C語言程序設計(第三版)-譚浩強.ppt

1、第一章,C語言概述,本章要點,C語言的特點 C程序的結構 在計算機上運行C程序的方法,1-1 語言出現(xiàn)的歷史背景,C語言是國際上廣泛流行的高級語言。 C語言是在B語言的基礎上發(fā)展起來的。 B （BCPL）語言是1970年由美國貝爾實驗室設計的, 并用于編寫了第一個UNIX操作系統(tǒng),在PDP 7上實現(xiàn)。優(yōu)點：精練,接近硬件，缺點：過于簡單,數(shù)據(jù)無類型。 1973年貝爾實驗室的D.M.Ritchie 在B語言的基礎上設計出了C語言，對B取長補短，并用之改寫了原來用匯編編寫的UNIX，(即UNIX第5版），但僅在貝爾實驗室使用。,1-1語言出現(xiàn)的歷史背景,1975年UNIX第6版發(fā)布,C優(yōu)點突出引起

2、關注。 1977年出現(xiàn)了可移植C語言編譯程序 ，推動了UNIX在各種機器上實現(xiàn) ，C語言也得到推廣，其發(fā)展相輔相成。 1978年影響深遠的名著The C Programming Language由 Brian W.Kernighan和Dennis M.Ritchie 合著,被稱為標準C。 之后，C語言先后移植到大、中、小、微型計算機上,已獨立于UNIX和PDP，風靡世界,成為最廣泛的幾種計算機語言之一。,1-1語言出現(xiàn)的歷史背景,1983年,美國國家標準化協(xié)會(ANSI)根據(jù)C語言各種版本對C的發(fā)展和擴充,制定了新的標準ANSI C ，比標準C有了很大的發(fā)展。 1988年K ,/*文件包含*/

3、 /*主函數(shù) */ /*函數(shù)體開始*/ /*輸出語句*/ /*函數(shù)體結束*/,說明： main-主函數(shù)名， void-函數(shù)類型 每個C程序必須有一個主函數(shù)main 是函數(shù)開始和結束的標志,不可省 每個C語句以分號結束 使用標準庫函數(shù)時應在程序開頭一行寫： #include ,說明： 本程序的作用是輸出一行信息: This is a C program.,例1.2 求兩數(shù)之和#include void main( ) /*求兩數(shù)之和*/ int a,b,sum; /*聲明，定義變量為整型*/ /*以下3行為C語句 */ a=123; b=456; sum=a+b; printf(sum is %

4、dn,sum);,說明： /*/表示注釋。注釋只是給人看的,對編譯和運行不起作用。所以可以用漢字或英文字符表示，可以出現(xiàn)在一行中的最右側，也可以單獨成為一行。,說明： 輸出一行信息:sum is 579,例1.3 求3個數(shù)中較大者。#include void main( ) /* 主函數(shù)*/ int max(int x,int y); / 對被調用函數(shù)max的聲明 */ int a, b, c; /*定義變量a、b、c */ scanf(d,d, /*輸出c的值*/,程序運行情況如下： 8,5 (輸入8和5賦給a和b) max=8 (輸出c的值),int max(int x, int y) i

5、nt z; if (xy) z=x; else z=y; return (z); ,max(int x,int y);,max(a,b);,說明：本程序包括main和被調用函數(shù)max兩個函數(shù)。max函數(shù)的作用是將x和y中較大者的值賦給變量z。return語句將z的值返回給主調函數(shù)main。,1-3 簡單的C語言程序介紹,C程序： (1) C程序是由函數(shù)構成的。 這使得程序容易實現(xiàn)模塊化。 (2) 一個函數(shù)由兩部分組成: 函數(shù)的首部：例1.3中的max函數(shù)首部 int max(int x,int y ) 函數(shù)體：花括號內的部分。若一個函數(shù)有多個花括號,則最外層的一對花括號為函數(shù)體的范圍。 函數(shù)體

6、包括兩部分 ： 聲明部分：int a,b,c; 可缺省 執(zhí)行部分：由若干個語句組成?？扇笔?1-3 簡單的C語言程序介紹,注意： 函數(shù)的聲明部分和執(zhí)行部分都可缺省，例如： void dump ( ) 這是一個空函數(shù),什么也不做,但是合法的函數(shù)。,1-3 簡單的C語言程序介紹,小結： (3) C程序總是從main函數(shù)開始執(zhí)行的,與main函數(shù)的位置無關。 (4) C程序書寫格式自由,一行內可以寫幾個語句, 一個語句可以分寫在多行上，C程序沒有行號。 (5) 每個語句和數(shù)據(jù)聲明的最后必須有一個分號。 (6) C語言本身沒有輸入輸出語句。輸入和輸出的操作是由庫函數(shù)scanf和printf等函數(shù)來完成

7、的。C對輸入輸出實行“函數(shù)化”。,1-4 運行程序的步驟和方法,一、運行程序的步驟 上機輸入與編輯源程序 對源程序進行編譯 與庫函數(shù)連接 運行目標程序,1-4 運行程序的步驟和方法,二、上機運行程序的方法 目前使用的大多數(shù)C編譯系統(tǒng)都是集成環(huán)境(IDE)的?？梢杂貌煌木幾g系統(tǒng)對C程序進行操作 常用的有Turbo C 2.0、Turbo C+ 3.0、Visual C+等 Turbo C+ 3.0：是一個集成環(huán)境，它具有方便、直觀和易用的界面，雖然它也是DOS環(huán)境下的集成環(huán)境，但是可以把啟動Turbo C+ 3.0 集成環(huán)境的DOS執(zhí)行文件tc.exe生成快捷方式，也可以用鼠標操作。 Visu

