c語(yǔ)言第二章數(shù)據(jù)類(lèi)型、運(yùn)算符及表達(dá)式.ppt

第2章 數(shù)據(jù)類(lèi)型、 運(yùn)算符與表達(dá)式,C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì),本章學(xué)習(xí)內(nèi)容,標(biāo)識(shí)符命名； 變量和常量； 數(shù)據(jù)類(lèi)型； 常用運(yùn)算符和表達(dá)式； 運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)與結(jié)合性,C Program Structure,Preprocessor Instruction,main () ,Statement,Global Declaration,Local Declaration,例2.1：一個(gè)簡(jiǎn)單的C程序例子,#include /*函數(shù)功能：計(jì)算兩個(gè)整數(shù)相加之和 入口參數(shù)：整型數(shù)據(jù)a和b 返回值： 整型數(shù)a和b之和 */ int Add(int a, int b) return (a + b); /*主函數(shù)*/ main() int x, y, sum = 0; printf(“Input two integers:“); scanf(“%d%d“, /*輸出x和y相加之和*/ ,并列的兩個(gè)函數(shù) 其中一個(gè)是 程序的入口,程序注釋,編譯預(yù)處理命令,C程序常見(jiàn)符號(hào)分類(lèi),關(guān)鍵字（Keyword） 又稱(chēng)保留字（ C Reserved Word ），C語(yǔ)言中預(yù)先規(guī)定的具有固定含義的一些單詞 (if, while, ) 標(biāo)識(shí)符（Identifier） C Standard Identifier（系統(tǒng)預(yù)定義標(biāo)識(shí)符） 用戶自定義標(biāo)識(shí)符 變量，函數(shù)名，,C程序常見(jiàn)符號(hào)分類(lèi),運(yùn)算符（Operator） 34種，詳見(jiàn)附錄2 分隔符（Separator） 空格、回車(chē)/換行、逗號(hào)等 其它符號(hào) “”和“”標(biāo)識(shí)函數(shù)體或語(yǔ)句塊 “/*”和“*/”程序注釋的定界符 常量（Constant）,標(biāo)識(shí)符命名,變量名，函數(shù)名 由英文字母、數(shù)字和下劃線組成，大小寫(xiě)敏感 不可以是數(shù)字開(kāi)頭 直觀，見(jiàn)名知意，便于記憶和閱讀 最好使用英文單詞或其組合 切忌使用漢語(yǔ)拼音 下劃線和大小寫(xiě)通常用來(lái)增強(qiáng)可讀性 variablename variable_name variableName 不允許使用關(guān)鍵字作為標(biāo)識(shí)符的名字 int, float, for, while, if等 某些功能的變量采用習(xí)慣命名 如：for語(yǔ)句所采用的循環(huán)變量習(xí)慣用i, j, k,Windows 風(fēng)格,UNIX 風(fēng)格,P45, 2.1,何謂變量（Variable ）？,如何衡量變量所占空間大小？,bit，中文叫法：位 Byte，中文叫法：字節(jié) Kilobyte(KB)，中文叫法： K Megabyte(MB)，中文叫法：兆 Gigabyte(GB)，中文叫法：G Terabyte(TB)，中文叫法：T,1 TB = 1024 GB,1 GB = 1024 MB,1 MB = 1024 KB,1 KB = 1024 B,1 B = 8 b,一個(gè)位有多大？ 只能是“0”或者“1”，二進(jìn)制 一個(gè)字節(jié)有多大？ 可以表示數(shù)字0255之間的整數(shù) 保存一個(gè)字符（英文字母、數(shù)字、符號(hào)） ASCII（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼）編碼,如何衡量變量所占空間大小？,Needs to be declared: 變量類(lèi)型 變量名;,Example: int sum; int x,y,sum=0;,變量聲明(Variable Declaration),變量聲明(Variable Declaration),使用變量的基本原則 變量必須先定義，后使用 所有變量必須在第一條可執(zhí)行語(yǔ)句前定義 聲明的順序無(wú)關(guān)緊要 一條聲明語(yǔ)句可聲明若干個(gè)同類(lèi)型的變量 聲明變量是初始化變量的最好時(shí)機(jī) 不被初始化的變量，其值為隨機(jī)數(shù),結(jié)果會(huì)是什么？