C語言程序設計 課件全套 朱琨 機械 第1-9章 C語言語法基礎 - 嵌入式技術基礎實踐方法

教學內容： 第1章：C語言語法基礎第2章：C程序設計基礎第3章：利用數(shù)組處理同類型的批量數(shù)據第4章：利用函數(shù)實現(xiàn)模塊化程序設計第5章：靈活使用指針第6章：結構體、共用體、枚舉類型及其應用第7章：常用的三種線性數(shù)據結構第8章：利用文件進行數(shù)據管理第9章：嵌入式技術基礎實踐方法C語言程序設計第1章C語言語法基礎【學習內容】1.1C語言程序的特點1.2數(shù)據的基本類型及其表現(xiàn)形式

1.3運算符及表達式【學習目標】1．了解通用計算機和嵌入式計算機的區(qū)別；2．熟悉C語言程序的特點；

3．熟練使用VC++2010開發(fā)環(huán)境；

4．掌握C語言基本的數(shù)據類型（整型、字符型、實型），常量和變量；

5．掌握“算術、強制類型轉換、賦值、關系、邏輯、位、逗號”7種運算符及其表達式。1.1C語言程序的特點

產生于20世紀70年代的C語言是國際上廣泛流行的計算機高級編程語言，其優(yōu)點：①語法靈活、運算符豐富；②模塊化和結構化設計，程序可讀性好；③可直接對硬件進行操作，能實現(xiàn)匯編語言的大部分功能；④生成的目標代碼質量高，程序執(zhí)行效率高；⑤程序可移植性好（與匯編語言相比），可用于各種型號的計算機和各種操作系統(tǒng)。

C語言既是通用計算機軟件設計的基礎語言，也是當前嵌入式軟件設計的主流語言。通過本書的學習，可以奠定C語言的編程基礎，同時也可以掌握嵌入式軟件設計方法。1.1C語言程序的特點1、通用計算機與嵌入式計算機

微型計算機具有很大的通用性，所以又稱通用計算機。測控領域的計算機系統(tǒng)是嵌入到應用系統(tǒng)中，以計算機技術為基礎，軟硬件可裁剪，適應應用系統(tǒng)對功能、成本、體積、可靠性、功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)，即嵌入式計算機系統(tǒng)，簡稱嵌入式系統(tǒng)（EmbeddedSystem）。通俗地說，除了通用計算機（如臺式計算機和筆記本計算機）外，所有包含CPU的系統(tǒng)都是嵌入式系統(tǒng)，其中以微控制器（MicroControllerUnit，MCU，國內也稱為單片機）為核心的嵌入式系統(tǒng)應用最廣泛。MCU的硬件集成度越來越高，使得嵌入式硬件設計難度不斷降低，因此嵌入式軟件設計在整個嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中所占的分量越來越大。社會對嵌入式軟件設計人才的需求量也越來越大，其就業(yè)薪酬高。嵌入式軟件設計的主流語言是C語言。C語言程序設計一般要經過4個基本步驟（VC++2010開發(fā)環(huán)境的使用方法和步驟請掃描教材中的二維碼詳細學習）：

（1）編輯源程序（.c文件或

.h文件）；

（2）對源程序進行編譯，生成二進制目標文件（.obj文件）；

（3）連接若干個源文件和庫函數(shù)對應的多個目標程序，生成可執(zhí)行文件（.exe文件）；（4）運行程序。2、VC++2010開發(fā)環(huán)境的使用方法和步驟1.1C語言程序的特點【例1.1】將兩個整數(shù)求和，并將這兩個整數(shù)及求和結果輸出在PC屏幕上。3、初識簡單的C程序1.1C語言程序的特點#include<stdio.h>

//（1）預處理命令：包含輸入輸出頭文件intmain(void)

//（2）主函數(shù){ inta,b,s;

//（3）數(shù)據聲明：定義3個整型變量a=123;b=456;

//（4）分別對變量a和b進行賦值s=a+b;

//（5）將求和結果賦給變量sprintf("ThisismyfirstCprogram.\n");//（6）原樣輸出一串字符printf("a=%d,b=%d,sum=%d\n",a,b,s);//（7）以十進制形式輸出三個變量的值return0;

//（8）如程序正常結束，返回函數(shù)值0}可省略不寫格式輸出函數(shù)printf的用法1.1C語言程序的特點3、初識簡單的C程序【例1.2】使用函數(shù)將兩個整數(shù)求和，并將這兩個整數(shù)及求和結果輸出在PC屏幕上。#include<stdio.h>

//（1）預處理命令：包含輸入輸出頭文件intadd(intx,inty);

//（2）函數(shù)聲明intmain(void)

//（3）主函數(shù){inta,b,s;

//（4）數(shù)據聲明：定義3個整型變量a=123;b=456;

//（5）分別對變量a和b進行賦值s=add(a,b);

//（6）調用add函數(shù)（兩個實際參數(shù)a、b）printf("ThisismysecondCprogram.\n");//（7）原樣輸出一串字符printf("a=%d,b=%d,sum=%d\n",a,b,s);//（8）以十進制形式輸出三個變量的值}intadd(intx,inty)

//（10）定義add函數(shù)（兩個形式參數(shù)x、y）{

intz;

//（11）定義變量

z=x+y;

//（12）將求和結果賦給變量zreturn(z);

//（13）向主調函數(shù)求和結果}s=add(a,b);

（main函數(shù)）intadd(intx,inty)（add函數(shù)）{

intz; z=x+y;

return(z);

}1.2數(shù)據的基本類型及其表現(xiàn)形式

1.2.1常量和變量1、常量1.2數(shù)據的基本類型及其表現(xiàn)形式

在程序執(zhí)行過程中，其值不發(fā)生改變的量稱為常量。根據書寫方式，常量可分為直接常量和符號常量。（1）直接常量：如4、23；1.23；'a'、'b'；''CHINA''等（2）符號常量：用#define指令，指定一個標識符代表一個常量。

