C語言程序設(shè)計(jì)-基于計(jì)算思維的培養(yǎng) 課件 第2章 數(shù)據(jù)類型與表達(dá)式

第二章數(shù)據(jù)類型與表達(dá)式目錄/Contents標(biāo)識(shí)符命名，數(shù)據(jù)類型常量和變量，整型和實(shí)型變量的定義和賦值計(jì)算數(shù)據(jù)類型占用內(nèi)存空間的大小算術(shù)運(yùn)算符增1和減1運(yùn)算符表達(dá)式與賦值中的自動(dòng)類型轉(zhuǎn)換強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符常用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)函數(shù)標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)符(identifier)：組成程序元素的名字。組成：只能由字母、數(shù)字、下劃線組成，且第一個(gè)字母必須是字母或下劃線長度：取決于語言系統(tǒng)不能使用關(guān)鍵字或特定字區(qū)分大小寫良好習(xí)慣簡潔、見名知意和匈牙利命名法例:判斷下列標(biāo)識(shí)符號(hào)合法性sumSumM.D.JohndayDate3daysstudent_name#33lotus_1_2_3chara>b_above$123C程序組成元素關(guān)鍵字（Keyword）又稱保留字（CReservedWord）在C語言中有特殊含義的詞標(biāo)識(shí)符（Identifier）系統(tǒng)預(yù)定義標(biāo)識(shí)符（C標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)符）有特殊含義但可能被重新定義的詞(但不推薦這樣做!!)用戶自定義標(biāo)識(shí)符變量，函數(shù)名，……C程序常見元素舉例C程序常見元素舉例運(yùn)算符（Operator）詳見附錄C

分隔符（Separator）空格、回車/換行、逗號(hào)等其他符號(hào){和}標(biāo)識(shí)函數(shù)體或語句塊/*和*/是程序注釋的定界符常量（Constant）數(shù)據(jù)類型問題的提出：數(shù)據(jù)為什么區(qū)分類型？★數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)形式★合法的取值范圍★占用內(nèi)存空間的大小★可參與的運(yùn)算種類數(shù)據(jù)類型基本數(shù)據(jù)類型◆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0~255的整數(shù)數(shù)據(jù)類型的修飾符◆shortshort

int，簡寫為short，短整數(shù)，2個(gè)字節(jié)◆longlong

int，簡寫為long，長整數(shù)，4個(gè)字節(jié)long

double，長雙精度（高精度）浮點(diǎn)數(shù)，10個(gè)字節(jié)◆unsigned用來修飾char、int、short和long無符號(hào)整數(shù)（正整數(shù)和0）數(shù)據(jù)類型的取值范圍數(shù)據(jù)類型占據(jù)的內(nèi)存大小☆同種數(shù)據(jù)類型在不同平臺(tái)上其占字節(jié)數(shù)不盡相同如int在16位、32位和64位系統(tǒng)上分別占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)然要用sizeof計(jì)算變量或者數(shù)據(jù)類型的長度☆不用sizeof的危害在平臺(tái)間移植時(shí)會(huì)出現(xiàn)問題，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或者溢出☆C語言的關(guān)鍵字、運(yùn)算符，并非函數(shù)名計(jì)算類型占用的字節(jié)數(shù)☆兩種語法形式sizeof(類型)結(jié)果為類型占用的字節(jié)數(shù)sizeof(表達(dá)式)結(jié)果為表達(dá)式值所屬類型占用的字節(jié)數(shù)一般都使用sizeof(變量名)

sizeof的使用程序設(shè)計(jì)語言的規(guī)則①常量②變量③運(yùn)算符④表達(dá)式⑤函數(shù)⑥控制結(jié)構(gòu)⑦數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)：把自然語言描述問題的方式轉(zhuǎn)化為某種計(jì)算機(jī)語言的方式表達(dá)給計(jì)算機(jī)。常量與變量【例題2.1】計(jì)算任意大小圓柱體的表面積和體積。計(jì)算公式：①S=2r2+2rh②V=r2h問題：①如何定義問題中參與運(yùn)算的物理量？②參與運(yùn)算的物理量如何輸入及保存？③

輸入的數(shù)據(jù)如何參與運(yùn)算？④

計(jì)算結(jié)果存放在哪里？常量與變量★程序處理的數(shù)據(jù)形式常量（constant）在程序中不能改變其值的量變量（variable）其值在程序執(zhí)行過程中是可以改變的常量☆在程序中不能改變其值的量☆包括:整型(如

