C语言第2章基本数据类型与表达式.ppt

C语言第二章C语言的基本数据类型与表达式 2 1C语言字符集 标识符与关键字 2 1 1C语言字符集 C语言和其他语言一样 它的基本字符集包括有英文字母 阿拉伯数字以及其他一些符号 具体归纳如下 英文字母 大小写各26个 共计52个 阿拉伯数字 0到9 共计10个 下划线 其他特殊符号 主要指运算符 运算符通常由一至两个特殊符号组成 特殊符号集如下 2 1 2标识符 用户为程序中的变量 常量 数组 函数 文件和类型等数据所起的名字称为标识符 标识符是字母 下划线和数字的排列 但必须用字母或下划线 开头 大小写字母含义不同 如count Count COUNT是三个不同的标识符 标识符不能和C语言的关键字相同 也不能和用户编制的函数或C语言库函数同名 TurboC2 0对于标识符的规定最长可允许32个字符 合法标识符 22A lea 1 avg3 day ABCde43xyw8不合法标识符 M J YORK 238 xy a b 8Tea 2 1 3关键字 关键字 又称保留字 是一种语言中规定具有特定含义的标识符 C语言可使用以下32个关键字 注 C语言的关键字都是小写的 2 2C语言的基本数据类型 C数据类型丰富 分为 基本类型 构造类型 指针类型 空类型 整型 字符型 实型 单精度 双精度 数组 结构体 共用体 数据有常量 变量之分 均为其中一种类型 枚举 数据类型 通常将数组类型 结构体类型 共用体类型和指针类型又统称为复杂类型 有的教材将枚举类型也归为复杂类型 基本类型是复杂类型的元素类型 其前面可以加各种修饰符 用来修改基本类型的含义 以便更准确地适应各种情况的需求 修饰符signed short long和unsigned适用于字符和整数两种基本类型 而long还可用于double类型 表2 1列出C所支持的数据类型 表2 2列出基本类型的修饰符 表2 1TurboC所支持的基本数据类型 表2 2基本数据类型的修饰符 2 2 2整型变量 一 分类 分为四种 基本型 短整型 长整型 无符号型 2 短整型 用 shortint 或 short 表示 3 长整型 用 long 或 longint 表示 1 基本型 用 int 表示 4 无符号型 修饰符 unsigned 不存放符号 则不带符号数 又分无符号整型 无符号短整型 无符号长整型 分别以unsignedint unsignedshort和unsignedlong表示 整型数据有 十进制整数 八进制整数和十六进制三种形式 1 十进制整数的表示与数学上的表示相同 如 256 321 0 2 八进制整数的表示以数字0开头 如 0234表示八进制整数 234 8 所对应的十进制数为2 82 3 81 4 80 156 3 十六进制整数的表示以0 x开头 如 0 x234表示十六进制整数 234 16 注意 十六进制数前导字符0 x x前面是数字0 在一个整型数据后面加一个字母l或L 则认为是longint型量 长整型 如342L 0L 78L等 2 2 3实数类型 实数类型的数据即实型数据 又称之为浮点型数据 TurboC的实型数据又分为单精度型 float 和双精度型 double 两种 它们所占内存字节数及取值范围见表2 1 在C语言程序设计中 实型数据有两种表达形式 1 十进制数形式 如 5 734 0 273 8 224等 2 指数形式 如 546E 3或546E3都代表546 103 在一般系统中 一个float型数据在内存中占4个字节 一个double型数据占8个字节 单精度实数提供了7位有效数字 双精度实数提供15位有效数字 2 2 4字符类型 字符类型的数据即指字符型数据 它可分为字符和字符串两种 C语言的字符表示是用单引号括起来的一个字符 如 A y 等 注意 e 和 E 是不同的字符量 用反斜杠开头 引导的一个字符或一个数字序列也可表示字符量 反斜杠引导的字符称转义字符 其意思是将反斜杠 后面的字符转变成另外的意义 常用的以 开头的特殊字符如表2 3所示 在C语言中 字符串是用一对双引号括起来的字符序列 如 SHANGHAI AbcdeFGHijk