例如，#definePI3.1415926//定義符號常量PI（代表常量3.1415926）

關于#define指令的使用方法，將在任務2.5中詳細介紹。1.2.1常量和變量1、常量1.2數(shù)據的基本類型及其表現(xiàn)形式

用戶定義的標識符不能與系統(tǒng)提供的關鍵字（參見附錄B）同名。另外，標識符區(qū)分大小寫，如Sum和sum是兩個不同的標識符。說明：標識符是用來標識變量名、符號常量名、函數(shù)名、數(shù)組名、類型名、宏名、文件名的有效字符序列。C語言的標識符只能由字母、數(shù)字、下畫線3種字符組成，且第一個字符必須是字母或下畫線。

1.2.1常量和變量2、變量1.2數(shù)據的基本類型及其表現(xiàn)形式

在程序執(zhí)行過程中，其值可以改變的量稱為變量。變量必須“先定義，后使用”。定義變量后，編譯系統(tǒng)為每個變量名分配對應的內存地址，即一個變量名對應一個存儲單元。1.2.2整型數(shù)據1、整型常量1.2數(shù)據的基本類型及其表現(xiàn)形式

（3）十六進制整數(shù)：以0x開頭的數(shù)。如0x123表示十六進制數(shù)123。在C語言中，整型常量（整型常數(shù)）有3種表示形式：（1）十進制整數(shù)：如123、－456、7。（2）八進制整數(shù)：以0開頭的數(shù)。如0123表示八進制數(shù)123。歸納起來，有10種整型變量，在VC++系統(tǒng)中對應的數(shù)值范圍如下：（1）整型變量的分類1.2.2整型數(shù)據2、整型變量1.2數(shù)據的基本類型及其表現(xiàn)形式

1.2.2整型數(shù)據2、整型變量1.2數(shù)據的基本類型及其表現(xiàn)形式

（2）整型變量在內存中的存儲形式（以單字節(jié)整型數(shù)據為例）（3）定義整型變量的方法1.2.2整型數(shù)據2、整型變量1.2數(shù)據的基本類型及其表現(xiàn)形式

1）定義一個變量的格式：類型標識符變量名;

例如：inti;//定義有符號基本整型變量i

unsignedintj;//定義無符號基本整型變量j2）同時定義多個同類型變量的格式：類型標識符

變量名1，變量名2，變量名3，…;

例如：inti,j,k;//同時定義三個基本整型變量i、j、k

定義變量后，系統(tǒng)將根據變量的類型給變量分配對應大小的內存空間，用于存儲該變量。例如：

shortint

i;//定義短整型變量i

i=10;//給變量i賦值練習：【例1.3】整型變量的定義、賦值和輸出。1.2.3字符型數(shù)據1、字符常量1.2數(shù)據的基本類型及其表現(xiàn)形式

練習：【例1.4】輸出轉義字符。

用一對單撇號括起來的一個字符，稱為字符常量，例如：'A'，'6'，'+'等。

C語言還有一種以

\開頭的字符序列，稱為轉義字符。

請參考附錄A，熟悉字符0～9、大寫字母A～Z、小寫字母a～z對應的ASCII碼值。1.2.3字符型數(shù)據2、字符變量1.2數(shù)據的基本類型及其表現(xiàn)形式

字符變量用來存放字符，并且只能存放1個字符。其類型標識符是char。

例如：charc1,c2;//定義字符變量c1、c2c1='a';c2='b';//給變量c1賦值'a'，變量c2賦值'b'3、字符型數(shù)據在內存中的存儲形式及使用方法

一個字符變量在內存中占一個字節(jié)。字符型數(shù)據在內存中存儲的是該字符對應的ASCII碼。

字符型數(shù)據的存儲形式與單字節(jié)整型數(shù)據相同。因此，字符型可以當作單字節(jié)整型。

#include<stdio.h>intmain(void){

charc1,c2,c3,c4;

//定義字符變量c1='a';c2='A';//給字符變量賦字符常量

c3=97;c4=65;//給字符變量賦整數(shù)（ASCII碼值）printf("%c,%c,%c,%c\n",c1,c2,c3,c4);//以字符形式輸出字符變量的值printf("%d,%d,%d,%d\n",c1,c2,c3,c4);//以十進制形式輸出字符變量的值printf("%x,%x,%x,%x\n",c1,c2,c3,c4);//以十六進制形式輸出字符變量的值}1.2.3字符型數(shù)據1.2數(shù)據的基本類型及其表現(xiàn)形式

【例1.5】字符變量的定義、賦值和輸出。#include<stdio.h>intmain(void){charc1,c2;//定義字符變量

c1='a';c2='b';

//給字符變量賦字符常量

c1=c1-32;c2=c2-32;

//將字符變量對應的ASCII碼值更新

printf("%c,%c\n",c1,c2);//以字符形式輸出變量c1和c2的值

}1.2.3字符型數(shù)據1.2數(shù)據的基本類型及其表現(xiàn)形式

【例1.6】輸出給定小寫字母對應的大寫字母。4、字符串常量

1.2.3字符型數(shù)據1.2數(shù)據的基本類型及其表現(xiàn)形式

字符串常量是由一對雙撇號括起來的字符序列。例如："CHINA"，"Cprogram"，"a"，"$12.5"字符常量和字符串常量的區(qū)別：因此字符串常量"CHINA"在內存中占用6個字節(jié)。【思考】字符常量'a'和字符串常量"a"有何區(qū)別？練習：【例1.7】輸出字符串常量及其占用內存的字節(jié)數(shù)。1.2.4實型數(shù)據1.2數(shù)據的基本類型及其表現(xiàn)形式

