C语言数据类型、运算符和表达式.ppt

第3章C语言数据类型、运算符和表达式,本章要点：数据的描述规则数据的操作规则,教学要求：,1.掌握C语言数据类型分类。2.掌握整型数据、实型数据、字符数据使用规则。3.掌握C语言常量、变量的使用。,内容提要：,3.1基本字符、标识符和关键字3.2基本数据类型3.3常量与变量3.4整型数据3.5实型数据3.6字符型数据,内容提要：,3.7变量赋初值3.8各类数值型数据间的混合运算3.9运算符和算术表达式,3.1基本字符、标识符和关键字,一、符号集（字符集）C语言的基本符号共有以下五种：(1)大写字母AZ(2)小写字母az(3)阿拉伯数字09(4)下划线_(5)标点符号和运算符,二、标识符,标识符号常量、变量、函数、类型名、文件等的有效字符序列。标识符构成规则：(1)标识符只能由字母、数字和下划线三种字符组成，且第一个字符必须为字母或下划线。例：xy3_imaxECSEXA_to_B(合法)7xint#Nobadonereg-input(不合法)(2)在C语言中，大小写字母不等效。a和A，I和i，Sum和sum，分别是两个不同的标识符。(3)用户自定义的标识符不能与保留字(关键字)同名。,三、关键字（保留字）,概念：就是具有特定含义的标识符，用户不能用来作自定义标识符。C语言中的关键字较少，由ANSI标准推荐的关键字有32个。(1)与数据类型有关的（14个）：charintfloatdoublesignedunsignedshortlongvoidstructuniontypedefenumsizeof(2)与存储类别有关的：autoexternregisterstatic,三、关键字（续）,(3)与程序控制结构有关的（12）：dowhileforifelseswitchcasedefaultgotocontinuebreakreturn注意：所有的关键字都有固定的意义，不能用作其它所有关键字都必须小写。如else与ELSE表示不同的含义,3.2C的数据类型,C语言提供了以下一些数据类型,数据类型,构造类型,指针类型,空类型（无值类型）void,3.3常量与变量,3.3.1常量和符号常量1、常量在程序运行过程中,其值不能被改变的量称为常量常量区分为不同的类型：,整型100，125，-100，0实型3.14，0.125，-3.789字符型a,b，2字符串a,ab，1232,2、符号常量,用一个标识符代表一个常量定义方法define标识符常量,例3.1符号常量的使用#definePI3.14159#includevoidmain()intr;floats;scanf(%d,说明：程序中用#define命令行定义PI代表常量3.14,此后凡在本文件中出现的PI都代表3.14159,可以和常量一样进行运算。,符号常量:用一个标识符代表一个常量。符号常量的值在其作用域内不能改变,也不能再被赋值。,运行结果：2area=12.566360,说明：如再用赋值语句给PRICE赋值是错的PI=3.14;/*错误，不能给符号常量赋值,3.3常量与变量,3.3.2变量概念：在程序运行期间，其值是可以改变的量。用标识符（变量名）来表示。变量代表内存中具有特定属性的一个存储单元，它用来存放数据，这就是变量的值。从变量中取值，实际上是通过变量名找到相应的内存地址，从该存储单元中读取数据。变量的定义方法：类型符标识符,3.3常量与变量(续),变量命名的规定：语言规定标识符只能由字母、数字和下划线三种字符组成，且第一个字符必须为字母或下划线。例：sum，_total,month,Student_name，lotus_1_2_，BASIC,li_lingM.D.John,￥123,3D64,ab,3.3常量与变量(续),注意：编译系统将大写字母和小写字母认为是两个不同的字符。建议变量名的长度最好不要超过8个字符。见名知意。先定义，后使用。习惯上，符号常量用名用大写，变量名用小写，以示区别。,3.4整型数据,一、整型常量的表示方法整型常量即整常数。在语言中，整常数可用以下三种形式表示：(1)十进制整数。如：123,-456,4。(2)八进制整数。最高位必须用0作引导符。如：0123表示八进制数123，等于十进制数83,-011表示八进制数-11,即十进制数-9。