0,20,-2,

123L,123u,

022,0x12)默認(rèn)為int實(shí)型(如2.4,1.5e-5,2.75F,2.75L)默認(rèn)為double字符型(char如‘a(chǎn)',‘8','$','\n')用\開頭的字符為轉(zhuǎn)義字符,代表1個(gè)字符字符串(string如"USA",“2",“6c")枚舉型長整型無符號(hào)整型八進(jìn)制十六進(jìn)制單精度實(shí)型長雙精度實(shí)型十進(jìn)制小數(shù)指數(shù)形式十進(jìn)制18編譯程序根據(jù)變量定義為其分配指定字節(jié)的內(nèi)存單元…...地址abc4字節(jié)4字節(jié)4字節(jié)地址地址…...內(nèi)存(在VC++中)1-3

隨機(jī)數(shù)變量定義：聲明程序中要使用的變量名，設(shè)定每個(gè)變量將存儲(chǔ)什么類型的數(shù)據(jù)。變量的使用：先定義，后使用數(shù)據(jù)類型變量1[,變量2,…,變量n];變量初始化:定義時(shí)賦初值

inta=1,b=-3,c;例:inta,b,c;決定分配字節(jié)數(shù)和數(shù)的表示范圍合法標(biāo)識(shí)符變量19變量的聲明結(jié)果會(huì)是什么？使用變量的基本原則變量必須先聲明，后使用所有變量必須在第一條可執(zhí)行語句前聲明聲明的順序無關(guān)緊要一條聲明語句可聲明若干個(gè)同類型的變量★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)

20定義:用單引號(hào)括起來的單個(gè)普通字符或轉(zhuǎn)義字符.

字符常量的值：該字符的ASCII碼值<轉(zhuǎn)義字符及其含義：轉(zhuǎn)義字符含義\n\v\r\a\’\ddd\t\b\f\\\”\xhh轉(zhuǎn)義字符含義換行垂直制表回車響鈴單引號(hào)3位8進(jìn)制數(shù)代表的字符水平制表退格換頁反斜線雙引號(hào)2位16進(jìn)制數(shù)代表的字符如‘\101’-----------‘A’‘\012’-----------’\n’‘\376’-----------’’‘\x61’-----------’a’‘\60’-----------’0’‘\483’----------(

)如‘A’——65，‘a(chǎn)’——97，

‘0’——48,‘\n’——10如‘a(chǎn)’‘A’‘?’‘\n’‘\101’轉(zhuǎn)義字符:反斜線后面跟一個(gè)字符或一個(gè)代碼值表示【例2.2】轉(zhuǎn)義字符舉例#include"stdio.h"main(){printf("\101\x42C\n");printf("Isay:\"Howareyou?\"\n");printf("\\CProgram\\\n");printf("Turbo\'C\'");}運(yùn)行結(jié)果：(屏幕顯示)ABCIsay:”Howareyou?”\CProgram\Turbo‘C’字符常量21字符型變量char字符變量存放字符ASCII碼字符變量例：charch;charsex=‘M’;

通過調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)來實(shí)現(xiàn)#include<stdio.h>

字符輸出函數(shù)putchar(ch)輸出一個(gè)字符ch,ch為字符變量名

字符輸入函數(shù)getchar()無參數(shù)函數(shù)值為從輸入設(shè)備接收的字符字符的輸入輸出字符的輸入輸出PressakeyandthenpressEnter:B↙b24字符常量與字符串常量不同定義：用雙引號(hào)(”

