第3章數據類型、運算符與表達式3.1C的數據類型算法處理的對象是數據,考慮算法時要注意數據結構。數據是以種特定的形式存在的：整、實、字符等。算法與編程是相輔相成的，考慮的問題有：

1.數據的描述：稱數據結構，加工處理的數據類型。

2.動作的描述：告訴計算機要的操作步驟。數據結構：反映不同數據的構造形式。不同語言所提供的數據結構是不同的，因而算法也有差異。例如：對十個整數進行排序和對十個整數構成的數組排序算法是不同的。在考慮算法時，必須考慮數據結構，以便選擇最佳設計方案。C語言提供的數據結構是以數據類型的形式出現的用指針、結構體還可構成鏈表、樹、棧等復雜的數據結構整型字符型實型(浮點型)枚舉類型單精度型雙精度型數組類型結構體類型共用體類型基本類型構造類型指針類型空類型(void)數據類型3.2常量與變量3.2.1常量和符號常量常量:在程序執行過程中，數值始終保持不變的量。

整型:5,-26,0

實型:3.14,-2.45,2.17178

字符:‘a’,‘1’,‘A’,‘$’

標識符（符號）#definepi3.14

常量一般從其字面形式即可判別常量例T3-1.c#definePRICE30main(){intnum,total;num=10;total=num*PRICE;printf(“total=%d”,total);}輸出:total=300符號常量：見名知意，程序中一改全改.3.2.2變量

變量:在程序執行過程中，其值可以變化的量。說明：1.變量名：由合法標識符(函數、數組、文件、結構體等名稱都稱標識符)組成。2.標識符構成：

字母、數字、下劃線。第一個字符必須是字母或下劃線，如：

ab,_12,a3c5均為合法標識符，而5ba$e,wang-1為非法。3.標識符長度：

一般1~8個合法字符（Tc中，長度達248個字符，有效字符前32個）。4.標識符中：大小寫字母是有區別，如，A，a是兩個不同的標識符。5.變量的使用：按先定義后使用的原則進行。6.變量類型能進行有關運算的合法性檢查，如a%b,兩邊必須是整型數據。7.不同類型的變量，在內存中占據不同的存儲單元，變量所對應的單元中存放變量的值,

要區分變量名和變量值兩個不同的概念。

3.3整型數據3.3.1整型常量1、十進制整數:如29,-36,02、八進制整數:以0開頭,后跟0~7中的若干數字;

如:0123(83)103、十六進整制:以0x開頭,后跟0~9,A,B,C,D,E,F（可小寫）中的若干字符,如0xA2(162)103.3.2整型變量1、整型變量在內存中的存放形式數據在內存中是以二進制補碼形式存放的。

例：inti,j;i=10;j=-10;

正數的補碼：與原碼相同。求負數補碼：①求該數的絕對值的二進制；

②對其值求反加1i10數據i存放示意圖數據i在內存中實際存放情況0000000000001010-10j數據j存放示意圖數據j在內存中實際存放情況11111111111101102、整型變量的分類

根據數值的范圍可定義以下類型的變量：

1、基本型：用int 定義

2、短整型：用shortint或short定義

3、長整型：用longint或long定義整型：unsignedint

4、無符號型：短整：unsignedshort

長整：unsignedlong

無符號數據的特點：

最高位不是作為符號位，而是作為存放有效數值本身，它不能存放負數。例：inta;/*a的數值范圍為-32768~32767*/unsignedintb;/*b的數值范圍為0~65535*/符號位有符號整型變量a=327670111111111111111

無符號整型變量b=655351111111111111111

數值有效位

類型比特數取值范圍int16-32768~32767short16-32768~32767long32-2147483648~2147483647unsignedint160~65535unsignedshort160~65535unsignedlong320~4294967297ANSI標準定義的整數類型3、整型變量的定義:對變量強制類型定義的目的：讓編譯為其分配內存單元。

