一、基本语言元素二、基本数据类型三、算术负运算与补码转换

一、基本语言元素

二、基本数据类型

三、算术负运算与补码转换第二章基本元素、类型和概念1一、基本语言元素

1.C/C++中的字符集

每一种语言有各自的基本元素。C/C++语言的词法分析建立在对基本元素的扫描、上下文匹配和排列组合之上。基本类型是C++作为强类型语言处理各种数据的基本尺度。通过基本元素和类型完成文字符号的转换以及源头处的求值计算。关于基本元素的约定就形成词法规定，由此形成定义、声明、表达式、语句和函数进而建立完整的程序。2C/C++中的字符集由下列字符构成：

a.

26个大小写英文字母:a~z,A~Z

b.

10个数字字符:0~9

c.

标点符号:空格~!#%^&*()_-+={}[]:;'",<>./?\|C/C++中的标点符号对编译器而言具有词法意义，某些标点符号为C/C++的运算符或对预处理器有重要意义。标点符号[]、()和{}必须成对出现。C/C++中的字符集一共91个字符，实际上包含可键入的字母，只有三个例外它们是：@、$、`。32.语言符号语言符号是C/C++语言有意义的最小单元.

a.空白字符:空格、水平制表、换行、回车、换页、纵向制表和换行符都称为空白字符

b.标识符:所有的名称在索引点前必须先有效的说明

c.关键字:关键字是系统预定义的保留标识符

d.标点符号和分隔符;

e.文字常数;

f.运算符;

4(1)空白字符空格、水平制表、换行、回车、换页、纵向制表(verticaltab)和换行(newline)符都称为空白字符(white-space)，它们具有相同的功能即作为打印页上单词和行之间的空白。通过空白字符和其它语言符号，例如运算符和标点，从而对语言符号进行定界。对代码进行词法分析时，编译器忽略空白字符，除非它们作为分隔符或字符串的组成成分。5

(2)标识符所有的名称在索引点前必须先有效的说明，否则是无效的标识符。标识符是程序员引入的有效的名称，是编译器许可的名称。对象名、变量名或函数名，结构名、类类型名、枚举名、联合名或成员名，typedef名称、标号名、宏名、宏形参名、形参名等遵循标识符的命名规定。6标识符或名称的命名规定如下：

a.标识符的字符序列仅由下划线“_”、数字0~9与26个大小写字母a~z，A~Z构成。

b.标识符的首字符必须是大写字母或小写字母或一个下划线“_”而不能是数字开头。

c.标识符不能与关键字使用一样的拼写和大小写方式。

d.标识符对大小写字母敏感，即大写字母或小写字母代表不同的名称。

例如:和是不同的名称。标识符中含有关键字是合法的，例如pint是一个合法的标识符,尽管它包含了关键字int。而1ab,&x,#ddd，9y不是有效的标识符。7(3)关键字关键字是系统预定义的保留标识符。它们不能再定义用作程序中的标识符。关键字是语言标准的制定者提供给用户使用的举足轻重的语言单词。ANSIC89规定32个保留字，C++在此基础上增添了以斜体表示的28个关键字。8以下是这些关键字和其主要作用的非严格归类：

1.基本类型charintfloatdoublelongshortsignedunsignedbool

2.自引入类型classenumstructunion

3.内存大小和类名声明sizeoftypedef

4.存储属性autoregisterstaticextern

5.数据冻结和变动constvolatilemutable

6.逻辑真假falsetrue

7.运算符和内存操作operatornewdeletethis9

8.流程语句的控制trythrowcatchifelsedowhileforcontinueswitchcasedefaultbreakgotoreturn

9.成员访问控制privateprotectedpublicfriend

10.函数修饰词voidinlinevirtualexplicit

11.模板和名称空间templatetypenamenamespaceusing

12.类型转换运算const_castdynamic_castreinterpret_caststatic_casttypeid10(4)分隔符分隔符是用来分隔单词或程序正文的，它用来表示某个程序段的结束和另一个程序段的开始，或者增加程序的可读性。常用的分隔符如下所述：a.圆括号()圆括号用于增加程序的可读性以及提高表达式运算的优先级。

