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第2章 C语言的基本数据类型及其运算,青海大学计算机系,程序设计基础I,2,本章主要内容,本章介绍C语言的基础,包括: 数据类型 运算符和表达式 常量和变量 均是程序设计的基本知识 为什么讨论这些知识?,通常程序要对数据进行操作处理: 处理的对象是数据 通过运算符和表达式进行操作,3,例如:,【例2.1】计算圆的面积,半径为 5 cm。 程序如下:,main( ) float r, area ; r=5 ; area=3.14*r*r; printf (%fn , area) ; ,运算结果是输出圆的面积:78.500000,程序中用到的数据:r、area、5、3.14 对数据进行的运算:* 、=,例jc2_1,4,分析:,计算机操作处理时,要完成以下工作: 在内存中给半径 r 和运算结果 area 开辟存储空间,存放它们的值。应该留多大的地方来存放它们的值? 数据 5 和 3.14 与 r 、area 不同,它们是在编写程序时就给出确定的值,在运算过程中不会改变。这样的数计算机怎么处理? 对整数 5 和小数3.14 ,计算机存放时是否有区别?,涉及数据类型 的基本知识,5,2.1C语言的数据类型,C数据类型,本章讨论 基本类型数据,6,2.1.1 整型数据,1整型数据的类型 基本整型数据 int ,分配 2 Byte 短整型数据 short int,分配 2 Byte 长整型数据 long int,分配 4 Byte 整型数据均以二进制补码形式存储,问题: 为什么要采用补码? 如何表示?,7,计算机中正、负数的表示,例如:109 (1101101)2 要区别:109 和 109 方法是:将符号也数码化 即:正的符号 用 0 表示 负的符号 用 1 表示, 计算机中的数表示方法是: 符号位二进制数值(以 8bit 为例) 109 110 1101 0110 1101 109 110 1101 1110 1101,原码,8,问题:计算机计算复杂化,例如计算: (-19)+(+22) 1001 0011 + 0001 0110,解决的方法是: 使用反码或补码的表示方法,即能将减法一律转换为加法。,需要判断符号是否相同: 如果相同,结果符号不变,并进行绝对值相加 如果不同,结果取绝对值大的数的符号,并进行绝对值相减,9,原码、反码和补码,正数:原码、反码、补码相同 符号位为0,数值为对应的二进制数。 109,01101101原 = 01101101反 = 01101101补 负数: 原码符号位为1,数值为绝对值的二进制数。 10911101101原 反码符号位为1,数值为绝对值的二进制数各位变反。 10910010010反 补码符号位为1,数值为绝对值的二进制数各位变反加1。10910010011补,10,2. 有符号和无符号整型数据,有符号的整型数据 signed int 无符号的整型数据 unsigned int 区别是将最高位看作符号位还是数据位,11,例如:,main( ) unsigned int m; m= -1; printf(nm=%dn,m); printf(m=%un,m); ,输出结果: m=-1 m=65535,按有符号数输出,按无符号数输出,12,整型数据的类型及规定,方括号表示可选项 int 分配2 Byte,long分配4 Byte,根据具体环境,13,2.1.2 实型数据,1实型数据的类型 单精度实型数据 float,分配4 Byte 双精度实型数据double,分配 8 Byte 2实型数据的存储,单精度实型,指数部分,小数部分,小数的符号位,指数的符号位,14,实型数据的类型及规定,C标准并未具体规定各种实型数据所占字节数,也不规定具体小数和指数部分的位数。 一般而言,小数部分位数多,数据表示的有效数字多,精度就高;而指数部分位数多,则表示的数据范围更大。,15,2.1.3 字符型数据,字符型数据char,分配 1 Byte 字符型数据是指字母、数字、各种符号等用ASCII值表示的字符 例如 a 是一个char类型数据,称作字符常量,存储:,0 1 1 0 0 0 0 1,2.1.4 空类型,空类型void 通常与指针或函数结合使用,16,2.2 常量与变量,主要内容: 常量 变量 标准库函数,17,2.2.1 常量,在运行程序的过程中值保持不变的量 1整型常量 十进制:09 八进制:07,以 0开头 十六进制:09,AF/af,以 0 x或 0X 开头,例如: 100 -8 0 +123 010 024 0100 073 0 x38 0 x10 0X10 0XFF 0 x0a,18,1. 整型常量,整型常量的类型: 根据值大小默认类型。 整型常量后面加l或L,则认为是long int型 例如:123L、0L、432l、0 x100l,注意: 十六进制常量中可以使用大写字母AF,也可以使用小写字母af。 八进制常量中不能出现数字 8 或 9 例如:018、0921非法,19,2. 实型常量,十进制形式 1.0 1. +12.0 -12.0 0.0 指数形式 1e3 1.8e-3 -123E-6 -.1E-3,指数只能是整数,而尾数则可以是整数也可以是小数 ,无论指数或尾数均不能省略 例如:1e、E.5、E-3 非法 实型常量的类型:默认为double型,后面加F(或f),则强调表示该数是float类型 例如:3.5f、1e2F,20,3. 字符型常量,可视字符常量 单引号括起来的单个可视字符 例如:a、A 、+ 、3、 等 转义字符常量 单引号括起来的 与可视字符组合,例如:,21,4. 字符串常量,用双引号括起的一个字符序列 例如:ABC、123、a、 nt nGood morning 字符串常量的长度 : 所包含的字符个数 字符串常量的存储方式:,所占存储单元数:串长度1 例如:,字符串 结束标记,22,5. 