各種變量的定義一般在函數的開始部分，也可以在分程序{}中定義，若在分程序中定義，其作用域僅在分程序中有效。例T3-2.cmain(){inta,b,c,d;

unsignedintu;a=12;b=-24;u=10;c=a+u;d=b+u;{inta;a=8*9;printf(“a=%d\n”,a);}/*加上此復合語句結果？*/printf(“a+u=%d,b+u=%d\n”,c,d);}

運算結果：a+u=22,b+u=-14

由此可見：

不同類型的整型數據可以進行混合運算4、整型數據的溢出

int型變量最大允許值為32767,如果大于此數，將產生溢出例3.3整型數據的溢出情況main(){inta,b;a=32767;b=a+1;printf(“%d,%d”,a,b);}運行結果：32767,-32768

0111111111111111a:→327671000000000000000b:

→-32768

從上圖可知，變量a的最高位為0,低15位為1，表示32767而變量b最高位為1,低15位為0,表示-32768。

此種情況，編譯系統不會報錯，這要靠編程者的細心和經驗。3.3.3、整型常量的類型

整型常量本身隱含了某種數據類型，將整型常量賦給整型變量時，要考慮常量的大小和變量所能表示的數據范圍。

一個整數，其值在如下范圍：

（1）-32768~32767

int,shortint,longint（2）-2147483648~2147483647longint（3）對于非負數，如：0~65535

unsignedint,unsignedshort0~4294967295unsignedlong

說明：

1.常量中無unsigned類型的數，正整數可賦給unsigned變量，只要數值不超過范圍。2.在整型常量后加l或L表示長整型常量，如:456L。

3.在函數調用時，若被調用函數的形參是長整型變量，則要求主調函數的實參也是長整型數據。3.4實型數據3.4.1實型常量的表示方法

實數又稱浮點數

1.十進制形式：由數字和小數點組成，如：3.14,0.26,0.0,326.452.指數形式：由尾數部分、字母e或E、指數部分組成。如：48.62e+12,其中：48.62為尾數，+12為指數，e為基數10,它表示48.621012

C規定：e的前面要有數字，e的后面要有整數。3.4.2實型變量1、實型數據在內存中的存放形式

float型變量：32位

double型變量：64位數符

階符

d29(7位階碼)d23

d22(23位規格化數補碼）d0

2127-1≈1038數符

階符

d61(10位階碼）d52

d51(52位規格化數補碼）d021024-1≈103082、實型變量的分類

float型表示數的范圍：最大正數：（1-2-23）2127=1038最小負數：-12127=-1038

接近0的正數：2-1

2-128=3.910-38

接近0的負數：-（2-1+2-23）2-128=-3.910-38

double型表示數的范圍：最大正數：（1-2-52

）21023=10308

最小負數：-121023=-10308

接近0的正數：2-1

2-1024=10-308

接近0的負數：-（2-1+2-52）2-1024=-10-308longdouble型表示數的范圍：最大正數：-10-4931~104931

實型常量可賦給float或double型變量，根據變量類型截取實型常量的有效位。

單精度實型數據（float）表數范圍：

十進制形式：7位有效位指數形式：.

e

雙精度實型數據（double)表數范圍：十進制形式：16位有效位指數形式：.

e

雙精度實型數據(longdouble)

表示數據范圍：十進制形式：16位有效位指數形式：.

e

x3、實型數據的舍入誤差

實型數據是由有限的存儲單元來存儲的，因此提供的有效數字總是有限的，在有效位以外的數字將被舍去，由此可能會有一些誤差。例T3-4.cmain(){floata,b;longdoublec;a=123456.678e5;b=a+20;c=123456789.123456789e4923;printf(“a=%f\nb=%f\nc=%Lf\n”,a,b,c);}輸出結果：

a=12345678848.000000b=12345678848.000000c=1.234567891234567890000000000000000000000e+4931

a的值比20大的多，a+20的理論值是12345678920,而實型變量有效位只有7位，因此，后面的數字是無意義的，應避免將一個很大的數和一個很小的數相加或相減，以免造成誤差。3.4.3實型常量的類型1、未加說明，系統將實型常量作為雙精度處理例：floatf;f=2.45678*4532.65

