第二章 基本数据类型运算符与表达式.docx
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第二章基本数据类型运算符与表达式
第二章基本数据类型、运算符与表达式
一、C语言的数据类型：
1、所谓数据类型是按被定义变量的性质、表示形式、占据存储空间的多少、构造特点来划分的。
2、种类：
（1）基本数据类型（编译系统已定义的类型）：
它的值不可以再分解为其他类型。
（2）构造数据类型（用户自定义的类型）：
根据已定义的一个或多个数据类型构造出来的；构造数据类型主要有数组类型、结构体类型和共用体（联合）类型。
（3）指针类型：
用来表示某个变量在内存储器中的存放地址，其类型说明符为“*”。
（4）空类型（用途）：
一是在调用函数值时，用做函数的返回类型。
二是用做指针的基本类型，描述一个可以指向任何数据的指针。
其类型说明符为void。
二、常量、变量和标识符：
1、常量：
（1）常量,即其值不发生改变的量。
（2）常量可与数据类型结合起来分类。
（整型常量：
25、0、
7，实型常量：
5.6、
，字符常量有‘a’、‘b’）
（3）可以不经说明而直接引用的。
2、标识符：
（1）用来标识变量名、符号常量名、函数名、数组名、类型名、文件名的有效字符序列。
（2）用一个标识符来表示一个常量，称之为符号常量。
（3）符号常量在使用之前必须先定义，其一般形式为：
#define标识符常量
#define也是一条预处理命令（预处理命令都以“#”开头），称为宏定义命令。
其功能是把该标识符定义为其后的常量值。
一经定义，以后在程序中所有出现该标识符的地方均代之以该常量值。
一般习惯上符号常量的标识符用大写字母，变量标识符用小写字母，以示区别。
3、变量：
（1）变量，即其值可以改变的量。
（2）一个变量应该有一个名称，在内存中占据一定的存储单元。
（3）变量在使用之前必须进行定义：
即为每个变量取一个名称（变量名），同时规定它的数据类型，以便编译时根据数据类型分配存储空间。
（4）C语言规定标识符只能由字母、数字和下划线3种字符组成，且第一个字符必须是字母或者下划线。
（5）编译系统区分大小写，将它们认为是两个不同的字符。
一般习惯上符号常量的标识符用大写字母，变量标识符用小写字母，以示区别。
（6）ANSIC标准没有规定变量名（标识符）的长度（字符个数），变量名的有效长度依赖于各计算机操作系统和所使用的C语言编译程序。
假设：
变量名的有效长度为32个字符，如果变量名长度大于32个字符，则只有前面32个字符有效，后面不被识别。
（7）变量定义一般放在函数体的开头部分（即主函数里，函数之外）。
（8）变量名实际上就是以一个名称对应，代表一个地址。
在对程序编译连接时，由编译系统给每个变量名分配对应的内存地址。
（9）每个变量在定义时必须指定其数据类型，以便在编译时为其分配相应大小的存储单元。
（10）%为求余运算符，即求得两个数据相除后余数的值（求余运算只能在整型变量之间进行）。
4、变量赋初值：
（1）在变量定义的同时给变量赋以初值的方法，这种方法称为初始化。
（2）一般形式：
类型说明符变量1=值1，变量2=值2，
；
（3）可以使被定义的变量的一部分赋初值。
例如：
floatb,c,d=7.9;只对d初始化。
（4）如果对几个变量赋予相同的初值，应写为：
inte=50,f=50,g=50；语句指定e、f、g为整型变量，初值均为50，但不能写成：
inte=f=g=50。
（5）应注意，初始化不是在编译阶段完成的（只有静态存储变量和外部变量的初始化是在编译阶段完成的），而是在程序运行时执行本函数时赋初值的，相当于有一个赋值语句。
intx=56;相当于以下两句语句：
intx;x=56;
5、变量的地址：
（1）在定义了一个变量后，在内存中会分配相应的存储单元，将变量的值存储到该单元中。
（2）内存是以字节为单位的连续存储空间，每个内存单元都有一个唯一的编号，这就是“内存地址”，根据内存地址可以准确找到相应的内存单元。
而在地址所标志的内存单元中存放数据，就是内存单元的内容。
（3）TurboC中int型占据2个字节的内存单元；float型占据4个字节的内存单元；char型占据1个字节的内存单元。
（4）通常把变量所占存储空间中的首字节地址称为变量地址。
（5）CPU并不直接识别变量的名称，但它知道各变量在内存的地址，在机器内部对变量值的存取时通过各自的地址进行的。