”)括起來的字符序列存儲(chǔ)：每個(gè)字符串尾自動(dòng)加一個(gè)’\0’作為字符串結(jié)束標(biāo)志hello\0例字符串“hello”在內(nèi)存中aa\0例’a’”a”例:空串””空字符’’\0例:charch;ch=“A”;字符串常量常量小結(jié)26【例2.3】/*charoperation*/#definePRICE12.5#include"stdio.h"main(){intnum=3;floattotal;charch1,ch2=‘D’;total=num*PRICE;ch1=ch2-‘A’+‘a(chǎn)’;printf(“total=%f,ch1=%c\n”,total,ch1);}宏定義變量定義輸出結(jié)果運(yùn)行結(jié)果：total=37.500000,ch1=d例題變量小結(jié)◆變量必須先定義，再賦值，后使用；◆正確理解變量的內(nèi)涵①變量名：代表內(nèi)存中的存儲(chǔ)單元，變量通過變量名來標(biāo)識(shí)，變量名與內(nèi)存中的存儲(chǔ)單元相對(duì)應(yīng)，程序通過變量名來存、取存儲(chǔ)單元中的內(nèi)容。②變量的地址：系統(tǒng)分配給變量的存儲(chǔ)單元的起始地址。③變量的類型：決定存儲(chǔ)單元的大小和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式。④變量的值：變量對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元存放的具體的值。28表達(dá)式由運(yùn)算符和相應(yīng)的操作數(shù)及用于描述運(yùn)算先后次序的括號(hào)構(gòu)成。注意：常量、變量、函數(shù)調(diào)用也是表達(dá)式。表達(dá)式是有值的。賦值表達(dá)式也有值的：賦值運(yùn)算后變量的值。運(yùn)算符與操作數(shù)操作數(shù)：運(yùn)算符的運(yùn)算對(duì)象叫操作數(shù)。a+b*c運(yùn)算符分為單目運(yùn)算符、雙目運(yùn)算符、三目運(yùn)算符。單目運(yùn)算符：正、負(fù)數(shù)雙目運(yùn)算符：算術(shù)運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符等表達(dá)式及其值算術(shù)運(yùn)算符與表達(dá)式【例2.4】W+Z操作數(shù)(Operand)運(yùn)算符(Operator)操作數(shù)(Operand)何謂運(yùn)算符和操作數(shù)?何謂表達(dá)式？☆基本算術(shù)運(yùn)算符：+、-

、*、/、%%運(yùn)算☆執(zhí)行兩個(gè)操作數(shù)的相除運(yùn)算后返回余數(shù)☆規(guī)則:操作數(shù)必須是整數(shù)【例2.5】-11%5=-1一個(gè)整數(shù)一個(gè)整數(shù)-115-2-10-1余數(shù)商結(jié)果是-11/5的余數(shù)%運(yùn)算%運(yùn)算【例2.5】-11%5=-1一個(gè)整數(shù)一個(gè)整數(shù)-115-2-10-1余數(shù)商結(jié)果是-11/5的余數(shù)%運(yùn)算【例2.6】11%-5=1一個(gè)整數(shù)一個(gè)整數(shù)11-5-2101余數(shù)商結(jié)果是11/-5的余數(shù)【例2.7】11.0%5=?一個(gè)實(shí)數(shù)一個(gè)整數(shù)無效!

注意！%運(yùn)算35任意兩個(gè)整數(shù)相除結(jié)果為整數(shù)。后面的小數(shù)被舍棄掉了。87654/10=(8765)87654/100=(876)如果/兩邊有一個(gè)或兩個(gè)操作數(shù)為浮點(diǎn)數(shù)，則結(jié)果為浮點(diǎn)數(shù)。設(shè)問：x/10=?87654/10.0=(38765.4)87654.0/100=(876.54)/的運(yùn)算36計(jì)算下列算式的結(jié)果。12345/10=(1234)12345/100=(123)12345/1000=(12)12345/10000=(1)規(guī)律：一個(gè)數(shù)除以任意位上的權(quán)重，該位上的數(shù)變?yōu)閭€(gè)位數(shù)。復(fù)習(xí)：x%10=（得到這個(gè)數(shù)的個(gè)位數(shù)）12345/10%10=()12345/100%10=()12345/1000%10=()12345/10000%10=()實(shí)戰(zhàn)與提高37問題：如何利用/、%運(yùn)算符，計(jì)算任意數(shù)x的個(gè)位、十位、百位、千位、萬位數(shù)？個(gè)位數(shù)：x%10十位數(shù)：x/10%10百位數(shù)：x/100%10千位數(shù)：x/1000%10萬位數(shù)：x/10000%10實(shí)戰(zhàn)與提高38應(yīng)用：判斷數(shù)學(xué)中的特別數(shù)水仙花數(shù)：是指一個(gè)n位數(shù)(n>=3)，它的每個(gè)位上的數(shù)字的n次冪之和等于它本身。153=13+53+33回文數(shù)：一個(gè)任意自然數(shù)x，若將x的各位數(shù)字反向排列所得自然數(shù)x1與x相等，則稱x為回文數(shù)。x=1234321實(shí)戰(zhàn)與提高39C標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)函數(shù)的使用：在程序前端加入數(shù)學(xué)函數(shù)庫頭文件#include<math.h>C標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)函數(shù)功能cos(x)計(jì)算cos(x)的值sin(x)計(jì)算cos(x)的值fabs(x)計(jì)算x的絕對(duì)值exp(x)計(jì)算ex的值log(x)計(jì)算ln(x)的值log10(x)計(jì)算lg(x)的值sqrt(x)計(jì)算x的平方根的值sqr(x)計(jì)算x的平方的值C標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)函數(shù)40練習(xí)：寫出下列數(shù)學(xué)式子的C語言表達(dá)式。①(x+sinx)e2x②③(1+log(x))2實(shí)戰(zhàn)與提高算術(shù)表達(dá)式☆當(dāng)算術(shù)表達(dá)式包含兩個(gè)或兩個(gè)以上的算術(shù)運(yùn)算符時(shí)