8、al C+：也可以用Visual C+對C程序進行編譯。,例：Turbo C+ 3.0的使用 將Turbo C+ 3.0編譯程序裝入磁盤某一目錄下，例如： 放在C盤根目錄下一級TC3.0子目錄下。 進入Turbo C+ 3.0集成環(huán)境 在DOS環(huán)境下 C:TC3.0tc , 在Windows環(huán)境下 找到可執(zhí)行文件tc.exe，執(zhí)行該文件。,主菜單：11個菜單項: File Edit Search Run Compile Debug Project Options Window Help,(2) 編輯源文件 新建：單擊“File”菜單下 的“New”,修改：選擇“File”“Open”(即單擊“

9、File” 的下拉菜單中的“Open”項，修改已有的源程序。,在編輯(EDIT) 狀態(tài)下光標表示當前進行編輯的位置，在此位 置可以進行插入、刪除或修改，直到自已滿意為止。,保存：在編輯(EDIT) 狀態(tài)下光標表示當前進行編輯的位置，在此位置可以進行插入、刪除或修改，直到自已滿意為止。,(3) 對源程序進行編譯 選擇“Compile”(或“Alt+F9”)對源程序進行編譯。,c1.cpp源程序，出現(xiàn)1個錯誤(error) ，0個警告(warming)。,(4) 將目標程序進行連接,選擇菜單“Compile” “Link” ，如果不出現(xiàn)錯誤，會得到一個后綴為.exe的可執(zhí)行文件。,(5) 執(zhí)行程序

10、。 選菜單“Run” “Run”( 或按“Ctrl+F9” 鍵)。 (6) 退出Turbo C+ 3.0環(huán)境 選擇“File”“Quit” 。,第二章,程序的靈魂-算法,本章要點,算法的概念 算法的表示 結構化程序設計方法,主要內容,2.1 算法的概念 2.2 簡單算法舉例 2.3 算法的特性 2.4 怎樣表示一個算法 2.5 化程序設計方法,一個程序應包括兩個方面的內容:,對數(shù)據(jù)的描述：數(shù)據(jù)結構(data structure) 對操作的描述：算法(algorithm),著名計算機科學家沃思提出一個公式: 數(shù)據(jù)結構 + 算法 = 程序,數(shù)據(jù)結構算法程序設計方法語言工具,完整的程序設計應該是:,

11、2.1 算法的概念,廣義地說，為解決一個問題而采取的方法和步驟，就稱為“算法”。,方法1：1+2，+3，+4，一直加到100 加99次 方法2：100+(1+99)+(2+98)+(49 +51)+50 = 100 + 49100 +50 加51次,對同一個問題，可有不同的解題方法和步驟,例： 求,2.1 算法的概念,為了有效地進行解題，不僅需要保證算法正確，還要考慮算法的質量，選擇合適的算法。希望方法簡單，運算步驟少。,計算機算法可分為兩大類別： 數(shù)值運算算法：求數(shù)值解，例如求方程的根、求函數(shù)的定積分等。 非數(shù)值運算：包括的面十分廣泛，最常見的是用于事務管理領域，例如圖書檢索、人事管理、行車

12、調度管理等。,2.2 簡單算法舉例,例2.1: 求12345,步驟1：先求12，得到結果2 步驟2：將步驟1得到的乘積2再乘以3，得到結果6 步驟3：將6再乘以4，得24 步驟4：將24再乘以5，得120,太繁瑣,如果要求121000，則要寫999個步驟,S1：使p=1 S2：使i=2 S3：使pi，乘積仍放在變量p中，可表示為：pip S4：使i的值加1，即i+1i。 S5：如果i不大于5，返回重新執(zhí)行步驟S3以及其后的步驟S4和S5；否則，算法結束。最后得到p的值就是5!的值。,可以設兩個變量：一個變量代表被乘數(shù)，一個變量代表乘數(shù)。不另設變量存放乘積結果，而直接將每一步驟的乘積放在被乘數(shù)變

13、量中。設p為被乘數(shù)，i為乘數(shù)。用循環(huán)算法來求結果, 算法可改寫：,S1：1p S2：3i S3：pip S4：i+2p S5：若i11，返回S3。否則，結束。,如果題目改為：求1351000算法只需作很少的改動：,算法簡練,用這種方法表示的算法具有通用性、靈活性。S3到S5組成一個循環(huán)，在實現(xiàn)算法時 要反復多次執(zhí)行S3，S4，S5等步驟，直到某一時刻，執(zhí)行S5步驟時經過判斷，乘數(shù)i已超過規(guī)定的數(shù)值而不返回S3步驟為止。此時算法結束，變量p的值就是所求結果。,例2.2 有50個學生，要求將他們之中成績在80分以上者打印出來。設n表示學號， n1代表第一個學生學號， 代表第i個學生學號。用G代表學

14、生成績 ， gi代表第i個學生成績，算法表示如下:,S1：1i S2：如果80，則打印和，否則不打印。 S3：i+1i S4：如果i50，返回S2，繼續(xù)執(zhí)行。否則算法結束,變量i作為下標，用來控制序號(第幾個學生，第幾個成績)。當i超過50時，表示 已對50個學生的成績處理完畢，算法結束。,例2.3 判定20002500年中的每一年是否閏年，將結果輸出。,變量i作為下標，用來控制序號(第幾個學生，第幾個成績)。當i超過50時，表示 已對50個學生的成績處理完畢，算法結束。,分析：閏年的條件是：(1)能被4整除，但不能被100整除的年份都是閏年，如1996,2004年是閏年；(2)能被100整除

15、，又能被400整除的年份是閏年。如1600,2000年是閏年。不符合這兩個條件的年份不是閏年。,設y為被檢測的年份，算法可表示如下 ： S1：2000y S2：若y不能被4整除，則輸出y “不是閏年”。然后轉到S6。 S3：若y能被4整除，不能被100整除，則輸出y “是閏年”。然后轉到S6。 S4：若y能被100整除，又能被400整除，輸出y“是閏年”，否則輸出“不是閏年”。 然后轉到S6。 S5: 輸出y “不是閏年”。 S6：y+1y S7：當y2500時，轉S2繼續(xù)執(zhí)行，如y2500，算法停止。,以上算法中每做一步都分別分離出一些范圍(巳能判定為閏年或非閏年)，逐步縮小范圍，直至執(zhí)行S