,3.4整型数据(续),(3)十六进制整数。以0 x(0X)开头的数是16进制数。如：0 x123，代表16进制数123,等于十进制数291。-0 x12等于十进制数10。,二、整型变量(1)整型数据在内存中的存放形式数据在内存中是以二进制形式存放的。如:inti;/*定义为整型变量*/i=10;/*给i赋以整数10*/,3.4整型数据(续),注意：十进制数10的二进制形式为1010，TurboC2.0和TurboC+3.0为一个整型变量在内存中分配2个字节的存储单元(不同的编译系统为整型数据分配的字节数是不相同的，VC+6.0则分配4个字节）。数值是以补码(complement)表示的。,3.4整型数据(续),(2)整型变量的分类,共六种,有符号基本整型有符号短整型有符号长整型无符号基本整型无符号短整型无符号长整型,(signed)int(signed)short(int)(signed)long(int)unsignedintunsignedshort(int)unsignedlong(int),注意：括号表示其中的内容是可选的.,3.4整型数据(续),整数类型的有关数据：,类型类型说明符长度数的范围基本型int2字节-3276832767短整型short2字节-215215-1长整型long4字节-231231-1无符号整型unsigned2字节065535无符号短整型unsignedshort2字节065535无符号长整型unsignedlong4字节0（232-1）,3.4整型数据(续),例如：整数13在内存中实际存放的情况：,3.4整型数据(续),(3)整型变量的定义和使用规定在程序中所有用到的变量都必须在程序中定义，即“强制类型定义”。定义的一般形式：类型说明符变量名1，变量名2,;例如:inta,b；/*指定变量、为整型*/unsignedshortc,d;/*指定变量、为无符号短整型*/longe,f;/*指定变量、为长整型*/,变量的定义和使用,注意：(1)允许在一个类型说明符后，定义多个相同类型的变量。各变量名之间用逗号隔开；类型说明符与变量名之间至少用一个空格间隔。(2)最后一个变量名之后必须以“；”号结尾。(3)变量定义必须放在变量使用之前。,3.4整型数据(续),【例】整型变量的定义与使用。#includevoidmain()inta,b,c;printf(”Pleaseinputtwonumbers：”);scanf(”%d,%d”,例:整型变量的定义与使用#includevoidmain（）inta,b,c,d;/*指定、为整型变量*unsigned；*指定为无符号整型变量*12；-24；10；printf（，）；,说明：可以看到不同种类的整型数据可以进行算术运算。,运行结果：，,例:整型数据的溢出#includevoidmain()inta,b;a=32767;b=a+1;printf(“%d,%dn”,a,b);,说明：数值是以补码表示的。一个整型变量只能容纳-3276832767范围内的数，无法表示大于32767或小于-32768的数。遇此情况就发生“溢出”。,运行结果：32767,-32768,3.4整型数据(续),三、整型常量的类型(1)一个整数，如果其值在-32768+32767范围内，认为它是int型，它可以赋值给int型和longint型变量。(2)一个整数，如果其值超过了上述范围，而在-2147483637+2147483647范围内，则认为它是为长整型。可以将它赋值给一个longint型变量。,3.4整型数据(续),(3)如果所用的C版本（如TurboC）分配给shortint与int型数据在内存中占据的长度相同，则它的表数范围与int型相同。因此一个int型的常量同时也是一个shortint型常量，可以赋给int型或shortint型变量。,3.4整型数据(续),(4)一个整常量后面加一个字母u或U，认为是unsignedint型。如12345u，在内存中按unsignedint规定的方式存放(存储单元中最高位不作为符号位，而用来存储数据)。如果写成-12345u，则先将-12345转换成其补码53191，然后按无符号数存储。