Howareyou 注意 a 和 a 是不同的 一个是字符量 a 一个是字符串量 a 字符型数据类型标识符为char 字符型数据在内存中占一个字节 2 3常量与变量 2 3 1常量与符号常量 C语言的数据有常量和变量之分 常量 程序运行过程中不能被改变的量 一般的数据显式写法均表示常量 如程序中 20 整型常量15 8 实型常量 a 字符常量 例 definePRICE30main intnum total num 10 total num PRICE printf total d total 还可用一个符号表示一个常量 符号常量 符号常量 一般用大写 以区分变量 再如 3 1415629 definePAI3 1415629 definePRICE30 字符型常量可分为字符常量和字符串常量 其表示归纳如下 C语言的常量 直接常量 符号常量 标识符定义 字符型常量 数值常量 1 整型常量 C语言整型常量可以写成十进制 八进制 十六进制三种形式 合法的整型常量举例如下 256 75 0 十进制整型常量 0237 045 0621 八进制整型常量 用数字0作前导 0 x28AF 0 xED4 十六进制整型常量 用数字0与x作前导 435L 350L不合法的整型常量举例如下 096 9非八进制数码 48EA 十六进制数缺前导字符0 x 0 xK K不是十六进制字符 2 实型常量 实型常量只能用十进制形式表示 不能用八进制和十六进制形式表示 实型常量有两种表示方法 十进制小数形式和指数形式 用指数形式表示小数时 字母E或e之前必须有数字 且E或e后面的指数必须为整数 如 28 76 564 03 123e3 2 34E 8 15 78E 2都是合法的实型常量 而6 4E 4 8 E9 E 7都是不合法的实型常量 3 字符常量 C语言的字符常量是用单撇号括起来的一个字符 如 x n 101 都是合法的字符常量 字符数据在内存中是以ASCII码存储 它的存储形式与整数的存储形式类似 因此可以通用 例如 includemain charc1 c2 c1 97 c2 98 printf c c n c1 c2 printf d d n c1 c2 在程序中我们将整数97和98分别赋给c1和c2 它的作用相当于以下两个赋值语句 c1 a c2 b 运行时输出结果如下 a b97 98 4 字符串常量 C语言没有专门的字符串类型变量 但有字符串常量 字符串常量是由一对双撇号括起来的字符序列 如 changsha centralsouthuniversity ab 都是合法的字符串常量 不要将字符常量与字符串常量混淆 如 a 是字符常量 a 是字符串常量假设c被指定为字符常量 charc c a 是正确的 而c a 是错误的 c CHINA 也是错误的 5 符号常量 在C语言中可以用标识符定义一个常量 其一般定义格式如下 define标识符常量数据例如 defineMAX1000 defineMIN10 definePI3 14159 defineEND 符号常量一般用大写字符表示 2 3 2变量与变量定义 变量是以某标识符为名字 在程序运行过程中 其值是可以改变的量 在C语言程序中 所有的变量必须加以说明 没有任何隐含的变量 变量说明主要是指出变量的名称 确定变量的数据类型 在C语言程序中 变量必须 先定义 后使用 1 变量定义语句 变量定义语句的一般格式为 类型标识符变量名1 变量名2 变量可以在程序的三种地方定义 函数内部 所有函数的外部和函数的参数定义中 由此定义的变量对应地称为局部变量 全程变量和形式参数 例如 inti j k 定义三个整型变量 floatxl yl 定义两个单精度型变量 charprofit loss 定义两个字符型变量 为了方便使用 变量名在定义时可以赋初值 如 inta 5 b 8 c floatx1 6 27 x2 x3 5 94 注意 1 在同一程序中变量名不允许被重复定义 如 intx y z floata b x 变量名x被重复定义 不允许 2 大写字母和小写字母被认为是两个不同的字符 如 sum和SUM是两个不同的变量名 3 凡未被定义的标识符 