16、5時，只可能是非閏年。 “其它” 包括能被4整除，又能被100整除，而不能被400整除的那些年份(如1990) 是非閏年。,例2.4 求,算法如下 ：,S1：sign=1 S2：sum=1 S3：deno=2 S4：sign=(-1)sign S5：term=sign(1/deno) S6：sum=sum+term S7：deno=deno+1 S8：若deno100返回S4，否則算法結束。,單詞作變量名，以使算法更易于理解： sum表示累加和，deno是英文分母（denom inator）縮寫，sign代表數(shù)值的符號，term代表某一項。,反復執(zhí)行S4到S8步驟，直到分母大于100為止。一共

17、執(zhí)行了99次循環(huán)，向sum累加入了99個分數(shù)。sum最后的值就是多項式的值。,例2.5 對一個大于或等于3的正整數(shù)，判斷它是不是一個素數(shù)。,概念：所謂素數(shù)，是指除了1和該數(shù)本身之外，不能被其它任何整數(shù)整除的數(shù)。例如，13是素數(shù)。因為它不能被2，3，4，12整除。,分析：判斷一個數(shù)n(n3)是否素數(shù)的方法： 將n作為被除數(shù)，將2到(n-1)各個整數(shù)輪流作為除數(shù)，如果都不能被整除，則n為素數(shù)。,算法如下 ：,S1：輸入n的值 S2：i=2 （i作為除數(shù)） S3：n被i除，得余數(shù)r S4：如果r=0，表示n能被i整除，則打印n“不是素數(shù)”，算法結束。否則執(zhí)行S5 S5：i+1i S6：如果in-1，

18、返回S3。否則打印 n “是素數(shù)”。然后結束。,實際上，n不必被2到(n-1)的整數(shù)除，只需被2到n/2間整數(shù)除，甚至只需被2到 之間的整數(shù)除即可。,2.3 算法的特性,有窮性：包含有限的操作步驟 確定性：算法中的每一個步驟都應當是確定的 有零個或多個輸入：輸入是指在執(zhí)行算法時需要從外界取得必要的信息 有一個或多個輸出：算法的目的是為了求解，“解” 就是輸出 有效性：算法中的每一個步驟都應當能有效地執(zhí)行，并得到確定的結果 。,一個算法應該具有以下特點：,2.4 算法的表示,可以用不同的方法表示算法，常用的有： 自然語言 傳統(tǒng)流程圖 結構化流程圖 偽代碼 PAD圖,2.4.1 用自然語言表示算法

19、,自然語言就是人們日常使用的語言，可以是漢語或英語或其它語言。用自然語言表示通俗易懂，但文字冗長，容易出現(xiàn)“歧義性”。自然語言表示的含義往往不大嚴格，要根據(jù)上下文才能判斷其正確含義，描述包含分支和循環(huán)的算法時也不很方便。因此，除了那些很簡單的問題外，一般不用自然語言描述算法。,2.4.2 用流程圖表示算法,美國國家標準化協(xié)會ANSI(American National Standard Institute)規(guī)定了一些常用的流程圖符號：,例2.6 將求5!的算法用流程圖表示,如果需要將最后結果打印出來，可在菱形框的下面加一個輸出框。,例2.7 將例2.2的算法用流程圖表示。打印50名 學生中成績

20、在80分以上者的學號和成績。,如果如果包括這個輸入數(shù)據(jù)的部分，流程圖為,例2.8 將例2.3判定閏年的算法用流程圖表示,用流程圖表示算法要比用文字描述算法邏輯清晰、易于理解。,例2.9 將例2.4的算法用流程圖表示,例2.10 將例2.5判斷素數(shù)的算法用流程圖表示,小結：,流程圖是表示算法的較好的工具。一個流程圖包括以下幾部分 ： (1)表示相應操作的框； (2)帶箭頭的流程線； (3)框內外必要的文字說明。,2.4.3 三種基本結構和改進的流程圖,1、傳統(tǒng)流程圖的弊端 傳統(tǒng)流程圖用流程線指出各框的執(zhí)行順序，對流程線的使用沒有嚴格限制。因此，使用者可以毫不受限制地使流程隨意地轉向，使流程圖變得

21、毫無規(guī)律，閱讀者要花很大精力去追蹤流程，使人難以理解算法的邏輯。如圖：,傳統(tǒng)流程圖的流程可以是：,這種如同亂麻一樣的算法稱為BS型算法，意為一碗面條(A Bowl of Spaghetti)，亂無頭緒。,缺點：難以閱讀、修改，使算法的可靠性和可維護性難以保證。 解決辦法：必須限制箭頭的濫用，即不允許無規(guī)律地使流程隨意轉向，只能順序地進行下去。,2、三種基本結構 Bohra和Jacopini提出了以下三種基本結構： 順序結構、選擇結構、循環(huán)結構 用這三種基本結構作為表示一個良好算法的基本單元。,三種基本結構的圖示：,順序結構,選擇結構,循環(huán)結構的圖示：,當型(While型)循環(huán)結構,直到型(Un

22、til型)循環(huán),三種基本結構的共同特點： (1)只有一個入口； (2)只有一個出口；（請注意：一個菱形判斷框有兩個出口，而一個選擇結構只有一個出口。不要將菱形框的出口和選擇結構的出口混淆。） (3)結構內的每一部分都有機會被執(zhí)行到； (4)結構內不存在“死循環(huán)”(無終止的循環(huán))。,圖中沒有一條從入口到出口的路徑通過A框。,不正確的流程表示：,流程內的死循環(huán),小結：,由三種基本結構順序組成的算法結構，可以解決任何復雜的問題。由基本結構所構成的算法屬于“結構化”的算法，它不存在無規(guī)律的轉向，只在本基本結構內才允許存在分支和向前或向后的跳轉。,擴展：,只要具有上述四個特點的都可以作為基本結構?？梢宰?/p>