（6）变量名实际上是一个符号地址，它指出变量在内存中存放的位置，而变量值就是相应内存单元中存放的数据。
三、简单数据类型与表示范围：
1、整形数据：
1、整型常量的表示方法：
（1）整型常量就是整常数。
（2）在C语言中，经常使用的整常数有3种进制，它们分别是八进制、十进制和十六进制。
（3）八进制前缀为“0”，十六进制前缀为“0x或者0X”其数码取值为0~9、A~F或a~f，十进制无前缀。
（4）整型常数的后缀：
基本整型的长度为16位，十进制无符号整形常数的范围为0~65535，有符号数为
.八进制无符号数的表示范围为0~0（代表八进制）177777。
十六进制无符号数的表示范围为0X0~0XFFFF或0x0~0xffff。
（5）如果使用的数超过了上述范围，就必须加上后缀“L”或“l”,变为长整型数来表示。
（6）长整型数567L和基本整常数567在数值上并无区别，但是所占存储空间大小不同。
对567L而言，因为是长整型量，编译系统将为它分配四个字节存储空间。
而对567，因是基本整型，则只分配2个字节的存储空间。
（7）无符号数也可用后缀表示，整型常数的无符号数的后缀为“U”或“u”。
2.整型变量：
（1）整形数据在内存中的存放形式：
数据在计算机内存中是以二进制形式存放的。
（2）整型的分类：
基本整型：
int内存中占2B。
短整型：
shortint或short。
所占字节和取值范围均与基本型相同。
长整型：
longint或long。
在内存中占4个字节。
有符号型：
signed;无符号说明符：
unsigned
（3）当不指定为无符号或者指定为有符号时，为有符号型，存储单元最高位代表符号位（最高位为0表示正数，为1代表负数）；如指定为无符号型，则省去了符号位，全部存储单元二进制位（bit）用于存放数据。
（4）整型变量的定义。
变量定义的格式为：
类型说明符变量名标识符，变量名标识符，
；
说明：
允许在一个类型说明符后定义多个相同类型的变量，并使用逗号分隔变量名中多个变量，使用分号结束。
类型说明符与变量名之间至少用一个空格间隔。
类型说明符用于指定变量的数据类型。
变量定义必须放在变量使用之前。
一般放在函数体的开头部分。
在程序的同一部分，禁止对同一变量进行重复定义，在定义不同种类型变量时，避免将其都写在同一行上。
对所用到的变量必须进行强制定义，即“先定义，后使用”。
（5）注意：
不同类型的量可以参与运算，并赋值。
其中的数据类型转换是由编译系统自动完成的。
且长整型数据的输出格式为%ld。
（6）整形数据的溢出：
每个整形数据都有其自身的数据类型，有其自身所占存储空间大小。
3、实型数据：
1、实型数据表示方法：
（1）实型也称为浮点型。
实型数据也称为实数或者浮点数。
实数有两种形式：
十进制小数形式和指数形式。
（2）十进制数形式：
由数字0~9和小数点组成。
注意，必须有小数点，且小数点的前面或后面必须有数字。
（3）指数形式：
由十进制数（基数）、加阶码标志“e”或“E”以及指数（即阶码，只能为整数，可以带符号）组成。
（4）一般形式：
aEn（a为十进制数—基数，n为十进制整数—阶码）
其值为：
a
（5）注意：
阶码标志e（或E）之前必须有数字，且e后的指数必须为整数。
非法的e3、2.7e3.5
后缀为“f”或“F”即表示该数为浮点型。
例如：
356f与356.是等价的（参照十进制形式）。
规范化的指数形式：
在字母e（或E）之前的小数部分中，小数点左边有且仅有一位非零数字。
2、实型数据在内存中的存放形式：
（1）实型数据一般占4B（32位）内存空间。
（2）实型数据按指数形式存储：
系统把一个实型数据分为小数部分和指数部分分别存放。
（3）计算机中是用二进制来表示小数部分，以及用2的幂次来表示指数部分。
对于4B中，究竟多少位来表示小数部分，多少位来表示指数部分，标准中并未规定。
小数部分占的位数越多，数的有效数字越多，精度越高。
指数部分占的位数越多，则能表示的数值范围越大。
3、实型变量的分类：
（1）实型变量分为单精度（float型）、双精度（double型）和长双精度（longdouble型）。
（2）单精度4B，双精度8B，长双精度16B。
（3）单精度的有效数字是6~7（取）位，双精度的是15~16（取）位，长双精度的是18（取）~19位。
在有效位数之外的数字将会被舍去，因此可能会产生一些误差。
