C語言程序設(shè)計 課件 梁偉 第1、2章 概述；數(shù)據(jù)類型、運算符和表達式

第1章概述1.1程序設(shè)計語言1.2C語言的發(fā)展歷史和特點1.3簡單的C程序示例1.4C語言上機環(huán)境本章小結(jié)

1.1程序設(shè)計語言

1.機器語言

機器語言是計算機唯一能直接接收和執(zhí)行的語言，由二進制碼組成。每一串二進制碼稱為一條指令。一條指令規(guī)定了計算機執(zhí)行的一個動作。機器語言的主要優(yōu)點在于執(zhí)行速度極快，因為它不需要任何轉(zhuǎn)換即可直接由計算機執(zhí)行；缺點是其采用二進制碼表示指令，人工記憶十分困難，另外，采用機器語言編寫的計算機程序具有不可移植性，即對某一種體系結(jié)構(gòu)的計算機編寫的計算機程序，在另一種體系結(jié)構(gòu)的計算機上不能運行。

2.匯編語言

機器語言難學(xué)、難記、難修改，僅適用于專業(yè)人員。為了簡化編程，計算機科學(xué)家們將機器語言的每一條指令采用助記符表示，即實現(xiàn)機器語言符號化。

采用匯編語言編寫的計算機程序必須翻譯為機器語言后，計算機才能識別運行，這些助記符經(jīng)過匯編器翻譯成機器語言，這種翻譯程序稱為匯編程序，對應(yīng)的過程稱為匯編過程。匯編語言的出現(xiàn)降低了編程難度，提高了編程效率。

3.高級語言

機器語言和匯編語言都是面向機器的語言，屬于低級語言。高級語言是一種接近于自然語言和數(shù)學(xué)公式的程序設(shè)計語言。它采用了完全符號化的描述形式，用類似自然語言的形式描述對問題的處理過程，用數(shù)學(xué)表達式的形式描述對數(shù)據(jù)的計算過程。高級語言的優(yōu)點是通用性強，編程效率高。它使程序員可以不用與計算機的硬件打交道，可以不必了解機器語言的指令系統(tǒng)，可集中精力解決問題，這極大地提高了編程效率。高級語言具有可移植性及易學(xué)、易記等特點。

1.2C語言的發(fā)展歷史和特點

1.2.1C語言的發(fā)展歷史20世紀70年代初，編寫計算機系統(tǒng)軟件時人們使用了一種符號法的自展組合編程語言BCPL。BCPL進一步發(fā)展為一種系統(tǒng)軟件描述語言，即B語言。BCPL是在CPL(CombinedProgrammingLanguage)的基礎(chǔ)上開發(fā)的，而CPL可以追溯到最早的程序設(shè)計語言之一—ALGOL60語言。

1972年，美國貝爾實驗室的丹尼斯·里奇(DennisM.Ritchie)在B語言的基礎(chǔ)上設(shè)計出了C語言。

目前流行的C語言編譯系統(tǒng)大多是以89ANSIC為基礎(chǔ)進行開發(fā)的，但不同版本的C編譯系統(tǒng)所實現(xiàn)的語言功能和語法規(guī)則又略有差別。不同的編譯器開發(fā)商在遵照C語言標準的基礎(chǔ)上，對標準新增了一些特性(如增加了圖形圖像處理能力)或增加了特定的庫函數(shù)。

1.2.2C語言的特點

(1)?C語言有豐富的運算符。

(2)?C語言有豐富的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)類型。

(3)?C語言是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言。

(4)?C語言是模塊化語言。

(5)任何一個C程序有且僅有一個稱為主函數(shù)的main()函數(shù)。

(6)?C語言有豐富的預(yù)處理功能。

(7)?C語言是面向過程的語言，其函數(shù)采用面向過程的思想進行設(shè)計。

(8)?C程序具有可移植性。不同的程序員可以在不同的平臺上設(shè)計實現(xiàn)某一大型軟件中的子功能，然后在另一平臺上進行組裝，構(gòu)成該大型軟件。