23、己定義基本結構，并由這些基本結構組成結構化程序。,此圖符合基本結構的特點,這是一個多分支選擇結構，根據(jù)表達式的值決定執(zhí)行路線。虛線框內的結構是一個入口一個出口，并且有上述全部的四個特點。由此構成的算法結構也是結構化的算法?？梢哉J為這是由三種基本結構所派生出來的。,2.4.4 用N-S流程圖表示算法,1973年美國學者I.Nassi和B.Shneiderman提出了一種新的流程圖形式。在這種流程圖中，完全去掉了帶箭頭的流程線。全部算法寫在一個矩形框內，在該框內還可以包含其它的從屬于它的框，或者說，由一些基本的框組成一個大的框。這種流程圖又稱N-S結構化流程圖 。,N-S流程圖用以下的流程圖符號：

24、,(1)順序結構,(2)選擇結構,(3)循環(huán)結構,用三種N-S流程圖中的基本框，可以組成復雜的N-S流程圖。圖中的A框或B框，可以是一個簡單的操作，也可以是三個基本結構之一。,A框可以是一個選擇結構,B框可以是一個循環(huán)結構,例2.11 將例2.1的求5!算法用N-S圖表示,例2.12 將例2.2的算法用N-S圖表示。（打印50名學生中成績高于80分的學號和成績）,沒有輸入數(shù)據(jù),例2.12 將例2.2的算法用N-S圖表示。（打印50名學生中成績高于80分的學號和成績）,有輸入數(shù)據(jù),例2.13 將例2.3判定閏年的算法用N-S圖表示,例2.14 將例2.4的算法用N-S圖表示,例2.15 將例2.

25、5判別素數(shù)的算法用N-S流程圖表示。,傳統(tǒng)流程圖分析：,此圖不符合基本結構特點！由于不能分解為三種基本結構，就無法直接用N-S流程圖的三種基本結構的符號來表示。因此，應當先作必要的變換。,例2.15 將例2.5判別素數(shù)的算法用N-S流程圖表示。,傳統(tǒng)流程圖變換為：,用N-S流程圖表示：,N-S圖表示算法的優(yōu)點,比文字描述直觀、形象、 易于理解；比傳統(tǒng)流程圖緊湊易畫。尤其是它廢除了流程線，整個算法結構是由各個基本結構按順序組成的，N-S流程圖中的上下順序就是執(zhí)行時的順序。用N-S圖表示的算法都是結構化的算法，因為它不可能出現(xiàn)流程無規(guī)律的跳轉，而只能自上而下地順序執(zhí)行。,小結：,一個結構化的算法是

26、由一些基本結構順序組成的。在基本結構之間不存在向前或向后的跳轉，流程的轉移只存在于一個基本結構范圍之內(如循環(huán)中流程的跳轉)；一 個非結構化的算法可以用一個等價的結構化算法代替，其功能不變 。如果一個算法不能分解為若干個基本結構，則它必然不是一個結構化的算法。,2.4.5 用位代碼表示算法,概念：偽代碼是用介于自然語言和計算機語言之間的文字和符號來描述算法。 特點：它如同一篇文章一樣 ，自上而下地寫下來。每一行(或幾行)表示一個基本操作。它不用圖形符號，因此書寫方便 、格式緊湊，也比較好懂，也便于向計算機語言算法(即程序)過渡。 用處：適用于設計過程中需要反復修改時的流程描述。,IF x is

27、 positive THEN print x ELSE print -x 也可以用漢字偽代碼表示： 若 x為正 打印 x 否則 打印 -x 也可以中英文混用，如： IF x 為正 print x ELSE print -x,例： “打印x的絕對值”的算法可以用偽代碼表示為：,開始 置t的初值為1 置i的初值為2 當i=5，執(zhí)行下面操作： 使t=ti 使i=i+1 循環(huán)體到此結束 輸出t的值 結束,也可以寫成以下形式： BEGIN算法開始 1t 2 i while i5 ti t i+1 i print t END算法結束,例2.16 求5!。用偽代碼表示算法：,例2.17 輸出50個學生中成績

28、高于80分者的學號和成績。 用偽代碼表示算法：,BEGIN算法開始 1 i while i50 input and i+1 i 1 i while i50 if 80 print and i+1 i END算法結束,2.4.6 用計算機語言表示算法,概念：用計算機實現(xiàn)算法。計算機是無法識別流程圖和偽代碼的。只有用計算機語言編寫的程序才能被計算機執(zhí)行。因此在用流程圖或偽代碼描述出一個算法后，還要將它轉換成計算機語言程序。 特點：用計算機語言表示算法必須嚴格遵循所用的語言的語法規(guī)則，這是和偽代碼不同的。 用處：要完成一件工作，包括設計算法和實現(xiàn)算法兩個部分。設計算法的目的是為了實現(xiàn)算法。,#inc

29、lude void main( ) int i,t; t=1; i=2; while(i=5) t=t*I; i=i+1; printf(“%dn”,t); ,例 2.20 將例2.16表示的算法（求5!）用C語言表示。,應當強調說明：寫出了C程序，仍然只是描述了算法，并未實現(xiàn)算法。只有運行程序才是實現(xiàn)算法。應該說，用計算機語言表示的算法是計算機能夠執(zhí)行的算法。, 2.5 結構化程序設計方法,一個結構化程序 就是用高級語言表示的結構化算法。用三種基本結構組成的程序必然是結構化的程序，這種程序便于編寫、便于閱讀、便于修改和維護。 結構化程序設計強調程序設計風格和程序結構的規(guī)范化，提倡清晰的結構。

