chap3數(shù)據(jù)類型和表達式.ppt

1、第3章 數(shù)據(jù)類型和表達式,3.1 C+的字符集、關(guān)鍵字和標識符 3.2 C+的基本數(shù)據(jù)類型 3.3 運算符與表達式 3.4 常用庫函數(shù),3.1 C+的字符集、關(guān)鍵字和標識符,C+語言的字符集,編寫C+程序必須使用C+語言字符集中的字符： 大寫、小寫英文字母各26個； 阿拉伯數(shù)字10個； 運算符、標點符號及其他字符30個： + - * / % = ! : ? , . “ ( ) # _ 空格 例外： 源程序注釋中可以包含字符集以外的字符。 字符串作為數(shù)據(jù)也可以包含字符集以外的字符。,標識符,標識符的用途：程序中的變量名、函數(shù)名、數(shù)組名、類型名、命名空間名等的命名。 標識符的構(gòu)成：由大小寫字母、數(shù)

2、字和下劃線組成，且首字符必須是字母或下劃線，不能與關(guān)鍵字同名。 說明： 標識符中不能含有空格、標點符號和其他字符。 標識符區(qū)分大小寫。例如，d和D是不同的標識符。 標識符的有效長度取決于具體的C+編譯系統(tǒng)。 標識符應體現(xiàn)“見名知義”原則，注重可讀性。,關(guān)鍵字,關(guān)鍵字又稱保留字，是編程語言預定義的具有專門用途的標識符，不允許用作用戶的標識符。 C+語言有48個標準關(guān)鍵字。 注意：有的C+編譯系統(tǒng)支持的關(guān)鍵字不止這些。如VC+還有_int8、_int16、_int32、_int64、_inline等關(guān)鍵字。,3.2 C+的基本數(shù)據(jù)類型,程序處理的對象是數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分為常量和變量。每個常量或變量都有數(shù)

3、據(jù)類型。 C+的數(shù)據(jù)類型分為兩大類：基本數(shù)據(jù)類型和非基本數(shù)據(jù)類型。 基本數(shù)據(jù)類型是指C+內(nèi)部預先定義的類型，包括整型、字符型、實型、邏輯型和空類型； 非基本數(shù)據(jù)類型是用戶定義的類型，包括數(shù)組、指針、結(jié)構(gòu)、聯(lián)合、枚舉和類。,基本數(shù)據(jù)類型,數(shù)據(jù)類型用于描述程序中的數(shù)據(jù)。 學習數(shù)據(jù)類型，要掌握每種類型占用的內(nèi)存字節(jié)數(shù)、取值范圍及所支持的操作。 例如，基本數(shù)據(jù)類型int，用于描述整數(shù)，占用4字節(jié)內(nèi)存(在VC+中)，取值范圍是-21474836482147483647，支持的操作包括加、減、乘、除等運算。 基本數(shù)據(jù)類型見表3-1所示。,字符類型,字符類型用關(guān)鍵詞char表示，用于描述單個字符數(shù)據(jù)。 字符

4、采用ASCII編碼(見附錄)來表示，在存儲時占用一個字節(jié)。 由于ASCII編碼是正整數(shù)值且只使用了一個字節(jié)的低7位二進制位，最高位為0，為了便于字符數(shù)據(jù)的處理，同時也為了一字節(jié)整型數(shù)據(jù)的表達和處理，C+允許把char型數(shù)據(jù)當作整型數(shù)據(jù)，因此，C+允許用signed和unsigned修飾char，即可以有signed char和unsigned char類型。,整數(shù)類型,整數(shù)類型(整型)用于描述整數(shù)。 基于合理占用內(nèi)存和提高數(shù)據(jù)處理速度的考慮，將整型分為： 一字節(jié)整型：char，signed char，unsigned char。 雙字節(jié)整型：short int，short，signed sho

5、rt，signed short int，unsigned short，unsigned short int。 四字節(jié)整型：int，signed int，unsigned int， unsigned，long int,long，signed long，signed long int，unsigned long，unsigned long int。,整數(shù)類型,若表達的整數(shù)超出四字節(jié)整型的表示范圍，則： 可用有些C+編譯系統(tǒng)提供了八字節(jié)整型，如VC+的_int64整型。 如果所表達的整數(shù)對精度要求不高，則可選用float或double型替代。 如果所表達的整數(shù)對精度要求特別高，則只好自編多字節(jié)整型數(shù)

