程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課件第04章 數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理

第4章數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理v程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——從問題到程序（第3版）邏輯運(yùn)算賦值運(yùn)算

其他運(yùn)算

算術(shù)運(yùn)算本章基本內(nèi)容運(yùn)算對象的類型轉(zhuǎn)換【問題】已知三角形三個邊的邊長，計(jì)算三角形的周長?！鞠敕ā考僭O(shè)給定的三個邊長可以構(gòu)成一個三角形，將這三個邊長相加得到周長?！舅惴ā吭O(shè)變量a、b和c存儲三個邊長，變量triC存儲邊長，算法如下：

1.給變量a、b和c賦值;

2.triC=a+b+c;

3.輸出triC;偽代碼【引例4.1】計(jì)算三角形的周長【程序】定義int型變量a、b和c并進(jìn)行初始化，定義int型變量triC存儲總分，程序如下：#include<stdio.h>intmain(){inta=6,b=5,c=5;inttriC;triC=a+b+c;printf("三角形的周長是：%d\n",triC);return0;}程序中涉及到新的語法？【引例4.1】求平均值算術(shù)表達(dá)式：由算術(shù)運(yùn)算符和運(yùn)算對象組成的式子?！菊Z法】算術(shù)表達(dá)式的一般形式如下：【語義】執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算符規(guī)定的算術(shù)運(yùn)算。二目運(yùn)算：運(yùn)算對象算術(shù)運(yùn)算符運(yùn)算對象數(shù)值量或一目運(yùn)算：算術(shù)運(yùn)算符運(yùn)算對象數(shù)值量4.1算術(shù)運(yùn)算算術(shù)表達(dá)式運(yùn)算符運(yùn)算規(guī)則運(yùn)算類別運(yùn)算對象運(yùn)算結(jié)果舉例++自增一目變量變量值增1x++,++x--自減變量值減1x--,--x＋取正整型或?qū)嵭驼突驅(qū)嵭?5,+12.3-取負(fù)-5,-12.3＋加法雙目若兩個運(yùn)算對象都是整型，則為整型，否則為實(shí)型3+5,3.5+8,x+3-減法3-5,3.5-8,x–3*乘法3*8,3.5*8,x*83/8,3.5/8,x/8/除法%取余整型整型3%8,x%84.1算術(shù)運(yùn)算常用運(yùn)算符例4.1寫出下列數(shù)學(xué)表達(dá)式對應(yīng)的算術(shù)表達(dá)式：（1）2x+5y（2）x2+2x+1（3）s(s-a)(s-b)(s-c)解：對應(yīng)的算術(shù)表達(dá)式如下：（1）2*x+5*y（2）x*x+2*x+1（3）s*(s-a)*(s-b)*(s-c)4.1算術(shù)運(yùn)算算術(shù)表達(dá)式算術(shù)表達(dá)式的寫法與數(shù)學(xué)中的寫法有些不同。在C語言中進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算需要注意以下問題：1.“/”為整除，兩個整數(shù)相除的結(jié)果為整數(shù)，舍去小數(shù)部分。例如：8/3的結(jié)果為2。但是，如果有一個運(yùn)算對象為負(fù)值，則舍去的方向不確定。例如：對于-8/3，有的系統(tǒng)給出的結(jié)果為-2，有的系統(tǒng)給出的結(jié)果為-3。大多數(shù)系統(tǒng)采取“向零靠攏”的方法，即取整后的結(jié)果向零靠攏，則-8/3的結(jié)果為-2。2.“%”的運(yùn)算對象均為整數(shù)，不能用于實(shí)數(shù)。例如：8%3=2。如果運(yùn)算對象為負(fù)值，則求余運(yùn)算的結(jié)果不確定。例如：對于-8%3，有的系統(tǒng)給出的結(jié)果為-2，有的系統(tǒng)給出的結(jié)果為1。4.1算術(shù)運(yùn)算算術(shù)表達(dá)式

運(yùn)算符的優(yōu)先級是指在表達(dá)式中具有不同的運(yùn)算符時，表達(dá)式的求值順序，優(yōu)先級高的先于優(yōu)先級低的進(jìn)行運(yùn)算。

