第2章基本數據類型與表達式張雪英C

語言程序設計1本章主要內容本章介紹C語言的基礎，包括：數據類型運算符和表達式均是程序設計的基本知識為什么討論這些知識？通常程序要對數據進行操作處理：處理的對象是數據通過運算符和表達式進行操作數制之間的轉換常用數制：二進制、十進制、八進制、十六進制十進制：0123456789二進制：01八進制：01234567十六進制：0123456789ABCDEF熟悉它們之間的轉化各種進制轉換成十進制例：(111011)2=1×25+1×24+1×23+0×22+1×21+1×20=(59)10例：(1F2A)16=1×163+15×162+2×161+10×160=(7978)10例：(136)8=1×82+3×81+6×80=(94)10十進制轉換成各種進制例：把十進制數459轉換成十六進制數

16459余111628余12161余101CB（459）10=（1CB）16二進制與八進制的轉換例：(1101001)2=001101001=(151)8例：(246)8=010100110=(10100110)2十進制01234567二進制000001010011100101110111例：(110101011111101)2=0011010101111101=(357D)16例：(4B9E)16

=(0100101110011110)2二進制與十六進制的轉換十進制01234567二進制00000001001000110100010101100111十進制89101112131415二進制10001001101010111100110111101111例如：【例2.1】計算圓的面積，半徑為5cm。程序如下：main(){float

r,area;

r=5;

area=3.14*r*r;

printf("%f\n",area);}運算結果是輸出圓的面積：78.500000程序中用到的數據：r、area、5、3.14對數據進行的運算：*、=分析：計算機操作處理時，要完成以下工作：在內存中給半徑r和運算結果area

開辟存儲空間，存放它們的值。應該留多大的地方來存放它們的值？數據

5和3.14與r

、area

不同，它們是在編寫程序時就給出確定的值，在運算過程中不會改變。這樣的數計算機怎么處理？對整數5

和小數3.14，計算機存放時是否有區別？涉及數據類型的基本知識2.1C語言的數據類型C數據類型數組類型結構體類型共用體類型枚舉類型整型字符型實型(浮點型)空類型單精度型雙精度型基本類型指針類型構造類型本章討論基本類型數據2.1.1整型數據整型數據的類型基本整型數據int，分配2Byte短整型數據shortint，分配2Byte長整型數據longint，分配4Byte整型數據均以二進制補碼形式存儲問題：為什么要采用補碼？如何表示？計算機中正、負數的表示例如：109＝(1101101)2要區別：＋109和－109方法是：將符號也數碼化即： 正的符號＋用

0表示 負的符號－用

1表示∴計算機中的數表示方法是：

符號位＋二進制數值(以8bit為例)

＋109→＋1101101→01101101

－109→－1101101→11101101問題：計算機計算復雜化例如計算：

（-5）+（+3）10000101+00000011解決的方法是：使用反碼或補碼的表示方法（按前述表示的編碼稱為原碼），即能將減法一律轉換為加法。需要判斷符號是否相同：如果相同，結果符號不變，并進行絕對值相加如果不同，結果取絕對值大的數的符號，并進行絕對值相減原碼、反碼和補碼正數：原碼、反碼、補碼相同符號位為0，數值為對應的二進制數。

＋109[01101101]原=[01101101]反=[01101101]補負數：原碼：符號位為1，數值為絕對值的二進制數。 －109[11101101]原反碼：符號位為1，數值為絕對值的二進制數各位變反。－109 [10010010]反