不得作为变量名使用 2 变量赋初值 变量使用 赋初值 例如 intx 3 2E5 a 15 6 例 main intx y z w 定义x y z w为整型变量 unsignedintk 定义k为无符号整型变量 x 10 y 20 k 30 z x k w y k 不同类型的整型变量x y k可运算 printf x k d y k d n z w 程序运行结果为 x k 40 y k 10 例 大小写字母的转换 main charc1 c2 定义字符型变量c1 c2 c1 a c2 b c1 c2赋初值 c1 c1 32 c2 c2 32 printf c c c1 c2 运行结果为 AB两个小写字母a b通过c1 c1 32以及c2 c2 32转换成了大写字母A和B输出 3 变量的作用域 按作用域的不同 变量分为局部变量和全局变量 在函数内部说明的变量称为局部变量 局部变量仅由其被定义的模块内部的语句所访问 全局变量又称全程变量或外部变量 全局变量贯穿整个程序 并且可被任何一个模块使用 2 4运算符与表达式 C语言的运算符归纳如下 1 算术运算符 2 关系运算符 3 逻辑运算符 4 位运算符 5 赋值运算符 及其扩展赋值运算符 6 条件运算符 7 逗号运算符 8 指针运算符 和 9 求字节数运算符sizeof 10 强制类型转换运算符 11 分量运算符 和 12 下标运算符 13 其他 2 4 1算术运算符与算术表达式 1 运算符C语言基本的算术运算符共有5种 它们都是双目运算符 即运算符要求有两个操作数 如 x y x y x y x y x y都采用双目运算 注意 1 要求 运算左右两数必须为整型数据 如7 4的值为3 2 两个整数相除 结果为整数 舍去小数部分 但是 如果除数或被除数中有一个为负值 则舍入的方向是不固定的 如5 3 1 但 5 3在有的机器上得到的结果是 1 有的机器则是 2 多数机器采取 向零取整 的方法 即取整后向零靠拢 即向实数轴的原点靠拢 3 字符型数据可以和数值型数据混合运算 因为字符型数据在计算机内部是用一个字节的整型数表示的 2 算术表达式 1 算术表达式定义用算术运算符和括号将运算对象 也称操作数 连接起来 符合C语言规则的式子 称为算术表达式 运算对象包括常量 变量 函数等 如 a b c d46 2 PI Ra sin x b cos x 都是合法的算术表达式 2 运算符的的优先级与结合性运算符有优先级高低之分 遵循的原则是 先乘除 后加减 若一个运算对象两侧的运算符优先级别相同时 则按规定的 结合方向 处理 算术运算符的结合方向为 自左至右 即先左后右 自左至右的结合方向又称为 左结合性 但有的运算符结合方向为 自右至左 即为 右结合性 如赋值运算符 3 类型转换C语言允许双精度 单精度 整型及字符数据之间混合运算10 a 1 5 8765 1234 b 是允许的 但有一个规则 先转换成同一类型 再计算 double float 高低 图中 表示必定转换 如 a b 先转换为int 结果为int 转换方法 long unsigned int char short 即 既使是同一种类型也按 转换 图中 表示低 高型数据运算时 均先转换为高型 例 10 a i f d e 其中 i intf floatd doublee long 10 a 转为int 结果为int i f 转为double 结果为double 转为double d e 转为double 转为double 则运算时 4 取负值运算符C语言的取负值运算符为 负号 它是一元运算符 如 x b负值运算的优先级高于算术运算符的优先级 如 inta 8 b 6 c 5 y y a b c a c运算顺序应为 y a b c a c 5 自增 自减运算符 设有inti 3 自增1 自减1 则 i i 都会使i变为4 但有区别 i 先使i值 1 再使用i值 i 先使用i值 再使i值 1 j i j 4 i 4 i i 1 j i j i j 3 i 4 j i i i 1 同理 i i 均使i值 1 但 又如 printf i d n i 结果 i 3 若 printf