（4）“%f”是输出实数的制定格式，其作用是指该实数以小数形式输出。
（5）规定：
小数后最多保留6位。
（6）实型常数不分单、双精度，都按双精度（double）型处理。
例如：
a=3.14159*7.1617
编译系统先将该两数作为双精度数进行相乘运算，得到的结果也是双精度的，然后取前7位有效数字赋值给实型变量a。
4、字符型数据和字符串常量：
1、字符常量：
（1）字符常量是用一对单引号括起来的一个字符，字符常量区分大小写。
（2）字符常量只能用单引号括起来；字符常量只能是单个字符，不能是字符串。
（3）字符可以是字符集中除了单引号本身，双引号，反斜杠外的任意字符。
（4）数字被定义为字符型之后不能参与数值运算。
2、转义字符：
（1）转义字符以反斜杠“
”开头，后跟一个或几个字符。
转义字符具有特定的含义，不同于字符的原意，故称“转义”字符。
（2）转义字符用反斜杠将其后面的字符转换为另外的意义，主要用来表示那些用一般字符不便于表示的控制代码，它们在屏幕上无法显示。
补充：
一个制表符占8列，下一制表符位置从第9开始。
（3）简单转义字符及其含义：
转义字符
意义
ASCII
转义字符
意义
ASCII
响铃
7
反斜线符“
”
92
回车换行
10
单引号符
39
横向跳到下一制表位置
9
双引号符
34
退格
8
鸣铃
7
回车（不换行）
13
八进制
走纸换页
12
十六进制
3、字符变量：
（1）字符变量用来存储字符常量，它只能存放一个字符。
（2）字符变量的说明符是char。
4、在内存中的存储形式：
（1）每个字符变量被分配一个字节的内存空间，字符型数据在存储时，并不是把该字符本身放到内存单元中，而把该字符的ASCII码制存放在变量的内存单元之中。
（2）C语言允许对整型变量赋以字符值，也允许对字符变量赋以整型值。
（3）整型量为二字节量，字符量为单字节量，当整型量按字符型量处理时，只有低8位字节参与处理。
（4）当格式符为“%c”时，对应输出的变量值为字符，当格式符为“%d”时，对应输出的变量值为整数。
5、字符串常量：
（1）字符常量是用一对单引号括起来的一个字符，而字符串常量则是由一对双引号括起来的字符序列。
（2）字符串常量和字符常量的区别：
外形不同：
单双引号的区分。
内容不同：
字符常量只能是单个字符，字符串常量则可以含一个或多个字符。
单向赋值：
可以把一个字符常量赋予一个字符变量，但不能把一个字符串常量赋予一个字符变量。
空间不同：
字符常量占一个字节的内存空间，字符串常量占的内存字节数等于字符串中字节数加1。
末尾增加的一个字节用于存放字符串结束的标志字符“
”（ANSCII码为0）
（3）最后一个字符为‘
’，在输出时是不会输出‘
’的。
注意在书写程序时不必加‘
’，‘
’是系统自动加上去的。
5、各数据类型间的混合运算：
（1）不同类型的数据类型在一起运算时，需要转换为相同的数据类型，然后进行运算。
（2）转换的方式采用自动类型转换，也称为隐式转换。
（3）自动类型转换是指系统根据规则，自动将不同数据类型的运算对象转换成同一数据类型的过程。
（4）转换的原则就是为了两个运算对象的结果尽可能提供多的存储空间。
（5）当运算符两端的运算对象的数据类型不一致时，在运算前先将类型等级较低的数据转换成等级较高的数据—保值转换。
（即：
都转换成双精度的数据）
（6）数据类型不需要逐级转换，可直接转换。
（7）自动类型转换只针对两个运算对象，不能对表达式的所有运算对象做一次性的自动类型转换。
（8）例：
“6/4+6.7”的计算结果为7.7，而表达式6.0/4+6.7的计算结果为8.2，原因就在于6/4按整型计算结果为1，再加上6.7得整个表达式的结果为7.7。
6、数据的简单输出：
（1）在C语言中，所有的数据输入/输出都是由库函数来完成的。
（2）stdio是standard&output的英文缩写，其意思是标准输入/输出。
（3）常用的格式输出函数是printf函数，其关键字最末一个字母f即为“格式”（format）之意。
其功能是按用户指定的格式，把指定的数据显示到显示屏幕上去。
（4）printf函数调用的一般形式为：
Printf（“格式控制字符串”，输出列表）
（5）“格式控制字符串”用于指定输出格式。
“格式控制字符串”可由格式字符串和非格式字符串组成。
（6）格式字符串是以%开头的字符串，在“%”后面跟有各种格式字符，以说明输出格式数据的类型、形式、长度、小数位数等。
