語言最基礎(chǔ)到指針、文件課件c02數(shù)據(jù)與運算

C語言與程序設(shè)計數(shù)據(jù)與運算計算機如何存儲數(shù)據(jù)？C語言如何表示數(shù)據(jù)？如何命令計算機進行數(shù)值計算？22內(nèi)存(主存):存放正在/準備運行的程序和數(shù)據(jù),容量從幾百KB到幾百MB甚至幾GB,數(shù)據(jù)(及程序)通常被分塊存放CPU中的寄存器:每個寄存器能夠存放固定長度的數(shù)據(jù),寄存器數(shù)量很小,速度很快

外存(輔存):以文件的形式長期存放大量程序和數(shù)據(jù),外存上的程序和數(shù)據(jù)只有調(diào)進內(nèi)存后才能使用計算機中存儲數(shù)據(jù)的設(shè)備33不同的CPU中含有不同數(shù)量的寄存器,以二進制形式存放數(shù)據(jù)。每個寄存器有固定的名稱和容量(二進制位數(shù))在寄存器中存儲數(shù)據(jù)把二進制數(shù)10011110放到AL中10011110例如，intel公司的奔騰CPU中有一個8位寄存器ALAL你知道此時AL中的數(shù)據(jù)代表什么含義嗎？44如何組織內(nèi)存1、內(nèi)存以字節(jié)為基本單位2、內(nèi)存中有很多字節(jié)3、存在的問題：如何區(qū)分“這個字節(jié)”和“那個字節(jié)”？一個字節(jié)的容量很小，一字節(jié)放不下的數(shù)據(jù)如何處理？ （解答見后）55內(nèi)存地址——內(nèi)存字節(jié)的編號每個字節(jié)確定一個編號,從0編起,依次安排。結(jié)構(gòu)上形成梯子狀的內(nèi)存圖。習慣上,畫內(nèi)存圖時各個字節(jié)右邊寫地址；0123456內(nèi)部填寫其中存放的數(shù)據(jù)值；00001011110001010101101101101110011000100000101100001011000010110010100000001011000010110000101100101000將來還可以給各個字節(jié)命名。c1c2abt66多字節(jié)聯(lián)合使用存放一個數(shù)據(jù)一個字節(jié)只能存放8位二進制數(shù)據(jù)，為了存放16位二進制數(shù)，可以把連續(xù)兩個字節(jié)聯(lián)合在一起捆綁使用。100010011002100310041005

地址為1001的高字節(jié)

地址為1000的低字節(jié)地址：1005100410031002類似地，可以把連續(xù)4個字節(jié)聯(lián)合使用。通常，把偶地址開始的連續(xù)兩個字節(jié)聯(lián)合使用，把地址是4的倍數(shù)起的連續(xù)4個字節(jié)聯(lián)合在一起。77內(nèi)存圖實用畫法如圖能夠表示以下含義1、在地址為1000的內(nèi)存字節(jié)中存放了一個數(shù)據(jù)35；2、地址1002和1003的兩個字節(jié)聯(lián)合使用存放數(shù)據(jù)1427；3、從地址1004開始的連續(xù)4個字節(jié)聯(lián)合使用存放數(shù)據(jù)2.71828。注意：為了“對齊”，一般不把地址為1001和1002的兩個字節(jié)聯(lián)合使用。寧可讓地址為1001的字節(jié)空閑。10001001100210043514272.7182888提問1、如果曾經(jīng)命令計算機“把地址1002和1003的兩個字節(jié)聯(lián)合使用并存放數(shù)據(jù)1427”，還可以再命令計算機“取地址1002字節(jié)的數(shù)據(jù)”嗎？——即能否在某一時刻聯(lián)合使用，另一時刻分別使用？10001001100210043514272.718282、這時如果命令計算機把數(shù)據(jù)28放到地址為1003的內(nèi)存字節(jié)，會產(chǎn)生什么樣的效果？3、計算機怎么知道1002起的兩個字節(jié)放的是整數(shù)，而1004起的4個字節(jié)放的是實數(shù)？991、普通十進制寫法

