数据类型、运算符与