(5)在一个整常量后面加一个字母l或L，则认为是longint型常量。,3.5浮点型数据(实型数据),3.5.1实型常量的表示方法,两种表示形式,小数指数,0.1233e-3,注意:字母e(或E)之前必须有数字，且e后面的指数必须为整数,1e3、1.8e-3、-123e-6、-.1e-3e3、2.1e3.5、.e3、e,实型二种表现形式：,十进制形式:由数字和小数点组成；,指数形式：由“十进制小数”+“e(或E)”+“十进制数整数”三部分组成。,例如:3.44.3,例如:12.5e-6表示12.510-6,十进制小数,e(或E),十进制整数,注意：,小数点不能单独出现；,e或E的两边必须有数，且其后面必须为整数；,如：0.、.0应为：.,如：6E0.2e56E,3.5.2实型变量,实型变量的分类实型变量分为单精度（float型）、双精度（double型）和长双精度型（longdouble）三类形式。,说明：,C编译系统通常把所有实型常数都被默认为double型。绝对值小于1的浮点数，其小数点前面的零可以省略。TurboC默认格式输出浮点数，最多只保留小数点后6位。,3.5.3实型数据在内存中的存放形式,浮点型数据是按照指数形式存储的。系统把一个实型数据分成小数部分和指数部分，分别存放。指数部分采用规范化的指数形式。,例3.4实型数据的舍入误差#includevoidmain()floata,b;a=123456.789e5;b=a+20;printf(“%fn”,b);,说明：一个实型变量只能保证的有效数字是7位有效数字，后面的数字是无意义的，并不准确地表示该数。应当避免将一个很大的数和一个很小的数直接相加或相减，否则就会“丢失”小的数。,运行结果：12345678848.000000,3.6字符型数据,3.6.1字符常量用单引号包含的一个字符是字符型常量只能包含一个字符,例,a,A,1abc、“a”,字符型常量简称字符常量包括可视字符常量和转义字符常量,1.可视字符,ASCII基本字符集中包括94个可视字符和34个控制字符，直接用单引号括起来即为字符常量。例如：,注意：(1)单引号不占存储空间(2)C语言中，a和a不同(3)单引号括起的大写字母和小写字母代表不不同的字符常量。如：a和A(4)单引号括起也是字符常量，存储的是空格的ASCII值32,2.转义字符,ASCII中的控制字符是不可见字符，不能直接用单引号括起的形式表示。,n换行t横向跳格r回车,在某些特定字符前加“”，表示某种特殊的意义或控制动作。称这种形式的字符为转义字符。,说明：(1)转义字符代表一个字符，在内存中只占一个字节的存储空间。(2)转义字符0,表示字符串常量结束的标志符(3)dddddd表示1到3位八进制数字(4)xhhhh表示1到2位十六进制数字,3.6字符型数据,3.6.2字符变量字符型变量用来存放字符常量，注意只能放一个字符。字符变量的定义形式如下：charc1,c2;在本函数中可以用下面语句对c1,c2赋值：c1a；c2b；一个字符变量在内存中占一个字节。,3.6字符型数据,3.6.3字符数据在内存中的存储形式一个字符常量存放到一个字符变量中，是将该字符的相应的ASCII代码放到存储单元中。使字符型数据和整型数据之间可以通用。,注意:一个字符数据既可以以字符形式输出，也可以整数形式输出。,例3.6向字符变量赋以整数。#includevoidmain()charc1,c2;c1=97;c2=98;printf(“%c%cn”,c1,c2);printf(“%d%dn”,c1,c2);,说明：在第和第4行中，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;c2;因为a和b的ASCII码为97和98,运行结果：9798,例3.7大小写字母的转换#includevoidmain()charc1,c2；c1=a;c2=b;c1=c1-32;c2=c2-32;printf(“cc，c1,c2）；,说明：程序的作用是将两个小写字母a和b转换成大写字母A和B。从代码表中可以看到每一个小写字母比它相应的大写字母的ASCII码大32。语言允许字符数据与整数直接进行算术运算。