35，-78，24649等 2、十六進制寫法(通常不用負數(shù)) 0x8A，0X35,0xABC，-0XAA等3、八進制寫法(通常不用負數(shù)) 025，0123，077，-033等注意！

25與025不等值C語言程序中的整數(shù)寫法1010如何把105存放到如上的1字節(jié)存儲器中？最簡單的方法：用二進制直接存放

105對應(yīng)的二進制——01101001問題：能夠存放的最大/最小數(shù)是多少？如何存放負數(shù)？有沒有其它存放方法？用1字節(jié)存放整數(shù)01101001補碼——現(xiàn)在最常用的數(shù)據(jù)存儲形式。如上的存放形式稱為無符號數(shù)，補碼用于存儲帶符號數(shù)1111如何把-105存放到如上的1字節(jié)存儲器中？補碼存儲規(guī)則：確定位數(shù)——8位確定正負——非負整數(shù)直接存儲，0～127負數(shù)的處理： 取絕對值，寫成二進制： 01101001

所有位取反： 10010110

最末位加1： 10010111問題：1字節(jié)、補碼，能夠存放的最小數(shù)是多少？用1字節(jié)、補碼存放整數(shù)100101111212如上的1字節(jié)存儲器中存放了一個二進制整數(shù)，對應(yīng)的十進制是多少？二進制對應(yīng)的整數(shù)是多少？11011011規(guī)則：判斷正負——正數(shù)簡單，略；負數(shù)，先寫下“-”所有位取反： 00100100最末位加1： 00100101二轉(zhuǎn)十得結(jié)果： -37問題：你是如何知道存放形式是補碼？1313VC支持的整數(shù)存儲形式單字節(jié)、無符號 0～255單字節(jié)、帶符號 -128～+127雙字節(jié)、無符號 0～65535雙字節(jié)、帶符號 -32768～4字節(jié)、無符號 0～232-14字節(jié)、帶符號 -231～+231-1問題：如何區(qū)分一個數(shù)據(jù)是用哪種存儲形式？如何命令計算機：“準備一個雙字節(jié)、帶符號存儲容器”——答案見“常量與變量”1414如圖是把內(nèi)存中兩字節(jié)聯(lián)合使用存放整數(shù)的例子，此時仍然有兩種存放形式：1、存放非負整數(shù)2、存放帶符號數(shù)由于例子中存放的是正數(shù)，存放形式相同雙字節(jié)聯(lián)合使用存放整數(shù)0110110110110011260031515IEEE754標準中關(guān)于以4字節(jié)和8字節(jié)存儲單元存儲實數(shù)的存儲方式被廣泛應(yīng)用于計算機中。數(shù)符(1位)：表示整個實數(shù)的正負，0正1負階碼(8位)：整數(shù)，記作E，表示“尾數(shù)×2E”尾數(shù)(23位)：是“1.****”的小數(shù)部分4字節(jié)存儲實數(shù)31241680數(shù)符階碼尾數(shù)161611000001,11110011,00000000,00000000數(shù)符為1，表示負數(shù)階碼為10000011，對應(yīng)十進制的131，減127后得到4，即階碼為4尾數(shù)為1.111001100……(注意“1.”并不存儲)由于階碼是4，這表示把尾數(shù)乘以24，可以通過把尾數(shù)中的小數(shù)點向右移動4位實現(xiàn)，從而得到二進制的11110.0，相應(yīng)的十進制數(shù)是30.375，由于數(shù)符位上是1，則這4個字節(jié)存儲的實數(shù)是-30.375浮點數(shù)：實數(shù)的存儲形式1717以4字節(jié)存儲實數(shù)0.00625，各個二進制位如何？0.00625>0，所以數(shù)符位為0；0.00625對應(yīng)的二進制數(shù)是一個循環(huán)小數(shù)，值為0.0000000110011001100……。把小數(shù)點向右移動8位后得1.0……，使得整數(shù)部分是1，“1.”不存儲，故尾數(shù)是01101；(四舍五入)對尾數(shù)的小數(shù)點向右移動了8位，階碼部分的值為(-8)+127=119，對應(yīng)的二進制是01110111；所以，全部的32位二進制是： 00111011,11001100,11001100,11001101浮點數(shù)：實數(shù)的存儲形式1818數(shù)據(jù)類型——某個數(shù)據(jù)集合中各元素的共有特征。數(shù)據(jù)類型決定：存儲一個該類型的數(shù)據(jù)需要幾個字節(jié)數(shù)據(jù)的存儲形式：各二進制位的含義如何數(shù)據(jù)能夠進行哪些計算/處理C語言中有若干寫法表示數(shù)據(jù)類型，見下頁。什么是數(shù)據(jù)類型1919類型寫法 字節(jié)數(shù) 含義[signed]char 1 帶符號整數(shù)unsignedchar 1 無符號整數(shù)[signed]short[int] 2 帶符號整數(shù)unsignedshort[int] 2 無符號整數(shù)[signed]int 4 帶符號整數(shù)[signed]long[int] 4 帶符號長整數(shù)unsigned[int] 4 無符號整數(shù)unsignedlong[int] 4 無符號長整數(shù)float 4 單精度實數(shù)double 8 雙精度實數(shù)注：VC++6.0版本適用有關(guān)數(shù)值的數(shù)據(jù)類型(部分)2020保留字——具有特定含義/功能的字母組合標準C語言共有32個保留字，如下：C語言的保留字auto break case charconst continue default dodouble else enum externfor float goto ifint long register returnshort signed sizeof staticstruct switch typedef union unsigned volatile void while2121定義：常量----程序中所寫的數(shù)據(jù)