系統將兩數按雙精度運算，然后將前7位賦給實型變量f,

缺點：浪費系統資源，降低運算速度；

解決的辦法：在數的后面加f，如2.45678f，系統將其按單精度數運算。2、實型常量賦給float或double類型變量時，根據變量的類型截取實型常量的有效位。例T3-4-1.cmain(){floatf1;doublef2;f1=111111.111;f2=111111.11111;printf(“f1=%f\nf2=%lf\n”,f1,f2);}輸出結果：f1=111111.109375f2=111111.1111103.5字符型數據3.5.1字符常量

字符常量：用一對單引號括起的一個字符，如‘a’,‘A’,‘#’,‘9’說明：1.字符常量的值是該字符在ASCII碼中的碼值。

2.‘a’和‘A’是兩個不同的字符常量，‘a’97,‘A’653.‘\’開頭的字符序列稱為特殊形式的字符常量（轉義字符）

常用的轉義字符功能及碼值轉義字符功能十進制的ASCII碼值

\a響鈴7\b退格8\f換頁12\n換行10\r回車13\t橫向跳八格9\ddd三位八進制\101‘A’\xhh兩位十六進制\x42‘B’例T3-5.cmain(){printf(“---------------\n”);printf(“-ab-c\t-de\rf\tg\n”);printf(“h\ti\b\bj-k\n”);}運行后屏幕顯示結果：

----------------

fgde

hj-k注意：打印機和屏幕顯示結果不同。不會象屏幕那樣會“抹掉”原字符，能夠真正反映輸出的過程和結果。運行后打印機顯示結果：

----------------fabgde

hjik3.5.2字符變量

字符變量：用于存放一個字符常量。字符變量的定義形式：如：

charc1,c2;/*定義c1,c2為字符型變量，占一個字節*/c1=‘a’;c2=‘b’;/*將字符常量‘a’,‘b’賦給c1和c2*/2.5.3字符數據在內存中的存儲形式及使用方法字符常量存放到字符變量中，是把其ASCII碼值存放到內存中，由于其存儲形式與整數存儲形式相似，所以整、字符型數據之間可通用。例T3-6.cmain(){charc1,c2;c1=97;c2=98;printf(“c1=%c,c2=%c\n”,c1,c2);printf(“c1=%d,c2=%d\n”,c1,c2);}運行結果：c1=a,c2=bc1=97,c2=98c1c29798←內存中變量c1、c2的值c1c2←內存中變量c1、c2實際存儲形式0110000101100010例T3-7.c大小寫字母的轉換main(){charc1,c2;c1=‘a’;c2=‘b’;c1=c1-32;c2=c2-32;printf(c1=%c,c2=%c\n”,c1,c2);}運行結果：c1=A,c2=B01100001a存儲（ASCII碼）“%c”“%d”a97輸出格式符顯示例T3-7-1.c字符數據與整型數據之間可以相互賦值main(){inti;charc;c=97;i=‘a’;printf(“%c,%d\n”,c,c);

printf(“%c,%d\n”,i,i);}運行結果：a,97a,97

在TurboC中，字符數據占一個字節，當ASCII碼值在128~255之間時，其最高位為1,占據了符號位，以數據輸出時為負數，以字符輸出時是對應的字符，以無符號數據輸出時，也是其對應的數據。例：T3-7-2.cmain(){charc1=‘\376’;unsignedcharc2=‘\376’;printf(“%d,%c\n”,c1,c1);printf(“%d,%c\n”,c2,c2);}運行結果：-2,（-2的補碼）

254,

1111111011111110數值位符號位Charc1Unsignedc23.5.4字符串常量字符串常量：用一對雙引號括起的字符序列。

如：“BEIJING”,“CHINA”,“$123”,“a”

