C語言程序設(shè)計(jì) 第3章基本數(shù)據(jù)類型和表達(dá)式教程

1、第3章 基本數(shù)據(jù)類型和表達(dá)式 俞軍 上節(jié)回顧 ? 假設(shè)計(jì)算機(jī)能識(shí)別的指令有以下四條： ?Input X：輸入數(shù)據(jù)到存儲(chǔ)單元X中。 Add X Y Z：將X、Y相加并將結(jié)果存在Z中。 Inv X：將X求反后存回X。 Output X：輸出X的內(nèi)容。 ? 應(yīng)用上述指令實(shí)現(xiàn)：輸入3個(gè)數(shù)A、B和C，求A+2*(B-C)的結(jié)果。 上節(jié)回顧 ? C語言的基本語法元素 ?變量與常量 基本輸入輸出 算術(shù)運(yùn)算 控制流 函數(shù) 數(shù)組 第3章 基本數(shù)據(jù)類型和表達(dá)式 在第二章中，我們從總體上介紹了一個(gè)C程序的基本結(jié)構(gòu)，使讀者對C程序有了大概的了解。本章將詳細(xì)介紹C語言程序中使用的基本語法單位基本語法單位、數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類

2、型、運(yùn)算符運(yùn)算符和表表達(dá)式達(dá)式。 3.1 基本語法單位 任何一種語言都會(huì)根據(jù)自身的特點(diǎn)規(guī)定它自己特定的一套基本符號。例如，英語的基本符號是26個(gè)英文字母和一些標(biāo)點(diǎn)符號。C語言作為一種程序設(shè)計(jì)語言，也有它的基本符號，程序就是由這些基本符號基本符號組成的。 3.1.1 基本符號 程序中要對各種變量和各種函數(shù)起名，這些變量名、函數(shù)名都是由語言的基本符號組成的。C的基本符號包括： （1）數(shù)字?jǐn)?shù)字10個(gè)(09)； （2）英文字母英文字母大小寫各26個(gè)(AZ, az)； （3）特殊符號特殊符號，主要用來表示運(yùn)算符，它通常是由12個(gè)特殊符號組成。包括： + - * / % = = = != & |

3、! & | = + + - ？： () , 等等。 3.1.2 關(guān)鍵字 關(guān)鍵字在語言中有特定的語法含義，用來說明某一固定含義的語法概念，程序員只能使用，而不能給它們賦以新的含義 。 表3.1中列出了ANSI C中的32個(gè)關(guān)鍵字，主要是C的語句名和數(shù)據(jù)類型名等。C語言中大寫字母和小寫字母是不同的，如else是關(guān)鍵字，而ELSE則不是。 表3.1 ANSI C中的32個(gè)關(guān)鍵字 auto break case char const double else enum extern float struct int long register unsigned sizeof static swi

4、tch typedef union continue default do for goto if return short signed void volatile while 注意：注意： 還有一些含有特定含義的標(biāo)識(shí)符。它們主要用在C語言的預(yù)處理程序中。這些標(biāo)識(shí)符不是關(guān)鍵字，但因具有特定含義，建議讀者不要在程序中把它們作為一般標(biāo)識(shí)符隨意使用，以免造成混亂。 特定字有define、undef、 include、ifdef、ifndef、 endif、line等。 3.1.3 標(biāo)識(shí)符 標(biāo)識(shí)符用于給程序中不同的語法概念以不同的命名給程序中不同的語法概念以不同的命名 ，以便能區(qū)別它們。如用來表示常

5、量、變量、語句標(biāo)號、用戶自定義的名稱等等。程序中的標(biāo)識(shí)符應(yīng)滿足 C語言的一些規(guī)定： (1)以英文字母或下劃線英文字母或下劃線“_”“_”（下劃線也起一個(gè)字母作用）開頭； (2)標(biāo)識(shí)符的其它部分可以用字母、數(shù)字、下劃線組成； (3)長度一般不超過8 8個(gè)字符個(gè)字符。在不同的系統(tǒng)中有不同的規(guī)定； (4)大、小寫字母含義不一樣大、小寫字母含義不一樣，例如：MAX,max,Max均表示不同的標(biāo)識(shí)符； (5)不能用關(guān)鍵字不能用關(guān)鍵字作標(biāo)識(shí)符。 下面列出幾個(gè)正確和不正確的標(biāo)識(shí)符： 正確正確 不正確不正確 smart 5smart decision bomb? key_board keyboard FLOA