30、 結構化程序設計方法的基本思路是：把一個復雜問題的求解過程 分階段進行，每個階段處理的問題都控制在人們容易理解和處理的范圍內。, 2.5 結構化程序設計方法,采取以下方法來保證得到結構化的程序： 自頂向下； 逐步細化； 模塊化設計； 結構化編碼。,兩種不同的方法： 自頂向下，逐步細化； 自下而上，逐步積累。,用這種方法逐步分解，直到作者認為可以直接將各小段表達為文字語句為止。這種方法就叫 做“自頂向下，逐步細化”。,自頂向下，逐步細化方法的優(yōu)點： 考慮周全，結構清晰，層次分明，作者容易寫，讀者容易看。如果發(fā)現(xiàn)某一部分中有一段內容不妥，需要修改，只需找出該部分修改有關段落即可，與其它部分無關。我

31、們提倡用這種方法設計程序。這就是用工程的方法設計程序。,模塊設計的方法： 模塊化設計的思想實際上是一種“分而治之”的思想，把一個大任務分為若干個子任務，每一個子任務就相對簡單了。 在拿到一個程序模塊以后，根據(jù)程序模塊的功能將它劃分為若干個子模塊，如果這些子模塊的規(guī)模還嫌大，還再可以劃分為更小的模塊。這個過程采用自頂向下方法來實現(xiàn)。 子模塊一般不超過50行 劃分子模塊時應注意模塊的獨立性，即：使一個模塊完成一項功能，耦合性愈少愈好。,第三章,數(shù)據(jù)類型、運算符與表達式,本章要點,數(shù)據(jù)的描述規(guī)則 數(shù)據(jù)的操作規(guī)則,主要內容,3.1 C的數(shù)據(jù)類型 3.2 常量與變量 3.3 整型數(shù)據(jù) 3.4 浮點型數(shù)據(jù)

32、運行 3.5 字符型數(shù)據(jù),主要內容,3.變量賦初值 3.7 各類數(shù)值型數(shù)據(jù)間的混合運算 3.8 算術運算符和算術表達式 3.9 賦值運算符和賦值表達式 3.10 逗號運算符和逗號表達式, 3.1 C的數(shù)據(jù)類型,C語言提供了以下一些數(shù)據(jù)類型。,數(shù)據(jù)類型,構造類型,指針類型,空類型（無值類型） void,3.2 常量與變量,3.2.1 常量和符號常量 在程序運行過程中,其值不能被改變的量稱為常量 常量區(qū)分為不同的類型：,整型 100，125，-100，0 實型 3.14 ， 0.125，-3.789 字符型 a, b，2 字符串 a, ab，1232,例3.1 符號常量的使用#define PRI

33、CE 30#include void main ( ) int num, total; num=10; total=num * PRICE; printf(total=%dn,total); ,說明： 程序中用#define命令行定義PRICE代表常量30,此后凡在本文件中出現(xiàn)的PRICE都代表30,可以和常量一樣進行運算,說明：用一個標識符代表一個常量的,稱為符號常量,即以標識符形式出現(xiàn)的常量。符號常量的值在其作用域(在本例中為主函數(shù))內不能改變,也不能再被賦值。,說明：如再用賦值語句給PRICE賦值是錯誤的。 PRICE=40; /* 錯誤，不能給符號常量賦值。,運行結果： total=3

34、00,3.2 常量與變量,3.2.2變量 變量代表內存中具有特定屬性的一個存儲單元，它用來存放數(shù)據(jù)，這就是變量的值，在程序運行期間，這些值是可以改變的。 變量名實際上是一個以一個名字對應代表一個地址，在對程序編譯連接時由編譯系統(tǒng)給每一個變量名分配對應的內存地址。從變量中取值，實際上是通過變量名找到相應的內存地址，從該存儲單元中讀取數(shù)據(jù)。,圖,3.2 常量與變量,變量命名的規(guī)定：語言規(guī)定標識符只能由字母、數(shù)字和下劃線三種字符組成，且第一個字符必須為字母或下劃線。 例：sum，_total, month, Student_name， lotus_1_2_，BASIC, li_ling M.D.Jo

35、hn, ￥123,3D64,ab,3.2 常量與變量,注意： 編譯系統(tǒng)將大寫字母和小寫字母認為是兩個不同的字符。 建議變量名的長度最好不要超過8個字符。 在選擇變量名和其它標識符時，應注意做到“見名知意”，即選有含意的英文單詞 （或其縮寫）作標識符。 要求對所有用到的變量作強制定義，也就是“先定義，后使用” 。,3.3 整型數(shù)據(jù),3.3.1整型常量的表示方法 整型常量即整常數(shù)。在語言中，整常數(shù) 可用以下三種形式表示： (1)十進制整數(shù)。 如：123, -456.4。 (2)八進制整數(shù)。以0頭的數(shù)是八進制數(shù)。 如：0123表示八進制數(shù)123，等于十進制數(shù)83,-011表示八進制數(shù)-11,即十進制

36、數(shù)-9。,3.3 整型數(shù)據(jù),(3)十六進制整數(shù)。以0 x開頭的數(shù)是16進制數(shù)。 如：0 x123，代表16進制數(shù)123,等于十進制數(shù) 291。 -0 x12等于十進制數(shù)10。,3.3.2 整型變量 (1)整型數(shù)據(jù)在內存中的存放形式 數(shù)據(jù)在內存中是以二進制形式存放的。 如: int i; /* 定義為整型變量 */ i=10; /* 給i賦以整數(shù)10 */,圖,3.3 整型數(shù)據(jù),注意： 十進制數(shù)10的二進制形式為1010，Turbo C 2.0和Turbo C+ 3.0為一個整型變量在內存中分配2個字節(jié)的存儲單元(不同的編譯系統(tǒng)為整型數(shù)據(jù)分配的字節(jié)數(shù)是不相同的，VC+ 6.0則分配4個字節(jié)）。

37、數(shù)值是以補碼(complement) 表示的。,3.3 整型數(shù)據(jù),(2)整型變量的分類：,共六種,有符號基本整型 有符號短整型 有符號長整型 無符號基本整型 無符號短整型 無符號長整型,(signed)int (signed)short (int ) (signed) long (int) unsigned int unsigned short (int) unsigned long (int),注意：括號表示其中的內容是可選的.,3.3 整型數(shù)據(jù),整數(shù)類型的有關數(shù)據(jù)：,類型 類型說明符 長度 數(shù)的范圍 基本型 int 2字節(jié) -3276832767 短整型 short 2字節(jié) -215215