1.3簡單的C程序示例

1.3.1C程序的構(gòu)成與書寫格式1．C程序的構(gòu)成

2．C程序的書寫格式

在編輯C語言源程序時，需注意以下幾點。

(1)?C程序既可采用塊注釋方法，也可采用行注釋方法。塊注釋的書寫格式如下：

/*注釋部分*/

行注釋的書寫格式如下：

//從此處開始至行末尾，為行注釋內(nèi)容

注釋部分只為了提高程序的可讀性，不參與程序的編譯和運行。書寫時要注意“/”與“*”之間或“*”與“/”之間不能有空格。

(2)?C語言一般采用小寫字母作為標識符。而BASIC語言中，一般采用大寫字母作為標識符。

(3)?C語言是區(qū)分字母大小寫的。如“MAX”“max”和“Max”表示的是3個不同的標識符。

(4)?C程序書寫格式靈活，一個語句可連續(xù)寫在多行上，一行也可以寫多個語句。如例1-2中的max函數(shù)可以寫成如下形式：

intmax(inta,intb){returna>b?a:b;}

(5)為了使書寫的程序結(jié)構(gòu)清晰、層次分明，建議采用“右縮進對齊”的格式編輯C語言源程序，即同一結(jié)構(gòu)層次的語句左對齊，結(jié)構(gòu)下的語句相對于結(jié)構(gòu)本身而言向右縮進。

1.3.2良好的編程風格

關(guān)于良好的編程風格，有以下幾點建議可供初學(xué)者參考：

(1)采用一致的命名規(guī)范。

(2)采用適當?shù)目s進和空格。

(3)添加注釋和文檔。

(4)使代碼模塊化和函數(shù)化。

(5)避免過長的函數(shù)和代碼行。

1.4C語言上機環(huán)境

1.4.1程序的編譯與編程環(huán)境1.程序的編譯利用C語言編寫的程序稱為源程序(.c)，翻譯成的機器語言程序稱為目標程序(.obj)，將目標程序鏈接后生成的程序稱為可執(zhí)行程序(.exe)。可執(zhí)行程序是我們在使用計算機時能運行的程序。程序的鏈接要用到系統(tǒng)的庫函數(shù)(即編譯器廠商按C語言標準提供的事先編譯好的函數(shù)，供用戶在編程時使用)。C語言的很多功能也是由庫函數(shù)完成的。

2.程序的編譯環(huán)境

“工欲善其事，必先利其器”，編程環(huán)境是開發(fā)人員用來編寫、調(diào)試和管理源代碼的工具集合，它提供了一個集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，以提高開發(fā)效率。用于C語言程序開發(fā)的工具軟件非常豐富，常用的有MicrosoftVisualC++(簡稱VisualC++)系列軟件、Code::Blocks、QtCreator、Dev-C++、Clang等。

1.4.2C語言程序的開發(fā)過程

開發(fā)C語言程序的步驟如下：

(1)在編輯窗口中錄入或修改C/C++源程序，其文件擴展名為“.c”或“.cpp”。

(2)用編譯(Compile)命令對源程序文件進行編譯，生成與源程序文件同名的二進制目標程序文件，其擴展名為“.obj”。

(3)用組建(Build)命令對工程或解決方案進行編譯與鏈接，為每個工程生成相應(yīng)的與工程同名的可執(zhí)行程序文件，其擴展名為“.exe”。

(4)運行與調(diào)試。

上述步驟中，由于步驟(3)包含了步驟(2)，所以一般不需要對步驟(2)進行單獨操作。因此，用VisualC++2010Express開發(fā)C語言程序時，只要反復(fù)進行步驟(1)、(3)和步驟(4)即可。C語言程序的開發(fā)過程如圖1-1所示。

圖1-1C語言程序的開發(fā)過程

1.4.3VisualC++2010Express上機操作

1.啟動VisualC++2010Express

如果Windows操作系統(tǒng)中已經(jīng)安裝好VisualC++2010Express，則可在Windows桌面雙擊該軟件圖標或在“開始”菜單中選擇該軟件以啟動VisualC++2010Express，也可在Windows“開始”菜單的“運行”命令輸入框中輸入命令“VCExpress”以啟動VisualC++2010Express。VisualC++2010Express啟動后的主界面如圖1-2所示。

圖1-2VisualC++2010Express的主界面

2．新建Project與Solution

在VisualC++2010Express開發(fā)環(huán)境下，C程序按“解決方案(Solution)”→“工程(Project)”→“文件(File)”的層次結(jié)構(gòu)進行組織。解決方案用于組織和管理一個或多個工程，每個工程由一個或多個源程序文件和頭文件所構(gòu)成。同一工程中，可以有多個源程序文件，但只能有一個main()函數(shù)。