6、T float 注意：注意： 為了使程序易讀、易修改，標(biāo)識(shí)符命名應(yīng)該選擇恰當(dāng)，盡量符合人們習(xí)慣，表示有意義的標(biāo)識(shí)符。一般取用英文單詞、漢語拼音作為標(biāo)識(shí)符。作為習(xí)慣，一般約定標(biāo)識(shí)符常量使用大寫字母，其余均用小寫字母。 3.2 數(shù)據(jù)類型 整 型 基本類型 C數(shù)據(jù)類型 實(shí)型 短整型short 整型int 長整型long 單精度型float 雙精度型double 字符類型char 數(shù)組 結(jié)構(gòu)體struct 共用體union 枚舉類型enum 構(gòu)造類型 指針類型 空類型void 定義類型typedef 注意：注意： 對不同的C語言系統(tǒng)，所支持的基本類型是不同的，而且取值范圍與機(jī)器硬件有關(guān)，在使用時(shí)請參閱

7、有關(guān)手冊。 需要指出的是：C語言沒有提供布爾(邏輯)類型，在邏輯運(yùn)算中，它是以非零表示真(TRUE)，以數(shù)值0表示假(FALSE)。 3.3 常量與變量 3.3.1 常量 C語言中的常量是 不接受程序修改的固定值 ，常量可為任意 數(shù)據(jù)類型 。 1.整型常量整型常量 整形常量可分別以十進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制表示。C語言的整常數(shù)有以下四種形式： 1). 十進(jìn)制整數(shù) 形式：n 其中n是數(shù)字09組成的序列，中間不允許出現(xiàn)逗號，規(guī)定最高位不能是0，當(dāng)符號為正時(shí)可以省略符號“+”，“-”表示負(fù)數(shù)。 例例：123、-1000、-1都 表示十進(jìn)制整數(shù)。 而而：1.234、10-2、10/3、0123是非法的十

8、進(jìn)制整數(shù)。 2). 八進(jìn)制整數(shù) 形式：士0n 其中0表示八進(jìn)制數(shù)的引導(dǎo)符，不能省略，n是數(shù)字07組成的序列，當(dāng)符號為正時(shí)可以省略“+” ，“-” 表示負(fù)數(shù)。特別要注意的是，八進(jìn)制整數(shù)的引導(dǎo)符是數(shù)字0，而不是字母O。 例例：0123、01000、01都是表示八進(jìn)制整數(shù)。 而而：012889、123、670是非法的八進(jìn)制整數(shù)。 3). 十六進(jìn)制整數(shù) 形式：士0 xn /*0是數(shù)字0，而不是字母O*/ 其中0 x表示十六進(jìn)制數(shù)的引導(dǎo)符，不能省略。n是09、af或AF的數(shù)字、字母序列。當(dāng)符號為正時(shí)可以省略“+” ；“-” 表示負(fù)數(shù)。一般前面的字母x小寫，后面的AF也應(yīng)小寫，或者全部大寫。af或AF分別

9、表示數(shù)字1015。 例例：0 x12c、0 x100、0XFFFF都是表示十六進(jìn)制整型數(shù)。 4). 長整型整數(shù) 前面幾種表示形式的整型是基本整型，但對于超過基本整型取值范圍的整數(shù)，可以在數(shù)字后加字母L或l，表示長整型整數(shù)。從表3.2可以看到，長整型數(shù)據(jù)的表示范圍比基本整型的表示范圍大的多。 例例：123456L、07531246L、0XFFFFFFL分別表示十進(jìn)制長整型整數(shù)、八進(jìn)制長整型整數(shù)、十六進(jìn)制長整型整數(shù)。 ? 下列哪些數(shù)是整型常量，如果是請說明是前面四種類型的哪種 1.2.3.4.5.6.7.O123 05678 -123f 057 05f -0 x089f 0057L 2.2.實(shí)型常