i d n i 结果 i 4 i 先使i值 1 再使用i值 i 先使用i值 再使i值 1 i 3 几点注意 1 和 运算法只能用于变量 不得用于常量和表达式 2 的结合性为从右至左 而一般算术运算符为从左至右 如 如5 a b 均为不合法 i 和 为同一优先级 i 相当于 i 若i 3 则结果为 3 i为4 主要用于循环变量自增或自减 3 自增与自减运算符优先级高于算术运算符优先级 而与负值 运算符同级 如 i 2 j i 是同级优先关系 按从右至左结合方向 表达式 i 相当于 i 1 要慎用 运算符 6 有关表达式使用中的问题说明 则 先对i进行3次自加 为6 然后三个i相加为18 而i为6 如 表达式 i i i i 3 一般认为 从左至右 3 4 5 12 i 6 但TurboC MSC都是先取三个原值相加 i i i 9i 6 如果表达式数为 k i i i 2 在表达式中 有的运算符为一个字符 有的为两个字符 3 在函数调用时 如 一般地 自左至右尽可能多地将若干字符组成一个运算符 例 i j 究竟理解为 i j还是i j printf d d i i 若i 3 若参数计算从左至右 则输出3 3 若从右至左 则输出4 3 上述问题看似复杂 最好上机实践 6 运算符优先级关系和结合方向 从运算符的优先级来看 可描述如下 高级 sizeof 左 右移位 按位与 按位异或 按位或 逻辑与 逻辑或 条件运算 低级 逗号 几种主要运算符的结合方向如表2 4所示 表2 4 2 4 2赋值运算符与赋值表达式 赋值运算符 语言的赋值运算符为 它的作用是将一个数据赋给一个变量 例如 x 10 将10赋给变量x y 3 x 5 a 将表达式之值赋给变量y 2 赋值表达式 1 赋值表达式的构成由赋值运算符将一个变量和一个表达式连接起来的式子称作 赋值表达式 它的一般形式为 赋值表达式当中的 表达式 又可以是一个赋值表达式 如 a b 10 b 10是一个赋值表达式 整个赋值表达式a的值也是10 a b 10 和a b 10等价 x y z 8 赋值表达式之值为8 x y z值均为8 x 10 y 5 表达式值为15 x值为15 y值为5 a b 10 c 2 表达式值为5 a值为5 b值为10 c值为2 2 优先级赋值运算符优先级低于算术运算符 关系运算符和逻辑运算符 如 x 6 y先求关系表达式6 y的值0或1 再将其值赋给变量x 3 结合律赋值表达式按照自右至左的顺序结合 例如 x y 3 z w运算顺序为 x y 3 z w 又 a b 20 4运算时先计算20 4 结果为5 将5赋给b 再将5赋给a 自右至左运算 3 复合赋值运算符在赋值符 之前加上其他运算符 可以构成复合的运算符 例如 x 5等价于x x 5x y 8等价于x x y 8 x 3等价于x x 3a b等价于a a b 语言可使用的复合赋值运算符有10种 它们是 与算术运算符组合 与位移运算符组合 与位逻辑运算符组合 复合赋值表达式的格式为 例如 x a y 3等价于x x a y 3 若a的初值为12 则a a a a的求解过程为 1 先进行a a a的运算 它相当于a a a a 12 144 132 2 再进行a 132的运算 它相当于a a 132 132 132 264 一般形式 表达式1 表达式2 其计算规则 先计算表达式1 再计算表达式2 最后值为表达式2的值 例 a 3 5 a 4则 先计算3 5 a 15 a 4 60 结果为60 2 4 3逗号运算符和求字节运算符 又如 a 3 5 a 4 a 5 扩展形式 表达式1 表达2 表达式n 结果为20 作为逗号表达式的值 a 5 a即20 a 3 5 15 a a 4 60 此时a值仍未变 结果为表达式n的值 注意 x a 3 6 3 赋值表达式 x 18 x a 3 6 a逗号表达式 x 3 逗号表达式主要用于某些语句中需一次计算多个表达式值的情况 如在循环语句中 函数调用中的实参之间虽然用的是逗号间隔 但不是逗号表达式 如 printf d d d a b c 2 求字节运算符sizeof 语言的sizeof是一个单目编译状态运算符 