1、實型常量

（2）指數(shù)形式。如123e3或123E3都代表123×103。要注意字母e（或E）之前必須要有數(shù)字，且e后面的指數(shù)必須為整數(shù)，如e2、4e2.5、.e3、e都不是合法的指數(shù)形式。

實型常量也稱實數(shù)，在C語言中，實數(shù)有兩種表示形式：

（1）十進制小數(shù)形式。它由數(shù)字和小數(shù)點組成（注意，必須要有小數(shù)點）。如：0.123、123.、123.0、0.0。

一個實數(shù)可以有多種指數(shù)表示形式。在程序中以指數(shù)形式輸出一個實數(shù)時，會以規(guī)范化的指數(shù)形式輸出。

例如123.456的規(guī)范化指數(shù)形式是1.23456e2。2、實型變量

根據數(shù)據的數(shù)值范圍和精度，實型變量的類型主要有單精度（float）型和雙精度（double）型。需要注意：實型數(shù)據在計算機內存中的存儲精度有限，不可能得到完全精確的數(shù)值。1.2.4實型數(shù)據1.2數(shù)據的基本類型及其表現(xiàn)形式

#include<stdio.h>intmain(void){

floatx;//定義實型變量xx=12.3;//將實型常數(shù)12.3賦給變量xprintf("%f\n",x);//以小數(shù)形式輸出變量x的數(shù)值printf("%e\n",x);//以指數(shù)形式輸出變量x的數(shù)值}【例1.8】實型變量的定義、賦值和輸出。練習：【例1.9】利用sizeof運算符測試系統(tǒng)中數(shù)據類型的長度。1.2.5變量的初始化1.2數(shù)據的基本類型及其表現(xiàn)形式

C語言允許在定義變量的同時，對變量賦初值，即變量的初始化。例如：

inta=3;

//定義整型變量a，并賦初值3floatb=1.23;//定義實型變量b，并賦初值1.23charc='a';

//定義字符變量c，并賦初值'a'

當一次定義同類型的多個變量時，可以給全部變量或部分變量賦初值。inta,b,c=5;

//定義a、b、c三個整型變量，只給c賦初值5注意，對3個變量賦相同的初值3時，不能寫成：inta=b=c=3;inta=1,b=2,c=3;

//定義a、b、c三個整型變量，并賦不同的初值inta=3,b=3,c=3;

//定義a、b、c三個整型變量，并賦相同的初值3練習：【例1.10】變量的初始化和輸出。1.2.6常變量1.2數(shù)據的基本類型及其表現(xiàn)形式

練習：【例1.11】常變量的初始化與輸出。

在定義變量并對變量初始化時，如果加上關鍵字const，則變量的值在程序運行期間不再改變，這種變量稱為常變量（constantvariable），也稱為只讀變量。例如：constinta=5;

//用const聲明整型變量a為常變量，其值始終是51.3運算符及表達式

1.3.1算術運算符及其表達式1.3.2強制類型轉換運算符及其表達式1.3.3賦值運算符及其表達式1.3.4關系運算符及其表達式1.3.5邏輯運算符及其表達式1.3.6位運算符及其表達式1.3.7

逗號運算符及其表達式1.3.1算術運算符及其表達式1、基本的算術運算符1.3運算符及表達式

（2）-

減法運算符，或負值運算符，如7-2、-4

（1）+

加法運算符，或正值運算符，如2+3、+5

（4）/

除法運算符，如5/2、5.0/2

（3）*乘法運算符，如2*3

（5）%模運算符，或稱求余運算符，%兩側均應為整型數(shù)據，如5%2的值為1

說明：

【例1.12】將三位十進制整數(shù)的百位數(shù)、十位數(shù)和個位數(shù)分離。#include<stdio.h>intmain(void){inta=123;

intb,c,d;//3個變量分別存放個位數(shù)、十位數(shù)和百位數(shù)

b=a%10;//獲得個位數(shù)

a=a/10;//右移1位，變量a的值更新為12

c=a%10;//獲得十位數(shù)

a=a/10;//右移1位，變量a的值更新為1

d=a%10;//獲得百位數(shù)

printf("123的百位數(shù)=%d\n",d);//輸出百位數(shù)

printf("123的十位數(shù)=%d\n",c);//輸出十位數(shù)

printf("123的個位數(shù)=%d\n",b);//輸出個位數(shù)}1.3.1算術運算符及其表達式1、基本的算術運算符1.3運算符及表達式

練習：【例1.13】將一個正整數(shù)倒序輸出。【例1.14】不同類型數(shù)據之間的混合運算。自增運算符++：使變量的值自增1，相當于i=i+1。自減運算符--：使變量的值自減1，相當于i=i-1。有以下4種形式的表達式：

i++

表達式先用i的值，然后對i的值加1（先用后加）

++i

先對i的值加1，然后表達式用i加1的值（先加后用）--i

先對i的值減1，然后表達式用i減1的值（先減后用）

i--

表達式先用i的值，然后對i的值減1（先用后減）1.3.1算術運算符及其表達式2、自增、自減運算符1.3運算符及表達式

可見，由自增（自減）運算符構成不同形式的表達式時，對變量而言，自增1（自減1）都具有相同的效果，但對表達式而言卻有著不同的值。1.3.1算術運算符及其表達式2、自增、自減運算符【例1.15】自增、自減運算符的應用。1.3運算符及表達式

說明：

（1）自增、自減運算符只能用于變量，不能用于常量或表達式。如5++或(a+b)++都是不合法的。（2）自增、自減運算符常用在循環(huán)語句中，使循環(huán)變量自動加1、減1，這將在后續(xù)單元中學習。#include<stdio.h>intmain(void){int

i=3,j=3,k=3,x=3;

printf("%d\t",i++);printf("i=%d\n",i);

printf("%d\t",++j);printf("j=%d\n",j);

printf("%d\t",k--);printf("k=%d\n",k);

printf("%d\t",--x);printf("x=%d\n",x);}3、算術表達式和運算符的優(yōu)先級與結合性1.3.1算術運算符及其表達式1.3運算符及表達式