補碼：符號位為1，反碼加1。－109[10010011]補計算對比沒有采用原碼、反碼、補碼的計算例：(－5)+(+3)=

－5：10000101+3：00000011----------------=：10000010=（－2）

采用原碼、反碼、補碼的計算例：(－5)+(+3)=

－5：11111011+3：00000011----------------=：11111110=（－2）

按位取反，末位加1，轉化成原碼即可有符號和無符號整型數據有符號的整型數據

signedint無符號的整型數據

unsignedint區別是將最高位看作符號位還是數據位例：

1111111110101000作為有符號數使用時，最高為符號位為負數，值是：-88（再求一次補）作為無符號數使用時，最高為數據位為無符號的數，值是：65448例如：【例2.2】有符號數和無符號數的輸出main(){

unsignedintm;m=65448;printf("\nm=%d\n",m);printf("m=%u\n",m);}輸出結果：m=-88m=65448按有符號數輸出按無符號數輸出整型數據的類型及規定方括號表示可選項int分配2Byte，long分配4Byte類型名稱類型符bit取值范圍整型(短整型)[signed]int[signed]short[int]16215～215-1(-32768～32767)無符號整型(無符號短整型)unsigned[int]unsignedshort[int]160～216-1(0～65535)長整型[signed]long[int]32-231～231-1無符號長整型unsignedlong[int]320～232-1有符號數和無符號整數inta=1;printf(“a=%d”,a);輸出：a=1

inta=－1;printf(“a=%d”,a);輸出：a=－1

inta=1;printf(“a=%u”,a);輸出：a=1

inta=－1;printf(“a=%u”,a);輸出：a=65535

unsignedinta=1;printf(“a=%d”,a);輸出：a=1

unsignedinta=1;printf(“a=%u”,a);輸出：a=1

unsignedinta=－1;printf(“a=%d”,a);輸出：a=－1

unsignedinta=－1;printf(“a=%u”,a);輸出：a=65535

2.1.2實型數據實型數據的類型

單精度實型數據float，分配4Byte雙精度實型數據double，分配8

Byte實型數據的存儲單精度實型指數部分小數部分

小數的符號位指數的符號位實型數據的類型及規定C標準并未具體規定各種實型數據所占字節數，也不規定具體小數和指數部分的位數。一般而言，小數部分位數多，數據表示的有效數字多，精度就高；而指數部分位數多，則表示的數據范圍更大。有效數字的意義？類型類型符Byte絕對值的范圍有效數字單精度型float410-37~10387～8

位雙精度型double810-307~1030815～16位2.1.3字符型數據字符型數據char，分配1Byte

字符型數據是指字母、數字、各種符號等用ASCII值表示的字符字符型數據用''括起來

字符：

'A''a''Y''*''!''0'

字符串：

"ABC"

"a"

“123#$%8

“字符型數據在內存中占一個字節。字符ASCII碼值為0～127，其中32～126為可打印字符，其余為不可打印字符2.2常量與變量常量：-在運行程序的過程中值保持不變的量常量的類型：2.2.1整型常量整型常量

十進制：由數字0～9組成八進制：由數字0～7組成，以0開頭十六進制：由數字0～9、A～F組成，以0x或0X

開頭例如：十進制：

100-80+123八進制：0100240100073十六進制：0x380x100X100XFF整型常量整型常量的類型：根據值大小默認類型。整型常量后面加l或L，則認為是longint型

例如：123L、0L、432l、0x100l注意：十六進制常量中可以使用大寫字母A～F，也可以使用小寫字母a～f。八進制常量中不能出現數字8或9例如：018、0921非法在VC++中，int和long占內存4個字節，shortint占內存2個字節實型常量實型常量十進制形式

例：1.230.563.1519123.指數形式

例：123e3123e21.23e4

指數只能是整數，而尾數則可以是整數也可以是小數，無論指數或尾數均不能省略例如：1e、E.5、E-3

非法實型常量的類型：默認為double型，后面加F（或f），則強調表示該數是float類型例如：3.5f、1e2F

字符型常量可視字符常量

單引號括起來的單個可視字符例如：'a'、'A'、'+'、'3'、''等

轉義字符常量

-單引號括起來的

\與可視字符組合，例如字符A可以有以下幾種表現形式

'A''\101''\x41'65

\0字符串結束標志\n回車換行\t跳到下一個輸出位置\"雙引號字符\dddddd為1到3位八進制數所代表的字符\xhhhh為1到2位十六進制數所代表的字符字符串常量用雙引號括起的一個字符序列例如："ABC"、"123"、"a"、"\n\t""\nGoodmorning"字符串常量的長度：所包含的字符個數字符串常量的存儲方式：