變量----程序運行過程中存儲數(shù)據(jù)的 存儲單元問題：1.如何區(qū)分常量的類型？2.如何命令計算機準備一個變量？3.能不能用1個字節(jié)(或者3個字節(jié)、4個字節(jié))存放整數(shù)？4.變量有什么作用？5.如何對變量進行操作？（見后頁）常量與變量2222定義：常量----程序中所寫的數(shù)據(jù)整數(shù)可以用三種數(shù)制，實數(shù)則只用十進制數(shù)值常量的末尾可以加上字母表示類型，但通常不加字母，而是由計算機自動處理實數(shù)除了常規(guī)寫法外，還有科學記數(shù)法：比如1光年大約是9.46×1015米，一個氫原子的質(zhì)量是1.673×10-24克，其中的數(shù)據(jù)在C語言中分別寫作：

9.46e15 和 1.673E-24 即:a×10b在C語言中寫作aEb。

1、“E”可以大寫也可以小寫；

2、a可正可負，可以是小數(shù)形式；

3、b可以是正數(shù)也可以是負數(shù)，但必須是整數(shù)。數(shù)值常量通常不需要指明類型2323如何命令計算機準備一個變量？——稱為“變量定義”、“變量聲明” 變量定義格式A：數(shù)據(jù)類型變量名；例：