?首先要確定運(yùn)算順序

?所有的運(yùn)算符都有一個(gè)優(yōu)先級(jí)

優(yōu)先級(jí)（OrderofPrecedence）High: *、/、% Low: +、-不同優(yōu)先級(jí)時(shí)的運(yùn)算順序：從高到低相同優(yōu)先級(jí)時(shí)的運(yùn)算順序：算術(shù)運(yùn)算符為左結(jié)合（從左到右）算術(shù)表達(dá)式【例2.8】?48.52.5+6–

–44.52.5+6–2*2=4.5算術(shù)表達(dá)式巧妙使用圓括號(hào)改變運(yùn)算順序從內(nèi)往外運(yùn)算【例2.9】(9–(3+2))*3=?算術(shù)表達(dá)式【例2.9】

(9–(3+2))*3=??

–5412

(9–(3+2))*3=12賦值運(yùn)算符和表達(dá)式★三種賦值形式:★簡單賦值★多重賦值★復(fù)合賦值賦值運(yùn)算符和表達(dá)式47例a=3;d=func();c=d+2;x+1=2(?)賦值運(yùn)算符和表達(dá)式★多重賦值:變量1=

變量2=

表達(dá)式;★簡單賦值運(yùn)算符:--符號(hào)：=

--格式：變量

=

表達(dá)式;

--作用：將一個(gè)數(shù)據(jù)（常量或表達(dá)式）賦給一個(gè)變量48例:a=b=c=5a=(b=5)a=5+(c=6)a=(b=4)+(c=6)a=(b=10)/(c=2)//表達(dá)式值為5，a,b,c值為5//b=5;a=5//表達(dá)式值11，c=6,a=11//表達(dá)式值10，a=10,b=4,c=6//表達(dá)式值5，a=5,b=10,c=2結(jié)合方向：自右向左優(yōu)先級(jí):14左側(cè)必須是變量，不能是常量或表達(dá)式賦值轉(zhuǎn)換規(guī)則:使賦值號(hào)右邊表達(dá)式值自動(dòng)轉(zhuǎn)換成其左邊變量的類型賦值表達(dá)式的值與變量值相等,且可嵌套賦值運(yùn)算符和表達(dá)式49常用的賦值表達(dá)式：利用變量的原有值進(jìn)行計(jì)算，并將結(jié)果重新賦值給該變量。i=i+1;i=i-1;j=j*2;k=k/10;n=n%10;復(fù)合賦值運(yùn)算符：變量xop=表達(dá)式相當(dāng)于變量原值與右操作數(shù)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果更新變量的值：變量x=變量xop表達(dá)式+=-=*=/=%=例如：k/=10（相當(dāng)于k=k/10）;m%=5(相當(dāng)于m=m%5);x*=z+3;i+=j-=2；相當(dāng)于i+=(j-=2)；i=j=k=1;上式i=?復(fù)合賦值運(yùn)算符和表達(dá)式復(fù)合賦值運(yùn)算符和表達(dá)式已知inta=3;執(zhí)行a+=a-=a*a后，變量a的值？a+=a-=a*aa+=a-=9a+=-6

a=-123-6-12執(zhí)行a+=a-=a*=a后，變量a的值？a+=a-=a*=aa+=a-=9a+=0

a=03900★自增運(yùn)算符++

★練習(xí)：m=(++i)*5;n=(j++)*4;if(m++==5){}m=(?);★自減運(yùn)算符--:

step1step2++ii=i+1表達(dá)式的值=ii++表達(dá)式的值=ii=i+1自增自減運(yùn)算符step1step2--ii=i-1表達(dá)式的值=ii--表達(dá)式的值=ii=i-1【例2.10】j=++i-3i5similartoi=i+1;j=i–3;j??36前綴自增/自減運(yùn)算符后綴自增/自減運(yùn)算符【例2.11】j=i++-3i5similartoj=i–3;i=i+1;j??26【例2.12】inta=3;printf("%d",-a++);a3similartoprintf("%d",-a);a=a+1;4后綴自增/自減運(yùn)算符良好的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格應(yīng)提倡：◆在一行語句中，一個(gè)變量只能出現(xiàn)一次增1或者減1運(yùn)算◆過多的增1和減1運(yùn)算混合，不僅可讀性差，而且因?yàn)榫幾g器實(shí)現(xiàn)的方法不同，導(dǎo)致不同編譯器產(chǎn)生不同的運(yùn)行結(jié)果自增自減運(yùn)算符56隱式轉(zhuǎn)換運(yùn)算轉(zhuǎn)換規(guī)則:不同類型數(shù)據(jù)運(yùn)算時(shí)先自動(dòng)轉(zhuǎn)換成同一類型什么情況下發(fā)生運(yùn)算轉(zhuǎn)換------不同類型數(shù)據(jù)混合運(yùn)算時(shí)賦值轉(zhuǎn)換------把一個(gè)值賦給與其類型不同的變量時(shí)輸出轉(zhuǎn)換------輸出時(shí)轉(zhuǎn)換成指定的輸出格式函數(shù)調(diào)用轉(zhuǎn)換------實(shí)參與形參類型不一致時(shí)轉(zhuǎn)換不同類型數(shù)據(jù)間的轉(zhuǎn)換取值范圍小的類型賦值給取值范圍大的類型是安全的,反之是不安全的若大類型的值在小類型能容納的范圍之內(nèi)，則平安無事。但是浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)為整數(shù)，會(huì)丟失小數(shù)部分，而非四舍五入反之轉(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)出警告不同類型數(shù)據(jù)間的轉(zhuǎn)換58doublefloatlongunsignedintchar,short低高說明:必定的轉(zhuǎn)換運(yùn)算對(duì)象類型不同時(shí)轉(zhuǎn)換例charch;inti;floatf;doubled;ch/i+f*d-(f+i)intintdoubledoubledoubledoubledoubledoubleintintdoubledoubledoubledoubledoubledouble10+‘a(chǎn)’+i*f-d/l例inti;floatf;doubled;longl;不同類型數(shù)據(jù)間的轉(zhuǎn)換不同類型數(shù)據(jù)間的轉(zhuǎn)換【例2.13】下面程序演示不同數(shù)據(jù)類型之間的轉(zhuǎn)換。#include<stdio.h>intmain(){inti=12;floatf=3.14;doubled=1.2;i=f;f=i;d=f;printf(“i=%d\n”,i);printf(“f=%f\n”,f);printf(“d=%f\n”,d);}i=3f=3.000000d=3.00000060有些場合不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)換，如

floatx=15.4;intd=4; x%d存在語法錯(cuò)誤強(qiáng)制轉(zhuǎn)換形式：（類型名）（表達(dá)式）強(qiáng)制轉(zhuǎn)換得到所需類型的中間變量，原變量類型和值不變不同類型數(shù)據(jù)間的轉(zhuǎn)換Example:

intx=10; floaty; y=(float)x;

(float)10

10.000000x10y??10.000000不改變x【例2.14】

inttotal,number; floataverage; … average=total/number;

15/2

7total15number2average??7.000000兩個(gè)整數(shù)運(yùn)算的結(jié)果還是整數(shù)，不是浮點(diǎn)數(shù)不同類型數(shù)據(jù)間的轉(zhuǎn)換【例2.14】

inttotal,number; floataverage; … average=(float)total/number;

15.000000/2

7.500000total15number2average??7.500000不同類型數(shù)據(jù)間的轉(zhuǎn)換【例2.15】

下面程序演示類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符的使用。1

#include<stdio.h>2

intmain()3

{4

inta=3;5

printf("a/2=%d\n",a/2);6

printf("(float)a/2=%f\n",(float)a/2);7

printf("(float)(a/2)=%f\n",(float)(a/2));8

printf("a=%d\n",a);9