所占存儲單元數：串長度＋1字符串結束標記例：輸出字符型常量【例2.3】字符型常量的輸出main(){

printf("\101\x42C\n");

printf("Isay:\"Howareyou?\"\n");printf("\\CProgram\\\n");printf("Turbo\'C\'");

}對于在printf（）函數中輸出如下符號：

\'

"%則必須以此方式輸出：

\\\'\"%%

字符串常量與字符常量的區別表示形式上的區別：字符：用'

作為分隔符字符串：用"

作為分隔符存儲上的區別：字符常量：占一個字節字符串常量：字符數+1不能將一個字符串常量賦給一個字符變量，C語言沒有專門的字符串變量，若要處理一個字符串，必須使用字符數組。符號常量用標識符代表常量定義格式：#definePI3.1415定義后在程序中可用PI代替3.1415一般用大寫字母，是宏定義預處理命令，不是C語句，不用加；號使用優點：

-見名知意，含義清楚

-若需修改，可做到“一改全改”符號常量的例子：【例2.4】符號常量的使用#definePI3.1415main(){

floatr=2,l,area;

l=2*r*PI;area=PI*r*r;printf(“周長l=%f\n“,l);printf(“面積area=%f“,area);

}使用符號常量2.2.2

變量

1.變量的有關概念在程序運行過程中，其值改變的數據，稱為變量，變量用標識符表示，稱為變量名。變量必須“先定義（聲明），后使用”系統為變量分配存儲單元，存儲變量的值。

編寫程序時通過變量名來存、取變量值。a510變量值為變量分配的存儲單元變量名例如：有變量a它的值是5102.變量定義變量定義的一般格式：

數據類型說明符變量列表；

例如：inti,j;

longk,m;floatx,y;charch1,ch2;必須使用合法的標識符作變量名不能使用關鍵字為變量命名整型變量整型變量的分類：

-基本整型：int-短整型：shortint或short-長整型：longint或long-無符號整型：unsignedint（short、long）注意它們的取值范圍，在VC中，給int數據分配4個字節的空間。所以int和long的范圍一樣【例2.5】整型變量的使用main(){

inta,b,c,d;

unsignedu;a=12;b=－24;u=10;c=a+u;d=b+u;printf(“a+u=%d\n”,c);printf(“b+u=%d”,d);

}整型變量的定義與作用整型數據的溢出0111111111111111【例2.6】整型數據的溢出main(){

shortinta,b;

a=32767;b=a+1;printf(“a=%d\n”,a);printf(“b=%d”,b);

}1000000000000000實型變量實型變量的分類：實型變量的定義例：floata,b,c;doublex,y;字符型變量字符型變量的定義：例：chara=‘*’,b=‘0’,c;由于字符變量與整型變量在內存中的存儲形式類似，所以字符型數據和整型數據之間通用，字符型變量可以作為整型變量來處理。

字符型變量與整型變量的例子【例2.7】字符型數據與整型數據main(){

charc1,c2,c3;

inti;c1=97;c2=98;c3=99;i=‘c’;printf(“%c%c%c\n”,c1,c2,c3);printf(“%d%d%d\n”,c1,c2,c3);printf(“%c%d”,i,i);

}3.變量的初始化：允許在定義變量的時候對變量賦初值。

inta=5；/*定義a為整型變量，初值為5*/

floatf=3.2;/*定義f為實型變量，初值為3.2*/charc1=‘a’