它返回变量或括号中的类型修饰符的字节长度 它的一般形式为 sizeof 变量名 sizeof 类型名 如 floatf printf f sizeof f printf f sizeof int 其输出显示字节数为4和2 2 4 4关系运算符和关系表达式 1 关系运算符C语言有6种关系运算符 关系成立 关系运算的值为1 表示逻辑真 关系不成立 关系运算的值为0 表示逻辑假 例如 5 3值为15 3值为05 3值为05 3值为1注意 浮点数是用近似值表示的 用于两个浮点数的判断时 由于存储误差 会得出错误的结果 例如 1 0 3 0 3 0 1 0由于1 0 3 0得到的值用有限位保存 是近似值 所以1 0 3 0 3 0 1 0 判断两个浮点数是否相等 一般采用如下形式的运算 fabs 1 1 0 3 0 3 0 1e 5 2 关系表达式 1 关系表达式的构成关系表达式是用关系运算符将两个表达式连接起来 进行关系运算的式子 例如 a b b c比较两个算术表达式的值a和 为同一级 和 为同一级 前者优先级高于后者 关系运算符优先级低于算术运算符 例如 a b b c等效于 a b b c 2 a b a 等效于2 a b a 3 关系运算符的结合律C语言规定关系表达式采取左结合律 表达式中出现优先级别为同一级别的运算符时 按从左到右结合方向处理 例如 inta 2 b 3 c 1a b3 2先计算6 3 结果是1 再计算1 2 关系表达式的值为 1 2 4 5逻辑运算符与逻辑表达式 C语言没有逻辑类型数据 进行逻辑判断时 数据的值为非0 则认作逻辑真 数据的值为0 则认作逻辑假 而逻辑表达式的值为真 则用整形数1表示 逻辑表达式的值为假 则用整形数0表示 1 逻辑运算符 逻辑运算符有3个 分别表示逻辑非 逻辑与 逻辑或运算 由于C语言依据判断数据是否为非0或0来判断逻辑真和逻辑假 所以逻辑运算的操作数类型可以是字符型 整型或浮点型 1 逻辑非 逻辑非是一元运算符 也就是说参加运算的操作数只有一个 若操作数本身的值为0 则经过逻辑非运算后的结果为1 逻辑真 当操作数值为非0时 逻辑非运算的结果为0 例如 inta 5 b 3 a结果为0 即a为非0 a b 结果为1 因为a b的值为0 即取a b的非 2 逻辑与 逻辑与是二目运算 也就是说参加运算的操作数有两个 当参加逻辑与运算的两个操作数值均为非0 逻辑真 时 结果才为真 否则为0 逻辑假 例如 inta 5 b 3 a b结果为l 即a与b均不为0 a0 结果为0 因为a b的值为0 3 逻辑或 逻辑或也是二目运算 参加或运算的两个操作数中 只要有一个操作数值为非0 逻辑真 结果就为l 逻辑真 否则为0 逻辑假 例如 inta 5 b 3 a b结果为l a0 结果为l 因为a 0的值为l 在谈到逻辑运算时 我们常用一个真值表来表示 如下 为理解与 或 非的含义 引入三个电路 如图所示 在上图中 我们给出三个指示灯的控制电路 根据串 并联电路的工作原理 我们可以得出 在图 a 中 只有当两个常开按钮同时按下时 指示灯才会亮 在图 b 中 只要两个常开按钮中任何一个按下 指示灯都会亮 在图 c 中 没有按按钮时 电路是接通的 所以指示灯亮 按下按钮时 指示灯反而不亮 由图可知 按钮只有按下和没按下两种情况 指示灯只有亮和灭两种状态 而二进制码的两个符号 1 和 0 正好与逻辑命题的两个值 是 和 否 或称 真 和 假 相对应 为了表示这几种运算 引入三个变量 用A B表示按钮的状态 即为逻辑变量 用Y表示指示灯的状态 即为逻辑代数表达式的值 这样通过分析A B两个按钮处于不同的状态 就可以得到Y相应的结果 在此以分析图 b 电路为例来进行说明 其分析结果如下 A按钮没按下 即A 0 B按钮没按下 即B 0 Y指示灯不亮 即Y 0 A按钮按下 即A 1 B按钮没按下 即B 0 Y指示灯亮 即Y 1 A按钮没按下 即A 0 B按钮按下 即B 1 Y指示灯亮 即Y 1 A按钮按下 即A 1 B按钮按下 即B 1 Y指示灯亮 即Y 1 2 逻辑表达式 1 逻辑运算表达式的构成用逻辑运算符将表达式连接起来就构成了逻辑表达式 