C語言的數(shù)據(jù)和運算

1、第章 C語言的數(shù)據(jù)和運算目的要求1. 了解C語言的數(shù)據(jù)類型；2. 掌握常量與變量的概念；3. 掌握整型、實型、字符型數(shù)據(jù)的常量和變量的引用方法；4. 掌握簡單的輸入和輸出；5. 掌握變量賦初值的方法；6. 掌握各類數(shù)據(jù)的混合運算；7. 掌握算術(shù)、關(guān)系、邏輯運算符和算術(shù)、關(guān)系、邏輯表達式；8. 掌握賦值運算符和賦值表達式、逗號運算符和逗號表達式?；緝?nèi)容1. C語言的數(shù)據(jù)類型；2. 常量與變量；3. 簡單的輸入(scanf()和輸出(printf()；4. 運算符和表達式。重點難點1重點：數(shù)據(jù)類型、表達式。2難點：變量、表達式。課時安排 4學(xué)時。 2.1 程序設(shè)計概述 一個程序應(yīng)包括對數(shù)據(jù)的描述

2、和對數(shù)據(jù)處理的描述。 1對數(shù)據(jù)的描述，即數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。2對數(shù)據(jù)處理的描述，即計算機算法。算法是為解決一個問題而采取的方法和步驟，是程序的靈魂。為此，著名計算機科學(xué)家沃思（Nikiklaus Wirth）提出一個公式： 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) + 算法 = 程序 2.2 C語言的數(shù)據(jù)類型 C語言提供的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是以數(shù)據(jù)類型形式出現(xiàn)的。具體分類如下： 1. 基本類型 分為整型、實型（又稱浮點型）、字符型和枚舉型四種。 2. 構(gòu)造類型 分為數(shù)組類型、結(jié)構(gòu)類型和共用類型三種。 3. 指針類型。4. 空類型 C 語言中的數(shù)據(jù)，有常量和變量之分，它們分別屬于上述這些類型。 本章將介紹基本類型中的整型、實型和字符型三種數(shù)據(jù)。

3、 2.3 常量和變量 2.3.1 常量 1. 常量的概念 在程序運行過程中，其值不能被改變的量稱為常量。 2. 常量的分類 （1）整型常量 （2）實型常量 （3）字符常量。 （4）符號常量。 2.3.2 變量 1. 變量的概念 在程序運行過程中，其值可以被改變的量稱為變量。 2. 變量的兩個要素 （1）變量名。每個變量都必須有一個名字變量名，變量命名遵循標(biāo)識符命名規(guī)則。 （2）變量值。在程序運行過程中，變量值存儲在內(nèi)存中。在程序中，通過變量名來引用變量的值。 3. 標(biāo)識符命名規(guī)則 （1）有效字符：只能由字母、數(shù)字和下劃線組成，且以字母或下劃線開頭。 （2）有效長度：隨系統(tǒng)而異，但至少前個字符有

4、效。如果超長，則超長部分被舍棄。 例如，由于 student_name 和 student_number 的前個字符相同，有的系統(tǒng)認為這兩個變量，是一回事而不加區(qū)別。 在TC V2.0 中，變量名（標(biāo)識符）的有效長度為132個字符，缺省值為32。 （3）C語言的關(guān)鍵字不能用作變量名。 標(biāo)識符命名的良好習(xí)慣見名知意 ： 4. 變量的定義與初始化 在語言中，要求對所有用到的變量，必須先定義、后使用；且稱在定義變量的同時進行賦初值的操作為變量初始化。 （1）變量定義的一般格式 存儲類型 數(shù)據(jù)類型 變量名 , 變量名 2; 例如， float radius, length, area; （2）變量初始

5、化的一般格式 存儲類型 數(shù)據(jù)類型 變量名 = 初值 , 變量名 2= 初值 2; 例如， float radius=2.5, length, area; 2.4 整型數(shù)據(jù) 2.4.1 整型變量 1. 分類 根據(jù)占用內(nèi)存字節(jié)數(shù)的不同，整型變量又分為類： （1）基本整型（類型關(guān)鍵字為int）。 （2）短整型（類型關(guān)鍵字為shortint）。 （3）長整型（類型關(guān)鍵字為longint）。 （4）無符號整型。無符號型又分為無符號基本整型（unsigned int）、無符號短整型（unsigned short）和無符號長整型（unsigned long）三種，只能用來存儲無符號整數(shù)。 2. 占用內(nèi)存字節(jié)

6、數(shù)與值域 上述各類變量，且 long 型（字節(jié)） int 型（字節(jié)） short 型（字節(jié)）。 顯然，不同類型的整型變量，其值域不同。占用內(nèi)存字節(jié)數(shù)為 n 的（有符號）整型變量，其值域為： -2n*8-1 （2n*8-1-1 ）；無符號整型變量的值域為： 0 （ 2n*8-1 ）。 例如， PC 機中的一個 int 型變量，其值域為 215-（ 215 -1 ），即 -3276832767 ；一個 unsigned 型變量的值域為： 0 （216 -1 ），即 065535 。 2.4.2 整型常量 1. 三種表示形式 整型常量即整常數(shù)，在語言中可用三種形式表示： （1）十進制。例如 10、3