例如，表達(dá)式5+3%2等價于5+(3%2)。

運(yùn)算符的結(jié)合性是指在運(yùn)算符的優(yōu)先級相同時，表達(dá)式的求值方向，即運(yùn)算對象按什么順序進(jìn)行運(yùn)算，通常有兩種求值方向：左結(jié)合和右結(jié)合，左結(jié)合是將運(yùn)算對象用左側(cè)的運(yùn)算符進(jìn)行運(yùn)算，右結(jié)合是將運(yùn)算對象用右側(cè)的運(yùn)算符進(jìn)行運(yùn)算。

例如，表達(dá)式2+i–3等價于(2+i)–3。4.1算術(shù)運(yùn)算運(yùn)算符的優(yōu)先級和結(jié)合性南區(qū)4.1算術(shù)運(yùn)算運(yùn)算符的優(yōu)先級和結(jié)合性【問題】通用產(chǎn)品代碼（UniversalProductCode，UPC）是指商品上條形碼下方的數(shù)字，每個UPC表示為一個12位的數(shù)，最后一位是校驗(yàn)位，用來校驗(yàn)條碼掃描的結(jié)果是否正確。假設(shè)計(jì)算校驗(yàn)位的方法是：（1）將第奇數(shù)位的數(shù)字相加；（2）將偶數(shù)位的數(shù)字相加；（3）將第一次加法的結(jié)果乘以3再減去第二次加法的結(jié)果；（4）將減法的結(jié)果除以10再取余數(shù)。從鍵盤輸入一個11位數(shù)，計(jì)算校驗(yàn)位并形成12位的UPC并輸出?！鞠敕ā坑捎?1位整數(shù)超出int型的表示范圍，所以，不能用一個整型變量直接存儲這個UPC碼?？梢杂?1個變量（upc1~upc11）來接收每一位數(shù)字，然后對這11個變量進(jìn)行相應(yīng)的算術(shù)運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果存儲到變量upc12中，最后依次輸出變量upc1~upc12的值。程序設(shè)計(jì)實(shí)例——通用產(chǎn)品代碼UPC【想法】閏年是滿足下列條件之一的年份：①能被4整除，但不能被100整除；②能被400整除?！締栴}】對于給定的年份，判斷該年是否是閏年。【算法】設(shè)變量year表示年份，則條件①可以表示為：year%4等于0并且year%100不等于0，條件②可以表示為：year%400等于0，年份year只要滿足條件①和②之一即是閏年。算法用偽代碼描述如下：step1:給變量year賦值;step2:如果(year%4等于0且year%100不等于0)或(year%400等于0)，

則輸出是閏年;否則輸出不是閏年;偽代碼【引例4.2】

判斷閏年【程序】由于年份year只要滿足條件①和②之一即是閏年，因此，閏年的判定條件是(year%4==0&&year%100!=0)||(year%400==0)，程序如下：#include<stdio.h>

intmain(){intyear=2014;if((year%4==0&&year%100!=0)||(year%400==0))printf("%d年是閏年\n",year);elseprintf("%d年不是閏年\n",year);return0;}【引例4.2】

判斷閏年程序中涉及到新的語法？關(guān)系運(yùn)算（比較運(yùn)算）：將兩個值進(jìn)行比較，比較的結(jié)果取決于運(yùn)算采用的字符集，常用的字符集是ASCII碼。關(guān)系表達(dá)式：由關(guān)系運(yùn)算符和運(yùn)算對象組成的式子?！菊Z法】關(guān)系表達(dá)式的一般形式如下：運(yùn)算對象關(guān)系運(yùn)算符運(yùn)算對象任何可以進(jìn)行比較的數(shù)據(jù)【語義】執(zhí)行關(guān)系運(yùn)算符定義的比較運(yùn)算，結(jié)果為邏輯值。

4.2邏輯運(yùn)算關(guān)系運(yùn)算運(yùn)算符運(yùn)算規(guī)則運(yùn)算類型運(yùn)算對象運(yùn)算結(jié)果舉例<小于二目整型、實(shí)型或字符型滿足則為真(1)不滿足則為假(0)5<3,x<y<=小于等于3<=3,x<=2>大于5>3,x>y>=大于等于3>=3,2>=x==等于3==3,x==2!=不等于3!=3,x!=24.2邏輯運(yùn)算關(guān)系運(yùn)算邏輯表達(dá)式：由邏輯運(yùn)算符和運(yùn)算對象組成的式子。【語法】邏輯表達(dá)式的一般形式如下：二目運(yùn)算：運(yùn)算對象邏輯運(yùn)算符運(yùn)算對象一目運(yùn)算：邏輯運(yùn)算符運(yùn)算對象或【語義】執(zhí)行邏輯運(yùn)算符規(guī)定的邏輯運(yùn)算，結(jié)果為邏輯值。4.2邏輯運(yùn)算邏輯運(yùn)算運(yùn)算符運(yùn)算規(guī)則運(yùn)算類型運(yùn)算對象運(yùn)算結(jié)果舉例&&邏輯與二目整型、實(shí)型或字符型滿足則為真(1)不滿足則為假(0)5&&2,