,运行结果：,3.6字符型数据,说明：如果在字符变量中存放一个ASCII码为0127间的字符，由于字节中最高位为0，因此用%d输出字符变量时，输出的是一个正整数。如果在字符变量中存放一个ASCII码为128255间的字符，由于在字节中最高位为1，用%d格式符输出时，就会得到一个负整数。,3.6字符型数据,3.6.4字符串常量字符串常量是一对双撇号括起来的字符序列.合法的字符串常量:“Howdoyoudo.”,“CHINA”，“a”，“$123.45”可以输出一个字符串，如printf(“Howdoyoudo.”)；,3.6字符型数据,是字符常量，”是字符串常量，二者不同。如：假设c被指定为字符变量：charc,c=a;”a”；c”CHINA”;,结论：不能把一个字符串常量赋给一个字符变量。,规定：在每一个字符串常量的结尾加一个“字符串结束标志”，以便系统据此判断字符串是否结束。规定以字符作为字符串结束标志。,如：如果有一个字符串常量”，实际上在内存中是：,它占内存单元不是个字符，而是个字符，最后一个字符为。但在输出时不输出。,3.6字符型数据,3.6字符型数据,注意：字符串常量首尾的双引号是界定符a和“a”所占存储空间“123”和123不同,3.7变量赋初值,(1)语言允许在定义变量的同时使变量初始化如:inta=3;/指定为整型变量，初值为floatf=3.56;/指定为浮点型变量，初值为.56charc=a;/指定为字符变量，初值为a,3.7变量赋初值,(2)可以使被定义的变量的一部分赋初值。如:inta,b,c=5；表示指定、为整型变量，但只对初始化，c的初值为。(3)如果对几个变量赋以同一个初值，应写成：inta=3,b=3,c=3;表示、的初值都是。不能写成inta=b=c=3;,注意：初始化不是在编译阶段完成的而是在程序运行时执行本函数时赋初值的，相当于有一个赋值语句。,3.7各类数值型数据间的混合运算,混合运算：整型（包括int,short,long）、浮点型（包括float,double）可以混合运算。在进行运算时，不同类型的数据要先转换成同一类型,然后进行运算.,说明：这种类型转换是由系统自动进行的。,总趋势：存储长度较短存储长度较长,例：,intx=2;floaty=1.6;charc=A；,c+x*y=？,65(int),2(int),1.6(double),3.2(double),68.2(double),2、数据类型间的强制转换,(要转换成的数据类型)(被转换的表达式),注意：,形式：,强制类型转换时,得到所需类型的值，原来变量的类型和值都不变。,例：,inta=2,b=5;floatx=4.4;,(float)b/a,2.5,(int)x/a,2,例：(double)将转换成double类型(int)(x+y)将x+y的值转换成整型(float)（5%3）将5%3的值转换成float型,2、数据类型间的强制转换,注意：强制类型转换形式中的表达式一定要用括号括起来。否则强制转换仅对强制转换运算符的变量进行类型转换。例如：（int）（3.5+6.7）+8（int）3.5+8,3.8算术运算符和算术表达式,的运算符有以下几类：(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）,3.8.1算术运算符和算术表达式,1.基本的算术运算符:（加法运算符，或正值运算符。如:、）（减法运算符，或负值运算符。如:、）*（乘法运算符。如:*）（除法运算符。如:）（模运算符，或称求余运算符，两侧均应为整型数据，如:的值为）。,3.8.1算术运算符和算术表达式,2.算术表达式和运算符的优先级与结合性用算术运算符和括号将运算对象(也称操作数）连接起来的、符合语法规则的式子，称为算术表达式。运算对象包括常量、变量、函数等。例如:*.5a是一个合法的表达式,语言规定了运算符的优先级和结合性。在表达式求值时，先按运算符的优先级别高低次序执行，例如先乘除后加减。规定了各种运算符的结合方向(结合性)算术运算符的结合方向为“自左至右”，即先左后右。,3.8.1算术运算符和算术表达式,3.8.1算术运算符和算术表达式,3.