在VisualC++2010Express起始頁(StartPage)中單擊“NewProject...”(如圖1-2所示)，或在主菜單中單擊“File”→“New”→“Project...”(如圖1-3所示)，打開如圖1-4所示的新建工程(NewProject)對話框。

圖1-3VisualC++2010Express新建工程的命令選項

圖1-4新建工程時設(shè)置工程名、存放位置、解決方案名

在圖1-4中完成設(shè)置后，單擊“OK”→“Next”，將彈出如圖1-5所示的應(yīng)用程序設(shè)置(ApplicationSettings)對話框。將應(yīng)用程序類型(Applicationtype)設(shè)置為控制臺應(yīng)用程序(Consoleapplication)，并將附加選項(AdditionalOptions)設(shè)置為空工程(Emptyproject)。單擊“Finish”后將彈出如圖1-6所示的界面，在界面左邊的解決方案瀏覽器(SolutionExplorer)中可查看到剛剛新建的解決方案名及工程名。

圖1-5應(yīng)用程序設(shè)置(ApplicationSettings)對話框

圖1-6在解決方案瀏覽器(SolutionExplorer)中查看新建的解決方案名及工程名

3．在Project中添加并編輯源程序

如圖1-7所示，在解決方案瀏覽器(SolutionExplorer)中，若欲為工程添加新文件(C語言源程序、頭文件等)，可依次單擊工程名(如圖1-7中的“myProject_1”)右鍵菜單中的子菜單項“Add”→“NewItem...”，打開添加C語言源程序等文件的設(shè)置對話框(如圖1-8所示)。在該對話框中，設(shè)置文件類型為“C++File”，文件名(Name)自定義(如圖1-8中命名為“myCode_1.c”)，文件位置(Location)默認為工程所在位置(如圖1-8中的“D：\mySolution\myProject_1\”，表示文件的存儲位置是之前新建的D盤根目錄下的解決方案文件夾mySolution下的工程文件夾myProject_1)。

圖1-7為工程添加新文件的命令項

圖1-8為工程添加C語言源程序的設(shè)置對話框

設(shè)置好后，單擊“Add”將出現(xiàn)如圖1-9所示的空白程序編輯窗口。接著，就可以在程序編輯窗口錄入自己編寫的C語言源程序了(示例如圖1-10所示)。

圖1-9C語言源程序的文件名及編輯窗口

圖1-10在編輯窗口中錄入C語言源程序的簡單示例

4.編譯(Compile)

編譯就是把文本形式的C語言源程序文件翻譯為機器語言形式的目標程序文件的過程。

在C語言源程序文件(如myCode_1.c)的文件名上調(diào)出其右鍵菜單，單擊“Compile”；或在選中C語言源程序文件后，單擊主菜單項“Build”的下拉菜單項“Compile”；或在選中C語言源程序文件后，按快捷鍵“Ctrl+F7”，將生成與C語言源程序文件同名的目標程序文件(擴展名為“.obj”，默認存放于所在工程文件夾的Debug子目錄中)。由于編譯操作是針對C語言源程序文件進行的，且已經(jīng)包含在隨后介紹的組建(Build)操作中，所以編譯操作一般不必單獨使用。

5.組建(Build)

VisualC++2010Express中的組建操作，相當于早期編譯器的編譯與鏈接的組合操作，即先將C語言源程序文件編譯生成目標程序文件，然后將整個工程(或解決方案)的所有目標程序文件和用到的相關(guān)庫函數(shù)文件進行組裝，形成最終的可執(zhí)行程序文件。

在解決方案瀏覽器中，在所選的工程名(如myProject_1)上調(diào)出其右鍵菜單并單擊“Build”；或單擊主菜單項“Build”的下拉菜單項“Build”(后接工程名，如“BuildmyProject_1”)，將生成與工程名同名的可執(zhí)行程序文件(擴展名為“.exe”，默認存放于所在解決方案文件夾的Debug子目錄中)，如圖1-11所示。