6、運算的程序。,整數(shù)類型,無符號整型數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)部用原碼表示，即它的二進制數(shù)表示。 帶符號整型數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)部用補碼表示。 正數(shù)的補碼形式就是它的原碼； 負數(shù)的補碼形式由其相應的正數(shù)的原碼的各位逐位求反后在最低位加1而得到。 例如：若用雙字節(jié)整型，則1和-1的補碼分別是0000000000000001，1111111111111111。,實數(shù)類型,實數(shù)類型(實型)又稱浮點型，用于描述實數(shù)?；诤侠碚加脙?nèi)存和提高數(shù)據(jù)處理速度的考慮，將實型分為單精度型(用float表示)和雙精度型(用double表示)。對于double型，還可用long修飾，使其成為long double型，以表示精度更高的實型

7、數(shù)。 在計算機內(nèi)部，實型數(shù)據(jù)用浮點形式(科學記數(shù)法）表示，即把數(shù)據(jù)表示成m2e，其中m稱為尾數(shù)，e稱為階碼。實型數(shù)據(jù)在計算機中存儲的是尾數(shù)和階碼兩部分。 由于實型數(shù)據(jù)是不連續(xù)的，因此，無法精確表示每個實數(shù)，只能用實型數(shù)據(jù)近似表達實數(shù)。,空值,空值型：用void表示。 void類型用于： 描述函數(shù)沒有返回值（參見第6章） 函數(shù)沒有參數(shù)（參見第6章） 無類型指針（參見10.8.3節(jié)）,常量,常量：程序執(zhí)行過程中，其值不能被改變的量。 常量分為：字面常量和標識符常量。 字面常量：在程序中不要任何說明就可直接使用的常量。如，12，34.5。 字面常量分為：整型常量、實型常量、字符型常量和字符串常量。

8、標識符常量：經(jīng)說明或定義后才能使用的常量。,整型常量,整型常量可用十進制、八進制、十六進制來表示。 十進制整數(shù)：由09數(shù)字組成，除表示正負數(shù)的字符外，第一個數(shù)字不能是0(整數(shù)0除外)。例如： +12，-25，0，1289 “+”號可以省略。 八進制整數(shù)：由數(shù)字07數(shù)字組成，且以0開頭。例如：012。 十六進制整數(shù)：以0X(x)開頭，由數(shù)字09和字母a(A)f(F)組成。例如： 0 x1abCD，0X02a5，0 xABCFD213,整型常量,整型常量可用后綴來修飾： 以L或l后綴修飾的整數(shù)為長整數(shù)。例如： 2L，023l，0X25678983L 以U或u后綴修飾的整數(shù)為無符號整數(shù)。例如： 6U

9、，045U，0XF91789U 后綴U(u)和L(l)可以組合使用，表示無符號長整型數(shù)。例如：0XFFFFFF96LU，120000UL 若整型常量未明確指定為長整型或無符號整型，其類型由編譯系統(tǒng)在編譯時依據(jù)它的取值自動指定。,實型常量,實型常量(或稱浮點常量)，有兩種形式： 十進制數(shù)形式：由數(shù)字09和小數(shù)點組成。如： 0.1234，253.6，0.0，.205，-78. 指數(shù)形式(科學表示法)：以10的指數(shù)形式表示。如： 12.3E12，0.2333e-12 第一個數(shù)為12.31012，第二個數(shù)為0.233310-12。 注意，在E或e的前面必須有數(shù)字，且在E或e之后的指數(shù)部分必須是整數(shù)。例

10、如：e10，E5，.e5，1.0e3.5 都是不合法的實數(shù)。,實型常量,浮點常量可用后綴來修飾： 帶后綴f或F的浮點常量是單精度浮點數(shù)(float型) 帶后綴d、D或無后綴的浮點常量是雙精度浮點數(shù)(double型) 帶后綴l、L結(jié)尾的浮點常量是長雙精度浮點數(shù)(long double型)。 帶后綴浮點常量舉例： 0.12f，12.3E12f，0.12D，0.12， 12.3E12，3.5L，12.3E12L 前兩個為單精度浮點數(shù)，第三第五個為雙精度浮點數(shù)，最后兩個是長雙精度浮點數(shù)。,字符型常量,字符型常量：用單引號括起來的單個字符。 字符型常量在計算機內(nèi)是采用該字符的ASCII編碼值來表示的，其