算術表達式：用算術運算符和括號將運算對象（常量、變量或表達式）連接起來的、符合C語法規(guī)則的式子。例如：a+b*c-5/2+'a'。C語言規(guī)定了運算符的優(yōu)先級和結合性。在表達式求值時，先按運算符的優(yōu)先級高低次序執(zhí)行，例如：x-y*z相當于x-(y*z)。如果在一個運算對象兩側的運算符的優(yōu)先級相同，則按照規(guī)定的“結合方向（結合性）”處理。

算術運算符的結合方向為“自左向右（左結合性）”，即先左后右。因此a+b-c相當于(a+b)-c。附錄C給出了C語言運算符的優(yōu)先級和結合性，供查詢參考。1.3.2強制類型轉換運算符及其表達式1.3運算符及表達式

強制類型轉換表達式的一般形式：(類型標識符)(表達式)例如：

(int)i

將i轉換為整型(int)x+y

將x轉換成整型后，再與y相加(float)(x+y)

將x+y的結果轉換為float型#include<stdio.h>intmain(void){inti;//定義整型變量i

floatx=2.4F;//定義實型變量x，并賦初值

i=(int)x;//將實型變量x強制轉換為int型

printf("x=%f,i=%d\n",x,i);}【例1.16】將實型數(shù)據強制轉換為整型。練習：【例1.17】將整型數(shù)據強制轉換為實型。1、簡單賦值運算符“=”及其表達式1.3.3賦值運算符及其表達式1.3運算符及表達式

簡單賦值表達式的形式：變量=

表達式

賦值表達式中的“表達式”，又可以是一個賦值表達式。賦值運算符是按照“自右向左”的結合順序。

根據附錄C，賦值運算符的優(yōu)先級僅高于逗號運算符，而低于其他運算符。因此賦值表達式a=3*5等價于a=(3*5)，i=a+b等價于i=(a+b)。

賦值表達式“

a=5”的值是5。執(zhí)行運算后，變量a的值也是5?！舅伎肌糠治鱿旅娓髻x值表達式中變量a的值。a=5+(c=7)a=b=c=33a=(b=6)/(c=2)a=(b=2)+(c=5)1273

因此

a=b=5與

a=(b=5)等價。2、復合的賦值運算符及其表達式1.3.3賦值運算符及其表達式1.3運算符及表達式

在簡單賦值運算符“=”之前加上其他運算符，可構成復合的賦值運算符。a*=3等價于a=a*3a-=3等價于a=a-3a*=b+2等價于a=a*(b+2)a+=3等價于a=a+3a/=3等價于a=a/3a%=3等價于a=a%3①a*=b+2②

a*=b+2（將“a*”移到“=”右側）③a=a*

(b+2)

（在“=”左側補上變量名a，并對b+2外加括號）練習：【例1.18】復合賦值運算符的使用。3、類型轉換

如果賦值運算符“=”兩側的數(shù)據類型不一致，但同為數(shù)值型數(shù)據，在賦值時，系統(tǒng)會自動進行類型轉換。下面介紹3種常見的情況。1.3.3賦值運算符及其表達式（1）將整型數(shù)據賦給整型變量1.3運算符及表達式

【例1.19】將無符號整型數(shù)據賦給有符號整型變量。正數(shù)變成了負數(shù)

#include<stdio.h>intmain(void){

unsignedchara=255;

signedcharb;b=a;printf("a=%d\n",a);printf("b=%d\n",b);}3、類型轉換1.3.3賦值運算符及其表達式

如果賦值運算符“=”兩側的數(shù)據類型不一致，但同為數(shù)值型數(shù)據，在賦值時，系統(tǒng)會自動進行類型轉換。下面介紹3種常見的情況。（1）將整型數(shù)據賦給整型變量1.3運算符及表達式

【例1.20】將有符號整型數(shù)據賦給無符號整型變量。負數(shù)變成了正數(shù)

#include<stdio.h>intmain(void){

signed

chara=-1;

unsignedcharb;b=a;printf("a=%d\n",a);printf("b=%d\n",b);}3、類型轉換1.3.3賦值運算符及其表達式

如果賦值運算符“=”兩側的數(shù)據類型不一致，但同為數(shù)值型數(shù)據，在賦值時，系統(tǒng)會自動進行類型轉換。下面介紹3種常見的情況。（1）將整型數(shù)據賦給整型變量1.3運算符及表達式

【例1.21】將短字節(jié)整型數(shù)據賦給長字節(jié)整型變量。無誤#include<stdio.h>intmain(void){

unsignedchar

a=255;

unsignedint

b;b=a;printf("a=%d\n",a);printf("b=%d\n",b);}3、類型轉換1.3.3賦值運算符及其表達式

如果賦值運算符“=”兩側的數(shù)據類型不一致，但同為數(shù)值型數(shù)據，在賦值時，系統(tǒng)會自動進行類型轉換。下面介紹3種常見的情況。（1）將整型數(shù)據賦給整型變量【例1.22】將長字節(jié)整型數(shù)據賦給短字節(jié)整型變量。1.3運算符及表達式

有誤！如何解決？#include<stdio.h>intmain(void){

unsignedchar

a=255,b=1;

unsignedchar

c;c=a+b;printf("a=%d\n",a);printf("b=%d\n",b);printf("c=%d\n",c);}3、類型轉換1.3.3賦值運算符及其表達式

如果賦值運算符“=”兩側的數(shù)據類型不一致，但同為數(shù)值型數(shù)據，在賦值時，系統(tǒng)會自動進行類型轉換。下面介紹3種常見的情況。（2）將實型數(shù)據賦給整型變量【例1.23】將實型數(shù)據賦給整型變量。1.3運算符及表達式