,Example: int number1, number2; number1 = 25; number2 = 23; number1 = number2; ,25,23,23,變量賦值(Variable Assignment),Algorithm 變量 表達(dá)式 Syntax 變量 = 表達(dá)式 ; Rules：類(lèi)型一致,Valid Example: Invalid Example: int x; int y; x = 12; y = 5.75;,變量賦值(Variable Assignment),Example: Input: quantity and pricePerkg Output: price Process: price = quantity * pricePerkg,變量賦值(Variable Assignment),Example: int quantity; float pricePerkg, price; quantity = 5; pricePerkg = 4.50; price = quantity * pricePerkg; ,How does this program work?,變量賦值(Variable Assignment),Example: int quantity; float pricePerkg, price; quantity = 2; pricePerkg = 4.50; price = quantity * pricePerkg; ,4.50,9.00,2,變量賦值(Variable Assignment),Example: int quantity; float pricePerkg; float price;,變量類(lèi)型(Variable Type),數(shù)據(jù)類(lèi)型（Data Type）,為什么要區(qū)分類(lèi)型？ 不同類(lèi)型有什么不同？ 數(shù)據(jù)表示形式 合法的取值范圍 占用內(nèi)存空間大小 可參與的運(yùn)算種類(lèi),數(shù)據(jù)類(lèi)型（Data Type）,基本數(shù)據(jù)類(lèi)型,int 整數(shù)，在目前絕大多數(shù)機(jī)器上占4個(gè)字節(jié) TC2.0，2個(gè)字節(jié) float 單精度浮點(diǎn)數(shù)，4個(gè)字節(jié) double 雙精度浮點(diǎn)數(shù)，8個(gè)字節(jié) char 字符，1個(gè)字節(jié) 表示256個(gè)ASCII字符，或0255的整數(shù),數(shù)據(jù)類(lèi)型修飾符,short short int，簡(jiǎn)寫(xiě)為short，短整數(shù)，2個(gè)字節(jié) long long int，簡(jiǎn)寫(xiě)為long，長(zhǎng)整數(shù)，4個(gè)字節(jié) long double，長(zhǎng)雙精度（高精度）浮點(diǎn)數(shù)，10個(gè)字節(jié) unsigned 用來(lái)修飾char、int、short和long 無(wú)符號(hào)整數(shù)（正整數(shù)和0）,不同類(lèi)型取值范圍不同,C語(yǔ)言直接提供的任何類(lèi)型都有取值范圍。,整型類(lèi)型的取值范圍,浮點(diǎn)類(lèi)型的取值范圍,不同類(lèi)型取值范圍不同,C語(yǔ)言直接提供的任何類(lèi)型都有取值范圍。 當(dāng)向其賦超過(guò)此范圍的數(shù)值時(shí)，結(jié)果會(huì)怎樣呢？ 產(chǎn)生數(shù)值類(lèi)型溢出，得到一個(gè)不正確的結(jié)果。,小蛇能吞下大象嗎？,typeoverflow.c,何謂類(lèi)型溢出（Overflow）？,生活中的例子： 身份證號(hào)碼中的出生年 阿利亞娜號(hào)火箭發(fā)射失敗 現(xiàn)象與危害： 溢出后的數(shù)值是可預(yù)料的，但不同平臺(tái)會(huì)有所不同 當(dāng)程序從高位計(jì)算機(jī)向低位計(jì)算機(jī)移植（比如從64位系統(tǒng)移植到32位系統(tǒng)）時(shí)，以前從不出現(xiàn)的溢出問(wèn)題可能出現(xiàn),解決方案？,預(yù)先估算運(yùn)算結(jié)果的可能范圍，采用取值范圍更大的類(lèi)型。 