第二章 数据类型运算符与表达式Word文档下载推荐.docx
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【参考资料】谭浩强主编《C程序设计》,清华大学出版社,1999
徐建民主编《C语言程序设计》,电子工业出版社,2002
【后记】
【审批】
【教学内容】
2.1程序设计概述
一个程序应包括对数据的描述和对数据处理的描述。
1.对数据的描述,即数据结构。
数据结构是计算机学科的核心课程之一,有许多专门著作论述,本课程就不再赘述。
在C语言中,系统提供的数据结构,是以数据类型的形式出现的。
2.对数据处理的描述,即计算机算法。
算法是为解决一个问题而采取的方法和步骤,是程序的灵魂。
为此,著名计算机科学家沃思(NikiklausWirth)提出一个公式:
数据结构+算法=程序
实际上,一个程序除了数据结构和算法外,还必须使用一种计算机语言,并采用结构化方法来表示。
2.2C语言的数据类型
C语言提供的数据结构,是以数据类型形式出现的。
具体分类如下:
1.基本类型
分为整型、实型(又称浮点型)、字符型和枚举型四种。
2.构造类型
分为数组类型、结构类型和共用类型三种。
3.指针类型。
在第9章中介绍。
4.空类型
C语言中的数据,有常量和变量之分,它们分别属于上述这些类型。
2.3常量和变量
2.3.1常量
1.常量的概念
在程序运行过程中,其值不能被改变的量称为常量。
2.常量的分类
(1)整型常量
(2)实型常量
(3)字符常量。
(4)符号常量。
常量的类型,可通过书写形式来判别。
2.3.2变量
1.变量的概念
在程序运行过程中,其值可以被改变的量称为变量。
2.变量的两个要素
(1)变量名。
每个变量都必须有一个名字──变量名,变量命名遵循标识符命名规则。
(2)变量值。
在程序运行过程中,变量值存储在内存中。
在程序中,通过变量名来引用变量的值。
3.标识符命名规则
(1)有效字符:
只能由字母、数字和下划线组成,且以字母或下划线开头。
(2)有效长度:
随系统而异,但至少前8个字符有效。
如果超长,则超长部分被舍弃。
例如,由于student_name和student_number的前8个字符相同,有的系统认为这两个变量,是一回事而不加区别。
在TCV2.0中,变量名(标识符)的有效长度为1~32个字符,缺省值为32。
(3)C语言的关键字不能用作变量名。
注意:
C语言对英文字母的大小敏感,即同一字母的大小写,被认为是两个不同的字符。
习惯上,变量名和函数名中的英文字母用小写,以增加可读性。
思考题:
在C语言中,变量名total与变量名TOTAL、ToTaL、tOtAl等是同一个变量吗?
4.变量的定义与初始化
在C语言中,要求对所有用到的变量,必须先定义、后使用;
且称在定义变量的同时进行赋初值的操作为变量初始化。
(1)变量定义的一般格式
[存储类型]数据类型变量名[,变量名2……];
例如,floatradius,length,area;
(2)变量初始化的一般格式
[存储类型]数据类型变量名[=初值][,变量名2[=初值2]……];
例如,floatradius=2.5,length,area;
2.4.1整型变量
1.分类
根据占用内存字节数的不同,整型变量又分为4类:
(1)基本整型(类型关键字为int)。
(2)短整型(类型关键字为short[int])。
(3)长整型(类型关键字为long[int])。
(4)无符号整型。
无符号型又分为无符号基本整型(unsigned[int])、无符号短整型(unsignedshort)和无符号长整型(unsignedlong)三种,只能用来存储无符号整数。
2.占用内存字节数与值域
上述各类型整型变量占用的内存字节数,随系统而异。
在16位操作系统中,一般用2字节表示一个int型变量,且long型(4字节)≥int型(2字节)≥short型(2字节)。