只取了整數(shù)部分#include<stdio.h>intmain(void){

floata=1234.567F;

intb;b=a;printf("a=%f\n",a);printf("b=%d\n",b);}3、類型轉換1.3.3賦值運算符及其表達式1.3運算符及表達式

數(shù)值不變，但變成了實數(shù)

如果賦值運算符“=”兩側的數(shù)據類型不一致，但同為數(shù)值型數(shù)據，在賦值時，系統(tǒng)會自動進行類型轉換。下面介紹3種常見的情況。（3）將整型數(shù)據賦給實型變量【例1.24】將整型數(shù)據賦給實型變量。

通過上述例題可以看出，在賦值運算中，需要根據數(shù)據的類型和數(shù)值的范圍為變量指定合適的類型，必要時還需要借助強制類型轉換運算符，以防出錯。

#include<stdio.h>intmain(void){

inta=1234;

floatb;b=a;printf("a=%d\n",a);printf("b=%f\n",b);}1.3.4關系運算符及其表達式1、關系運算符及其優(yōu)先級次序

優(yōu)先級相同（高）優(yōu)先級相同（低）③>大于①<小于②<=小于或等于⑥!=不等于④>=大于或等于⑤==等于

關系運算符的優(yōu)先級低于算術運算符，高于賦值運算符。a=b>c等價于

a=(b>c)例如：

c>a+b等價于

c>(a+b)a==b<c等價于

a==(b<c)a>b==c等價于

(a>b)==c1.3運算符及表達式

2、關系表達式1.3.4關系運算符及其表達式1.3運算符及表達式

用關系運算符將兩個表達式連接起來的式子，稱為關系表達式。a+b>c+d(a=3)>(b=5)'a'<'b'a==3例如：a>ba!=3

關系表達式的值是一個邏輯值：“真”或“假”。例如關系表達式“5==3”的值為“假”，“5>=0”的值為“真”。

關系運算結果，以“1”代表“真”，以“0”代表“假”。關系表達式邏輯值（真、假）關系表達式的值（1、0）a>ba>b+ca!=b+ca>b>c若a=3，b=2，c=1，則：真假假假1000練習：【例1.25】考察關系表達式的值。1.3.5邏輯運算符及其表達式1、邏輯運算符及其優(yōu)先級次序

1.3運算符及表達式

假③!邏輯非①&&邏輯與②||邏輯或

邏輯運算的真值表aba&&ba||b!a真真真假假真假假真真假真假真假假真!a==b||c<d等價于a>b&&c>d等價于a+b>c&&x+y<d等價于幾種運算符的優(yōu)先級次序如右圖所示：！（非）

高算術運算符關系運算符&&和||賦值運算符低(a+b)(>c)(x+y)(<d)&&(a>b)(c>d)&&(!a)(==b)||(c<d)2、邏輯表達式的值

1.3.5邏輯運算符及其表達式1.3運算符及表達式

C語言規(guī)定，參與邏輯運算的操作數(shù)以非0代表“真”，以0代表“假”。邏輯表達式的值，即邏輯運算結果，以數(shù)值1代表“真”，以0代表“假”。例如：（1）若a=3，則!a的值：（4）'a'&&'b'的值：（2）若a=3，b=4，則a&&b的值：（3）3&&0||-4的值：0111在邏輯表達式的求解過程中，有時并非所有的運算都被執(zhí)行。

例如：

（1）a&&b：只有當a為真（非0）時，才需要判斷b的值。只要a為假，就不必判斷b的值，此時整個表達式已確定為假。（2）a||b：只要a為真（非0），就不必判斷b的值。只有a為假，才判斷b。【思考與練習】

1.3.5邏輯運算符及其表達式1.3運算符及表達式

分別寫出下列數(shù)學表達式對應的C語言表達式：

（1）80≤i＜89

（2）i＜0或i≥100

（3）i≠0i>=80&&i<89i<0||

i>=100i!=0練習：【例1.26】考察邏輯表達式的值。1.3.6位運算符及其表達式1.3運算符及表達式

位運算符含義&按位與|按位或^按位異或~按位取反<<左移>>右移說明：1）位運算符中除“~”以外，均為二目運算符，即要求兩側各有一個運算量。

2）運算量只能是整型或字符型數(shù)據，不能是實型數(shù)據。

在嵌入式軟件設計中，經常用到位運算符：對二進制位進行運算。例如，0x23與0x45按位與：00100011（0x23）

&)01000101（0x45）0&0=0，0&1=0，1&0=0，1&1=11、“按位與”運算符（&）00000001（0x01）1.3.6位運算符及其表達式1.3運算符及表達式

特殊用途：“與0清零、與1保留”——可對數(shù)據的某些位清零，某些位保留不變。例如，將0x23的高4位清零，低4位保留不變。00100011（0x23）

&)00001111（0x0f）0000

0011

（0x03）2、“按位或”運算符（|）1.3.6位運算符及其表達式1.3運算符及表達式

例如，0x23與0x45按位或：00100011（0x23）

|)01000101（0x45）

特殊用途：“或1置1、或0保留”——可對數(shù)據的某些位置1，某些位保留不變。0|0=0，0|1=1，1|0=1，1|1=1例如，將0x23的高4位置1，低4位保留不變。00100011（0x23）

|)11110000（0xf0）01011101（0x67）1111

0011

（0xf3）例如，0x23與0x45按位異或：00100011（0x23）

^)01000101（0x45）

特殊用途：“異或1取反（0變1，1變0），異或0保留”——可對數(shù)據的某些位取反，某些位保留不變。例如，將0x23的高4位取反，低4位保留不變。00100011（0x23）