符号常量,以标识符来代表的常量 事先编译预处理命令define定义 编译时先由系统替换为它所代表的常量,再进行编译 例如:,#define LEN 2.5 main( ) float a,b; a= 2*3.14 *LEN; b=3.14*LEN*LEN; printf(a=%f,b=%fn,a,b); ,编译前系统进行替换,23,5. 符号常量,main( ) float a,b; a= 2*3.14 *2.5; b=3.14*2.5*2.5; printf(a=%f, b=%fn,a,b); ,define是编译预处理命令,必须以“#”开头,替换为,24,2.2.2 变量,1. 变量的有关概念 在程序运行过程中,其值改变的数据,称为变量,变量用标识符表示,称为变量名。 变量必须“先定义后使用” 系统为变量分配存储单元,存储变量的值。 编写程序时通过变量名来存、取变量值。,例如: 有变量a 它的值是510,25,2. 变量定义,变量定义的一般格式: 数据类型说明符 变量列表; 例如:int i, j; long k, m; float x,y; char ch1,ch2;,必须使用合法的标识符作变量名 不能使用关键字为变量命名,26,3. 变量的初始化:,允许在说明变量的时候对变量赋初值。 例如:int a=5,b=10+2; double x=23.568,y ; char ch1=a,ch2=66,ch3=142; 表示定义变量并对变量存储单元赋值。 错误的初始化: int a=3+b,b=5; float m=n=23.16;,27,2.2.3 标准库函数,由C编译系统定义的一种函数,存放在系统函数库中,用户可以根据需要随时调用 常用函数 如:printf、scanf、fabs、sqrt、sin、 (常用数学函数参见教材 P384 附录F ) 函数调用形式: 函数名(参数表) 例如:putchar(a) sqrt(x),28,2.3 运算符和表达式,主要内容: 算术运算符和算术表达式 赋值运算符和赋值表达式 关系运算符和关系表达式 逻辑运算符和逻辑表达式 位运算符和位运算表达式 条件运算符和条件表达式 逗号运算符和逗号表达式 其他运算符及其运算,29,运算符的有关概念,作用: 对运算对象完成规定的操作运算 类型: 按运算对象分: 单目、双目、三目 按功能分: 算术、赋值、关系、逻辑 条件、逗号、位、其他,30,运算符的优先级和结合性,优先级 指各种运算符号的运算优先顺序 例如:算术运算优先于关系运算 算术运算中先 * / 后 + -,结合性 指运算符号和运算对象的结合方向 分为:从左向右(左结合)和从右向左(右结合) 例如:算术运算符为左结合 a-b+4 赋值运算符为右结合 a= b = 5 ( C语言规定见教材 P378 附录D),31,本章涉及的运算符,+ - * / % + - + - = += -= *= /= %= a=a+1 表达式的值为5,且 a=6, b=5,37,说明:,+ 和 - 的运算对象只能是变量(或运算结果是变量的表达式), 不能是常量(或运算结果是数值的表达式)。 例如: 5+、(a+2)+ 不合法。 具有右结合性,结合方向为从右到左。 例如: a+ 等价于 -(a+) 如果有多个运算符连续出现时,C系统尽可能多的从左到右将字符组合成一个运算符 例如: i + j 等价于 ( i+)+j -i+-j 等价于 -(i+)+(-j),38,main( ) int a=5; printf(%d %dn,a,a+ ); ,说明(续):,对函数参数的求值顺序: Turbo C系统先计算最右边的参数值,再依次计算左面的参数值。,【例2.5】有多个函数参数且为同一变量自增的运算处理。,输出结果: 6 5,39,说明(续):,【例2.6】有多个函数参数且为同一变量多次自增的运算处理。,main( ) int a=5; printf(%d%dn,a,(a+)+( a+); ,输出结果: 7 11,40,赋值运算,赋值运算符(右结合) = += -= *= /= %= printf(%d %dn, a ,输出结果: 8 10 2 -11,0000 0000 0000 1010 printf(%d %dn, ab-1); ,输出结果: 40 9,请自行分析 运行结果,53,条件表达式运算,条件运算符:? : 条件表达式的一般形式 表达式1 ? 表达式2 : 表达式3 例如:m=10 char ch; 可以对变量a、ch、student 进行 double x; printf(%d %d ,sizeof(int),sizeof(a); printf(%d %d ,sizeof(double),sizeof(x); printf(%d %dn,sizeof(float),sizeof(char); ,输出结果: 2 2 8 8 4 1,59,2.4 数据类型的转换,2.4.1 数据类型的自动转换 转换原则:,自动将精度低、表示范围小的运算对象类型向精度高、表示范围大的运算对象类型转换,例如有定义: int a; char ch; 表达式: a-ch*2+35L a-ch*2+ 35.,60,2. 赋值运算中的类型转换, = 小数部分自动补0, = 自动舍去实型表达式的小数部分(注意不进行四舍五入) = = 自动截取表达式值的低字节赋值,舍去高字节 = = 自动给高字节补0 或补1,61,2.4.2 数据类型的强制转换,强制转换的一般形式 (类型名) 表达式 例如: (int)( b+3*x)%3 1/(float)a+6,注意: (float) 22/5 与 (float) (22/5) 不同 错误的类型转换: (int) b=a+5 b= int (3*a),
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