11、數(shù)據(jù)類型為char型。 合法的字符型常量舉例： a ，A， ，1 ， ， 用編譯預處理命令。定義格式： #define 標識符常量舉例： const double pi=3.1415926; #define PI 3.1415926 #define NTU NanTong University,標識符常量,使用標識符常量優(yōu)點： 提高程序的可讀性。若為標識符常量取一個有意義的名字，將會提高它在程序中的可讀性。 提高程序?qū)ΤＡ渴褂玫囊恢滦?。例如，使用圓周率時，可能在一處寫成3.14，而在另一處寫成3.1415，導致運算的精度不一致。 增強程序的易維護性。若要調(diào)整程序中某個常量的值，對于字面常量來說

12、，則要修改多處，還可能遺漏；對于標識符常量來說，只需在定義處修改。,變量,變量：在程序執(zhí)行過程中其值可以被改變的量。 變量三要素： 變量名 變量類型 變量的值 變量須先定義后使用。 取變量的值稱為對變量的引用。 對變量賦值與引用統(tǒng)稱為對變量的操作或使用。,變量的定義,變量定義指明了變量的類型和變量名。 變量定義格式： ,變量名n; 類型名是變量的數(shù)據(jù)類型，可以是預定義數(shù)據(jù)類型，也可以是用戶自定義數(shù)據(jù)類型；變量名1、變量名2,變量名n為標識符。 舉例1： int n; 該語句定義(或稱聲明)了一個名字為n的整型變量。當程序執(zhí)行到這行代碼時，將為變量n分配4字節(jié)存儲空間。,變量的定義,舉例2：一行

13、可定義多個變量，變量間用逗號分隔。 int year,month,day; double x1,x2,x3; long sum,average,total; 注意： 變量定義是語句，因此變量定義可出現(xiàn)在程序中語句可出現(xiàn)的任何位置。但從程序可讀性方面考慮，變量定義最好放在可執(zhí)行語句之前。 同一變量只能做一次定義，即不能重復定義。 變量名應盡可能簡短，并便于觀其名知其意。,變量賦初值,通常，在首次使用變量時，變量應有確定的值。變量的這個取值稱為變量的初值。 變量賦初值的方法： 在定義變量時，直接初始化。例如： int n=3; /n為整型，初值為3 float x=12.5f;/x為單精度實型，初

14、值為12.5f char c=U; /c為字符型，初值為字符U int a,b,c=18; /可只對一部分變量賦初值 int i(2); /i為整型，初值為2 float y(1.5f);/y為float型，初值為1.5f,變量賦初值,在定義變量后，用賦值語句賦初值。例如： float pi,y; pi=3.14159f; /使變量pi的取值為3.14159f y=2.71828f; /使變量y的取值為2.71828f 當然，變量的初值不一定是常量，也可以是含有變量的相應類型的表達式。例如： int a=0,b=a+1; 變量定義后，若未指定初值，則其初值取決于所分配的存儲器類型，或用默認值0

15、或用隨機值初始化。,3.3 運算符與表達式,運算符(也稱操作符)：描述對數(shù)據(jù)的操作。 操作數(shù)：運算符操作的數(shù)據(jù)，可為常量和變量，也可為其他操作符的運算結(jié)果。例如A+B,稱A和B為操作數(shù)，而把字符“+”稱為加法運算符。 運算符按功能分：算術(shù)運算符、賦值運算符、關(guān)系運算符、邏輯運算符和位運算符等。 運算符按操作數(shù)的個數(shù)分：一元(目)運算符、二元(目)運算符和三元(目)運算符。 運算符的優(yōu)先級：運算符的運算優(yōu)先關(guān)系。,運算符的結(jié)合性,若運算符優(yōu)先級相同，則其運算順序由運算符的結(jié)合性確定。 右結(jié)合：一個運算符對其操作數(shù)按從左到右的順序執(zhí)行所規(guī)定的運算。例如： 18-36 先取18，再取36，然后做減法

16、運算。 左結(jié)合：一個運算符對其操作數(shù)按從右到左的順序執(zhí)行所規(guī)定的運算。例如： A-=3 先取3，再取變量A的值，兩者作減法運算后，將結(jié)果賦給變量A。,運算符的目數(shù),一元(目)運算符：一個運算符只能對一個操作數(shù)進行操作。例如，-5中的負號運算符。 二元(目)運算符：一個運算符要求兩個操作數(shù)。例如，5*10中的運算符“*” 三元(目)運算符：一個運算符要求三個操作數(shù)。例如，條件運算符“?:”是唯一的三元運算符。 同一運算符因操作數(shù)的個數(shù)不同，完成不同運算。例如，一元運算符“*”用于取變量，二元運算符“*”用于乘法運算等。,表達式,表達式：由運算符、園括號和操作數(shù)構(gòu)成的合法式子，經(jīng)過運算應有一個某種