10、量實(shí)型常量 實(shí)型常量又稱浮點(diǎn)常量，是一個(gè)十進(jìn)制表示的符號實(shí)數(shù)。符號實(shí)數(shù)的值包括整數(shù)部分整數(shù)部分、尾數(shù)部分尾數(shù)部分和指數(shù)部分指數(shù)部分。實(shí)型常量的形式如下： digits .digits E|e+|-digits ?digits是一位或多位十進(jìn)制數(shù)字（從 09）。 ?1.575e9表示1.575109 注意：注意： 所有的實(shí)型常量均視為雙精度類型。實(shí)型常量的整數(shù)部分為0時(shí)可以省略，如下形式是允許的： .57，.0075e2，-.125，-.175E-2； 字母E或e之前必須有數(shù)字，且E或e后面指數(shù)必須為整數(shù)： 如e3，2.1e3.5，. e3，e等都是不合法的指數(shù)形式。 下列哪些數(shù)是實(shí)型常量 1.

11、2.3.4.5.6.7.4.56 .87 .23e-2 0.56E07 0.234e0.2 234 e2 e356 3.字符常量字符常量 ? 字符常量是指用一對單引號括起來的單個(gè)字符。如a, 9, !。 ? 字符常量中的單引號只起定界作用并不表示字符本身。單引號中的字符不能是單引號（）和反斜杠（ ），它們特有的表示法在轉(zhuǎn)義字符中介紹。 ? 在C語言中，字符是按其所對應(yīng)的ASCII碼值來存儲(chǔ)的，一個(gè)字符占一個(gè)字節(jié)。 注意：注意： ? 注意字符 9 和數(shù)字9的區(qū)別，前者是字符常量，后者是整型常量，它們的含義和在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)方式都截然不同。 ? 由于C語言中字符常量是按整數(shù)（short型）存儲(chǔ)的，

12、所以字符常量可以像整數(shù)一樣在程序中參與相關(guān)的運(yùn)算。例如： 9 9； /* 執(zhí)行結(jié)果57-9 = 48 * / 4.字符串常量字符串常量 ? 字符串常量是指用一對雙引號括起來的一串字符。如“I love you” ? 雙引號只起定界作用，雙引號括起的字符串中不能是雙引號（ ）和反斜杠（），它們特有的表示法在轉(zhuǎn)義字符中介紹。 注意：注意： C語言中，字符串常量在內(nèi)存中存儲(chǔ)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)在字符串的末尾加一個(gè)“串結(jié)束標(biāo)志”，即ASCII碼值為0的字符NULL，常用 0表示。因此在程序中，長度為n個(gè)字符的字符串常量，在內(nèi)存中占有n + 1個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)空間。例如，字符串China其存儲(chǔ)形式為： C H I

13、N A NULL 要特別注意字符串與字符串常量的區(qū)別，除了表示形式不同外，其存儲(chǔ)性質(zhì)也不相同，字符A只占1個(gè)字節(jié)，而字符串常量A占2個(gè)字節(jié)。 5.轉(zhuǎn)義字符轉(zhuǎn)義字符 轉(zhuǎn)義字符是C語言中表示字符的一種特殊形式。通常使用轉(zhuǎn)義字符表示ASCII碼字符集中 不可打印的控制字符和特定功能的字符。 轉(zhuǎn)義字符 a b f n r t v ? 0 d d d x h h 意義 響鈴( B E L ) 退格( B S ) 換頁( F F ) 換行( L F ) 回車( C R ) 水平制表( H T ) 垂直制表( V T ) 反斜杠 問號字符 單引號字符 雙引號字符 空字符( N U L L ) 任意字符 任意