/*定義c1為字符型變量，初值‘a’*/

C語言允許對部分變量初始化。

inta=1,b,c=3;但不允許對幾個變量同時賦同一個初值

錯誤：inta=3+b,b=5；

inta=b=c=3;

inta,b,c;a=b=c=3;2.3運算符和表達式主要內容：算術運算符和算術表達式賦值運算符和賦值表達式關系運算符和關系表達式邏輯運算符和邏輯表達式位運算符和位運算表達式條件運算符和條件表達式逗號運算符和逗號表達式其他運算符及其運算運算符的有關概念作用：對運算對象完成規定的操作運算類型：按運算對象分：單目、雙目、三目按功能分：算術、賦值、關系、邏輯條件、逗號、位、其他運算符的優先級和結合性優先級指各種運算符號的運算優先順序例如：算術運算優先于關系運算算術運算中先*/后+-結合性指運算符號和運算對象的結合方向從左向右(左結合)和從右向左(右結合)例如：算術運算符為左結合

a-b+4

賦值運算符為右結合

a=b=5本章涉及的運算符+-*/%++--+-=+=-=*=/=%=&=|=^=>>=<<=><>=<===!=&&||!&|^~<<>>?:,&sizeof(數據類型標識符)類型種類算術運算符賦值運算符關系運算符邏輯運算符位運算符條件運算符逗號運算符其他運算符表達式的有關概念什么是表達式由運算符將運算對象連接成的式子，它描述了一個具體的求值運算過程。例：1+2*3－43>5-7a=b%2計算表達式的值按照運算符的運算規則求值求值時注意運算符的優先級和結合性表達式值的類型自動轉換強制轉換例如：表達式：150+'b'*2－12.456b=(++a)-2a/=a*=(a=2)f=a>b>c--a||++b&&c++max=a>b?a:ba=3,a+=3,a*a 1/(float)a+6算術運算算術運算符的優先級

()+-++--

*/%

+-

同級同級同級

單目雙目

高

低沒有乘方運算符，要計算a3要寫作a*a*a的連乘，或用標準庫函數pow(a,3)“/”：5/2=25.0/2=2.5“%”：要求運算對象必須是整型數據，功能是求兩數相除的余數，余數的符號與被除數的符號相同。（若a%b的結果為0，則表示a被b整除）自增自減運算++--是單目運算符有前綴和后綴兩種形式

前綴形式:先自增(自減)再引用；后綴形式:先引用再自增(自減)；功能：前綴形式++a

等價于

a=a+1

--

a

等價于

a=a–1后綴形式a++

等價于a=a+1

a--

等價于a=a–1表達式的值會不同例如：當a＝5時⑴++a表達式的值為6，且

a＝6⑵

a++表達式的值為5，且

a＝6⑶

b=++a

等價于

a=a+1；b=a表達式的值為6，且a=6,

b=6⑷b=a++等價于

b=a;a=a+1表達式的值為5，且a=6,

b=5

說明：++和--的運算對象只能是變量（或運算結果是變量的表達式）,不能是常量（或運算結果是數值的表達式）。例如：

5++、(a+2)++

不合法。具有右結合性，結合方向為從右到左。例如：

–a++

等價于-(a++)

如果有多個運算符連續出現時，C系統盡可能多的從左到右將字符組合成一個運算符例如：

i+++j

等價于(i++)+j

-i+++-j

等價于-(i++)+(-j)

例如：當a＝3時⑴b=(++a)+(a++)

b=a=⑵b=(a++)+(a++)b=a=⑶b=(++a)+(++a)b=a=b=8a=5b=6a=5b=10a=5例：a＝3時⑴printf(“%d\n”,-a++);⑵printf(“%d”,a);當a＝3時(tc運行)⑴b=(++a)+(++a)+(++a)

b=a=⑵b=(a++)+(a++)+(a++)b=a=⑶b=(++a)+(a++)+(++a)b=a=(4)b=(++a)+(a++)+(a++)b=a=例如a＝3時(vc運行)⑴b=(++a)+(++a)+(++a)

b=a=⑵b=(a++)+(a++)+(a++)b=a=⑶b=(++a)+(a++)+(++a)b=a=(4)b=(++a)+(a++)+(a++)b=a=16696136126說明：對函數參數的求值順序：VisualC++系統先計算最右邊的參數值，再依次計算左面的參數值。

例：main(){inti,j;i=8;j=10;printf(“%d,%d,%d,%d\n”,i,j,++i,j++);