圖1-11對工程進行組建操作的命令項及其執(zhí)行結(jié)果

從圖1-11左邊窗口的解決方案瀏覽器中可以看出，解決方案mySolution中有兩個工程，分別是myProject_1和myProject_2。若想對解決方案中的所有工程進行組建操作，則在解決方案瀏覽器的最頂端的解決方案名上調(diào)出其右鍵菜單，并單擊“BuildSolution”；或單擊主菜單項“Build”的下拉菜單項“BuildSolution”；或按快捷鍵“F7”，將生成與各工程名同名的可執(zhí)行程序文件(擴展名為“.exe”，默認存放于所在解決方案文件夾的Debug子目錄中)，如圖1-12所示。

圖1-12對解決方案進行組建操作的命令項及其執(zhí)行結(jié)果

6.運行程序

如圖1-13所示，選擇“Debug”→“StartWithoutDebugging”菜單項，或按快捷鍵“Ctrl+F5”，將運行生成的“.exe”文件。程序運行結(jié)果如圖1-14所示，按任意鍵即結(jié)束運行。

圖1-13運行程序的菜單項圖1-14在命令行窗口顯示的程序運行結(jié)果

7.調(diào)試程序

調(diào)試程序是程序設(shè)計過程中一個很重要的環(huán)節(jié)。C語言程序的錯誤主要包括兩大類，一類是語法錯誤，另一類是邏輯設(shè)計錯誤。語法錯誤是指違背了C語言語法規(guī)則而導(dǎo)致的錯誤。語法錯誤分為一般錯誤(error)和警告錯誤(warning)兩種。當程序出現(xiàn)一般錯誤時，將不會產(chǎn)生可執(zhí)行程序。當程序出現(xiàn)警告錯誤時，通常能夠生成可執(zhí)行程序，但程序運行時可能發(fā)生錯誤，嚴重的錯誤還會引起死機現(xiàn)象。所以，警告錯誤比一般錯誤更難修改，程序員應(yīng)該盡量消除警告錯誤。編譯器能找出源程序的語法錯誤，程序員可以根據(jù)錯誤提示信息進行修改。

下面介紹VisualC++2010Express查錯方法。

1)利用編譯器查找語法錯誤

如果程序沒有違背C語言的語法規(guī)則，編譯器也沒有提示出錯，而且程序能夠成功運行，但程序執(zhí)行結(jié)果卻與原意不符，這類程序設(shè)計上的錯誤稱為邏輯設(shè)計錯誤或缺陷(Bug)。

如果程序有語法錯誤，則在編譯(Compile或Build)時，VisualC++2010Express的編譯器將在輸出窗口中給出語法錯誤提示信息。錯誤提示信息中一般指出錯誤發(fā)生所在位置的行號。用戶可以在輸出窗口中雙擊錯誤提示信息或按F4鍵定位到出錯語句，如圖1-15所示。

圖1-15C語言源程序在編譯時出現(xiàn)了warning和error

2)使用調(diào)試(Debug)器查找邏輯設(shè)計錯誤

VisualC++2010Express提供了重要的調(diào)試工具—Debug，用于查找和修改程序中的邏輯設(shè)計錯誤。VisualC++2010Express的“Debug”主菜單項包含了用于調(diào)試程序的常用子菜單項，具體如表1-1所示。

如圖1-16所示，當單步執(zhí)行main()函數(shù)中調(diào)用add()函數(shù)的語句時，若執(zhí)行的是“StepOver”，則該語句直接執(zhí)行完成，執(zhí)行流程隨后指向下一條語句，即printf()語句；若執(zhí)行的是“StepInto”，則執(zhí)行流程進入add()函數(shù)體內(nèi)部，隨后執(zhí)行add()函數(shù)體內(nèi)部的各條語句。在add()函數(shù)體內(nèi)部，可隨時用“StepOut”跳出函數(shù)，完成函數(shù)的執(zhí)行并返回至函數(shù)調(diào)用處。在調(diào)試過程中，通過跟蹤程序運行過程中的狀態(tài)變化，并輔以人工分析，可以發(fā)現(xiàn)程序中的問題所在。

圖1-16調(diào)試程序時的Watch窗口和Locals窗口

本章小結(jié)