38、-1 長整型 long 4字節(jié) -231231-1 無符號整型 unsigned 2字節(jié) 065535 無符號短整型 unsigned short 2字節(jié) 065535 無符號長整型 unsigned long 4字節(jié) 0（232-1）,3.3 整型數(shù)據(jù),(3)整型變量的定義: 規(guī)定在程序中所有用到的變量都必須在程序中定義，即“強制類型定義”。 例如: int a,b（指定變量、為整型） unsigned short c,d;（指定變量、為無符號短整型） long e,f;(指定變量、為長整型）,例3.2 整型變量的定義與使用#include void main（） int a,b,c,d;

39、/*指定、為整型變量* unsigned ； *指定為無符號整型變量* 12；-24；10； ； printf（，）； ,說明： 可以看到不同種類的整型數(shù)據(jù)可以進行算術運算,運行結果： ，,例3.3 整型數(shù)據(jù)的溢出#include void main()int a,b; a=32767; b=a+1; printf(“%d,%dn”,a,b);,說明：數(shù)值是以補碼表示的。一個整型變量只能容納-3276832767范圍內的數(shù)，無法表示大于32767或小于-32768的數(shù)。遇此情況就發(fā)生“溢出”。,運行結果： 32767,-32768,3.3 整型數(shù)據(jù),3.3.3 整型常量的類型 (1)一個整數(shù)，

40、如果其值在-32768+32767范圍內，認為它是int型，它可以賦值給int型和long int型變量。 (2) 一個整數(shù)，如果其值超過了上述范圍，而在-2147483637+2147483647范圍內，則認為它是為長整型?？梢詫⑺x值給一個long int型變量。,3.3 整型數(shù)據(jù),(3) 如果所用的C版本（如Turbo C）分配給 short int與int型數(shù)據(jù)在內存中占據(jù)的長度 相同，則它的表數(shù)范圍與int型相同。因此 一個int型的常量同時也是一個short int型 常量，可以賦給int型或short int型變量。,3.3 整型數(shù)據(jù),(4) 一個整常量后面加一個字母u或U，認

41、為是unsigned int型，如12345u，在內存 中按unsigned int規(guī)定的方式存放(存儲 單元中最高位不作為符號位，而用來存儲 數(shù)據(jù))。如果寫成-12345u，則先將-12345 轉換成其補碼53191，然后按無符號數(shù)存 儲。,3.3 整型數(shù)據(jù),(5) 在一個整常量后面加一個字母l或L，則 認為是long int型常量。例如123l.432L.0L 等。這往往用于函數(shù)調用中。如果函數(shù)的形 參為long int型，則要求實參也為long int 型。,3.4 浮點型數(shù)據(jù),3.4.1浮點型常量的表示方法,兩種表 示形式,小數(shù) 指數(shù),0.123 3e-3,注意:字母e(或E)之前必須

42、有數(shù)字，且e后面的指數(shù)必須為整數(shù),1e3、1.8e-3、-123e-6、-.1e-3 e3、2.1e3.5、.e3、e,3.4 浮點型數(shù)據(jù),規(guī)范化的指數(shù)形式： 在字母e（或E）之前的小數(shù)部分中，小數(shù)點左邊 應有一位（且只能有一位）非零的數(shù)字. 例如: 123.456可以表示為： 123.456e0, 12.3456e1, 1.23456e2, 0.123456e3, 0.0123456e4, 0.00123456e 其中的1.23456e3稱為“規(guī)范化的指數(shù)形式”。,3.4 浮點型數(shù)據(jù),3.4.2 浮點型變量 (1)浮點型數(shù)據(jù)在內存中的存放形式 一個浮點型數(shù)據(jù)一般在內存中占4個字節(jié)(32位)。

43、與整型數(shù)據(jù)的存儲方式不同，浮點型數(shù)據(jù)是按照指數(shù)形式存儲的。系統(tǒng)把一個浮點型數(shù)據(jù)分成小數(shù)部分和指數(shù)部分，分別存放。指數(shù)部分采用規(guī)范化的指數(shù)形式。,圖,3.4 浮點型數(shù)據(jù),(2) 浮點型變量的分類 浮點型變量分為單精度（float型）、雙精度（double型）和長雙精度型（long double）三類形式。,例3.4 浮點型數(shù)據(jù)的舍入誤差#include void main()float a,b; a = 123456.789e5; b = a + 20 ; printf(“%fn”,b); ,說明：一個浮點型變量只能保證的有效數(shù)字是7位有效數(shù)字，后面的數(shù)字是無意義的，并不準確地表示該數(shù)。應當避免

44、將一個很大的數(shù)和一個很小的數(shù)直接相加或相減，否則就會“丟失”小的數(shù),運行結果： 123456.789e5,3.4 浮點型數(shù)據(jù),3.4.3 浮點型常量的類型 C編譯系統(tǒng)將浮點型常量作為雙精度來處理。 例如：f = 2.45678 * 4523.65 系統(tǒng)先把2.45678和4523.65作為雙精度數(shù)，然后進行相乘的運算，得到的乘也是一個雙精度數(shù)。最后取其前7位賦給浮點型變量f。如是在數(shù)的后面加字母f或F（如1.65f, 654.87F），這樣編譯系統(tǒng)就會把它們按單精度（32位）處理。,3.5字符型數(shù)據(jù),3.5.1 字符常量 (1)用單引號包含的一個字符是字符型常量 (2)只能包含一個字符,例,a