17、類型的確定的值。 操作數(shù)可以是常量、變量或函數(shù)等。 使用不同的運算符可以構(gòu)成不同類型的表達式，如算術(shù)表達式、賦值表達式、關(guān)系表達式、邏輯表達式等。 表達式書寫：操作數(shù)、運算符、圓括號之間可以加空格，也可以不加空格。,算術(shù)運算符,算術(shù)運算符：-(負號)、+(正號)、+(加)，-(減)，*(乘)，/(除)，%(取余)。 正、負號運算符的優(yōu)先級相同，左結(jié)合。 “*”、“/”、“%”優(yōu)先級相同，右結(jié)合。 加、減運算符的優(yōu)先級相同，右結(jié)合。 優(yōu)先級順序： 正、負號 高于 “*”、“/”、“%” 高于 加、減 可用圓括號改變運算符的優(yōu)先順序，先計算圓括號內(nèi)的值，再計算圓括號外的值。,算術(shù)運算符,除法運算符

18、：若兩邊的操作數(shù)均為整數(shù)時，則做整除運算，即只取運算結(jié)果的整數(shù)部分。例如： 3/4 結(jié)果為0 3.0/4 結(jié)果為0.75 %(取余)：計算兩個整型操作數(shù)相除的余數(shù)。所得余數(shù)的符號與左操作數(shù)相同。例如： 10%3 結(jié)果為1 -10%3 結(jié)果為-1 4%-3 結(jié)果為1,算術(shù)運算的溢出,算術(shù)運算的溢出：超出對應類型數(shù)據(jù)的表示范圍。 除法運算：若除數(shù)為0或?qū)崝?shù)運算的結(jié)果溢出，則系統(tǒng)認為產(chǎn)生了一個嚴重錯誤，將終止程序的執(zhí)行。 整數(shù)的加、減或乘運算：若結(jié)果產(chǎn)生溢出并不認為是一個錯誤，但結(jié)果已不正確。例如： int n=60000; coutn*nendl; 輸出結(jié)果為：-694967296，顯然是錯誤的。

19、此類問題可通過改變變量的類型來解決。,算術(shù)表達式,算術(shù)表達式：由算術(shù)運算符、圓括號和操作數(shù)構(gòu)成的、符合C+語法規(guī)則的式子。 算術(shù)表達式舉例。設(shè)有說明：“int a=25,b=4,c=3;”，求下列表達式的值。 a+b*c：因運算符“*”的優(yōu)先級比“+”的高，故應先做乘法運算，再做加法運算，表達式的值為37。 a*-b：因負號運算符“-”的優(yōu)先級比“*”的高，并且“-”的結(jié)合性為左結(jié)合的，故先對b求負運算，然后再作乘法運算，表達式的值為-100。 a*- -b：注意，兩個負號之間有空格，上述表達式等同于a*(-(-b)，表達式的值為100。,算術(shù)表達式,使用算術(shù)表達式時應注意： 表達式應簡潔明了

20、，沒有多余的運算符。如上面的表達式a*- -b應寫成a*b。 求值時，表達式中的每個變量都應有確定的值。 C+的運算符較多，其優(yōu)先級和結(jié)合性較復雜，在書寫比較復雜的表達式而又忘記了運算符的優(yōu)先級時，可適當增加配對的圓括號，明確指定表達式的求值順序。,+和運算符,+(增1)和-(減1)運算符：一元運算符，可放在變量的前面(前置)，也可放在變量的后面(后置)，用于快速實現(xiàn)變量的增1和減1操作。變量的類型可以是字符型、整型、實型、枚舉類型和指針類型。 前置的+(或-)表示先將變量的值增1(或減1)，再把變量的值參加運算；后置的+(或-)表示先把變量的值參加運算，然后再將變量的值增1(或減1)。,+和

21、運算舉例,設(shè)int a=1; float x=7,y; a+ /或+a，等價于a=a+1。a的值為2。 即“+”或“-”運算符僅用于使某個變量的值增1或減1，前置和后置的作用是一樣的。 y=x+ + +a 則y的值為9，x的值為8，a的值都為2。 即“+”或“-”與其他運算符同時出現(xiàn)在表達式中時，前置與后置的作用是不同的。,+和運算符使用說明,+和-運算符只能用于變量。例如，a+、(b=1)+等都是正確的，而19、(x+6)+都是錯誤的。 若出現(xiàn)多個“+”或“-”連寫的情況，編譯器則將前兩個作為增1運算符或減1運算符。例如，“c=a+b;”等價于“c=a+ +b;”而不等價于“c=a+ +b;