本章先介紹了程序設(shè)計語言的三個發(fā)展階段，以及C語言的發(fā)展歷史和特點；其次通過兩個簡單的C程序示例介紹了C程序的構(gòu)成和書寫格式，并強調(diào)了編程風格的重要性，提出了良好編程習慣的一些建議；最后介紹了程序的編譯以及C語言常見的開發(fā)環(huán)境和工具，重點介紹了以VisualC++2010Express為例進行C語言程序開發(fā)的過程。第2章數(shù)據(jù)類型、運算符和表達式2.1基本數(shù)據(jù)類型、變量和常量2.2運算符和表達式2.3輸入/輸出函數(shù)本章小結(jié)

2.1基本數(shù)據(jù)類型、變量和常量

2.1.1基本數(shù)據(jù)類型和取值范圍在計算機中，所有的數(shù)據(jù)都采用二進制形式表示，5種基本數(shù)據(jù)類型規(guī)定了數(shù)據(jù)在內(nèi)存中占用的二進制位數(shù)/字節(jié)數(shù)，從而也規(guī)定了數(shù)據(jù)的取值范圍。與數(shù)據(jù)類型相關(guān)的是類型修飾符，整型數(shù)據(jù)類型有兩類修飾符：一類是符號修飾；另一類是長度修飾。

其中符號修飾符有帶符號(signed)和不帶符號(unsigned)之分，默認為帶符號(signed)修飾；長度修飾有短型(short)和長型(long)之分，這些數(shù)據(jù)長度與具體機器編譯環(huán)境有關(guān)。例如在VisualC++2010Express編程環(huán)境下，int類型與long類型一樣，都是占4個字節(jié)(32位)；而在TurboC2.0編程環(huán)境下，int類型與short類型一樣，都是占2個字節(jié)(16位)。本書以VisualC++2010Express作為開發(fā)環(huán)境，其主要數(shù)據(jù)類型和取值范圍如表2-1所示。表中類型帶中括號的項表示可選項。

2.1.2變量

變量的定義格式如下：

[存儲類型]數(shù)據(jù)類型變量名；

例如：

inta,a5,_a;

float_a5,A5;

變量的數(shù)據(jù)類型可以是表2-1中的任何數(shù)據(jù)類型，變量名必須遵守以下C語言標識符命名規(guī)則：

(1)第1個字符必須是字母或下畫線。

(2)其余字符可以是字母、下畫線和數(shù)字。

(3)字母區(qū)分大小寫。

(4)用戶自定義的變量名不能與C語言的保留字或預(yù)定義標識符同名，并應(yīng)盡量做到“見名知意”，以增加程序的可讀性。保留字如表2-2所示。

變量沒有賦初值時，變量中存放的是一隨機值。變量定義時可同時賦初值，這稱為變量的初始化，如：

inta=1,a5=10;

定義變量包括兩個方面的含義：一是給變量分配存儲空間和規(guī)定變量的取值范圍，從而可以對變量進行存儲操作，如上述舉例中，為整型變量a、a5、_a各分配了4個字節(jié)空間，為浮點型變量_a5、A5各分配了4個字節(jié)空間，變量有了存儲空間，也就有變量地址，如&a、&a5、&_a分別表示變量a、a5、_a的首地址(符號&是取地址運算符)；二是規(guī)定了其允許的操作，如實數(shù)可進行加、減、乘、除運算，但不能進行求余運算。

2.1.3常量

1．整型常量

C語言中整型常量按進制劃分有十進制、八進制(前綴為數(shù)字0)、十六進制(前綴為數(shù)字0X或0x)3種。數(shù)據(jù)377按這3種進制的格式可分別表示為：377、0571、0x179(或0X179)。

整型常量加后綴小寫字母l或大寫字母L，表示該常量為長整型。如377L、0571L、0x179L分別表示十進制、八進制、十六進制長整型數(shù)。整型常量若沒加后綴，則默認為int類型。

2.實型常量

實型常量有兩種表示方法：一類是標準記數(shù)方法，如PI值表示為3.141?592?6；另一類是科學(xué)記數(shù)法。科學(xué)記數(shù)法的一般形式為