45、,A, 1 abc、“a”,3.5字符型數(shù)據(jù),有些以“”開頭的特殊字符稱為轉義字符,n 換行 t 橫向跳格 r 回車 反斜杠 ddd ddd表示1到3位八進制數(shù)字 xhh hh表示1到2位十六進制數(shù)字,例3.5 轉義字符的使用#include void （） （ ab ct derftgn）; printf(htibbj kn);,打印機上的顯示結果： fab c gde h jik,顯示屏上的運行結果： f gde j k,3.5字符型數(shù)據(jù),3.5.2字符變量 字符型變量用來存放字符常量，注意只能放一個字符。 字符變量的定義形式如下：char c1,c2; 在本函數(shù)中可以用下面語句對c1,c

46、2賦值： c1a；c2 b ； 一個字符變量在內存中占一個字節(jié)。,3.5字符型數(shù)據(jù),3.5.3字符數(shù)據(jù)在內存中的存儲形式及其使用方法 將一個字符常量放到一個字符變量中，實際上并不是把該字符本身放到內存單元中去，而是將該字符的相應的ASCII代碼放到存儲單元中。,圖,這樣使字符型數(shù)據(jù)和整型數(shù)據(jù) 之間可以通用。一個字符數(shù)據(jù) 既可以以字符形式輸出，也可 以以整數(shù)形式輸出。,例3.6 向字符變量賦以整數(shù)。 #include void main() char c1,c2; c1=97; c2=98; printf(“%c %cn”,c1,c2); printf(“%d %dn”,c1,c2); ,說明：

47、在第和第4行中，將整數(shù)和分別賦給c1和c2，它的作用相當于以下兩個賦值語句： c1；c2； 因為a和b的ASCII碼為和,運行結果： 97 98,例3.7 大小寫字母的轉換 #include void main() char c1,c2； c1=a; c2=b;c1=c1-32;c2=c2-32; printf(“c c，c1,c2）； ,說明：程序的作用是將兩個小寫字母a和b轉換成大寫字母A和B。從代碼表中可以看到每一個小寫字母比它相應的大寫字母的碼大。語言允許字符數(shù)據(jù)與整數(shù)直接進行算術運算。,運行結果： ,3.5字符型數(shù)據(jù),說明： 有些系統(tǒng)（如Turbo C）將字符變量定義為signed

48、char型。其存儲單元中的最高位作為符號位，它的取值范圍是-128127。如果在字符變量中存放一個ASCII碼為0127間的字符，由于字節(jié)中最高位為0，因此用%d輸出字符變量時，輸出的是一個正整數(shù)。如果在字符變量中存放一個ASCII碼為128255間的字符，由于在字節(jié)中最高位為1，用%d格式符輸出時，就會得到一個負整數(shù)。,3.5字符型數(shù)據(jù),3.5.4字符串常量 字符串常量是一對雙撇號括起來的字符序列. 合法的字符串常量: “How do you do.”, “CHINA”， “a” ， “$123.45” 可以輸出一個字符串，如 printf(“How do you do.”)；,3.5字符型

49、數(shù)據(jù),是字符常量，”是字符串常量，二者不 同。 如：假設被指定為字符變量 ：char c,c=a; ”a”；c”CHINA”;,結論：不能把一個字符串常量賦給一個字符變量。,3.5字符型數(shù)據(jù),規(guī)定：在每一個字符串常量的結尾加一個 “字符 串結束標志”，以便系統(tǒng)據(jù)此判斷字符串是否結束。 規(guī)定以字符作為字符串結束標志。,如：如果有一個字符串常量” ，實際上在內存中是：,它占內存單元不是個字符，而是個字符，最后一個字符為。但在輸出時不輸出。,3.6變量賦初值,字符串常量 (1)語言允許在定義變量的同時使變量初始化 如: int a=3; / 指定為整型變量，初值為 float f=3.56; / 指

50、定為浮點型變量，初值為.56 char c= a; / 指定為字符變量，初值為a,3.6變量賦初值,(2)可以使被定義的變量的一部分賦初值。 如: int a,b,c=5； 表示指定、為整型變量，但只對初始化，c的初值為 (3)如果對幾個變量賦以同一個初值， 應寫成：int a=3,b=3,c=3; 表示、的初值都是。 不能寫成 int a=b=c3;,注意：初始化不是在編譯階段完成的而是在程序運行時執(zhí)行本函數(shù)時賦初值的，相當于有一個賦值語句。,3.7各類數(shù)值型數(shù)據(jù)間的混合運算,整型（包括int,short,long）、浮點型（包括 float,double）可以混合運算。在進行運算時 ，不同

51、類型的數(shù)據(jù)要先轉換成同一類型,然后 進行運算.,圖,上述的類型轉換是由 系統(tǒng)自動進行的,3.8算術運算符和算術表達式,3.8.1 運算符簡介 的運算符有以下幾類： (1)算術運算符 （+ - * / %） (2)關系運算符 （?。?(3)邏輯運算符 （！|） (4)位運算符 （ |） (5)賦值運算符 （及其擴展賦值運算符） (6)條件運算符 （？：） (7)逗號運算符 (，）,3.8算術運算符和算術表達式,(8)指針運算符 （*和） (9)求字節(jié)數(shù)運算符（） (10)強制類型轉換運算符（ (類型） ) (11)分量運算符（-） (12)下標運算符（） (13)其他 （如函數(shù)調用運算符（）,3

52、.8算術運算符和算術表達式,3.8.2 算術運算符和算術表達式 (1)基本的算術運算符: （加法運算符，或正值運算符。如:、） （減法運算符，或負值運算符。如:、） * （乘法運算符。如:*） （除法運算符。如:） （模運算符，或稱求余運算符，兩側均應為整型數(shù)據(jù)，如:的值為）。,3.8算術運算符和算術表達式,(2) 算術表達式和運算符的優(yōu)先級與結合性基本的算術運算符: 用算術運算符和括號將運算對象(也稱操作數(shù)）連接起來的、符合語法規(guī)則的式子，稱為算術表達式。運算對象包括常量、變量、函數(shù)等。 例如: *.5a 是一個合法的表達式,3.2 常量與變量,語言規(guī)定了運算符的優(yōu)先級和結合性。 在表達式求