显然,不同类型的整型变量,其值域不同。
占用内存字节数为n的(有符号)整型变量,其值域为:
-2n*8-1~(2n*8-1-1);
无符号整型变量的值域为:
0~(2n*8-1)。
例如,PC机中的一个int型变量,其值域为-22*8-1~(22*8-1-1),即-32768~32767;
一个unsigned型变量的值域为:
0~(22*8-1),即0~65535。
2.4.2整型常量
1.三种表示形式
整型常量即整常数,在C语言中可用三种形式表示:
(1)十进制。
例如10、36。
(2)八进制(以数字0开头)。
例如012。
(3)十六进制(以数字0+小写字母x开头)。
例如0x36
2.分类
(1)基本整型。
在16位机中,用2字节存储,其数据范围与int型变量一样。
(2)长整型(在数值后面加“L(l)”)。
对超出基本整型值域的整型常量,可使用长整型常量表示,其取值范围可达-231-(231-1)。
例如,123l、315L等。
3.类型匹配规则
类型匹配规则为:
一个整型常量,可以赋给能容纳下其值的整型变量。
例如,其值在-215--(215-1)的整型常量,可以赋给int型变量和longint型变量;
其值在-231--(231-1)的整型常量,就只能赋给longint型变量。
注意:
常量无unsigned型。
但一个非负整型常量,只要它的值不超过相应变量的值域(即取值范围),也可以赋给unsigned型变量。
2.5.1实型变量
C语言的实型变量,分为两种:
(1)单精度型。
类型关键字为float,一般占4字节(32位)、提供7位有效数字。
(2)双精度型。
类型关键字为double,一般占8个字节、提供15~16位有效数字。
2.5.2实型常量
1.表示形式
实型常量即实数,在C语言中又称浮点数,其值有两种表达形式:
(1)十进制形式。
例如3.14、9.8。
(2)指数形式:
<
尾数>
E(e)<
整型指数>
。
例如3.0E+5等。
2.关于类型
实型常量不分float型和double型。
一个实型常量,可以赋给一个实型变量(float型或double型)。
【授课小结】
本节主要对C语言中的数据类型及程序设计的概念进行学习,主要学习目标是了解程序设计概述及C语言的数据类型分类,理解变量和常量的相关概念及分类。
重点是对整型和实型常量变量的分类及表现形式熟练使用,能结合具体的实例来理解。
【练习与作业】
1.教材习题2.1,2.2,2.3,2.4
2.见习题册第二章。
第2章数据类型、运算符与表达式(第三讲)
数据类型、运算符与表达式
(一)上机
1.进一步掌握TurboC集成环境的菜单操作
2.C语言中各种数据类型的定义方法
【教学重点】常量及变量的定义及整型和实型数据类型的使用
【教学难点】整型和实型数据类型的使用
引导讲解式,实践演示法
turboc2.0
讲授30分钟
上机60分钟
实践教学
一、实验目的
1.了解TC环境的组成。
2.学习TC环境的使用方法。
3.了解C语言程序从编辑、编译、连接到运行并得到运行结果的过程。
二、实验内容
1.1学习TC的基本操作,编写程序
1.了解TC环境的组成。
开机后进入WINDOWS系统的"
资源管理器"
,找到TC环境所在的文件夹。
查看在TC目录下的以字母TC开头的文件,是否包括了TC.EXE、TCC.EXE、TLINK.EXE、TCCONFIG.TC等文件;
查看INCLUDE、LIB两个子目录下的文件。
复习这些文件夹的作用。
2.进入、退出和定制TC环境。
运行TC目录下的TC.EXE文件,就可进入TC环境。
在WINDOWS环境下运行文件的方法是用鼠标双击要运行的文件名,或在桌面上双击快捷图标;
在DOS环境下进入到TC子目录,用命令方式运行TC.EXE程序。
进入TC环境后屏幕上显示出TC环境的主画面。
退出TC环境,可在"
FILE"
菜单下选择"
QIUT"
菜单项,或用热键<
Alt+X>
,计算机返回到操作系统的控制下。