字符串使用的有關說明：字符串可出現在輸出函數中；如：printf(“ThisisaCprogram.\n”);2.字符常量與字符串常量是不同的;如：charc1,c2;c1=‘a’;可以

c2=“a”;錯誤不能把字符串賦給字符型變量，字符串在內存中存放時，系統自動加字符串結束符‘\0’，該字符在ASCII碼中的碼值為0，是空操作符，即無動作，不顯示。

a\0

a

a\0

a3.C中無字符串變量，字符串可以賦給字符數組;4.若字符串為“CHINA”,它在內存中的實際存儲形式是：

其長度是6而不是5,最后一個字符是‘\0’,是系統自動加上的，不能人為加上此字符，它既無顯示或打印輸出也無任何動作。

CHINA03.6變量賦初值方法有：定義的同時給變量賦初值如：inta=3;floatb=3.1415;charc=‘x’;2.定義變量時，可以對其中的一部分變量賦初值

如：inta=3,b,c,d=8;3.把一個常量賦給不同變量時，最好分別進行。如：inta=b=c=3;

而應寫為：inta=3,b=3,c=3;4.初始化是在程序運行時，執行本函數時賦以初值的。

如：inta=3;相當于：inta;a=3;3.7各類數值型數據間的混合運算在C語言中，整、實、字符型數據間可以混合運算一、不同類型數據間進行運算時，要轉換成同一類型

轉換過程中，低類型向高類型靠攏，然后進行運算，不同類型之間轉換如下圖所示，橫向左箭頭為必轉，縱向箭頭表示有條件類型轉換。

高doublefloat

long

unsigned

低int

char,chort二、類型轉換進一步說明

1.當兩數都為float時，都要轉換為double型

2.當一個為float型，而另一個為char型時，則都要 轉換為double型。

3.當一個為long型，而另一個為int型時，則將另一個也轉換為long型例：T3-7-3.cmain(){floata;

doubleb;a=10+‘a’+1.5-8765.1234*’b’;b=10+‘a’+1.5-8765.1234*‘b’;printf(“a=%f,b=%f\n”,a,b);}運行結果：a=-858873.562500,b=-858873.5932003.8算術運算符和算術表達式3.8.1C運算符簡介除控制語句(if,while,for…)和輸入/輸出函數；大部分操作都作為運算符處理。1.算術運算符：+、-、*、/、%2.關系運算符：>、>=、<、<=、==、!=3.邏輯運算符：!、&&、||4.位運算符：<<、>>、~、|、^、&5.賦值運算符：=6.條件運算符：?：7.逗號運算符：,8.指針運算符：*、&9.求字節數運算符：sizeof10.強制類型轉換運算符：(類型)11.分量運算符：·

、12.下標運算符：[、]13.其它運算符：如函數調用2.8.2算術運算符和算術表達式1、基本的算術運算符

+：加法或正值運算符，如：2+3、+5-：減法或負值運算符，如：8-3、-6*：乘法運算符，如：3*5/:除法運算符，兩個可以是整或實型數據。

%：求余運算符兩個必是整型數據。例T3-7-4.c整型數據除法運算main(){inta,b,c;a=5;b=3;c=a/b;printf(“c=%d\n”,c);}運算結果：c=1例T3-7-5.c實型數據除法運算main(){floata,b,c;a=5;b=3;c=a/b;printf(“%f\n”,c);}運算結果：1.666667說明：(1)整數除法中一個數為負時，結果取整后向0靠攏，

如：-5/3=-15/(-3)=-18/(-3)=-2-8/3=-2(2)取余運算符兩則必須是整型數據，余數與被除數同號如：-29%4=-7余-129%(-4)=-7余1-52%7=-7余-352%(-7)=-7余32、算術表達式和運算符的優先級與結合性算術表達式：

用算術運算符和括號將運算對象（常量、變量、函數）連接起來的，符合C語言語法規則的式子。

如：a*b/c-1.5+’a’