14、字符 A S C I I碼值（十進(jìn)制） 0 0 7 0 0 8 0 1 2 0 1 0 0 1 3 0 0 9 0 11 0 9 2 0 6 3 0 3 9 0 3 4 0 0 0 三位八進(jìn)制 二位十六進(jìn)制 注意：注意： ? 轉(zhuǎn)義字符中只能使用小寫字母，每個(gè)轉(zhuǎn)義字符只能看作一個(gè)字符。 ? v 垂直制表和f 換頁符對屏幕沒有任何影響，但會(huì)影響打印機(jī)執(zhí)行相應(yīng)操作。 ? 在C程序中，使用不可打印字符時(shí)，通常用轉(zhuǎn)義字符表示。 6.符號常量符號常量 C語言允許將程序中的常量定義為一個(gè)標(biāo)識(shí)符，稱為符號常量。符號常量一般使用大寫英文字母表示，以區(qū)別于一般用小寫字母表示的變量。符號常量在使用前必須先定義，定義

15、的形式是： #define 例如： #define PI 3.1415926 # define是C語言的編譯預(yù)處理命令，它表示經(jīng)定義的符號常量在程序運(yùn)行前將由其對應(yīng)的常量替換。 3.3.2 變量 ? 其值可以改變的量稱為變量。 ? 變量有三個(gè)屬性 ?變量名：標(biāo)識(shí)符 ?變量地址：變量存放在內(nèi)存當(dāng)中的地址 ?變量值：變量所在內(nèi)存存放的變量的值 ? 定義變量的一般形式是： type variable_list; ?這里的type必須是有效的C數(shù)據(jù)類型， ?variable_list（變量表）可以由一個(gè)或多個(gè)由逗號分隔的多個(gè)標(biāo)識(shí)符名構(gòu)成。例如： int i, j, l; /定義三個(gè)整型變量i,j,l

16、1.整型變量整型變量 #include void main(void) int a,b,c,d; / *定義a , b , c , d 為整型變量* / unsigned u; / *定義u為無符號整型變量* / a=22; b=-11; u=5; c=a+u; d=b+u; printf(a+u=%d, b+u=%dn ” ,c,d); 運(yùn)行結(jié)果為： a+u=27, b+u=6 可以看到不同類型的整型數(shù)據(jù)可以進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算。在本例中是int 型數(shù)據(jù)與unsingned int型數(shù)據(jù)進(jìn)行相加減運(yùn)算。 2.實(shí)型變量實(shí)型變量 實(shí)型變量分為單精度（float型）和雙精度（double型）。如： flo

17、at x，y； / *定義x , y為單精度實(shí)數(shù)* / double z； / *定義z為雙精度實(shí)數(shù)* / ?一個(gè)float型數(shù)據(jù)在內(nèi)存中占4個(gè)字節(jié)（32位），提供7位有效數(shù)字 ?一個(gè)double型數(shù)據(jù)占8個(gè)字節(jié)（64位）,雙精度提供15 16位有效數(shù)字 ?值得注意的是，實(shí)型常量是double型，當(dāng)把一個(gè)實(shí)型常量賦給一個(gè)float型變量時(shí)，系統(tǒng)會(huì)截取相應(yīng)的有效位數(shù)。 3.字符變量字符變量 字符變量用來存放字符變量，注意只能存放一個(gè)字符，不要以為在一個(gè)字符變量中可以放字符串。字符變量的定義形式如下： char c1, c2; 它表示c 1和c 2為字符變量，各放一個(gè)字符。 因此可以用下面語句對c

18、 1、c 2賦值： c1 = a; c2 = b; ? 字符變量可以當(dāng)整數(shù)來進(jìn)行運(yùn)算，所對應(yīng)的值為其ASCII碼值 #include void main(void) char c1,c2; / *定義c1,c2為字符變量* / int sum; / *定義sum為整型變量* / c1=a;c2=b; sum=c1+c2; printf(“sum=%d”,sum); 3.3.3 變量的初始化 變量的初始化是指在定義變量的同時(shí)，給變量賦以初值，使某些變量在程序開始執(zhí)行時(shí)就具有確定的值。 其形式為： = ; 例如： char c=A, ky = K ; /* 字符型變量 c、ky初值分別為 A 、