3.运行演示程序
在TC目录下有一个名为"
BGIDEMO.C"
的源程序,这本是为TC图形函数提供的演示程序,运行这个演示程序。
在"
File"
菜单下选"
Load"
项,在屏幕出现的"
LoadFileName"
窗 口里输入"
,该程序被装入编辑窗口,按<
Alt+R>
键,程序被编译、连接并运行。
注意运行此程序需要图形库文件,一般被装在TC目录下,没有这个图形库文件就不 能运行图形演示程序。
4.编写自己的第一个程序
按键盘<
Alt+E>
键,激活编辑窗口,录入如下C源程序:
main()
{printf("
ThisisaCProgram\n"
)
printf("
Iamastudent\n"
);
}
按<
键,编译、连接、运行程序。
屏幕出现错误提示:
statementmissing;
infunctionmain
通过提示,可以知道上面程序第二行的最后漏敲一个分号,改正后程序运行。
按<
Alt>
+<
F5>
键观察输出结果。
F2>
键,程序存入硬盘,文件名自定(如:
test1)。
通过资源管理器观察当前目录下名为test1的几个文件,它们的扩展名分别是什么。
改变"
Options"
菜单下"
Directories"
项下的输出文件目录,用<
键把程序再存一次并运行。
在新设定的输出目录下观察名为test1的文件的存储情况。
用"
菜单下的"
Writeto"
项,把文件存在新设定的输出目录处,文件名仍为test1。
录入如下程序:
ThisisanotherCProgram\n"
键并用test1文件名保存,然后运行这个程序。
F3>
键,屏幕出现刚才操作过的几个文件的名字,将刚才设定目录下的test1.c装入编辑器后运行它,我们观察到输出的仍是后来键入的程序的内容。
这是因为TC编译系统在接收"
RUN"
命令后,对test1.c、test1.obj、test1.exe三个文件的建立时间进行比较,如果扩展名为.c的文件建立时间晚于.exe文件,它就认为源文件进行了修改,所 以对源文件重新进行编译连接,如果.exe文件的时间晚于源文件的建立时间,就直接运行这个文件,不再重新编译连接。
因为我们两次输入的程序名称都是test1,新设定目录 中存放的是第一个程序的test1.c和第二个程序的test1.exe,就出现了现在的情况。
5.分别编译、连接、运行程序
"
Run"
命令是将编译、连接、运行一次完成,实际完成了三件工作,下面分别进行编译、连接和运行。
用<
ALT+C>
命令打开"
Compile"
菜单,并选择"
Compiletoobject"
命令编译该源程序文件,然后选择"
菜单的"
LinkEXEfile"
命令调用连接程序连接成可执行文件,最后 用"
命令运行程序,用"
Userscreen命令"
查看运行结果。
由于编译、连接、运行是分别进行的,所以编译系统不再对相关三个文件的建立时间进行比较,我们看到的就是编辑器里当前的程序输出结果。
1.2通过运行简单的C程序,初步了解C程序的特点。
1.编写程序,实现求整数10、20和35的平均值。
2.输入下面的程序(教材第1章例1.1)。
#include<
stdio.h>
voidmain()
{
printf(“welcome\n”);
}
在tc2.0环境中输入该程序,熟悉程序存盘、编辑、编译、连接、运行的过程并
观察屏幕的变化。
3.输入以下程序。
inta,b,sum;
a:
=123;
b:
=456;
sum=a+b
print(“sumis%d\n”,sum);
在tc2.0中输入该程序,观察屏幕有何变化,若有错误则修改使之得到正确的结果。
本节是上机实践课,通过对C语言编辑环境的使用,进一步掌握TurboC集成环境的菜单操作及C语言中各种数据类型的定义方法,掌握常量及变量的定义及整型和实型数据类型的使用,通过运行简单的C程序,初步了解C程序的特点。
见习题册第二章。
