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第2章 C语言基础,北京科技大学 计算机系,C 语言程序设计,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 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,C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 1101,8,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(按前述表示的编码称为原码),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。 109 11101101原 反码符号位为1,数值为绝对值的二进制数各位变反。 109 10010010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。109 10010011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,例如: 1111 1111 1010 1000 作为有符号数使用时,最高为符号位 为负数,值是:- 88(再求一次补) 作为无符号数使用时,最高为数据位 为无符号的数,值是:65448,11,例如:,main( ) unsigned int m; m= 65448; printf(“nm=%dn“,m); printf(“m=%un“,m); ,例jc2_a,输出结果: m=-88 m=65448,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,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。,有效数字的意义?,例jC2_a,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、变量与标准函数,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 0x或 0X 开头,例如: 100 -8 0 +123 010 024 0100 073 0x38 0x10 0X10 0XFF 0x0a,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、0x100l,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 编译预处理命令在第7章讨论。,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 P30 表2.5 ) 函数调用形式: 函数名(参数表) 例如:putchar(a) sqrt(x),例jc2_3,28,2.3 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 P297 附录B),31,本章涉及的运算符,+ - * / % + - + - = += -= *= /= %= &= |= = = = ?: , & sizeof (数据类型标识符),32,表达式的有关概念,什么是表达式 由运算符将运算对象连接成的式子,它描述了一个具体的求值运算过程。 计算表达式的值 按照运算符的运算规则求值 求值时注意运算符的优先级和结合性 表达式值的类型 自动转换 强制转换,33,例如:,表达式: 150+b*212.456 b=(+a)-2 a /= a *= (a = 2) f=abc -a |+b&c+ max=ab ? a : b a=3,a+=3,a*a 1/(float)a+6,34,算术运算,算术运算符的优先级,没有乘方运算符,要计算a3要写作 a*a*a 的连乘,或用标准库函数 pow(a, 3) “/”的运算对象可为各种类型数据,但是当进行两个整型数据相除时,运算结果也是整型数据 “%”要求运算对象必须是整型数据,功能是求两数相除的余数,余数的符号与被除数的符号相同。,35,自增自减运算,+ -是单目运算符 有前缀和后缀两种形式 前缀形式: 先自增(自减)再引用; 后缀形式: 先引用再自增(自减); 功能: 前缀形式 + a 等价于 a = a + 1 - a 等价于 a = a 1 后缀形式 a + 等价于 a = a + 1 a - 等价于 a = a 1,表达式的值会不同,36,例如:,当 a5 时 +a 表达式的值为 6,且 a6 a+ 表达式的值为5 ,且 a6 b=+a 等价于 a=a+1; b=a 表达式的值为6,且 a=6, b=6 b=a+ 等价于 b=a; 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+ );
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