“%d”十进制整型输出”%ld”十进制长整型输出
”%c”字符型输出”%f”按小数形式输出单、双精度实数
“%u”无符号位
（7）非格式字符串在输出时原样照印，在显示中起提示作用。
（8）输出表列中给出了各个输出项，要求格式字符串和各输出项在数量和类型上应该一一对应。
四、C语言的运算符与表达式
1、C语言运算符简介：
1、运算符：
（1）按运算符在表达式中的作用，C语言的运算符可分为算术运算符、赋值运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、条件运算符、逗号运算符及一些特殊的运算符。
（2）按运算符与运算对象（操作数）的关系可将C语言的运算符分为：
单目运算符（一个操作数，如：
！
、++等）、双目运算符（两个，如：
+、*）和三目运算符（三个，如：
？
）。
2、表达式：
使用运算符和圆括号将操作数连接起来构成的式子。
3、简单语句：
（1）C语言中，在表达式的末尾加上一个分号“；”就构成了简单语句。
（2）在程序设计过程中药避免使用无意义的简单语句。
例如，a+b;和3；都是无意义的简单语句。
因为它们并没有引起任何存储单元数据的变化。
（3）C语言的运算符不仅具有不同的优先级，而且还有一个特点，就是它的结合性。
在表达式中，各运算量参与运算的先后顺序不仅要遵守运算符优先级别的规定，还要受运算符结合性的制约，以便确定是自左向右进行运算，还是自右向左进行运算。
（4）分类：
算术运算符（用于各类数值运算）：
加、减、乘、除、求余、自增、自减。
关系运算符（用于比较运算）：
大于、小于、等于（==）、大于等于（
=），小于等于（
=）和不等于（！
）。
逻辑运算符（用于逻辑运算）：
与（&&）、或（||）、非（！
）。
位操作运算符（参与运算的量按二进制位进行运算）：
位与（&）、位或（|）、位非（~）、位异或（^）、左移（<<）、右移（>>）。
赋值运算符（用于赋值运算）：
分为简单赋值（=）、复合算数赋值（
，
、*
、/=、%=）和复合位运算赋值（&=、|=、^=、>>=、<<=）。
条件运算符（三目运算符，用于条件求值）：
“？
”、“：
”。
逗号运算符：
用于把若干个表达式组合成一个表达式（，）。
指针运算符：
用于取内容（*）和取地址（&）两种运算符。
求字节运算符：
用于计算数据类型所占的字节数（sizeof）。
强制类型转换运算符：
强制进行数据类型转换“（类型）”。
分量运算符：
用于存取结构和联合中的成员（
）其优先级在所有运算符中式最高的。
下标运算符：
用于数组下标的表示（[]）。
其他运算符：
如函数调用运算符“（）”。
2、赋值运算符和赋值表达式：
1、赋值运算符：
（1）赋值就是将一个数据存储到一个变量中。
（2）赋值的对象只能是变量，而这个数据既可以是常量，也可以是变量、还可以是有确定值的表达式。
2、赋值表达式：
（1）由赋值运算符“
”将一个变量和表达式连接的式子称为赋值表达式。
（2）一般形式：
变量=表达式
（3）功能：
将赋值符右侧的“表达式”的值赋给左边的变量。
（4）在赋值运算符的左边的量必须是变量，不能是常量或用运算符结合起来的表达式。
（5）赋值运算符左侧的标识符称为“左值”。
并不是任何的对象都可以作为左值的，变量可以作为左值，而表达式”x+y”就不能作为左值，常变量也不能作为左值，因为常变量不能被赋值。
出现在赋值符右侧的表达式称为“右值”。
显然左值可以出现在赋值运算符的右侧，因而凡是左值都可以作为右值。
（6）赋值表达式也应该有值，它的值就是被赋值的变量的值，其结果类型由赋值运算符“左值”的类型决定。
如赋值表达式“右值”的类型与“左值”的类型不一致，则需要“右值”的类型转换为“左值”的类型。
（7）符赋值运算符具有右结合性赋值运算，可以连续进行。
如：
a=b=c=5中有3个赋值运算符，按照赋值运算符的结合性——自右至左，这个表达式可以理解为a=（b=（c=5）。
其赋值过程就是先将5赋给变量c，再把c的值赋给变量b，最后把b的值赋给变量a，最后结果a=b=c=5。
（8）赋值运算符的优先级低于算术运算符的优先级。
（9）将赋值表达式作为表达式的一种，不仅可以出现在赋值语句中，而且可以出现在其他语句（输出语句，循环语句）中。
例如：
printf（“%d”,x=y）；如y的值是5，则输出x的值为5，在一个语句中完成了赋值和输出两种功能。
3、类型转换：
（计算机中都是以补码的形式存放的）