^)11110000（0xf0）3、“按位異或”運算符（^）01011100（0x66）1101

0011

（0xd3）兩者相異為1，相同為0。0^0=0，0^1=1，1^0=1，1^1=0

1.3.6位運算符及其表達式1.3運算符及表達式

4、“按位取反”運算符（~）對一個二進制數(shù)按位取反：0變1，1變0。

例如，0x55按位取反：01010101（0x55）~)↓

10010110（0xaa）1.3.6位運算符及其表達式1.3運算符及表達式

5、“左移”運算符（<<）

用來將一個數(shù)的各二進制位全部左移若干位。例如：

a<<3，表示將a的二進制數(shù)左移3位，高位溢出后丟棄，低位補0。1.3.6位運算符及其表達式1.3運算符及表達式

6、“右移”運算符（>>）

用來將一個數(shù)的各二進制位全部右移若干位。例如：

a>>3，表示將a的二進制數(shù)右移3位，低位溢出后丟棄，對于無符號數(shù)，高位補0。1.3.6位運算符及其表達式1.3運算符及表達式

1.3.6位運算符及其表達式【例1.27】位運算符使用。1.3運算符及表達式

可以看出，3個變量a、b、c的值在參與位運算的過程中并未發(fā)生改變。

#include<stdio.h>intmain(void){

unsignedchara,b,c,r1,r2,r3,r4,r5,r6;a=0x23;b=0x45;

c=0x55;r1=a&b;r2=a|b;r3=a^b;r4=~c;r5=a<<3;r6=a>>3;

//以十六進制形式輸出變量的值printf("a=0x%x,b=0x%x,c=0x%x\n",a,b,c);printf("a&b=0x%x\n",r1);printf("a|b=0x%x\n",r2);printf("a^b=0x%x\n",r3);printf("~c=0x%x\n",r4);printf("a<<3=0x%x\n",r5);printf("a>>3=0x%x\n",r6);}【例1.29】利用位運算符實現(xiàn)對8位寄存器R和對16位寄存器R'的位操作

。1.3.6位運算符及其表達式1.3運算符及表達式

1.3.7逗號運算符及其表達式1.3運算符及表達式

逗號表達式的一般形式：表達式1,表達式2

逗號運算符的結合性是“從左至右”。求解過程：先求解表達式1，再求解表達式2。整個逗號表達式的值是表達式2的值。

例如，逗號表達式“2+3,3+5”的值是8。

【思考】

表達式“a=2*3,a*5”的值是多少？

30C語言中，在所有運算符中，逗號運算符的優(yōu)先級最低。

逗號表達式的擴展形式：表達式1,

表達式2,表達式3,

…,表達式n整個逗號表達式的值等于表達式n的值。練習：【例1.30】考察逗號表達式的值。教學內容： 第1章：C語言語法基礎第2章：C程序設計基礎第3章：利用數(shù)組處理同類型的批量數(shù)據第4章：利用函數(shù)實現(xiàn)模塊化程序設計第5章：靈活使用指針第6章：結構體、共用體、枚舉類型及其應用第7章：常用的三種線性數(shù)據結構第8章：利用文件進行數(shù)據管理第9章：嵌入式技術基礎實踐方法C語言程序設計第2章C程序設計基礎【學習內容】2.1預備知識

2.2順序結構程序設計

2.3選擇結構程序設計

2.4循環(huán)結構程序設計

2.5預處理命令2.6三種結構程序設計的綜合應用【學習目標】1．熟悉算法及其表示方法；

2．熟悉C語句及其分類；

3．掌握數(shù)據輸入輸出函數(shù)的應用方法；

4．掌握順序、選擇、循環(huán)3種結構程序設計方法；

5．掌握預處理命令的應用方法。

本章首先介紹程序設計的預備知識，然后詳細介紹順序結構、選擇結構和循環(huán)結構這3種基本結構的程序設計方法，最后給出預處理命令的應用方法。

計算機程序

=數(shù)據結構

+算法

+程序代碼2.1預備知識2.1.1算法及流程圖表示1、算法的概念

為解決問題而采用的方法和步驟稱為算法。對于同一個問題可以有不同的算法，應盡量選擇占用內存小、執(zhí)行速度快的算法。2、算法的5個特征

（1）有窮性：一個算法應包含有限的操作步驟，且每個步驟都能在有限時間內完成。

（2）確定性：算法中的每一個步驟都應該是確定的，而不應模糊和具有二義性。

（3）可行性：算法的每一個步驟都是切實可行的。

（4）有輸入：一個算法可有零個或多個輸入。

（5）有輸出：一個算法必須有一個或多個輸出。3、算法的流程圖表示

常用的算法表示方法：自然語言描述法、流程圖法、計算機語言描述法。在此，只介紹最常用的流程圖法。2.1.1算法及流程圖表示2.1預備知識2.1.2程序的三種基本結構1、順序結構

按照程序語句書寫的順序一步一步依次執(zhí)行。

2.1預備知識

根據條件判斷的結果，從多種路徑中選擇其中的一種路徑執(zhí)行。

2、選擇結構

將一組操作重復執(zhí)行多次。有“當型”和“直到型”兩種循環(huán)結構。

2.1.2程序的三種基本結構3、循環(huán)結構2.1預備知識當型循環(huán)結構

先判斷后執(zhí)行直到型循環(huán)結構

先執(zhí)行后判斷1、聲明語句：對變量、函數(shù)、類型（如結構體等類型）等進行聲明例如：

變量聲明語句：inta,b,s;

變量聲明語句：inti=3,j=3,k=3,x=3;函數(shù)聲明語句：intadd(intx,inty);在C語言中，分號是語句的結束標志。C語句分為6類。2.1.3C語句分類2、表達式語句例如：

a=3（賦值表達式）

a=3;

（賦值語句）i++（自增1表達式）i++;

（自增1語句）2.1預備知識3、函數(shù)調用語句：函數(shù)調用表達式加分號例如：

printf("ThisisamyfirstProgram.\n");

add(a,b);