53、值時，先按運算符的優(yōu)先級別高低次序執(zhí)行，例如先乘除后加減。 規(guī)定了各種運算符的結合方向(結合性) 算術運算符的結合方向為“自左至右”，即先左后右 。,3.8算術運算符和算術表達式,(3)強制類型轉換運算符 可以利用強制類型轉換運算符將一個表達式轉換成 所需類型。 一般形式:（類型名）（表達式） 例如： (double) 將轉換成double類型 (int)(x+y) 將x+y的值轉換成整型 (float)（5%3） 將5%3的值轉換成float型,例3.8 強制類型轉換。 #include void（） ； ； ； （）； printf(x=%f， i=%dn，x，i);,說明：有兩種類型轉換

54、，一種是在運算時不必用戶指定，系統(tǒng)自動進行的類型轉換，如3+6.5。第二種是強制類型轉換。當自動類型轉換不能實現(xiàn)目的時，可以用強制類型轉換。,運行結果： x3.600000， i=3,3.8算術運算符和算術表達式,(4) 自增、自減運算符 作用是使變量的值增或減 如： ，（在使用之前，先使的值加 （減） ，（在使用之后，使的值加（ 減）,3.8算術運算符和算術表達式,i+與+i的區(qū)別： 是先執(zhí)行后，再使用的值； 是先使用的值后，再執(zhí)行。 例如： ； i的值先變成4, 再賦給,j的值均為 ； 先將 i的值3賦給,的值為，然后變?yōu)?3.8算術運算符和算術表達式,注意： (1)自增運算符（），自減運

55、算符（），只能用于變量，而不能用于常量或表達式， (2)和的結合方向是“自右至左”。,自增（減）運算符常用于循環(huán)語句中使循環(huán)變量 自動加。也用于指針變量，使指針指向下一個地址,3.8算術運算符和算術表達式,(5) 有關表達式使用中的問題說明 ANSI C并沒有具體規(guī)定表達式中的子表達式的求值順序，允許各編譯系統(tǒng)自己安排。 例如：對表達式 a = f1( )+f2( ) 并不是所有的編譯系統(tǒng)都先調用f1( )， 然后 調用f2( )。在有的情況下結果可能不同。有時會出 現(xiàn)一些令人容易搞混的問題，因此務必要小心謹慎。,3.8算術運算符和算術表達式,語言中有的運算符為一個字符，有的運算符由 兩個字符

56、組成 ，為避免誤解，最好采取大家都能理 解的寫法。 例如：不要寫成i+j的形式，而應寫成 (i+)+j的形式,3.8算術運算符和算術表達式,在調用函數(shù)時，實參數(shù)的求值順序，標準并無統(tǒng) 一規(guī)定。 例如：的初值為，如果有下面的函數(shù)調用： printf（，i+) 在有的系統(tǒng)中，從左至右求值，輸出“，”。在多數(shù)系統(tǒng)中對函數(shù)參數(shù)的求值順序是自右而左，函數(shù)輸出的是“，”。以上這種寫法不宜提倡， 最好改寫成 j = i+; printf(%d， %d， j，i),不要寫出別人看不懂的也 不知道系統(tǒng)會怎樣執(zhí)行程 序,3.9 賦值運算符和賦值表達式,(1)賦值運算符 賦值符號“”就是賦值運算符，它的作用是 將一

57、個數(shù)據(jù)賦給一個變量。如“”的作用 是執(zhí)行一次賦值操作（或稱賦值運算）。把常 量賦給變量。也可以將一個表達式的值賦 給一個變量.,3.9 賦值運算符和賦值表達式,(2)類型轉換 如果賦值運算符兩側的類型不一致，但都 是數(shù)值型或字符型時，在賦值時要進行類型 轉換。 將浮點型數(shù)據(jù)（包括單、雙精度）賦給整 型變量時，舍棄浮點數(shù)的小數(shù)部分。 如:為整型變量，執(zhí)行“i=3.56”的結果是使 的值為，以整數(shù)形式存儲在整型變量中.,3.9 賦值運算符和賦值表達式,將整型數(shù)據(jù)賦給單、雙精度變量時，數(shù)值不變， 但以浮點數(shù)形式存儲到變量中 如: 將賦給float變量，即執(zhí)行，先 將轉換成，再存儲在中。 將賦給型變量

58、，即執(zhí)行 ，則將補足有效位數(shù)字為 ，然后以雙精度浮點數(shù)形式存儲 到變量中。,3.9 賦值運算符和賦值表達式,將一個double型數(shù)據(jù)賦給float變量時，截取其前 面7位有效數(shù)字，存放到float變量的存儲單元（4個 字節(jié)）中。但應注意數(shù)值范圍不能溢出。 如:float f;double d=123.456789e100; f=d; 就出現(xiàn)溢出的錯誤。 如果將一個float型數(shù)據(jù)賦給double變量時，數(shù)值不 變，有效位數(shù)擴展到16位，在內存中以8個字節(jié)存儲,3.9 賦值運算符和賦值表達式,字符型數(shù)據(jù)賦給整型變量時，由于字符只占1個字 節(jié)，而整型變量為個字節(jié)，因此將字符數(shù)據(jù)（個 二進位）放到整

59、型變量存儲單元的低位中。 第一種情況: 如果所用系統(tǒng)將字符處理為無符號的字符類型，或程 序已將字符變量定義為 型，則將字符的位放到整型變量低位，高位補 零 例如：將字符賦給型變量,圖,3.9 賦值運算符和賦值表達式,第二種情況: 如果所用系統(tǒng)（如Turbo C+）將字符處理為帶符號 的（即signed char），若字符最高位為，則整型 變量高位補；若字符最高位為，則高位全補 。這稱為“符號擴展”，這樣做的目的是使數(shù)值保持 不變，如變量（字符）以整數(shù)形式輸出 為，的值也是。,圖,3.9 賦值運算符和賦值表達式,將一個int、short、long型數(shù)據(jù)賦給一個char型變 量時，只將其低8位原封不動地送到ch