7、6 。 （2）八進制（以數(shù)字0開頭）。例如012。 （3）十六進制（以數(shù)字0 + 小寫字母 x 開頭）。例如0x36 。 2. 分類 （1）基本整型，以int表示。（2）短整型，以short int表示，或以short表示。（3）長整型（在數(shù)值后面加 “L （l） ”）。對超出基本整型值域的整型常量，可使用長整型常量表示，其取值范圍可達 - 31 - （- 31- ）。例如， 123l 、 315等。 注：C標(biāo)準(zhǔn)沒有具體規(guī)定以上各類數(shù)據(jù)所占內(nèi)存字節(jié)數(shù)，只要求long型數(shù)據(jù)長度不短于int型，short型不長于int型。具體如何實現(xiàn)，有各計算機系統(tǒng)自行決定。3. 類型匹配規(guī)則 類型匹配規(guī)則為：一

8、個整型常量，可以賦給能容納下其值的整型變量。 例如，其值在 - 15- （15 - ）的整型常量，可以賦給 int 型變量和 long int 型變量；其值在 - 31 - （31 - ）的整型常量，就只能賦給 long int 型變量。 2.5 實型數(shù)據(jù) 2.5.1 實型變量 語言的實型變量，分為兩種： （1）單精度型。類型關(guān)鍵字為 float ，一般占字節(jié)（位）、提供位有效數(shù)字。 （2）雙精度型。類型關(guān)鍵字為 double ，一般占個字節(jié)、提供 1516 位有效數(shù)字。 2.5.2 實型常量 1.表示形式 實型常量即實數(shù)，在語言中又稱浮點數(shù)，其值有兩種表達形式： （1）十進制形式。例如 3.

9、14 、9.8 。 （2）指數(shù)形式： < 尾數(shù) >E （e）< 整型指數(shù) >。例如 3.0 +5 等。 .關(guān)于類型 實型常量不分float 型和double 型。一個實型常量，可以賦給一個實型變量（float 型、double型或long double型）。根據(jù)變量的類型截取實型常量中相應(yīng)的有效位數(shù)字。例如：float a;a=111111.111;由于float型變量只能接收7位有效數(shù)字，因此最后兩位小數(shù)不起作用。 2.6 字符型數(shù)據(jù) 2.6.1 字符常量 1.字符常量的定義 用一對單引號括起來的單個字符，稱為字符常量。 例如， A'、'、'等

10、。 2. 轉(zhuǎn)義字符 語言還允許使用一種特殊形式的字符常量，就是以反斜杠 “ ” 開頭的轉(zhuǎn)義字符。 2.6.2 字符變量 字符變量的類型關(guān)鍵字為 char ，一般占用 1 字節(jié)內(nèi)存單元。 1. 變量值的存儲 字符變量用來存儲字符常量。將一個字符常量存儲到一個字符變量中，實際上是將該字符的 ASCII 碼值（無符號整數(shù)）存儲到內(nèi)存單元中。 2. 特性 字符數(shù)據(jù)在內(nèi)存中存儲的是字符的 ASCII 碼 一個無符號整數(shù)，其形式與整數(shù)的存儲形式一樣，所以語言允許字符型數(shù)據(jù)與整型數(shù)據(jù)之間通用。 （1）一個字符型數(shù)據(jù)，既可以字符形式輸出，也可以整數(shù)形式輸出。 （2）允許對字符數(shù)據(jù)進行算術(shù)運算，此時就是對它們的

11、 ASCII 碼值進行算術(shù)運算。 2.6.3 字符串常量 1.字符串常量的概念和字符串長度 字符串常量是用一對雙引號括起來的若干字符序列。 字符串中字符的個數(shù)稱為字符串長度。長度為0的字符串（即一個字符都沒有的字符串）稱為空串，表示為 “”（一對緊連的雙引號）。  例如，“How do you do.”、“Good morning.”等，都是字符串常量，其長度分別為14和13（空格也是一個字符）。 2.字符串的存儲 C語言規(guī)定：在存儲字符串常量時，由系統(tǒng)在字符串的末尾自動加一個 0' 作為字符串的結(jié)束標(biāo)志。 字符常量 'A' 與字符串常量 "A&qu

12、ot; 是兩回事： （1）定界符不同：字符常量使用單引號，而字符串常量使用雙引號； （2）長度不同：字符常量的長度固定為 1 ，而字符串常量的長度，可以是 0 ，也可以是某個整數(shù)； （3）存儲要求不同：字符常量存儲的是字符的 ASCII 碼值，而字符串常量，除了要存儲有效的字符外，還要存儲一個結(jié)束標(biāo)志 ' 0' 。 2.7 算術(shù)運算與算術(shù)表達式 在語言中，除控制語句和輸入輸出函數(shù)外，其它所有基本操作都作為運算符處理。 1. 五種基本算術(shù)運算符 + 、 - （減法 / 取負）、 * 、 / 、 % （求余數(shù)） （1）關(guān)于除法運算 / C 語言規(guī)定：兩個整數(shù)相除，其商為整數(shù)，小數(shù)部