x&&y||邏輯或5||2,x||y!邏輯非一目!2,!xC語言將所有非0值作為邏輯真，將0值作為邏輯假，運(yùn)算規(guī)則如下：（1）如果運(yùn)算對象1和運(yùn)算對象2都是非0值，則

“運(yùn)算對象1&&運(yùn)算對象2”的運(yùn)算結(jié)果為邏輯真；（2）如果運(yùn)算對象1和運(yùn)算對象2至少有一個是非0值，則

“運(yùn)算對象1||運(yùn)算對象2”的運(yùn)算結(jié)果為邏輯真；（3）如果運(yùn)算對象是0值，則

“!運(yùn)算對象”的運(yùn)算結(jié)果為邏輯真；（4）所有其他情況，運(yùn)算結(jié)果均為邏輯假。4.2邏輯運(yùn)算邏輯運(yùn)算例4.2

寫出下列邏輯條件對應(yīng)的邏輯表達(dá)式：（1）小于100的偶數(shù)（2）x大于3并且小于8（3）x和y不同時為0解：（1）設(shè)變量x表示一個整數(shù)，則邏輯表達(dá)式為：

(x<100)&&(x%2==0)（2）對應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為3<x<8，但在程序設(shè)計(jì)語言中，連續(xù)的關(guān)系運(yùn)算一般需要用邏輯運(yùn)算來表示，因此，邏輯表達(dá)式為：

(3<x)&&(x<8)（3）!(x!=0&&y!=0)或

x!=0||y!=0，這兩個表達(dá)式是等價的。4.2邏輯運(yùn)算邏輯運(yùn)算【問題】4個賽車手進(jìn)行比賽，下面是4個評論員的評論。A：2號賽車一定能贏；B：4號賽車一定能贏；C：3號賽車一定不能贏；D：B的評論是錯誤的。已知只有1位評論員是正確的，請問2號賽車是否能贏？【想法】將4位評論員的評論分別描述為關(guān)系表達(dá)式，統(tǒng)計(jì)2號賽車贏得勝利時關(guān)系表達(dá)式成立的個數(shù)，若僅有一個表達(dá)式成立，則2號賽車能夠贏得勝利?！舅惴ā吭O(shè)字符型變量thisCar表示賽車，則各個評論對應(yīng)的關(guān)系表達(dá)式如下：A：thisCar=='2'B：thisCar=='4'C：thisCar!='3'D：thisCar!='4'統(tǒng)計(jì)thisCar的值為'2'時，上述表達(dá)式成立的個數(shù)。程序設(shè)計(jì)實(shí)例——賽車評論

賦值表達(dá)式：用賦值運(yùn)算符“=”將變量和表達(dá)式連接起來的式子。C語言把賦值作為一種運(yùn)算。【語法】賦值表達(dá)式的一般形式如下：

變量=表達(dá)式賦值表達(dá)式完成兩個操作：計(jì)算表達(dá)式的值；將這個值賦給賦值運(yùn)算左側(cè)的變量。4.3賦值運(yùn)算賦值運(yùn)算【語義】計(jì)算表達(dá)式的值；將該值賦給賦值運(yùn)算符左側(cè)的變量；將該值作為整個賦值表達(dá)式的值。賦值類型轉(zhuǎn)換：在進(jìn)行賦值運(yùn)算時，如果賦值運(yùn)算符兩側(cè)的數(shù)據(jù)類型不同，系統(tǒng)首先將賦值運(yùn)算符右側(cè)表達(dá)式的類型自動轉(zhuǎn)換為左側(cè)變量的類型，再給變量賦值。

例如：假定變量x為int型，則計(jì)算表達(dá)式x=2.5*3后，變量x的值是7，該賦值表達(dá)式的值也是7。復(fù)雜賦值表達(dá)式：在賦值表達(dá)式中，賦值運(yùn)算符右側(cè)的表達(dá)式也可以是一個賦值表達(dá)式，由于賦值運(yùn)算符采用右結(jié)合方式，計(jì)算時先進(jìn)行右側(cè)表達(dá)式賦值，再將結(jié)果賦給左側(cè)變量。