自增、自减运算符作用是使变量的值增或减如：，（在使用之前，先使的值加（减），（在使用之后，使的值加（减）,3.8.1算术运算符和算术表达式,i+与+i的区别：是先执行后，再使用的值；是先使用的值后，再执行。例如：如果i的值为3；i的值先变成4,再赋给,j的值均为；先将i的值3赋给,的值为，然后变为,3.8.1算术运算符和算术表达式,注意：(1)自增运算符（），自减运算符（），只能用于变量，而不能用于常量或表达式，(2)和的结合方向是“自右至左”。,自增（减）运算符常用于循环语句中使循环变量自动加。也用于指针变量，使指针指向下一个地址。,main()inta=5,b=6;inti,j,m,n;i=+a;j=-b;m=a+;n=b-;printf(“Thevaluesofiandjare:n”);printf(“i=%d,j=%dn”,i,j);printf(“Thevaluesofmandnare:n”);printf(“m=%d,n=%dn”,m,n);printf(“Thevaluesofaandbare:n”);printf(“a=%d,b=%dn”,a,b);,3.8.2赋值运算符和赋值表达式,1、赋值运算符,=（数学上的等号）,功能：将一个表达式的值赋给一个变量。,例如：a=5；ave=（a+b）/10;,注意：与数学中的等式不同。,用法：变量=表达式,2、复合赋值运算符,*=、/=、%=、+=、-=、=、a+=a*=a;,a=8;,注意:如果是包含若干项的表达式，则相当于它有括号。如：x%=y+3x%=(y+3)|_x=x%(y+3)(不要错写成x=x%y+3),2、复合赋值运算符（续）,3、赋值表达式,用赋值运算符将变量和表达式连接起来的式子,形式:=,求值规则:将“=”右边表达式的值赋给左边的变量。,结合性：自右至左,3、赋值表达式,对赋值表达式求解的过程是：求赋值运算符右侧的“表达式”的值;赋给赋值运算符左侧的变量。例如:赋值表达式“=3*5”的值为15，执行表达式后，变量a的值也是15。,注意:一个表达式应该有一个值,3、赋值表达式,赋值表达式中的“表达式”，又可以是一个赋值表达式。例如:a=(b=5),分析:括弧内的“b=5”是一个赋值表达式，它的值等于5。执行表达式“a=(b=5)”相当于执行“b=5”和“ab”两个赋值表达式。赋值运算符按照“自右而左”的结合顺序，因此，“(b5)”外面的括弧可以不要，即“a=(b=5)”和“a=b=5”等价。,3、赋值表达式,请分析下面的赋值表达式(a=3*5)=4*3,分析:先执行括弧内的运算，将15赋给a，然后执行4*3的运算，得12，再把12赋给a。最后a的值为12，整个表达式的值为12。可以看到(a=3*5)出现在赋值运算符的左侧，因此赋值表达式(a=3*5)是左值,注意:在对赋值表达式(a=3*5)求解后，变量a得到值15执行(a=3*5)=4*3时，实际上是将4*3的积12赋给变量a，而不是赋给3*5。,不能写成:a=3*5=4*3,3、赋值表达式,赋值表达式也可以包含复合的赋值运算符。如：a+=a-=a*a,分析:此赋值表达式的求解步骤如下先进行“*”的运算，它相当于*，a的值为144132。再进行“”的运算，相当于=a+(-132)，a的值为132-132-264。,4、赋值转换,在赋值时，将赋值符右边值的类型转换成与其左边变量类型一致的类型。,几种情况：,(1)实型,整型（字符型）,取整数部分，去掉小数部分,(2)整型、字符型,实型,补足有效位,floatf=23;23.00000（7位）doublef=A;65.00000000000000（16位）,(3)对char、int、short、long、unsigned型数据,赋值符右边数据（a位）,赋值符左边变量（b位）,a=b原样照赋,ab截断高a-b位，送低b位,ab,无符号数据或正数,有符号数据,高a-b位全补0,有符号变量,符号扩展,符号扩展,符号位为0，剩余的高位补0,符号位为1，剩余的高位补1,4、赋值转换（续）,例如：将一个int、short、long型数据赋给一个char型变量时，只将其低8位原封不动地送到char型变量（即截断）。（“长”数据赋给“短”变量）例如：inti=289;charc=a;c=i;,c的值为33，如果用“%c”输出c，将得到字符“!”