13、分被舍棄。例如，5/2=2。 （2）關(guān)于求余數(shù)運算 要求兩側(cè)的操作數(shù)均為整型數(shù)據(jù)，否則出錯。 2. 表達式和算術(shù)表達式 （1）表達式的概念 用運算符和括號將運算對象（常量、變量和函數(shù)等）連接起來的、符合語言語法規(guī)則的式子，稱為表達式。 （2）算術(shù)表達式的概念 表達式中的運算符都是算術(shù)運算符。例如，3+6*9、(x+y)/2-1等，都是算術(shù)表達式。 3. 運算符的優(yōu)先級與結(jié)合性 （1）語言規(guī)定了運算符的優(yōu)先級和結(jié)合性。 所謂結(jié)合性是指，當(dāng)一個操作數(shù)兩側(cè)的運算符具有相同的優(yōu)先級時，該操作數(shù)是先與左邊的運算符結(jié)合，還是先與右邊的運算符結(jié)合。 自左至右的結(jié)合方向，稱為左結(jié)合性。反之，稱為右結(jié)合性。 結(jié)

14、合性是語言的獨有概念。除單目運算符、賦值運算符和條件運算符是右結(jié)合性外，其它運算符都是左結(jié)合性。 （2）表達式求值 1 ）按運算符的優(yōu)先級高低次序執(zhí)行。例如，先乘除后加減。 2 ）如果在一個運算對象（或稱操作數(shù)）兩側(cè)的運算符的優(yōu)先級相同，則按語言規(guī)定的結(jié)合方向（結(jié)合性）進行。 4. 數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換 （1）在語言中，整型、實型和字符型數(shù)據(jù)間可以混合運算。 如果一個運算符兩側(cè)的操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型不同，則系統(tǒng)按“先轉(zhuǎn)換、后運算”的原則，首先將數(shù)據(jù)自動轉(zhuǎn)換成同一類型，然后在同一類型數(shù)據(jù)間進行運算。（2）除自動轉(zhuǎn)換外，語言也允許強制轉(zhuǎn)換。 數(shù)據(jù)類型強制轉(zhuǎn)換的一般格式為： ( 要轉(zhuǎn)換成的數(shù)據(jù)類型 )( 被轉(zhuǎn)換

15、的表達式 ) 當(dāng)被轉(zhuǎn)換的表達式是一個簡單表達式時，外面的一對圓括號可以缺省。 例如， (double)a（等價于(double)(a)） /* 將變量a的值轉(zhuǎn)換成double型 */ (int)(x + y)/* 將x+y的結(jié)果轉(zhuǎn)換成int型 */ 2.8 賦值運算與賦值表達式 1. 賦值運算 賦值符號“=”就是賦值運算符，它的作用是將一個表達式的值賦給一個變量。 賦值運算符的一般形式為：變量=賦值表達式 例如， x=5 2. 復(fù)合賦值運算 復(fù)合賦值運算符是由賦值運算符之前再加一個雙目運算符構(gòu)成的。 復(fù)合賦值運算的一般格式為： 變量 雙目運算符 = 表達式 復(fù)合賦值運算符 它等價于：變量 =

16、變量 雙目運算符 ( 表達式 ) 。 當(dāng)表達式為簡單表達式時，表達式外的一對圓括號才可缺省，否則可能出錯。 例如，x += 3/* 等價于x=x+3*/ y*=x+6/*等價于y=y*(x+6)，而不是y=y*x+6 */ 3. 賦值表達式 由賦值運算符或復(fù)合賦值運算符，將一個變量和一個表達式連接起來的表達式，稱為賦值表達式。 （1）一般格式 變量 （復(fù)合）賦值運算符 表達式 （2）賦值表達式的值 任何一個表達式都有一個值，賦值表達式也不例外。被賦值變量的值，就是賦值表達式的值。 例如，“a = 5”這個賦值表達式，變量a的值“”就是它的值。 2.9 C語言特有的運算和運算符 2.9.1 自增

17、（+）、自減（-）運算 1. 作用 自增運算使單個變量的值增，自減運算使單個變量的值減。 2. 用法與運算規(guī)則 自增、自減運算符都有兩種用法： （1）前置運算運算符放在變量之前：變量、變量 先使變量的值增（或減），然后再以變化后的值參與其它運算，即先增減、后運算。 （2）后置運算運算符放在變量之后：變量、變量 變量先參與其它運算，然后再使變量的值增（或減），即先運算、后增減。 案例2.4 自增、自減運算符的用法與運算規(guī)則示例。 /* 程序功能：自增、自減運算符的用法與運算規(guī)則示例 */ main() int x=6, y; printf("x=%dn",x); /* 輸出 x 的初值 */ y = +x; /* 前置運算 */ printf(&quo