例如 a b 对关系表达式的值取非 a b b c 对两个关系表达式进行逻辑与运算 a b b c b 0 2 逻辑运算符优先级 C语言逻辑运算符的优先级规定如下 优先级顺序为 高于算术运算符 低于关系运算符 3 逻辑运算符的结合律 C语言逻辑运算符采用左结合律 表达式中出现优先级别为同一级别的运算符时 按从左到右的结合方向处理 例如 a b c计算顺序为从左自右 即 a b c 4 C语言逻辑表达式的特性 在多个 运算符相连的表达式中 计算从左至右进行时 若遇到运算符左边的操作数为0 逻辑假 则停止运算 因为此时已经可以断定逻辑表达式结果为假 在多个 运算符相连的表达式中 计算从左至右进行时 若遇到运算符左边的操作数为l 逻辑真 则停止运算 因为已经可以断定逻辑表达式结果为真 2 4 6条件运算符和条件表达式 C语言提供了一个可以代替某些if then else语句的简便易用的操作符 和 该操作符是三目的 其一般形式是 表达式1 表达式2 表达式3操作符 的作用是这样的 在计算表达式1之后 如果数值为true 真 则计算表达式2 并将结果作为整个表达式的数值 如果表达式1的值为false 假 则计算表达式3的值 并以它的结果作为整个表达式的值 例 x 10 if x 9 y 100 elsey 200 可以用下面的条件运算符来处理 x 10 y x 9 100 200 注意 条件运算符要求有3个操作对象 条件运算符的优先级别比关系运算符和算术运算符都低 因此y x 9 100 200括号可以不要 可写成y x 9 100 200如果有a b a b 1相当于a b a b 1 而不相当于 a b a b 1 条件运算符的结合方向为 自右向左 如 a b a c d c d相当于 a b a c d c d 如果a 1 b 2 c 3 d 4 则条件表达式的值等于4 2 5数据类型转换 C语言中 整型 单精度型 双精度型和字符型数据可以进行混合运算 字符型数据可以与整型通用 例如 100 A 8 65 2456 75 a 是一个合法的运算表达式 在进行运算时 不同类型的数据要先转换成同一类型 然后再进行运算 C语言数据类型转换可以归纳成3种转换方式 自动转换 赋值转换和强制转换 2 5 1类型自动转换 1 float型数据自动转换成double型 2 char与short型数据自动转换成int型 3 int型与double型数据运算 直接将int型转换成double型 4 int型与unsigned型数据 直接将int型转换成unsigned型 5 int型与long型数据 直接将int型转换成long型 2 5 2赋值转换 转换的基本原则为 1 将整型数据赋给单 双精度变量时 数值不变 但以浮点数形式存储到变量中 2 将实型数据 包括单 双精度 赋给整型变量时 舍弃实数的小数部分 如x为整型变量 执行 x 4 25 取值为x 4 3 字符型数据赋给整型变量 字符型数据只占一个字节 而整型变量占2个字节 因此将字符数据放入到整型变量低8位中 整型变量高8位视机器系统处理有符号量或无符号量两种不同情况 分别在高8位补上1或补上0 4 带符号的整型数据 int 赋给longint型数据变量 要进行符号扩展 如果int型数据为正值 则longint型变量的高16位补0 反之 则补1 5 unsignedint型数据赋给longint型数据变量时 不存在符号扩展 只需将高位补0即可 2 5 3强制类型转换 可以利用强制类型转换运算符将一个表达式转换成所需类型 如 int a b 强制将a b的值转换成整型 double x 将x转换成double型 float 10 3 将10 3的值转换成float型 强制类型转换的一般形式为 类型名 表达式 例如 inta 7 b 2 floaty1 y2 y1 a b y1的值a b为3 y2 float a b y2的值为3 5 对a进行强制转换为实型 b也随之自动转换为实型 注意 int x y 和 int x y强制类型转换的对象不同的 int x y 是对x y进行强制类型转换 而 int x y则只对x进行强制类型转换