!的ASCII码为33。,赋值情况:,4、赋值转换（续）,例如：inta；longb65536；a=b；赋值情况如下:（“长”数据赋给“短”变量）,结果：赋值后值为。,第一种情况：低位对应、高位补零（“短”数据赋给“长”变量）若所用系统将字符处理为unsignedchar型，则将字符的位放到int低位，高位补零。例如：将字符376赋给int型变量,第二种情况：符号扩展（“短”数据赋给“长”变量）若所用系统（如TurboC+）将字符处理为带符号（signedchar）时，若字符最高位为，则整型变量高位补；若字符最高位为，则高位全补。这称为“符号扩展”，这样做的目的是使数值保持不变，如变量（字符376）以整数形式输出为，的值也是。,将带符号的整型数据（int型）赋给long型变量时，要进行符号扩展，将整型数的16位送到long型低16位中:（“短”数据赋给“长”变量）如果int型数据为正值（符号位为），则long型变量的高16位补；如果int型变量为负值（符号位为），则long型变量的高16位补，以保持数值不改变。反之，若将一个long型数据赋给一个int型变量，只将long型数据中低16位原封不动地送到整型变量（即截断）。（“长”数据赋给“短”变量）,4、赋值转换（续）,例:有符号数据传送给无符号变量。#includevoidmain（）unsigned；int；printf（n，）；,说明：“%u”是输出无符号数时所用的格式符。如果为正值，且在32767之间，则赋值后数值不变。,运行结果：,3.8.6逗号运算符和逗号表达式,逗号运算符:将两个表达式连接起来,又称为“顺序求值运算符”如：5，,一般形式:表达式，表达式,求解过程：先求解表达式，再求解表达式。整个逗号表达式的值是表达式的值。,逗号表达式的值为14,3.8.6逗号运算符和逗号表达式,例：逗号表达式*5，*,分析:赋值运算符的优先级别高于逗号运算符，因此应先求解*5。,的值为5，然后求解*，得。整个逗号表达式的值为。,一个逗号表达式又可以与另一个表达式组成一个新的逗号表达式如:（*，*），a+5分析:先计算出的值等于，再进行*的运算得60（但值未变，仍为15），再进行得，即整个表达式的值为。,3.8.6逗号运算符和逗号表达式,逗号表达式的一般形式可以扩展为表达式，表达式，表达式，表达式它的值为表达式的值。,逗号运算符是所有运算符中级别最低的例:（，*），*3,赋值表达式，将一个逗号表达式的值赋给，的值等于,逗号表达式，包括一个赋值表达式和一个算术表达式，的值为，整个逗号表达式的值为18。,3.8.6逗号运算符和逗号表达式,注意:并不是任何地方出现的逗号都是作为逗号运算符。例如函数参数也是用逗号来间隔的。如:printf(“%d,%d,%d”,a,b,c);,“，”并不是一个逗号表达式，它是printf函数的3个参数,printf(“%d,%d,%d”,(a,b,c),b,c),“（，）”是一个逗号表达式，它的值等于的值。,3.8.3关系运算符和关系表达式,关系运算：比较运算，比较两个操作数，看是否满足给定的关系。,1）关系运算符,：小于，53,35,=：小于等于，53，35,=：大于等于，5=3,3=5，与数学上()不同,=：等于，5=3,与数学上(=)不同,!=：不等于，5!=3，与数学上()不同,C语言中，真：非0值；假：0值,2）关系表达式,用关系运算符将表达式连接起来的式子,优先级,=,高低,=!=,结合方向：自左向右,表达式的值,关系成立，即为真，结果为1；,关系不成立，即为假，结果为0；,算术运算符,高低,例判断下列关系表达式的结果：,（a2*2）2X（11）=28条件赋值,结合性：自右至左,例：,(1)intmax,a=5;b=3;max=ab?a:b,(2)-a=b+?a+:b+(3)y=x10?x/10:x0?x:-x；,结果：(1)max=5,a=5,b=3(2)表达式=4,a=4,b=5(3)若x=10,则y=10,3.8.7其他运算符及其运算,“,小结：,基本数据类型运算符和表达式,小结：,数据类型,构造类型,指针类型,空类型（无值类型）void,作业:,P42.2.1,2.2,2.3,2.5,2.6,2.7,2.8,2.10,