2.1.3C語句分類4、控制語句：控制程序的流程（1）條件語句：if語句、switch語句（3）轉向語句：break語句、continue語句、return語句、goto語句（2）循環(huán)語句：while語句、do…while語句、for語句2.1預備知識

把多條語句用花括號括起來組成的一個語句，稱為復合語句。例如：5、復合語句2.1.3C語句分類2.1預備知識

例如：下面的for循環(huán)體是空語句，在嵌入式軟件設計中常用作軟件延時。

for(i=10000;i>0;i--) {

;

//空語句

}6、空語句：只有一個分號，什么也不執(zhí)行2.2順序結構程序設計1、數(shù)據輸入輸出的在C語言中的實現(xiàn)2.2.1數(shù)據輸入輸出函數(shù)

（1）從計算機內存向輸出設備傳送數(shù)據稱為輸出，從輸入設備向計算機內存?zhèn)魉蛿?shù)據稱為輸入。

（2）C語言本身不提供輸入輸出語句，而在C標準函數(shù)庫中提供了一些輸入輸出函數(shù)，例如printf函數(shù)和scanf函數(shù)，分別用于數(shù)據的輸出和輸入。

（3）使用標準輸入輸出庫函數(shù)時，要用預處理命令#include將其對應的頭文件“stdio.h”包含到源文件中： #include<stdio.h>或

#include"stdio.h"2.2順序結構程序設計2、字符輸出函數(shù)——putchar()

一般形式：putchar(c)

●向顯示器輸出字符變量c對應的字符。2.2.1數(shù)據輸入輸出函數(shù)【例2.1】輸出一個字符

。#include

<stdio.h>

//包含輸入輸出庫函數(shù)頭文件intmain(void){chara,b,c,d;

a='N';b='U';c='A';d='A';

putchar(a);putchar(b);putchar(c);putchar(d);putchar('\n');

//在屏幕上顯示字符}2.2順序結構程序設計3、字符輸入函數(shù)——getchar()

通常將鍵盤上輸入的字符賦給一個字符變量，構成賦值語句。如：

charc; c=getchar();2.2.1數(shù)據輸入輸出函數(shù)

注意：getchar函數(shù)只能接收一個字符，輸入數(shù)字也按字符處理。輸入多個字符時，計算機只接收第一個字符?！纠?.2】從鍵盤輸入一個字符，并在顯示屏顯示

。#include<stdio.h>

//包含輸入輸出庫函數(shù)頭文件intmain(void){

charc;printf("請輸入一個字符:");//原樣輸出一串字符，增加人機互動性

c=getchar();

//從鍵盤輸入一個字符

putchar(c);

//在屏幕上顯示輸入的字符putchar('\n');

//換行

}putchar(getchar());//在屏幕上顯示輸入的字符

2.2順序結構程序設計4、格式輸出函數(shù)——printf()●向顯示器輸出若干個任意類型的數(shù)據。2.2.1數(shù)據輸入輸出函數(shù)一般形式：printf(格式控制字符串，輸出列表)例如： printf("%d,%c\n",i,c)

②原樣輸出的字符，在顯示中起提示作用。（2）輸出列表：是需要輸出的一些數(shù)據，可以是常量、變量或表達式。

多個數(shù)據之間要用逗號隔開。

括號內包含兩部分：（1）格式控制字符串：由雙撇號括起來的一個字符串，它包含兩種信息。

①由%開頭的格式符，用于指定數(shù)據的輸出格式。例如，%d：以十進制形式輸出帶符號整數(shù)；%c：輸出單個字符；%x：以十六進制形式輸出無符號整數(shù)；%s：輸出字符串；%f：以小數(shù)形式輸出實數(shù)；%e：以指數(shù)形式輸出實數(shù)。

使用printf函數(shù)時，要求格式控制字符串中必須含有與輸出項一一對應的格式符，并且類型要匹配。printf函數(shù)也可以沒有輸出項。2.2順序結構程序設計4、格式輸出函數(shù)——printf()2.2.1數(shù)據輸入輸出函數(shù)#include<stdio.h>//包含輸入輸出庫函數(shù)頭文件intmain(void){inta=5,b=-1;floatc=1.2;

chard='a';printf("a=%d,b=%d,c=%f,d='%c'\n",a,b,c,d);//依次按指定的格式將多個數(shù)據輸出

printf("字母a的ASCII碼:%d\n",d);//以十進制格式輸出字母a的ASCII碼printf("字母a的ASCII碼:%x\n",d);//以16進制格式輸出字母a的ASCII碼printf("輸出字符串:%s\n","CHINA");//輸出字符串"CHINA"printf("今年的增長率=");//原樣輸出一串字符printf("50%%\n");//輸出50%}【例2.3】printf函數(shù)使用：格式化輸出數(shù)據。練習：【例2.4】printf函數(shù)的使用：指定輸出寬度、小數(shù)位數(shù)和左端對齊。2.2順序結構程序設計5、格式輸入函數(shù)——scanf()2.2.1數(shù)據輸入輸出函數(shù)

一般形式：scanf(格式控制字符串，地址列表)

作用：按用戶指定的格式從鍵盤把數(shù)據輸入到指定的變量地址中。

地址列表：由若干個地址組成的列表。變量的地址：地址運算符“&”后跟變量名。多個地址之間要用逗號隔開。

格式控制字符串的作用與printf函數(shù)類似。例如，%d：以十進制形式輸入帶符號整數(shù)；%c：輸入單個字符；%x：以十六進制形式輸入無符號整數(shù)；%s：輸入字符串；%f（%lf）：以實數(shù)形式輸入單精度（雙精度）實數(shù)。2.2順序結構程序設計5、格式輸入函數(shù)——scanf()2.2.1數(shù)據輸入輸出函數(shù)【例2.5】用scanf函數(shù)輸入多個數(shù)值數(shù)據。#include<stdio.h>//包含輸入輸出庫函數(shù)頭文件intmain(void){inti,j;

floatk;

doublex;

printf("請輸入兩個整數(shù)和兩個實數(shù):\n");//提示輸入4個數(shù)據

scanf("%d%d%f%lf",&i,&j,&k,&x);//輸入4個數(shù)據分別賦給4個變量

printf("%d,%d,%f,%f\n",i,j,k,x);//將4個變量的數(shù)值輸出}

說明：用scanf函數(shù)一次輸入多個數(shù)值或多個字符串時，在兩個數(shù)據之間可用空格或換行符或Tab符作分隔。①用空格作分隔

②用換行符作分隔③用Tab符作分隔2.2順序結構程序設計5、格式輸入函數(shù)——scanf()2.2.1數(shù)據輸入輸出函數(shù)