尾數(shù)E階碼

或

尾數(shù)e階碼

如PI值可以表示為如下形式：

3.14159E03.14159e00.314159E131.4159e-1

3.字符常量

字符常量用一對單引號包圍，如'5'、'a'、'A'、''等，每個字符占一個字節(jié)。在計算機中，字符按ASCII(見附錄1)值存放，上述對應(yīng)的4個字符的ASCII值為53、97、65、32等，因此字符也可以參加整型運算。由于單引號已經(jīng)用作任意字符常量的界限符，所以單引號如果要用作普通字符常量時可在字符前面加反斜杠“\”(稱為轉(zhuǎn)義字符)區(qū)分，如“\'”表示單引號。常用轉(zhuǎn)義字符如表2-3所示。

4.字符串常量

字符串常量是用一對雙引號包圍的字符數(shù)組，如"Hello,world!"，它們在內(nèi)存中是按照每個字符的ASCII碼連續(xù)存放的，并在結(jié)尾處添加了一結(jié)束符'\0'，對應(yīng)的ASCII值為0，這樣n個字符組成的字符串需占用n+1個字節(jié)。因此，12個字符組成字符串"Hello,world!"在內(nèi)存中占用13個字節(jié)，其存儲形式如圖2-1所示。

圖2-1字符串"Hello,world!"的存儲表示

值得注意的是：

①字符串中包含有雙引號字符時，字符雙引號必須用轉(zhuǎn)義字符表示，具體可參見例2-4。

②一個字符串需占用兩行時，需采用兩對雙引號界定表示，具體可參見例2-5。

2.2運算符和表達式

2.2.1優(yōu)先級與結(jié)合規(guī)則數(shù)學(xué)中表達式是這樣定義的：用運算符(操作符)將運算數(shù)(操作數(shù))連接起來的式子。其運算順序是這樣規(guī)定的：先乘除后加減，從左至右依次進行。這句話包含了兩層意思：先乘除后加減表明了乘除運算符的優(yōu)先級別比加減運算符優(yōu)先級別高；在同一級別運算時，按從左至右依次進行，即說明了結(jié)合規(guī)則。對于算術(shù)運算的結(jié)合規(guī)則是按從左至右進行的，即左結(jié)合性。

C語言中除了算術(shù)運算符之外，還有其他一些運算符，部分常見運算符的優(yōu)先級別和結(jié)合規(guī)則如表2-4所示，從表2-4中我們可以看出加減運算符的級別為4級，比運算級別為3級的乘除運算符級別要低。

當由多個不同運算符和運算數(shù)組成較為復(fù)雜的表達式時，其運算符計算順序按如下規(guī)則執(zhí)行：

(1)不同級別的運算符按運算符的優(yōu)先級別確定計算順序，優(yōu)先級別高(優(yōu)先級別數(shù)小)的運算符先計算，優(yōu)先級別低(優(yōu)先級別數(shù)大)的運算符后計算；

(2)相同級別的運算符按結(jié)合規(guī)則確定計算順序。

2.2.2賦值運算與連續(xù)賦值

簡單賦值運算的一般形式為

變量=表達式

其功能是將一個表達式的值賦給變量。如：

a=b+c

該式讀作將表達式b+c的值賦給a。其本意是改寫變量a的值，而不是判斷b+c與a是否相等，初學(xué)者往往將C語言中的賦值運算符看作數(shù)學(xué)上的關(guān)系運算符——等于運算符，這是錯誤的，請讀者認真理解。又如數(shù)學(xué)上將表達式

a=a+5

看作錯誤的表達式，在C語言中這是正確的合法表達式，它是改寫存儲單元a中的內(nèi)容，因為在C語言中，運算符“=”不是等于運算符，而是賦值運算符。

在C語言中，賦值運算符的優(yōu)先級別較低，為14級，并滿足右結(jié)合規(guī)則。因此表達式

x=y=z=1

是連續(xù)賦值表達式，其功能相當于如下表達式的功能：

x=(y=(z=1))

它是先執(zhí)行表達式z=1，即將1賦給z，該表達式值也為1；然后將z=1表達式的值1賦給y，即執(zhí)行y=1，該表達式值也仍為1；最后將y=1表達式的值1賦給x，即執(zhí)行x=1。

2.2.3算術(shù)運算

C語言中算術(shù)運算符有加“+”、減“-”、乘“*”、除“/”、取余(模)“%”、自加“++”、自減“--”。其中“+”“-”運算符優(yōu)先級別為4級，“*”“/”“%”運算符優(yōu)先級別為3級，它們都滿足左結(jié)合規(guī)則，都是二元運算符，“+”“-”“*”“/”都能對整數(shù)或?qū)崝?shù)進行運算。取余運算符“%”只能對整型數(shù)據(jù)進行運算，如5%2的值為1，5%3值為2。