intvx;含義/功能：命令計算機準備一個名為vx的變量，用于(其中可以)存放一個帶符號整數(shù)。這是“signedintvx”的省略形式。變量（variable）24241、可以用作變量名的符號：字母、數(shù)字、下劃線“_”；2、數(shù)字不能開頭；3、長度有一定限制（根據(jù)不同的系統(tǒng)而定）；4、大寫字母和小寫字母是不同的符號，“A12”和“a12”是不同的兩個名字；5、“保留字”不能用作變量名。簡化后的規(guī)定：“字母開頭的字母數(shù)字串”。適用于其它需要命名的地方。變量(標識符)命名規(guī)則25251.變量是存放數(shù)據(jù)的“容器”，該“容器”的大?。ㄕ紦?jù)字節(jié)數(shù)）和其中如何存放數(shù)據(jù)由定義變量時的“數(shù)據(jù)類型”確定。2.用格式A定義變量僅僅是通知計算機準備“容器”，而沒有說明是否要求計算機在“容器”中存放內(nèi)容。對此計算機按兩種情況處理，一是保持該“容器”中原有的內(nèi)容不變，二是在其中各個二進制位填0。3.使用變量之前必須準備容器——定義變量，“先定義后使用”是基本規(guī)則。4.定義變量時使用的類型可以是如同int的C語言固有數(shù)據(jù)類型，也可以是自定義類型。注意：可以說“變量中存放的數(shù)據(jù)”、“變量占若干字節(jié)”、“存儲某個類型的數(shù)據(jù)需要幾字節(jié)”，而不要說“某類型占幾字節(jié)”關(guān)于變量定義的說明2626實型變量用于存放實數(shù)。C語言中表示“實數(shù)類型”的保留字是“float”和“double”例如，

floatv1; doublev2;float類型的變量v1以連續(xù)4個字節(jié)存放實數(shù)，能夠存放約-1038～1038的數(shù)據(jù)，支持6～7個十進制有效數(shù)字。double類型的變量v2用連續(xù)8個字節(jié)存放實數(shù)，能夠存放約-10308～10308的數(shù)據(jù)，支持14～15個有效數(shù)字。如果需要更大的范圍和更多的有效數(shù)字,C語言還有l(wèi)ongdouble類型，以16個字節(jié)存放實數(shù)。用float或double定義實型變量2727定義多個變量在程序中需要使用多個變量時可以多次使用格式A，例如：

doubleva；

doublevb;doublevc;定義多個同類型的變量時，可以使用下面的格式：變量定義格式B：數(shù)據(jù)類型變量名1，變量名2，…，變量名n；例如上面定義三個變量的寫法可以寫作：

doubleva,vb,vc;2828變量的初值定義變量就是準備“容器”。在準備“容器”的同時可以命令計算機把一個數(shù)據(jù)存放在“容器”當中作為變量的初值。這時需要使用格式C

變量定義格式C：數(shù)據(jù)類型變量名=初值；例如：

doublepi=3.14159;定義變量的幾種形式經(jīng)常會混合使用，例如：

doublevx,pi=3.14159,vy,e=2.71828;2929關(guān)于變量初值的規(guī)定在TC2.0/TC3.0中，定義變量的初值必須是常量或常量構(gòu)成的計算式。例如：

intva=1;doublevb=3.14*4;

以下是錯誤的寫法：

doubleva=1.9,vb=va*3.14;注意：在高版本的C語言系統(tǒng)，如VC++，已經(jīng)取消了“初值必須是常量”的限制。即如上定義變量vb的寫法在TC是是錯誤的，在VC中是對的。3030變量定義與內(nèi)存分配對于變量定義，計算機在運行程序時會相應(yīng)地安排一個或幾個字節(jié)的內(nèi)存作為該變量對應(yīng)的存儲空間。例如：

intva=1,vb;floatvx=3.14;1、每個程序在運行時有相應(yīng)的內(nèi)存區(qū)域；2、初始狀態(tài)下內(nèi)存區(qū)域的數(shù)據(jù)區(qū)中并沒有安排變量，這時數(shù)據(jù)區(qū)各個字節(jié)中的數(shù)據(jù)是計算機隨意安排的；3、對于每個變量定義，計算機在數(shù)據(jù)區(qū)中依次分配對應(yīng)的內(nèi)存單元。程序可用的的內(nèi)存區(qū)域XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXva1vbvx3.143131對于前述問題的解答變量有什么作用？