例如：x=y=5等價于x=(y=5)，結(jié)果使得變量x和y的值都賦值為5。4.3賦值運(yùn)算賦值運(yùn)算

C語言提供了復(fù)合賦值運(yùn)算符來簡寫賦值語句，將算術(shù)運(yùn)算符與賦值運(yùn)算符組合在一起就構(gòu)成了復(fù)合賦值運(yùn)算符。具體有+=、-=、*=、/=和%=等。radius=radius+20;radius+=20;i+=1;i=i+1;4.3賦值運(yùn)算復(fù)合賦值C語言提供了自增（++）和自減（--）運(yùn)算符實(shí)現(xiàn)變量的加1和減1操作，++運(yùn)算使變量的值增1，--運(yùn)算使變量的值減1?！菊Z法】自增/自減表達(dá)式的一般形式如下：前置運(yùn)算：++(--)變量后置運(yùn)算：

變量++(--)或【語義】前置運(yùn)算：先使變量的值增（減）1，再以變化后的值參與其他運(yùn)算；后置運(yùn)算：先以變量的值參與其他運(yùn)算，再使變量的值增（減）1。4.3賦值運(yùn)算自增/自減運(yùn)算自增/自減運(yùn)算只能用于變量！不能用于表達(dá)式！i++;i=i+1;++i;i--;i=i-1;--i;b=a;a=a+1;b=a++;a=a+1;b=a;b=++a;4.3賦值運(yùn)算自增/自減運(yùn)算

在C語言中，逗號既可作為分隔符，又可作為運(yùn)算符。

逗號表達(dá)式：用逗號運(yùn)算符將若干個獨(dú)立的表達(dá)式連接在一起的式子?！菊Z法】逗號表達(dá)式的一般形式如下：

表達(dá)式1,表達(dá)式2,…,表達(dá)式n【語義】計(jì)算表達(dá)式1的值，表達(dá)式2的值，……，表達(dá)式n的值，并將表達(dá)式n的值作為逗號表達(dá)式的值。4.4其他運(yùn)算逗號運(yùn)算逗號運(yùn)算符的優(yōu)先級：所有運(yùn)算符中最低的。逗號運(yùn)算符的結(jié)合性：左結(jié)合。例如，逗號表達(dá)式“x=3,y=4,z=x+y”等價于

“(x=3),(y=4),(z=x+y)”，從左至右依次計(jì)算三個賦值表達(dá)式后，逗號表達(dá)式的值為7。

逗號表達(dá)式常用于for循環(huán)語句。例如：for(i=1,sum=0;i<x+y;

x++,y++)4.4其他運(yùn)算逗號運(yùn)算

取長度運(yùn)算符sizeof是一個單目運(yùn)算符，用于計(jì)算某種類型的數(shù)據(jù)對象在內(nèi)存中所占的字節(jié)數(shù)?！菊Z法】取長度表達(dá)式的一般形式如下：sizeof(類型或表達(dá)式)其中，類型是有效的數(shù)據(jù)類型，包括基本數(shù)據(jù)類型和自定義數(shù)據(jù)類型?！菊Z義】編譯時運(yùn)行，獲得類型或表達(dá)式的值在內(nèi)存中所占的字節(jié)數(shù)。4.4其他運(yùn)算取長度運(yùn)算由于sizeof運(yùn)算符是在編譯時運(yùn)行，因此并不對括號內(nèi)的表達(dá)式求值。

假定變量x是int型，則sizeof(x)的值是4，表示變量x在內(nèi)存中占用4個字節(jié)；

假定變量x是int型，則sizeof(x++)的值是4，表示表達(dá)式x++的值在內(nèi)存中占用4個字節(jié)，但不計(jì)算x++；sizeof(int)的值是4，表示int型數(shù)據(jù)在內(nèi)存中占用4個字節(jié)；sizeof(double)的值是8，表示double型數(shù)據(jù)在內(nèi)存中占用8個字節(jié)。4.4其他運(yùn)算取長度運(yùn)算

條件運(yùn)算符由符號“?”和符號“:”組成，兩個符號必須一起使用，條件運(yùn)算符是C語言唯一一個三目運(yùn)算符（要求三個運(yùn)算對象）?！菊Z法】條件表達(dá)式的一般形式如下：