“++”“--”運算符可寫在變量的前面或變量的后面，寫在變量的前面稱為前綴(或前置)運算，寫在變量的后面稱為后綴(或后置)運算，當使用前綴運算與后綴運算時要注意以下兩點：

(1)?++a與a++單獨構(gòu)成表達式時，兩者使用時沒有區(qū)別。

(2)?++a與a++不是單獨構(gòu)成表達式時，前綴運算表示先加后用，后綴運算表示先用后加。

先用后加指的是先讀取a的數(shù)據(jù)進行使用，當表達式中比++運算符高的運算符都執(zhí)行完后，a再進行自加運算。先加后用指的是先對a進行自加運算，然后再讀取a進行其他運算。

2.2.4關(guān)系運算

關(guān)系運算又稱為比較大小運算，它有6個運算符：“>”“>=”“<”“<=”“==”“!=”，它們的結(jié)合規(guī)則都是自左向右的。其中“>”“>=”“<”“<=”4個運算符優(yōu)先級別為6級，它們比“==”“!=”兩個運算符優(yōu)先級別為7級的級別高。關(guān)系運算的結(jié)果為邏輯真或邏輯假，關(guān)系成立時為邏輯真(值為1)，關(guān)系不成立時為邏輯假(值為0)。如表達式5>3，5>=3，5<3，5<=3，5==3，5!=3的邏輯值分別為1、1、0、0、0、1。

關(guān)系運算的等于運算符“==”與數(shù)學(xué)上的等于運算符“=”具有相同的含義，與C語言中的賦值運算符“=”完全不同，這一點初學(xué)者往往容易搞錯。

2.2.5邏輯運算

C語言中邏輯運算符有3個，分別是邏輯與“&&”(優(yōu)先級為11級、左結(jié)合)、邏輯或“||”(優(yōu)先級為12級、左結(jié)合)、邏輯非“!”(優(yōu)先級為2級、右結(jié)合)。邏輯與表達式a&&b表示a與b中只要有一個條件不滿足(值為0)，其運算結(jié)果為0。邏輯或表達式a||b表示a與b中只要有一個條件滿足(值為1)，其運算結(jié)果為1。邏輯非表達式!a表示當a為1時，結(jié)果為0；當a為0時，結(jié)果為1。邏輯運算真值表如表2-4所示。

2.2.6位運算

1.位運算符

位運算符有“&”“|”“^”“~”“>>”“<<”等6個，其含義如表2-5所示。

2.位異或運算

位異或運算真值表如表2-6所示，即對應(yīng)位相同時結(jié)果為0，不同時結(jié)果為1。

3.移位運算

左移位運算a<<b表示將a左移b位，右邊空出的低位部分用0填補，左邊移出的部分將丟棄。右移位運算a>>b，右邊移出的部分將丟棄，左邊空出的高位部分填補方法則根據(jù)

a是否為帶符號數(shù)分為兩種：a為帶符號數(shù)時，左邊空出的高位部分用符號位填補；a為不帶符號數(shù)時，左邊空出的高位部分用0填補。

2.2.7條件運算

條件運算符是C語言中唯一的三元運算符，用符號“?：”表示，它帶有3個運算數(shù)，優(yōu)先級為13級，結(jié)合規(guī)則為右結(jié)合，其書寫一般形式為

a?b:c

其計算方法是：先計算a，若a非0，則選擇b作為表達式的值；若a為0，則選擇c作為表達式的值。因此，條件運算又稱為選擇運算。

2.2.8復(fù)合賦值運算

同賦值運算一樣，復(fù)合賦值運算符也是二元運算符，優(yōu)先級別為14級，結(jié)合規(guī)則為右結(jié)合。復(fù)合賦值運算符共有10個，其含義如表2-7所示。復(fù)合賦值運算與其他運算相結(jié)合時，應(yīng)特別注意其運算優(yōu)先級與結(jié)合規(guī)則。如表達式：

a/=b+c*d

相當于表達式

a=a/(b+c*d)