19、K */ int j, i = 1; /* 整型變量 i 初值為1, j沒有賦初值 */ float sum = 3.56; /* 單精度變量 sum 初值為3.56 */ 如果對幾個(gè)變量賦以相同的初值，不能寫成： int a = b = c = 3; 而應(yīng)寫成： int a=3, b=3, c=3; 3.4 表達(dá)式和運(yùn)算符 表達(dá)式是由操作數(shù)和運(yùn)算符組成，運(yùn)算結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)確定的值。操作數(shù)可以是常量、變量、函數(shù)和表達(dá)式，每個(gè)操作數(shù)都具有一種數(shù)據(jù)類型，通過運(yùn)算得到的結(jié)果也具有一種數(shù)據(jù)類型，結(jié)果的數(shù)據(jù)類型與操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型可能相同，也可能不相同。運(yùn)算符指出了表達(dá)式中的操作數(shù)如何運(yùn)算。 C語言中，共有

20、44種運(yùn)算符，根據(jù)各運(yùn)算符在表達(dá)式中的作用，表達(dá)式大致可以分成：算術(shù)表達(dá)式、關(guān)系表達(dá)式、邏輯表達(dá)式、條件表達(dá)式、賦值表達(dá)式和逗號表達(dá)式等。 3.4.1 算術(shù)運(yùn)算符 表3.4 算術(shù)運(yùn)算符 運(yùn)算符 作用 減法，也是一元減法 運(yùn)算符 % - - 作用 模運(yùn)算 自減（減1） + 加法 / * 乘法 除法 + + 自增（增1） 下面是算術(shù)運(yùn)算符的優(yōu)先級： 最高+ +、- - -（單目運(yùn)算符取負(fù)號） *、/、% 最低+、- 注：注： ? 當(dāng)“/” 被用于整數(shù)或字符時(shí)，結(jié)果取整。 ? 模運(yùn)算取整數(shù)除法的余數(shù)，所以“%” 不能用于float和double類型。 ? 自增或自減運(yùn)算符在操作數(shù)之前（+x,x+x,

21、x-），C語言在引用操作數(shù)之前就先執(zhí)行加1或減1操作；運(yùn)算符在操作數(shù)之后(x+,x-)，C語言就先引用操作數(shù)的值，而后再進(jìn)行加1或減1操作。 ? 編譯程序?qū)ν夁\(yùn)算符按從左到右的順序進(jìn)行計(jì)算。而 + +和-的結(jié)合方向是“自右向左”。如 - i + + ，它相當(dāng)于： -（ i + +）。 3.4.2 賦值運(yùn)算符 賦值運(yùn)算符分簡單的賦值運(yùn)算符和復(fù)合的賦值運(yùn)算兩種。 簡單的賦值運(yùn)算的一般形式是： = 其中，“=”號是賦值運(yùn)算符。其作用是將一個(gè)表達(dá)式的值賦給一個(gè)變量，同時(shí)該值作為賦值表達(dá)式的結(jié)果。 例如： a = b = c = d = 0；相當(dāng)于：a =（ b =（ c =（d=0 ）； float

22、 f；f = 23； /* 先將23轉(zhuǎn)換成23.00000，再存儲(chǔ)在f中 */ int i；i = 3.56； /* 變量i的值為3 */ ?在簡單賦值運(yùn)算符“=”之前加上其他運(yùn)算符，就構(gòu)成了復(fù)合賦值運(yùn)算符。 ?復(fù)合運(yùn)算符相當(dāng)于兩個(gè)運(yùn)算符的結(jié)合。例如：a+=b相當(dāng)于a=a+b，但并不等價(jià)。 在復(fù)合賦值運(yùn)算中，對于賦值號右邊是復(fù)雜的表達(dá)式時(shí)，例如： x * = y + 10 z相當(dāng)于 x = x * ( y + 10 z ) 而不是x = x * y +10 z ， 即將右端表達(dá)式看作一個(gè)整體和x進(jìn)行有關(guān)運(yùn)算。 ?用賦值運(yùn)算符將一個(gè)變量和一個(gè)表達(dá)式連接起來的式子稱為“賦值表達(dá)式”。 ?它的一般形