第2章数据类型、运算符与表达式(第四讲)
【授课日期】【周次】【星期】
数据类型、运算符与表达式
(二)
1.掌握在C语言中字符型数据的定义及使用,
2.掌握算术运算符及表达式的使用。
3.在C语言中的特有的运算和运算符的使用,
4.掌握C语言中赋值运算符及表达式使用方法,
5.掌握C语言中特有的运算符自增自减、逗号运算符的功能和使用方法。
【教学重点】C语言中算术运算符的功能和使用方法、C语言中特有的运算符自增自减、逗号运算符的功能和使用方法
【教学难点】C语言中算术运算符的功能和使用方法
2.6.1字符常量
1.字符常量的定义
用一对单引号括起来的单个字符,称为字符常量。
例如,‘A’、‘1’、‘+’等。
2.转义字符
C语言还允许使用一种特殊形式的字符常量,就是以反斜杠“\”开头的转义字符。
如果反斜杠或单引号本身作为字符常量,必须使用转义字符:
‘\\’、‘\’‘。
[案例2.1]用转义字符输出可打印字符和不可打印字符。
/*案例代码文件名:
AL2_1.C*/
/*程序功能:
用转义字符输出可打印字符和不可打印字符*/
main()
{printf(“\x4F\x4B\x21\n”);
/*等价于printf(“OK!
\n”);
*/
printf(“\x15\xAB\n”);
程序运行结果如下:
OK!
§
½
2.6.2字符变量
字符变量的类型关键字为char,一般占用1字节内存单元。
1.变量值的存储
字符变量用来存储字符常量。
将一个字符常量存储到一个字符变量中,实际上是将该字符的ASCII码值(无符号整数)存储到内存单元中。
例如,
charch1,ch2;
/*定义两个字符变量:
ch1,ch2*/
ch1=’a’;
ch2=’b’;
/*给字符变量赋值*/
2.特性
字符数据在内存中存储的是字符的ASCII码──一个无符号整数,其形式与整数的存储形式一样(如图2-4所示),所以C语言允许字符型数据与整型数据之间通用。
(1)一个字符型数据,既可以字符形式输出,也可以整数形式输出。
[案例2.2]字符变量的字符形式输出和整数形式输出。
AL2_2.C*/
用字符形式和整数形式输出字符变量*/
main()
{charch1,ch2;
ch1='
a'
;
ch2='
b'
printf(“ch1=%c,ch2=%c\n”,ch1,ch2);
printf(“ch1=%d,ch2=%d\n”,ch1,ch2);
程序运行结果:
ch1=a,ch2=b
ch1=97,ch2=98
(2)允许对字符数据进行算术运算,此时就是对它们的ASCII码值进行算术运算。
[案例2.3]字符数据的算术运算。
AL2_3.C*/
字符数据的算术运算*/
ch1=‘a’;
ch2=‘B’;
printf(“ch1=%c,ch2=%c\n”,ch1-32,ch2+32);
/*字母的大小写转换*/
printf("
ch1+200=%d\n"
ch1+200);
/*用字符形式输出一个大于256的数值*/
ch1+200=%c\n"
ch1+256=%d\n"
ch1+256);
ch1+256=%c\n"
程序运行结果:
ch1=A,ch2=b
ch1+200=297
ch1+200=)
ch1+256=353
ch1+256=a
用字符形式输出一个大于256的数值,会得到什么结果?
2.6.3字符串常量
1.字符串常量的概念和字符串长度
字符串常量是用一对双引号括起来的若干字符序列。
字符串中字符的个数称为字符串长度。
长度为0的字符串(即一个字符都没有的字符串)称为空串,表示为“”(一对紧连的双引号)。
例如,“Howdoyoudo.”、“Goodmorning.”等,都是字符串常量,其长度分别为14和13(空格也是一个字符)。
如果反斜杠和双引号作为字符串中的有效字符,则必须使用转义字符。
例如:
(1)C:
\msdos\v6.22→"
C:
\\msdos\\v6.22"
(2)Isay:
"
Goodbye!