22、”。,賦值運算符與賦值表達式,賦值運算符：左結(jié)合的雙目運算符，其優(yōu)先級比算術(shù)運算符、關(guān)系運算符和邏輯運算符的優(yōu)先級低。 賦值表達式： = 作用：將的值賦給。 舉例。設(shè)a、b均為整型變量： a=3+5 將3+5的值8賦給a b=a=3+5 將3+5的值8賦給a，再將a賦給b a=5+b=5 錯：將5賦給5+b，而5+b不是變量 a=5+(b=5) b為5，a為10,賦值運算符使用注意,不同編譯器對賦值表達式的值的不同處理，可能使同一表達式在不同編譯器中的運行結(jié)果不同。如： int x,s; s=(x=2)+(+x); 在VC+ 6.0中，s的值為6，而在Dev C+ 4.9中，s的值為5。而上述

23、代碼寫成： int x=2,s; s=x+(+x); 在VC+ 6.0和Dev C+ 4.9中，s的值均為6。 解決方法：對表達式進行分解。,復合賦值運算符,復合賦值運算符：二元算術(shù)運算符和位運算符與賦值運算符組合而成，優(yōu)先級和結(jié)合性與賦值運算符相同。共有10個： +=、-=、*=、/=、%=、=、 float x; 則 x=a/b x為3.0f x=(float)a/b x為3.5f x=float(a)/b x為3.5f x=(float)(a/b) x為3.0f x=float(a/b) x為3.0f,強制類型轉(zhuǎn)換,在計算表達式的值時，對于系統(tǒng)能正確自動轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)類型，則不必做強制類型轉(zhuǎn)

24、換。例如3+float(4*5.0)中，用float做強制類型轉(zhuǎn)換就是多余的。 如果不做強制類型轉(zhuǎn)換會影響表達式求值的精度或不能完成相應的運算時，才須使用強制類型運算。例如：(int)13.5%(int)3.5。因13.5和3.5都是實數(shù)，而取余運算符要求兩邊的操作數(shù)都是整型數(shù)，這時當然必須使用強制類型運算符。,關(guān)系運算符,關(guān)系運算符：二元運算符，用來比較兩個操作數(shù)之間的關(guān)系。共有六個： 、=、=、!= 其中前四個關(guān)系運算符的優(yōu)先級相同，后兩個關(guān)系運算符的優(yōu)先級相同，但前四個關(guān)系運算符的優(yōu)先級高于后兩個。關(guān)系運算符的優(yōu)先級比算術(shù)運算符低，但比賦值運算符高。 關(guān)系運算符的操作數(shù)類型可以是字符型、

25、整型、實型、枚舉類型以及指針類型。 注意：初學者常常誤將=當作=使用。,關(guān)系表達式,關(guān)系表達式：用關(guān)系運算符將操作數(shù)連接起來的式子。關(guān)系表達式的值為整數(shù)0或1。關(guān)系成立時，結(jié)果為1；否則，結(jié)果為0。例如，表達式(1bc的含義并不是a大于b且b大于c，而是(ab)c，即先求出ab的值(為0或1)，并使運算的結(jié)果繼續(xù)參加后面的運算。例如，關(guān)系表達式432的結(jié)果為0，因為它等價于(43)2。,邏輯運算符,邏輯運算符：用于邏輯運算，用于復雜條件的表示。有三種： ! 邏輯非(單目運算符) a 則表達式 a+=2,b=3+a 的值為7。此時，a的值為4，b的值為7。,條件運算符與條件表達式,條件運算符：唯一的三目運算符。 條件表達式： ?: 條件表達式的運算過程：先求表達式1的值，若不為0，則求出表達式2的值(不求表達式3的值)，并把該值作為運算結(jié)果；否則求出表達式3的值(不求表達式2的值)，并把它作為運算結(jié)果。 舉例： a=b?a:b 求a、b兩個數(shù)中的大數(shù) coutb?a大于bn:a小于等于bn);,sizeof運算符,sizeof運算符：單目運算符，用于計算操作數(shù)類型或表達式的值占用內(nèi)存的字節(jié)數(shù)。格式為： sizeof() 舉例： sizeof(int) /4(在32位系統(tǒng)中) sizeof(float) /4 sizeof(100) /1 sizeof(a+2