1+2+3+ 1!+2!+3!+ 13+23+33+ 在運(yùn)算還沒(méi)開(kāi)始之前就判斷運(yùn)算數(shù)是否在合理的取值范圍內(nèi)。如果超出，則停止運(yùn)算，轉(zhuǎn)錯(cuò)誤處理。,不同類(lèi)型占用的內(nèi)存字節(jié)數(shù)不同,因?yàn)?同種類(lèi)型在不同的平臺(tái)其占字節(jié)數(shù)不盡相同。如int在16位、32位和64位系統(tǒng)分別占2、4和8個(gè)字節(jié)。 不要對(duì)變量所占的內(nèi)存空間字節(jié)數(shù)想當(dāng)然 用sizeof獲得變量或者數(shù)據(jù)類(lèi)型的長(zhǎng)度 現(xiàn)象與危害： 在平臺(tái)間移植時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或者溢出,注意！,sizeof到底是什么？,C語(yǔ)言的關(guān)鍵字，并非函數(shù) 計(jì)算類(lèi)型占用的字節(jié)數(shù) 兩種語(yǔ)法形式 sizeof(類(lèi)型) 結(jié)果為類(lèi)型占用的字節(jié)數(shù) sizeof(表達(dá)式) 結(jié)果為表達(dá)式值所屬類(lèi)型占用的字節(jié)數(shù) 一般都使用sizeof(變量名),現(xiàn)場(chǎng)演示例2.3 在TC和VC、CB下的運(yùn)行結(jié)果,#include main() printf(“Data type Number of bytesn“); printf(“- -n“); printf(“char %dn“, sizeof(char); printf(“int %dn“, sizeof(int); printf(“short int %dn“, sizeof(short); printf(“l(fā)ong int %dn“, sizeof(long); printf(“float %dn“, sizeof(float); printf(“double %dn“, sizeof(double); ,P27, 例2.3,不同類(lèi)型數(shù)據(jù) 在內(nèi)存中的存儲(chǔ)形式不同,字符型 整型 實(shí)型 N=S2j,所占位數(shù)決定 實(shí)數(shù)的取值范圍,所占位數(shù)決定 實(shí)數(shù)的精度,常量（Constant）,Consists of: 整型(e.g. 0 67 -2 123L 123u 022 0x12) 缺省為int 實(shí)型(e.g. 2.3 1.2e-5 2.73F 2.73L) 缺省為double 字符型(e.g. z 3 $ n ) 用開(kāi)頭的字符為轉(zhuǎn)義字符, 代表1個(gè)字符 字符串(e.g. “UKM“ “1“ “5a“ ),字符常量,轉(zhuǎn)義字符 一些特殊字符（無(wú)法從鍵盤(pán)輸入或者另有它用）用轉(zhuǎn)義字符表示,字符常量,字符常數(shù)就是一個(gè)普通整數(shù)，也可參與各種數(shù)學(xué)運(yùn)算 每個(gè)字符具有一個(gè)0255之間的數(shù)值，可從ASCII表查出 注意：5和整數(shù)5的區(qū)別 5的ASCII碼值是53 字符的數(shù)學(xué)運(yùn)算在密碼學(xué)內(nèi) 用得比較多,例2.5：小寫(xiě)字母轉(zhuǎn)換為大寫(xiě)字母,#include main() char ch = b; printf(“%c, %dn“, ch, ch); ch = b - 32; printf(“%c, %dn“, ch, ch); ,#include main() char ch = b; printf(“%c, %dn“, ch, ch); ch = b - (a - A) ; printf(“%c, %dn“, ch, ch); ,b, 98 B, 66,b, 98 B, 66,相當(dāng)于97-65,字符串常量,用雙引號(hào)括住的由0個(gè)或多個(gè)字符組成的字符序列 “I am a string“ “表示空字符串 除注釋外，是唯一可以出現(xiàn)中文的地方 C語(yǔ)言內(nèi)部用0表示字符串的結(jié)束 “x“和x是不同的 里定義了一系列專(zhuān)門(mén)的字符串處理函數(shù) 轉(zhuǎn)義字符也可在字符串中使用 習(xí)題2.2(4)字符串“t“NameAddressn“的長(zhǎng)度？ 