→"
Isay:
\"
“
2.字符串的存储
C语言规定:
在存储字符串常量时,由系统在字符串的末尾自动加一个‘\0’作为字符串的结束标志。
在源程序中书写字符串常量时,不必加结束字符‘\0’,否则画蛇添足。
如果有一个字符串为“CHINA”,则它在内存中的实际存储如下所示:
最后一个字符'
\0'
是系统自动加上的,它占用6字节而非5字节内存空间。
综上所述,字符常量'
A'
与字符串常量"
A"
是两回事:
(1)定界符不同:
字符常量使用单引号,而字符串常量使用双引号;
(2)长度不同:
字符常量的长度固定为1,而字符串常量的长度,可以是0,也可以是某个整数;
(3)存储要求不同:
字符常量存储的是字符的ASCII码值,而字符串常量,除了要存储有效的字符外,还要存储一个结束标志’\0’。
在C语言中,除控制语句和输入输出函数外,其它所有基本操作都作为运算符处理。
1.五种基本算术运算符
+、-(减法/取负)、*、/、%(求余数)
(1)关于除法运算/
两个整数相除,其商为整数,小数部分被舍弃。
例如,5/2=2。
(2)关于求余数运算%
要求两侧的操作数均为整型数据,否则出错。
2.表达式和算术表达式
(1)表达式的概念
用运算符和括号将运算对象(常量、变量和函数等)连接起来的、符合C语言语法规则的式子,称为表达式。
单个常量、变量或函数,可以看作是表达式的一种特例。
将单个常量、变量或函数构成的表达式称为简单表达式,其它表达式称之为复杂表达式。
(2)算术表达式的概念
表达式中的运算符都是算术运算符。
例如,3+6*9、(x+y)/2-1等,都是算术表达式。
良好的源程序书写习惯:
在表达式中,在双目运算符的左右两侧各加一个空格,可增强程序的可读性。
请比较表达式“(x+y)/2–1”与“(x+y)/2–1”,您认为哪个的可读性更好一些?
3.运算符的优先级与结合性
(1)C语言规定了运算符的优先级和结合性。
所谓结合性是指,当一个操作数两侧的运算符具有相同的优先级时,该操作数是先与左边的运算符结合,还是先与右边的运算符结合
自左至右的结合方向,称为左结合性。
反之,称为右结合性。
结合性是C语言的独有概念。
除单目运算符、赋值运算符和条件运算符是右结合性外,其它运算符都是左结合性。
(2)表达式求值
1)按运算符的优先级高低次序执行。
例如,先乘除后加减。
2)如果在一个运算对象(或称操作数)两侧的运算符的优先级相同,则按C语言规定的结合方向(结合性)进行。
例如,算术运算符的结合方向是“自左至右”,即:
在执行“a–b+c”时,变量b先与减号结合,执行“a-b”;
然后再执行加c的运算。
4.数据类型转换
(1)在C语言中,整型、实型和字符型数据间可以混合运算(因为字符数据与整型数据可以通用)。
如果一个运算符两侧的操作数的数据类型不同,则系统按“先转换、后运算”的原则,首先将数据自动转换成同一类型,然后在同一类型数据间进行运算。
转换规则如图2-5所示。
1)横向向左的箭头,表示必须的转换。
char和short型必须转换成int型,float型必须转换成double型。
2)纵向向上的箭头,表示不同类型的转换方向。
例如,int型与double型数据进行混合运算,则先将int型数据转换成double型,然后在两个同类型的数据间进行运算,结果为double型。
箭头方向只表示数据类型由低向高转换,不要理解为int型先转换成unsigned型,再转换成long型,最后转换成double型。
(2)除自动转换外,C语言也允许强制转换。
数据类型强制转换的一般格式为:
(要转换成的数据类型)
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