程序需要使用和處理的數(shù)據(jù)很多，因而需要定義一些變量，用于臨時存儲數(shù)據(jù)，以供在需要的時候取出使用。如何對變量進行操作？

①賦值---把數(shù)據(jù)送入變量中保存 ②取值---從變量中取出數(shù)據(jù)使用變量/訪問變量3232對變量賦值是C語言最基本的命令之一。 賦值語句格式：變量名=表達式；含義/功能：把表達式（即計算式，一定有計算結(jié)果）的計算結(jié)果送到變量所對應(yīng)的內(nèi)存中（簡述為“把計算結(jié)果送到變量中”）。例如：

intva; va=27*4-56;賦值33331、語句——C語言中一條完整的命令稱為一條語句；賦值語句是C語言中最常用的語句。2、賦值號“=”具有方向性，把右邊的數(shù)據(jù)送到左邊指定的存儲單元。賦值語句不是方程。方程中的“=”表示左右相等，不具有方向性，因此方程左右兩邊可以交換位置。3、賦值語句中所使用的變量必須是已經(jīng)定義的變量，即“先定義后使用”。4、對變量再次賦值時，“以新代舊”原則，并且不需要“倒空”操作。賦值語句3434程序中任何需要使用數(shù)據(jù)的地方如果不直接寫數(shù)據(jù)，而是寫變量名，則是從指定變量中取出數(shù)據(jù)。對變量的任何使用都必須遵守“先定義后使用”的基本原則。例如，有如下一組操作：

inta=12,b=7,t; doublex,y; t=a+b–2; x=a+1; y=x/4.0;畫內(nèi)存圖，說明操作過程，強調(diào)先后次序。從變量中取值3535概念：變量是程序運行過程中存儲數(shù)據(jù)的存儲單元。變量是存放數(shù)據(jù)的“容器”屬性：1.變量名，編寫程序時用以區(qū)分各個變量2.變量在計算機中的位置，目前只討論內(nèi)存中的變量3.變量的類型，決定字節(jié)數(shù)和存儲方式，以及能夠進行什么樣的計算/處理4.變量的當前值規(guī)則： 先定義后使用 取值不改變其中存儲的數(shù)據(jù) 可以多次賦值關(guān)于變量的小結(jié)3636關(guān)于整數(shù)的運算符及運算規(guī)則：

+ - * / %關(guān)于實數(shù)的運算符：

+ - * /運算符優(yōu)先級---通俗地說，“先乘除后加減”改變運算次序的方法---（）數(shù)值數(shù)據(jù)的基本運算示例： inta=6,b=4,c,d; c=a+b/3; d=(a+b)/3; d=d+2;執(zhí)行了三條賦值語句之后，變量c、d的值各是多少？同類型數(shù)據(jù)運算3737對于+、-、*、/等算術(shù)運算符：

兩邊的數(shù)據(jù)類型不同時，“短長”、“整實”、“floatdouble”；對于賦值號：變量對應(yīng)字節(jié)數(shù)多，而右邊表達式計算結(jié)果的數(shù)據(jù)類型對應(yīng)字節(jié)數(shù)少，則把計算結(jié)果進行等值轉(zhuǎn)換后再送到變量中；反之，采取“截斷”處理方式。自動類型轉(zhuǎn)換示例：inta=8,b=4,t,k; floatx; doubley; t=x*7/5+b%3; k=7/5*x+b%5; x=a/5.0; y=x*x; 計算機只做double型的實數(shù)運算3838當賦值號左側(cè)的變量占據(jù)字節(jié)數(shù)多而右側(cè)計算結(jié)果對應(yīng)字節(jié)數(shù)少時，先進行等值轉(zhuǎn)換，再把結(jié)果存放到賦值號左側(cè)的變量。設(shè)有下列變量定義：

chardt1；

shortintdt2；把字符數(shù)據(jù)送到整型變量中，例如

dt2=dt1；賦值語句中的轉(zhuǎn)換：短長65dt1dt20100,0001650100,00010000,0000Q:符號擴