15,宏常量,#define 標(biāo)識(shí)符 字符串 宏常量 也稱(chēng)符號(hào)常量 一般采用全大寫(xiě)字母表示 宏定義不是語(yǔ)句，而是一種編譯預(yù)處理命令,例2.2 ：計(jì)算圓的周長(zhǎng)和面積,#include #define PI 3.14159 #define R 5.3 main() printf(“area = %fn“, PI * R * R); printf(“circumference = %fn“, 2 * PI * R); ,area = 88.247263 circumference = 33.300854,相當(dāng)于執(zhí)行 #include main() printf(“area = %fn“, 3.14159 * 5.3 * 5.3); printf(“circumference = %fn“, 2 * 3.14159 * 5.3); ,宏替換,例2.2 ：計(jì)算圓的周長(zhǎng)和面積,#include #define PI 3.14159; #define R 5.3; main() printf(“area = %fn“, PI * R * R); printf(“circumference = %fn“, 2 * PI * R); ,相當(dāng)于執(zhí)行 #include main() printf(“area = %fn“, 3.14159;*5.3;*5.3;); printf(“circumference = %fn“, 2*3.14159;*5.3;); ,語(yǔ)法錯(cuò)誤,例2.2 ：計(jì)算圓的周長(zhǎng)和面積,#include main() const float pi = 3.14259; const float r = 5.3; printf(“area = %fn“, pi * r * r); printf(“circumference = %fn“, 2 * pi * r); ,用const修飾定義的const常量 const常量與宏常量相比的優(yōu)點(diǎn)是什么？ const常量有數(shù)據(jù)類(lèi)型 某些集成化調(diào)試工具可以對(duì)const常量進(jìn)行調(diào)試,枚舉（Enumeration）常量,一個(gè)被遺忘的角色，從程序來(lái)窺其一斑 enum weeks SUN, MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT; enum weeks today; enum response no, yes, none; enum response answer; today = TUE; answer = yes; enum response no = -1, yes = 1, none = 0;,其值為2,其值為1,為什么需要常量？,假如不使用常量，直接使用常數(shù)，會(huì)有什么影響？ 程序的可讀性變差 容易發(fā)生書(shū)寫(xiě)錯(cuò)誤 當(dāng)常數(shù)需要改變時(shí)，要修改所有使用它的代碼，工作量大，還可能有遺漏 解決方案： 避免使用幻數(shù)（直接使用的常數(shù)） 把幻數(shù)定義為宏常量、const常量，或枚舉常量 建議使用后兩者,運(yùn)算符（ Operator ）,34種，詳見(jiàn)附錄2 常見(jiàn)的運(yùn)算符 算術(shù)運(yùn)算符 賦值運(yùn)算符 類(lèi)型強(qiáng)轉(zhuǎn) 關(guān)系運(yùn)算符 邏輯運(yùn)算符 增和減 位運(yùn)算符,運(yùn)算符和操作數(shù) （Operator and Operand）,What are operator and operand?,算術(shù)運(yùn)算符（Arithmetic Operators）,除法（Division）,自動(dòng)類(lèi)型轉(zhuǎn)換,相同類(lèi)型數(shù)據(jù)的運(yùn)算結(jié)果，還是該類(lèi)型 不同類(lèi)型數(shù)據(jù)的運(yùn)算結(jié)果，是兩種類(lèi)型中取值范圍大的那種 long double double float long int short char,Example:,整數(shù)除法（Integer Division）,8 / 2 = 4,Example:,12 / 5 = 2,整數(shù)除法（Integer Division）,Example:,實(shí)數(shù)除法（Floating