}①②③④說明:【例2.8】有多個函數參數且為同一變量多次自增的運算處理。main(){inta=5;printf(“%d，%d\n",a,(a++)+(a++));}printf(“%d，%d\n",a,(a++)+(++a));printf(“%d，%d\n",a,(++a)+(++a));printf(“%d，%d\n",a,(a++)+(++a)+(++a));說明：雙目運算符兩邊的運算類型必須一致才能進行操作。所得結果類型與運算類型一致如運算符兩邊類型不一致，系統將自動把兩邊轉換成相同類型后，進行運算

--整型→實型

--短整型→長整型

--有符號→無符號所有實數均以雙精度方式進行。【例2.9】求表達式的值floata=2.0;intb=6,c=3;求:a*b/c－1.5+’a’+fabs(－5)=104.5(double)例：賦值運算賦值運算符(右結合）

=+=-=*=/=%=&=|=^=>>=<<=賦值表達式將表達式的值存入變量對應的內存單元中m=12b=(++a)-2m%=3+n等價于

m=m%(3+n)x*=(x=5)說明：賦值號左邊必須是變量，右邊可以是C語言任意合法的表達式例如：n=t+2<s合法

a+b=15

不合法賦值運算符僅優先于“,”，且具有右結合性例如：

a=b=b*c>10等價于：a=(b=(

(b*c)>10)

)賦值號與數學中的等號含義不同例如：數學中

a=b

等價于

b=aC語言中

a=b不等價于

b=a說明：將float、double數據賦給整型變量，舍棄實數的小數部分例如：inti;i=3.56/*i=3*/將整型數據賦給float、double變量，數值不變，以浮點數形式存儲到變量中例如：

floatf1=23;/*f1=23.00000*/

doublef2=23;/*f2=23.00000000000000*/將double型數據賦給float型數據，注意數值范圍，不能溢出說明：將char型數據賦給int變量，字符占1個字節，int占2個字節。例如：charc=‘\376’;/*=254*/inti;

i=c;111111100000000011111110111111101111111111111110Visualc++系統Ci說明將int、short、long數據賦給char變量，將其低8位原封不動地送到char變量中例如：inti=289;charc;

c=i;printf(“%c”,c);000000010010000100100001！

C語言使用靈活，在不同類型數據之間賦值時，常常會出現意想不到的結果，而編譯系統并不提示出錯，全靠編程者的經驗來找出問題，因此，這部分內容不必死記，最好的方法是通過上機實踐來掌握例：【例2.10】賦值運算符的運用例：設a=10，計算表達式：a+=a-=a*10a+=a-=a*=10例：main(){inta=1,b=2,c=3;printf(“%d,%d,%d,%d\n”,a=b=c,a=b==c,a==(b=c),a==(b==c));/*結果：－180*//*結果：0*//*結果：3，1，0，0*/關系運算關系運算符(左結合）

>>=<<=

==!=較高較低關系表達式用關系運算符將運算對象連接成的式子例如：12<'C'+1（字符型數據比較ASCII值）a==b>=c等價于a==(b>=c)與(a==b)>=c不等價關系運算符優先于賦值，低于算術說明：關系運算的結果應該是邏輯值。C語言用數值用

1表示邏輯真，0

表示邏輯假例如：7>5的值是1，5>7的值是0

'a'>'b'的值是0，'a'<'b'的值是1即關系表達式的值：0或1實型數可進行大于或小于比較，但通常不進行

==

或

!=

的關系運算例：floata,b;若要判斷a與b是否相等

則用：fabs(a-b)<1e-6

來判斷說明：不能用數學里習慣的關系運算符連用表示區間關系例如：設x=－2，－3<x<－1

的值是?設x=1，2<x<4的值?例：inti=1,j=7,a;

a=i+(j%4!=0);

則a=?例:‘a’>0結果=?‘A’>100結果=?邏輯運算符邏輯運算符&&||！邏輯運算符的運算規則運算對象邏輯運算結果aba&&ba||b!a非0非0110非000100非001100001邏輯表達式邏輯表達式用邏輯運算符將運算對象連接成的式子