在C語言中，運算符共有15個優先級，其中算術運算符的優先級是：

*、/、%（3級）+、-（4級）

算術運算符的結合方向：從左向右如：a-b+c：算符優先級相同，結合性：從左向右

a-b*c：算符*的優先級高于-

若運算符兩側的運算對象類型不同時，低類型向高類型轉換3、強制類型轉換運算符一般形式：（類型名）（表達式）如（double)a將a轉換為double型

(int)(x+y)將x+y的值轉換為整型

(float)(5%3)將5%3的值轉換成單精度實型說明：

1.（int)(x+y)與(int)x+y意義不同

2.類型轉換后得到一個中間值，而原來變量的類型沒有發生變化。例T3-8.cmain(){floatx,i;x=3.6;i=(int)(x);printf(“x=%f,i=%f\n”,x,i);}

運算結果：x=3.600000,i=3.000000例T3-8-1.cmain(){floata,b,c,d;inte,f;a=5;b=3;c=a/b;d=(float)(5%3);e=(int)(a/3);f=(int)(b+3.8);printf(“c=%f,d=%f,e=%d,f=%d\n”,c,d,e,f);}運算結果：c=1.666667,d=2.000000,e=1,f=6

思考：程序運行期間，a,b的值發生變化沒有？答案：a,b之值沒有發生變化。4、自增、自減運算符

++：增1運算符，使變量值增1。

--：減1運算符，使變量值減1。如：++i,--i：在使用變量i之前，先使變量i加（減）1。

i++,i--：在使用變量i之后，使變量i值加（減）1。

例T３-８-２.cmain(){inti,j;i=3;j=++i;printf(“i=%d,j=%d\n”,i,j);}

運算結果：i=4,j=4例T3-8-3.cmain(){inti,j;i=3;j=i++;printf(“i=%d,j=%d\n”,i,j);}

運算結果：i=4,j=3說明：

1.++,--運算符只能用于變量，而不能用于常量和表達式。

如a++,b--是正確的，而5++,(x+y)--卻是錯誤的。

2.++，--運算符的結合方向是從右向左。例T3-8-4.cmain(){inti;i=3;printf(“i1=%d\n”,-i++);printf(“i2=%d\n”,i);}運算結果：i1=-3i2=4例T3-8-5.cmain(){inti;i=3;printf(“i1=%d\n”,-++i);

printf(“i2=%d\n”,i);}運算結果：i1=-4i2=45、有關表達式使用中的問題說明(1)C中的運算符和表達式：

表達式中的子表達式的求值順序各編譯系統是有差別的。如對表達式：a=f1()+f2()

一般情況下是先調用f1(),再調用f2(),先后次序無關緊要，但有些情況，結果卻不同，編程時要注意所用的編譯系統。

我們主要是以TurboC加以討論。若inti;i=3;

又如表達式：(i++)+(i++)+(i++)；有的系統的求值順序是先求第一個，再求第二個，最后求第三個子表達式，其結果是：

3+4+5=12,最后i的值為6

而在TurboC中卻有所不同：

其結果是：9，i自加三次以后為6。

例T3-8-6.cmain(){inti=3,j=3,k,q;k=(i++)+(i++)+(i++);q=(++j)+(++j)+(++j);printf(“i=%d,j=%d,k=%d,q=%d\n”,i,j,k,q);}

運算結果：i=6,j=6,k=9,q=18

上述情況有時往往造成混淆，解決的方法：把各中間結果先計算送各中間變量，然后相加。例T3-8-7.cmain(){inti,j,x,y;

i=3;j=30;x=(i++)+(i++)+(++i)+(++i);y=(j--)+(j--)+(--j)+(--j);printf(“i=%d,j=%d,x=%d,y=%d\n”,i,j,x,y);}

運算結果：i=7,j=26,x=20,y=112原因：X=3+3+7+7=20Y=30+30+26+26=112(2)在C語言中運算符的確定

在由多個字符組成的表達式中，應盡可能多地從左向右將若干個字符組成一個運算符。如：i+++j其結合性是：(i++)+j

而不是：i+(++j)。(3)printf函數輸出實參的順序如：inti=3;printf(“%d,%d\n”,i,i++);