當輸入數(shù)據的類型與scanf函數(shù)中的格式符指定的類型不一致時，系統(tǒng)認為該數(shù)據結束?！纠?.6】scanf函數(shù)輸入多個不同類型的數(shù)據

。#include<stdio.h>intmain(void){ inti;charj; floatk;printf("請輸入1個整數(shù)、1個字符和1個實數(shù):\n");

//提示輸入3個數(shù)據

scanf("%d%c%f",&i,&j,&k);//輸入3個數(shù)據分別賦給變量i、j、k

printf("%d,%c,%f\n",i,j,k);//將變量i、j、k的數(shù)據輸出

}2.2順序結構程序設計5、格式輸入函數(shù)——scanf()2.2.1數(shù)據輸入輸出函數(shù)#include<stdio.h>intmain(void){chari,j,k;

printf("請輸入3個字符:\n");//提示輸入3個數(shù)據

scanf("%c%c%c",&i,&j,&k);//輸入3個數(shù)據分別賦給變量i、j、k

printf("%c,%c,%c\n",i,j,k);//將變量i、j、k的數(shù)據輸出}用scanf函數(shù)輸入字符時，系統(tǒng)將輸入的空格、換行符作為有效字符?！纠?.7】scanf函數(shù)輸入多個字符。2.2順序結構程序設計2.2.2順序結構程序設計應用【例2.9】將輸入的兩個整數(shù)交換，然后再輸出這兩個整數(shù)。ABABABAB

兩名同學互換位置，如何實現(xiàn)？

需要借助一個臨時變量實現(xiàn)兩數(shù)的交換。//==================================//程序功能：輸入兩個整數(shù)，交換后再輸出。//設計日期：2020-03-25//==================================#include<stdio.h>//包含頭文件intmain(void){intx,y,t;//定義三個變量

printf("請輸入兩個整數(shù)(用空格隔開):");

scanf("%d%d",&x,&y);//輸入兩個數(shù)據給x和y

t=x;x=y;y=t;//將數(shù)x和y交換

printf("將輸入的兩個整數(shù)交換之后：");

printf("%d%d\n",x,y);//輸出x和y兩個數(shù)}2.2順序結構程序設計【例2.10】從鍵盤輸入一個雙精度型實數(shù)，然后根據需要保留的小數(shù)點后的位數(shù)進行四舍五入處理，最后輸出該實數(shù)處理后的數(shù)值。#include<stdio.h>#include<math.h>

//包含數(shù)學函數(shù)庫頭文件intmain(void){

//（1）定義變量

doublei,j;intn;

//（2）輸入相關的數(shù)據

printf("請輸入一個實數(shù)：");

scanf("%lf",&i);

printf("請輸入保留小數(shù)點后的位數(shù)：");

scanf("%d",&n);

//（3）進行四舍五入運算

j=i*pow(10,n);j=j+0.5;

j=(int)j;

j=j/pow(10,n);

//（4）輸出處理后的實數(shù)值

printf("%f\n",j);}2.2.2順序結構程序設計應用2.3選擇結構程序設計

選擇結構程序：根據不同的條件，執(zhí)行不同的語句（根據不同的條件選擇不同的道路）。兩種選擇語句：if語句和switch語句。1、if語句的3種形式

（1）if基本形式if(表達式)語句#include<stdio.h>intmain(void){inti;

printf("請輸入一個整數(shù):");

scanf("%d",&i);

if(i>=0)printf("該數(shù)為非負數(shù).\n");}2.3.1if語句及應用【例2.11】用if語句判斷輸入數(shù)據的正負。2.3選擇結構程序設計#include<stdio.h>intmain(void){ inti;

printf("請輸入一個整數(shù):");

scanf("%d",&i);

if(i>=0)printf("該數(shù)為非負數(shù).\n");

elseprintf("該數(shù)為負數(shù).\n");}1、if語句的3種形式

2.3.1if語句及應用if(表達式)語句1else語句2（2）if…else基本形式【例2.12】用if…else語句判斷輸入數(shù)據的正負。練習：【例2.13】判斷輸入的數(shù)據是否為0?！纠?.14】判斷輸入的兩個數(shù)據是否有0。2.3選擇結構程序設計1、if語句的3種形式

2.3.1if語句及應用（3）if…else嵌套形式——用于解決多分支問題說明：注意if與else的配對關系。else總是與它上面最近的未配對的if配對。2.3選擇結構程序設計

虛線左側的嵌套結構，還可寫成虛線右側的更加緊湊的形式。1、if語句的3種形式

2.3.1if語句及應用（3）if…else嵌套形式——用于解決多分支問題2.3選擇結構程序設計1、if語句的3種形式

2.3.1if語句及應用（3）if…else嵌套形式——用于解決多分支問題【例2.15】根據符號函數(shù)，編程實現(xiàn)輸入一個x值，輸出y值。#include<stdio.h>intmain(void){intx,y;

printf("請輸入x的值：");

scanf("%d",&x);

printf("x=%d,y=%d\n",x,y);}if(x<0)y=-1;elseif(x==0)y=0;elsey=1;i