b.空格符常用来作为名称和名称或运算符之间的分隔符。

c.逗号，逗号用来作为定义多个变量之间的分隔符；或者用来作为函数的多个参数之间的分隔符。逗号还可以用作运算符。11

d.分号；用于循环语句中for关键字后面括号中三个表达式的分隔，用于终止分号前的语句。花括号{}后的分号表示一个声明的结束。

e.冒号：用来作语句标号与语句之间的分隔符和switch语句中关键字case与语句序列之间的分隔符。用于表示继承的上下关系、构造函数的冒号语法和访问作用界定。

f.花括号{}用来构造程序，形成程序块的层次体系。

g.省略号...，三个圆点构成的省略号用来声明函数的可变参数。12(5)文字常数文字常数是在程序中直接使用字符序列表示的数据，文字常数亦简称为常数或文字。文字常数有整型常数、浮点常数、字符常数、字符串常数。13二、基本数据类型

数据状态的数学描述形成数据结构，数据的操作是对数据的状态进行改变，通过特定的操作步骤数据从一种状态变成另一种状态，这些操作步骤就形成一套算法，因此程序是由数据结构与建立其上的相应算法构成的。不同的数据结构对应不同的算法，这是所有计算机语言共有的特征。本课件用type或T,T1,T2,Tn等代表类型名。type或T1,T2可以是char,short,int,long等整型和float,double,longdouble浮点型或结构名,联合名,枚举名和类类型名等，它们可先通过struct,class,enum,union或Typedef等声明。14数据类型基本数据类型指针类型type*(含void*)引用类型type&(无void数据更无void&数据)枚举类型enum(枚举常数为有限个int型常数)集合数据类型数组类型array[]结构类型struct联合类型union类类型class整型intshortlong字符型char(属于1字节的整型)单精度浮点型float实型双精度浮点型double长双精度浮点型longdouble布尔逻辑型bool15类型名type说明长度数据范围bool布尔逻辑型1true(1)false(0)char字符型l-128~127(0~255)unsignedchar无符号字符型10~255signedchar有符号字符型1-128~127[signed]short[int]有符号短整型2-32768~32767unsignedshort[int]无符号短整型2-32768~32767[signed]int有符号整型2/4-32768~32767unsigned[int]无符号整型2/40~65535[signed]long[int]有符号长整型4-2147483648~2147483647unsignedlong[int]无符号长型型40~4294967295float浮点型43.4*10e-38~~3.4*10e38double双精度型81.7*10e-308~~1.7*10e308longdouble长双精度型8/10至少与double类型同16描述数据的状态首先要获得数据的类型，通过引入变量的概念来确定数据的状态。变量是存储信息的单元，它对应于某个内存空间。变量名代表其存储空间，程序能在变量中存储值和取出值。在定义变量时，说明的变量名称和数据类型(如int)告诉编译器要为变量分配多少内存空间，以及变量中要存储什么类型的值。内存单元的单位是字节。