Division）,12.0 / 5 = 2.4,求余（Modulus）,Rule: 操作數(shù)必須是整數(shù) Operands must be integers,Example:,12 % 5 = 2,12,5,2,10,2,求余（Modulus）,Example:,-7 % 3 = -1,-7,3,-2,-6,-1,求余（Modulus）,Example:,7 % -3 = 1,7,-3,-2,6,1,求余（Modulus）,Example:,12.0 % 3 = ?,求余（Modulus）,運(yùn)算順序 優(yōu)先級(jí),算術(shù)表達(dá)式 （Arithmetic Expression）,Examples:,5 + 6,5 + 6 * 2,2.5 + 6 2 * 2,12 / 6.0 2 * 2,= 11,= 22 or 17?,= ?,= ?,= 17,算術(shù)表達(dá)式 （Arithmetic Expression）,Wait a minute,優(yōu)先級(jí)（Order of Precedence） High: * / % Low: + - 不同優(yōu)先級(jí)時(shí)的運(yùn)算順序：高結(jié)合 相同優(yōu)先級(jí)時(shí)的運(yùn)算順序：左結(jié)合,算術(shù)表達(dá)式 （Arithmetic Expression）,Example:,?,4,8.5,2.5 + 6 , 4,4.5,2.5 + 6 2 * 2 =,算術(shù)表達(dá)式 （Arithmetic Expression）,4.5,巧妙使用圓括號(hào)改變運(yùn)算順序,Example:,( 9 ( 3 + 2 ) ) * 3 = ?,算術(shù)表達(dá)式 （Arithmetic Expression）,Example: ( 9 ( 3 + 2 ) ) * 3 = ?, 5,4,12, ( 9 ( 3 + 2 ) ) * 3 = 12,算術(shù)表達(dá)式 （Arithmetic Expression）,賦值語(yǔ)句 （Assignment Statement）,There are 3 types of assignment: Simple簡(jiǎn)單賦值 Multiple多重賦值 Shorthand簡(jiǎn)寫(xiě)的復(fù)合賦值,簡(jiǎn)單賦值 Simple Assignment,Syntax: 變量 = 表達(dá)式 ;,Every assignment expression has a value,#include main( ) float price, discount, total; printf(“Buying price : “); scanf(“%f”, ,Buying price: _,Buying price: 10.00 Discount rate: _,2.50,Buying price: 10.00 Discount rate: 0.25 _,Buying price: 10.00 Discount rate: 0.25 The total price is 2.50 _,Example:,簡(jiǎn)單賦值 Simple Assignment,Syntax: 變量1 = 變量2 = 表達(dá)式 ;,多重賦值 Multiple Assignment,Example: int number, total; float start_x, start_y; . . . number = total = 0; start_x = start_y = 100.0;,多重賦值 Multiple Assignment,從右向左賦值,Syntax: 變量x = 變量x 運(yùn)算符op 表達(dá)式 ; 變量x 運(yùn)算符op = 表達(dá)式;,簡(jiǎn)寫(xiě)的復(fù)合賦值 Shorthand Assignment,這種形式看起來(lái)更直觀，且執(zhí)行效率一般也更高一些,Example: num = num + 5;,15 + 5,20,20,簡(jiǎn)寫(xiě)的復(fù)合賦值 Shorthand Assignment,Example: num += 5;,similar to num = num + 5,簡(jiǎn)寫(xiě)的復(fù)合賦值 Shorthand Assignment,習(xí)題2.2(7) 已知 int a = 3; 執(zhí)行 a += a -= a * a 后，變量a的值？ a += a -= a * a a += a -= 9 a += -6 a = -12,簡(jiǎn)寫(xiě)的復(fù)合賦值 Shorthand Assignment,3,-6,-12,習(xí)題2.2(7) 已知 int a = 3; 執(zhí)行 a += a -= a *= a 后，變量a的值？ a += a -= a *= a a += a -= 9 a += 0 a = 0,簡(jiǎn)寫(xiě)的復(fù)合賦值 Shorthand Assignment,3,9,0,0,簡(jiǎn)寫(xiě)的復(fù)合賦值 Shorthand Assignment,自動(dòng)類(lèi)型轉(zhuǎn)換,取值范圍小的類(lèi)型賦值給取值范圍大的類(lèi)型是安全的 反之是不安全的 若大類(lèi)型的值在小類(lèi)型能容納的范圍之內(nèi)，則平安無(wú)事 但是，浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)為整數(shù)，會(huì)丟失小數(shù)部分，非四舍五入 反之，轉(zhuǎn)換后的結(jié)果必然是錯(cuò)誤的，具體結(jié)果與機(jī)器和實(shí)現(xiàn)方式有關(guān) 避免如此使用，好的編譯器會(huì)發(fā)出警告,Example: int x = 10; float y; y = (float)x;,(float)10,10.000000,類(lèi)型強(qiáng)轉(zhuǎn)（Casting）,消除從大到小的警告 x = (int)y; 通過(guò)下面方式把表達(dá)式的值轉(zhuǎn)為任意類(lèi)型 (類(lèi)型)表達(dá)式,不改變x,Example: int total, number; float average; average = total / number;,15 / 2,7,類(lèi)型強(qiáng)轉(zhuǎn)（Casting）,兩個(gè)整數(shù)運(yùn)算的結(jié)果 還是整數(shù)，不是浮點(diǎn)數(shù),Example: int total, number; float average; average = (float)total / number;,15.000000 / 2,7.500000,類(lèi)型強(qiáng)轉(zhuǎn)（Casting）,關(guān)系運(yùn)算符 （ Relational Operators ）,Symbol Description & 與（AND）當(dāng)且僅當(dāng)兩者都為真，則結(jié)果為真 | 或（OR） 只要兩者中有一個(gè)為真，結(jié)果就為真 ! 非（NOT）,邏輯運(yùn)算符 （ Logical Operators ）,! & |,高,低,復(fù)合表達(dá)式 （Compound Expression）,Arithmetic, relational and mantic operators can be integrated/combined in one expression,Example: ! ( c a ), ! ( 1 ),! ( 15 2 ), 0,Example: (a = 1) & (b = 5),( 2 = 1 ) & ( b = 5 ),1 & ( b = 5 ),1 & ( 5 = 5 ),1 & 1,1,復(fù)合表達(dá)式 （Compound Expression）,Example: (c = ( b * 3 ) ) | (a = 3),( c = ( 5 * 3 ) ) | ( a = 3),1 | ( a = 3 ),1 | ( 2 = 3 ),1 | 0,( 15 = 15 ) | ( a = 3),1,復(fù)合表達(dá)式 （Compound Expression）,Example: ! ( ( a d ) ),! ( ( 2 d ) ),! ( 1 | ( 15 17 ) ),! ( 1 | 0 ),! 1,! ( 1 | ( c d ) ),0,復(fù)合表達(dá)式 （Compound Expression）,實(shí)例 ch是英文大寫(xiě)字母 (ch = A) & (ch = Z) 判斷某一年year是否是閏年的條件是滿足下列二者之一 能被4整除，但不能被100整除； 能被400整除； year%4=0 & year%100!=0 | year%400=0 優(yōu)先級(jí)： % = (!=) & | (year%4=0) & (year%100!=0) | (year%400=0),復(fù)合表達(dá)式 （Compound Expression）,增一和減一運(yùn)算符 (Increment and Dec