表達(dá)式1?表達(dá)式2:表達(dá)式3其中，表達(dá)式1、表達(dá)式2和表達(dá)式3可以是任何類型的表達(dá)式?！菊Z義】計(jì)算表達(dá)式1的值；如果表達(dá)式1成立，則計(jì)算表達(dá)式2的值，并且把表達(dá)式2的值作為條件表達(dá)式的值；如果表達(dá)式1不成立，則計(jì)算表達(dá)式3的值，并且把表達(dá)式3的值作為條件表達(dá)式的值。4.4其他運(yùn)算條件運(yùn)算例4.3執(zhí)行如下程序段，變量k的值是多少？解：在第一個賦值語句中，由于i>j不成立，則條件表達(dá)式的值為變量j的值，再把這個值賦給變量k，因此，k的值是3。

在第二個賦值語句中，先執(zhí)行條件表達(dá)式，由于i>1成立，則條件表達(dá)式的值為5，再執(zhí)行加法運(yùn)算，然后將結(jié)果賦給變量k，因此，k的值是8。

在第二個賦值語句中，如果沒有圓括號，由于條件表達(dá)式的優(yōu)先級低于加法，則先執(zhí)行加法操作，再執(zhí)行條件表達(dá)式。inti=2,j=3,k;k=i>j?i:j;k=(i>1?5:8)+j;4.4其他運(yùn)算條件運(yùn)算為什么要對運(yùn)算對象進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換？計(jì)算機(jī)硬件在進(jìn)行表達(dá)式計(jì)算時，通常要求操作數(shù)占用相同的二進(jìn)制位數(shù)，并且要求存儲方式也相同。

例如，計(jì)算機(jī)硬件可以直接將兩個16位整數(shù)相加，但是不能直接將一個16位整數(shù)和一個32位整數(shù)相加，也不能直接將一個32位整數(shù)和一個32位浮點(diǎn)數(shù)相加。如果一個二目運(yùn)算符兩側(cè)的運(yùn)算對象的數(shù)據(jù)類型不同，則應(yīng)該按照“先轉(zhuǎn)換，后運(yùn)算”的原則，首先將運(yùn)算對象轉(zhuǎn)換成同一數(shù)據(jù)類型，然后基于同一數(shù)據(jù)類型進(jìn)行運(yùn)算。4.5運(yùn)算對象的類型轉(zhuǎn)換自動數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換由編譯器完成而無需編程人員的干預(yù)，因此也稱為隱式類型轉(zhuǎn)換，一般的轉(zhuǎn)換原則是將低數(shù)據(jù)類型（占用較少的二進(jìn)制位）轉(zhuǎn)換為高數(shù)據(jù)類型（占用較多的二進(jìn)制位），這稱為類型提升。符號位0

00000000000101000000000

000000000000000000001010符號位符號位向高位部分?jǐn)U展(a)2個字節(jié)的10轉(zhuǎn)換為4個字節(jié)4.5運(yùn)算對象的類型轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)類型的自動轉(zhuǎn)換1

111111111110110符號位1111111111111111111111111110110符號位符號位向高位部分?jǐn)U展(b)2個字節(jié)的-10轉(zhuǎn)換為4個字節(jié)4.5運(yùn)算對象的類型轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)類型的自動轉(zhuǎn)換自動數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換由編譯器完成而無需編程人員的干預(yù)，因此也稱為隱式類型轉(zhuǎn)換，一般的轉(zhuǎn)換原則是將低數(shù)據(jù)類型（占用較少的二進(jìn)制位）轉(zhuǎn)換為高數(shù)據(jù)類型（占用較多的二進(jìn)制位），這稱為類型提升。類型提升后只是數(shù)據(jù)的存儲方式發(fā)生了變化，數(shù)據(jù)值并不發(fā)生變化，因此，這種轉(zhuǎn)換是安全的。例4.4

假設(shè)有如下變量定義，計(jì)算ch%a+(x+y)/a的值。

inta=10;

charch='a';

floatx=2.5;

doubley=123.45;ch%a+(x+y)/a

①②③4.5運(yùn)算對象的類型轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)類型的自動轉(zhuǎn)換int

7

double

125.95

12.595double

④19.595double將長長度的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為短長度的數(shù)據(jù)類型，一般直接截取長長度數(shù)據(jù)類型的低位部分，因此，有可能使數(shù)據(jù)值發(fā)生變化，有些編