因為復(fù)合賦值運算符“/=”優(yōu)先級別比“+”“*”的優(yōu)先級別低。

2.2.9其他運算

1.逗號運算

逗號運算符是C語言中優(yōu)先級別最低的運算符，優(yōu)先級為15級，結(jié)合規(guī)則為左結(jié)合。其一般形式如下：

e1,e2,e3,…,en

其功能為先計算表達式e1，然后計算表達式e2，再計算表達式e3……最后計算表達式en，其中表達式en的值為整個表達式的值。

2．sizeof運算

“sizeof”表示計算變量或表達式所占用的存儲空間大小，即字節(jié)數(shù)，其優(yōu)先級別為2級，結(jié)合規(guī)則為右結(jié)合。

sizeof計算數(shù)據(jù)類型占用字節(jié)數(shù)的形式為

sizeof(類型)

sizeof計算變量占用字節(jié)數(shù)的形式有兩種：

sizeof(變量)

或

sizeof變量

2.2.10數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換及其規(guī)則

1.算術(shù)運算類型轉(zhuǎn)換

算術(shù)運算中，當兩個運算數(shù)類型相同時，運算結(jié)果類型與原類型相同，當兩個運算數(shù)類型不同時，先將兩個運算數(shù)轉(zhuǎn)換為相同類型，轉(zhuǎn)換方法為將級別低的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為級別高的數(shù)據(jù)類型，運算結(jié)果與級別高的數(shù)據(jù)類型相同。類型級別高低按下述規(guī)則進行：

2.賦值類型轉(zhuǎn)換

執(zhí)行賦值運算“變量a=表達式b”時，若a、b類型相同，則直接將b賦給a即可，若a、b類型不同，則需先將b的類型轉(zhuǎn)換為a的類型后再賦值，這種類型轉(zhuǎn)換，稱為賦值類型轉(zhuǎn)換。賦值類型轉(zhuǎn)換分為以下幾種情況。

(1)不帶符號整型向帶符號整型轉(zhuǎn)換。

(2)帶符號整型向不帶符號整型轉(zhuǎn)換。

(3)短整型向長整型轉(zhuǎn)換。

(4)長整型向短整型轉(zhuǎn)換。

如圖2-2所示。

(5)單精度浮點型向雙精度浮點型轉(zhuǎn)換。這是等值轉(zhuǎn)換。

(6)雙精度浮點型向單精度浮點型轉(zhuǎn)換。圖2-2長整型賦給短整型示意圖

3.強制類型轉(zhuǎn)換

強制類型轉(zhuǎn)換的一般格式為

(目標類型)表達式

其功能是將表達式類型轉(zhuǎn)換為目標類型，其轉(zhuǎn)換方法同賦值類型轉(zhuǎn)換。如：

floata=3.8;

inti;

i=(int)a;

則i的值為3。

4.輸入/輸出類型轉(zhuǎn)換

輸入/輸出類型轉(zhuǎn)換將在2.3節(jié)中介紹。

2.3輸入/輸出函數(shù)

2.3.1格式化輸出函數(shù)用戶看不到程序運算的過程和運算變量的值，而運算變量的值對用戶又有特別重要的意義。C語言為用戶提供了格式化輸出函數(shù)，其功能是按用戶指定格式輸出運算結(jié)果值。格式化輸出函數(shù)的調(diào)用格式為printf("格式字符串",表達式1,表達式2,…,表達式n);

格式說明符以“%”開始，以類型代碼結(jié)束，其一般格式為

%[flags][width][precision][F|N|h|l]type

1.類型代碼(type)

類型代碼(type)意義如表2-8所示。

2.寬度(width)

寬度為n是指表達式輸出時至少占用n位，實際數(shù)據(jù)輸出的寬度可以比指定的寬度大。寬度為0n時，其中的數(shù)字0表示左邊空位用0填補，n含義與前述相同。

3.精度(precision)

對于不同類型的輸出表達式，精度表示不同的含義。說明符“%e”“%E”“%f”作用于浮點數(shù)，精度表示小數(shù)點后最多顯示的位數(shù)(不是傳統(tǒng)的有效位數(shù))，如果未指定精度，精度默認值為6。如%10.4f顯示的數(shù)據(jù)至少占10位，其中小數(shù)最多4位。

4.標志(flags)

標志flags為“-”時，表示左對齊(默認為右對齊)；為“+”