C++是一门强数据类型的语言，每一种数据一般都严格地对应确定的数据类型。C/C++的数据类型有基本数据类型和非基本数据类型之分。基本数据类型是C/C++内部预先定义的数据类型，非基本数据类型包括指针、数组和结构以及类类型等，非基本数据类型也称用户引入的数据类型。17基本数据类型有：char(字符型)、int(整型)、float(单精度浮点型)和double(双精度浮点型)。在ANSIC++中，还有bool(布尔型)．bool类型的变量其结果值用真true假false表示，true就是1，false就是0。关键字char、int、float、double和bool等为基本数据类型的类名。类名不占内存空间。关键字void具有特殊的含义，因为没有void型的数据，只有void*型的指针。除上述基本数据类型外，还有一些类型修饰符，它用来改变基本类型的意义。修饰符有1ong(长型符)、short(短型符)、signed(有符号)和unsigned(无符号)。18short只修饰int，shortint可省略为short,long修饰int和double,1ongint可省略为1ong，一般表示4个字节，修饰longdouble时，一般表示8或10个字节。unsined和signed能修饰char,short,int和long。数据类型确定了数据所占内存空间大小，也确定了数据的范围。数据类型的数域范围记录在头文件limits.h和float.H中。int类型必然不小于short类型，不大于long类型，在16位系统里是2个字节长，32位系统里为4个字节长。整数类型包括char,short,long,signed,unsigned等。枚举常数和当作右值使用的枚举变量可视为int类型看待。19float类型是4字节的浮点数。double是8字节的浮点数，也是32位浮点数学协处理器进行表达式运算的标准类型，double类型是浮点数的缺省类型，float类型的数据一般会转换到double类型的数据进行运算。浮点类型包括float,double和longdouble类型。longdoulbe类型表示浮点处理器的幕后精度和数据范围的扩充优化处理，当程序员感到64位double内存不足以处理符点数的运算时，就设置longdouble变量。以便编译器启动80位的内部临时运算寄存单元。20微软编译器的longdouble变量只占8字节的内存，但longdouble和double是不同的数据类型。字符型整型浮点型统称为算术类型。这样数据的状态通过变量来索引，变量由这里介绍的类型名引入，通过定义语句分配内存。例如：doubled;shorts;longn;变量d具有类型属性double，其数据占有8字节的内存。short型变量s具有2字节内存,long型变量n具有4字节内存。21三、算术负运算与补码转换一个十进制数可以用字符串抽象的表示为：具体展开为：

字符串中的字符就限制在0,1,2,3,4,5,6,7,8,9十个字符数码中取值。十进制数的基数为10。遵循逢十进一的运算规则。10k称为第k+1位数字的权。22例如:,是第3位数的权,其结果是三位数的值。一般地基数为r的r进制数的值可以表示为:其含义就是：其中可以是0,1,2,...,r-1中的数码,rk称为第k+1位数字的权即以r为底的k次幂，遵循逢r进位的原则。这样从上面一般的公式得到二进制数的值为:整型数分有符号和无符号两种。无符号整数的最高的位数为该数的有机组成部分。有符号整数其最高的位用于识别数的正负，最高为0表示一个正数，1则表示负数。 23

例如:8位长的二进制数00000001b=+1d,01111111b=+127d,00000000b=-127d正数不做补码原码转换，即正数的原码、补码相同。例如:对于二进制数11111111可以理解为无符号数的255,也可以理解为原码-127,同时可以视为-1的补码。

求补的含义分为两种:一种是直接求补，另一种是间接求补。直接求补是C/C++语言的单目算术负运算，其含义为对于一个数取补就是对单目操作数按位求反最低位加1，按位求反操作就是1切换为0，0切换为1。算术负运算的源操作数无论数的正负。24例如：2进制数16进制数2进制数16进制数原操作数：11000011c3001111013d按位取反001111003c11000010c2最低位加1001111013d11000011c3十六进制数3d直接求补的结果为c3。十六进制数c3直接求补的结果为3d。例如语句：

printf("0x%x,0x%x\n",-0x10234567,-0xefdcba99);输出结果：0xefdcba99,0x10234567从上可以看出直接求补偶次得到原来的操作数。25间接求补运算仅对最高位为1的有符号数进行。当内存数据最高位为1时，如果需要执行有符号数的转换，以便得到这个数的原码，间接求补运算发生作用。 间接求补的运算规则可根据下面二个步骤进行：1.将最高位的1变为0，这就是取负数的绝对值。2.对负数的绝对值执行直接求补运算。例如对于最高位为1的16进制数ae，d2的二次求补为：16进制数2进制数16进制数2进制数数据的原值ae10101110d211010010最高位清02e001011105201010010按位取反d111010001ad10101101最低位加1d211010010ae1010111026下面两个步骤也可以得到最高位为1的数(视为负数)的原码:

1.对负数进行直接求补运算。由此得到负数原码的绝对值

2.将最高位设置为1。这也就是在负数的绝对值之前加上负号例如对于最高位为