有的系統按從左到右的順序求值，輸出結果是：3,3

而TurboC是按從右到左順序求值，輸出結果是：4,3結論：

不寫別人甚至自己都看不懂的程序，也不寫那些不知道系統會怎樣運行的程序3.9賦值運算符和賦值表達式1、賦值運算符“=”是賦值號，也是賦值運算符

功能：將賦值號右邊表達式的值賦給賦值號左邊的變量，賦值號同時含有計算的功能。如：a=3;b=x*y;

注意：

a,b變量中原來不管存放什么值，執行賦值語句后，新值將取代舊值。2、類型轉換變量類型的不同，所接收的數據也是不同的，當賦值運算符兩側的數據類型不一致時，在賦值時要進行類型轉換。(1)實型數據賦給整型變量時，舍去實型數據的小數部分。如：inti;i=3.56;結果i的值為3

(2)整型數據賦給實型變量時，數值不值，但以浮點形式存放于內存。如：

floata=23;先將23轉換成23.000000，然后送a中。

doubleb=23;先將23轉換為23.00000000000000,然后送b中。(3)double型數據賦給float變量

截取其前面的7位有效數字，存放到float單元，應注意數值范圍不能溢出。如：floatf;doubled=123.45678e65;f=d;

由于數據溢出，f將得到錯誤的值

float數據賦給double變量時，數值不變，有效位擴展到16位。(4)字符型數據賦給整型變量字符數據占一個字節，整型數據占兩個字節，字符數據存入整型變量的低8位，有兩種情況：①無符號字符型數據賦給整型變量時:將其存放在整型變量的低8位中，而高位以0補齊T3-8-8.cmain(){inti;unsignedcharc;c=‘\376’;i=c;printf(“i=%d,c=%d\n”,i,c);}結果:i=254c=25411111110c=‘\376’i000000001111110②帶符號的字符型數據賦給整型變量時

若最高位為1(負數），則整型變量的高8位補1，若最高位為0(正數）則整型變量高8位補0。例T3-8-9.cmain(){inti;charc;c=‘\376’;i=c;printf(“i=%d,c=%d\n”,i,c);}

運行結果：i=-2,c=-211111110c=‘\376’i111111111111110(5)int,short,long型數據賦給char變量,則將其低８位賦給char型變量例T3-8-10.cmain(){inti=289;charc=‘a’;c=i;printf(“i=%d,c=%d\d”,i,c);}運算結果:i=289,c=330000000100100001i=28900100001c=33(6)long型數據賦給int型變量,將long型數據的低16位賦給int型變量例T3-8-11.cmain(){inta;longb=65544;a=b;printf(“a=%d,b=%ld\n”,a,b);}運算結果:a=8,b=65544a=8符號位b=655440000000000001000

00000000000000010000000000001000(7).將unsignedint型數據賦給long型變量時

①將unsignedint型數據送到longint型變量的低16位，longint的變量高16位補0

例T3-8-12main(){unsigneda=65535;longb;b=a;printf(“a=%u,b=%ld\n”,a,b);}11111111111111111111111111111111ab數值位0000000000000000符號位輸出：a=65535,b=65535

②若無符號數據賦給相同長度的帶符號的變量時，則原樣賦給。

Unsignedintint

unsignedshortshortint

unsignedlonglongint

要注意數據的有效位占據符號位例T3-8-13.cmain(){unsignedinta=65535;intb;b=a;printf(“a=%u,b=%d\n”,a,b);}運算結果：a=65535,b=-11111111111111111符號位1111111111111111ab數值位(8)將帶符號的數賦給長度相同的無符號變量過程:原樣賦給例T3-9.cmain(){unsignedinta;intb=-1;a=b;printf(“a=%u,b=%d\n”,a,b);}

11111111111111111111111111111111

x2n-1>x≥0

[x]補=

2n+x0>x≥-2n-1ab符號位數值位運算結果：a=65535,b=-13、復合的賦值運算符在賦值號前加其它運算符，可以構成復合運算符。如：a=a+ba+=bx=x*(y+8)x*=y+8x=x%3x%=3

為了便于記憶，將賦值號左邊移到賦值號右邊，賦值號左邊再補上變量名。如：a+=b

a+