例如：0&&'b'a&&b||c&&da||b-5||c/4!x+y>=z邏輯運算符的優先級和結合性：!是單目運算符，右結合，高于算術&&和||是雙目運算符，左結合，高于賦值運算符，低于關系運算符邏輯運算規則從左到右依次進行邏輯計算運算對象為非0表示邏輯真運算對象為0表示邏輯假邏輯運算的結果

-邏輯成立，結果為

1

-邏輯不成立，結果為

0例如：設a=15，b=0，c=-2a&&b&&c/*=0*/a||b||c/*=1*/(a+c)||b&&c/*=1*/邏輯運算規則運算按照從左至右的順序進行，一旦能夠確定邏輯表達式的值，就立即結束運算——邏輯運算的短路性質例如設：a=1，b=0，c=-2a&&b&&c(a++)||++b&&--c為0，運算終止，表達式值為0為非0，運算終止，表達式值為1且a為2，b為0，c為-2(b,c保持原值)邏輯運算符舉例：【例2.11】邏輯運算符的短路特性例：設a=0，b=1,c;

c=a++&&(b=3);執行后：a=,b=,c=例：inta=1,b=1,c=0,d;d=－－a||b－－||(c=b+3);

執行后：a=,b=,c=,d=1100001關系與邏輯運算符的應用表示數學公式a>b>c

a>b&&b>c判斷a,b,c三條線段能否組成一個三角形a+b>c&&a+c>b&&b+c>aa,b不同時為負

a>=0||b>=0!(a<0&&b<0)(a<0&&b>=0)||(a>=0&&b<0)||(a>=0&&b>=0)關系與邏輯運算符的應用n是小于m的偶數

n<m&&n%2==0year是閏年：能被4整除但不能被100整除，或能被400整除的年是閏年y%4==0&&y%100!=0||y%400==0條件表達式運算條件運算符：？：條件表達式的一般形式

表達式1?表達式2:表達式3例如：a>b?a:ba++>=10&&b-->20?a:b(x=3+a)>5?100:200C語言中唯一的三目運算符，要正確區分用？和：分隔的表達式涉及條件運算符的優先級與結合性條件運算符優先級條件運算符優先級高于賦值、逗號運算符，低于其他運算符條件運算符具有右結合性當一個表達式中出現多個條件運算符時，應該將位于最右邊的問號與離它最近的冒號配對，并按這一原則正確區分各條件運算符的運算對象。例如：w<x?x+w:x<y?x:y

與w<x?x+w:(x<y?x:y)等價與(w<x?x+w:x<y)?x:y不等價條件運算符舉例：例1：if(a>b)printf(“%d”,a);

ellseprintf(“%d”,b);

可以用條件表達式替代：

printf(“%d”,a>b?a:b);

例2：求a+|b|

printf(“a+|b|=%d\n”,b>0?a+b:a-b);例3：判斷是否是小寫字母，如是，則轉換成大寫字母

(c>=‘a’&&c<=‘z’)?c-32:c逗號運算符表達式逗號表達式的一般形式

表達式1，表達式2，……，表達式n逗號表達式的值從左向右，依次對表達式求值，最后得到表達式n

的值就是整個逗號表達式的值例如：

⑴a=5,a++,a*3

表達式值為18，且a=6⑵t=1,t+5,t++表達式值為1，且t=2⑶x=(a=3*5,

a*4

)

表達式值為60，且x=60,a=15逗號表達式運算例1：inta=1,b=2,c=3;

printf(“%d,%d,%d”,a,b,c);/*結果:1,2,3*/

printf(“%d,%d,%d”,(a,b,c),b,c);/*結果:3,2,3*/例2：main(){intx,y=7;floatz=4;x=(y=y+6,y/z);printf(“x=%d\n”,x);}長度運算符sizeof為單目運算符運算對象只能是變量名或數據類型標識符

運算結果為該變量或該數據類型的長度

例:main(){inta=5;doublex;

printf("%d%d",sizeof(int