23、式為： ? 賦值表達(dá)式也可以包含復(fù)合的賦值運(yùn)算符。 int a,b,c; a=(b=10)/(c=2); int a=8; a+=a-=a*a 3.4.3 關(guān)系運(yùn)算符 關(guān)系運(yùn)算是邏輯運(yùn)算中比較簡單的一種。所謂“關(guān)系運(yùn)算”實(shí)際上是“比較運(yùn)算”。將兩個(gè)值進(jìn)行比較，判斷比較的結(jié)果是否符合給定的條件。例如，a3是一個(gè)關(guān)系表達(dá)式，大于號“” 是一個(gè)關(guān)系運(yùn)算符，如果a的值為5，則滿足給定的條件“a3” ，因此該表達(dá)式的值為“真”（即“條件滿足”）；如果a的值為2，不滿足“a3” 條件，則稱關(guān)系表達(dá)式的值為“假”。 C語言提供6種關(guān)系運(yùn)算符，見表3.5。 3.4.3 關(guān)系運(yùn)算符 表3.5 關(guān)系運(yùn)算符 優(yōu)先級

24、 運(yùn)算符 意義 例 結(jié)果 小于 AB 真 6 = 小于等于 12.5 大于 AB 假 = 大于等于 A+2=B 真 7 = = 等于 A= =B 假 != 不等 A!=B 真 說明： 參加比較的數(shù)據(jù)可以是字符型、整型和浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)。 前4種關(guān)系運(yùn)算符（ 、= ）的優(yōu)先級相同，后兩種優(yōu)先級相同。前四種高于后兩種。例如：“”優(yōu)先于“= =”。而“”與“b & xy ? 0 ? a=b|x=y ? 0 ? !a|ab&(x=y+4) x? ? x=3 3.4.5 位運(yùn)算符 位運(yùn)算是指按二進(jìn)制進(jìn)行的運(yùn)算。在系統(tǒng)軟件中，常常需要處理二進(jìn)制位的問題。C語言提供了6個(gè)位操作運(yùn)算符。這些運(yùn)算符只

25、能用于整型操作數(shù)，即只能用于帶符號或無符號的char，short，int與long類型。表3.8為C語言提供的位運(yùn)算符列表： 表3.8 位運(yùn)算符表 運(yùn)算符 含義 描述 & | 按位與 如果兩個(gè)相應(yīng)的二進(jìn)制位都為 1，則該位的結(jié)果值為 1，否則為0 按位或 兩個(gè)相應(yīng)的二進(jìn)制位中只要有一個(gè)為 1，該位的結(jié)果值為 1 按位異或 若參加運(yùn)算的兩個(gè)二進(jìn)制位值相同則為 0，否則為1 取反 左移 右移 是一元運(yùn)算符，用來對一個(gè)二進(jìn)制數(shù)按位取反，即將0變1，將1變0 用來將一個(gè)數(shù)的各二進(jìn)制位全部左移 N位，右補(bǔ)0 將一個(gè)數(shù)的各二進(jìn)制位右移 N位，移到右端的低位被舍棄，對于無符號數(shù)，高位補(bǔ) 0 3.4.6 逗號運(yùn)算符 C語言提供一種特殊的運(yùn)算符一逗號運(yùn)算符。用逗號將若干個(gè)表達(dá)式連接起來。如：3 + 5, ,6 + 8，稱為逗號表達(dá)式。逗號表達(dá)式的一般形式為： ， ， ， 逗號表達(dá)式的求解過程是：先求解表達(dá)式1，再求解表達(dá)式2，直到求解完表達(dá)式n，最后一個(gè)逗號表達(dá)式的值是整個(gè)逗號表達(dá)式的值。逗號運(yùn)算符又稱為“順序求解運(yùn)算符”。 3.4.