1、如果赋值运算符两边的数据类型不同，系统将自动进行转换，即把赋值号右边的类型转成左边的类型。
2、规定：
（1）整型数与实型数之间的转换。
将实型数据（单、双精度）赋予整型变量时，舍去实型数据的小数部分，以整形式存储在内存中。
将整形数据赋给实型（单、双精度）变量时，数值不变，但以实型数据形式存储在内存中，即增加小数部分（小数部分的值为0）。
（2）实型数据之间的转换：
将一个double型数据赋给float型变量时，截取其前7位有效数字，存放到float型变量的存储单元（32位）中。
注意，数值范围不能溢出。
Eg:
floata;
Doubleb=123.456789e100；
a=b；便会出现溢出错误。
将一个float型数据赋给double型变量时，其数值不变，有效位数扩展到16位，在内存中以64位存储。
（3）整型数与字符型数之间的转换：
字符型数据赋给整型变量时，由于字符型只占1B，而整型占2B,故将字符的ASCII码值放到整型量的低8位中，这时有两种情况:
如所用系统将字符型数据处理为无符号型的量或unsignedint型变量赋值，则将字符型数据（8位二进制位）放到整型变量的低8位，高8位补0。
如所用系统将字符型数据处理为带符号型的量，如字符最高位为0，则整型变量高8位补0；如字符最高位为1，则高8位全补1。
这称为“符号扩展”。
将一个int、short、long型数据赋给一个char型变量时，只将其低8位原封不动地送到char变量（截断）。
字符“#”35
（4）整形数据之间的转换：
如果将带符号的整形数据（int）赋给long型变量时，要进行符号扩展，将整型数的16位送到long型低16位中。
如int型数据为正值（符号位为0），则long型变量的高16位补0；如int型变量为负值（符号位为1），则long型变量的高16位补1，以保证数值不改变。
如将一个long型数据赋给一个int型变量，只将long型数据中低16位原封不动地送到int变量（截断）。
（5）无符号整数与其他整数之间的转换：
将一个unsignedint类型数据赋给一个与其长度相同的整型变量时，将unsigned型变量的内容原样送到非unsigned型变量中，即进行原样复制；但如果数据范围超过相应整型的范围，则会出现数据错误。
4、复合赋值运算符：
（1）这些运算符把“运算”和“赋值”两个操作结合在一起，作为一个复合运算符来使用，称之为复合赋值运算符。
（2）一般表达式：
变量双目运算符=表达式
等效于：
变量=变量运算符表达式
即将左边的（变量）与右边的（表达式）进行（双目运算符）所规定的运算，然后将值返回给变量。
如果表达式中有若干的表达式，则相当于它有括号。
5、强制类型转换符：
1、强制类型转换符就是“（）”，它是单目运算符，它把表达式的类型强制类型转换成圆括号中的“数据类型名”所指定的类型。
强制类型转换又称为显示转换。
2、一般形式：
（类型说明符）（表达式）
3、功能：
把表达式中的运算结果强制转换成类型说明符所表示的类型。
4、注意：
（1）类型说明符和表达式都必须加括号，单个变量可以不加括号。
例如，不要把（int）a,写成int（a）。
（float）（x+y）如写成floatx+y，则只是将X转换成实型，再与y相加。
（2）无论是强制转换或是自动转换，都是为了本次运算的需要而对变量的数据长度进行的临时性转换，而不改变数据说明时对该变量定义的类型。
6、算术运算符和算术表达式：
1、基本的算术运算符：
“+”：
加法运算符或正值运算符时为双目运算符。
结合方向：
自左至右。
作为正值运算符时为单目运算符。
结合方向：
自左至右。
“—”：
减法运算符或负值运算符，作为减法运算符时为双目运算符。
结合方向：
自左至右。
作负值运算符时为单目运算，结合方向。
自右至左。
“*”乘法运算符，双目运算。
结合方向：
自左至右。
“/”除法运算符，双目运算。
结合方向：
自左至右。
参与运算量均为整型时，结果也为整型，舍去小数。
如果运算量中有一个是实型，则结果为双精度实型。
2、注意：
（1）两整数相除，结果为整数（舍去小数部分）商向下取整。
如果除数或被除数中有一个为负数，则舍入的方向是不固定的。
例如，
既有的机器上得到的结果为
，有的机器上得到结果为
。
多数机器采取“向零取整”的方法，即为
1，取整后向零靠拢。
（2）如参与+、
运算的两个数中有一个为实型，则结果为double型，因为实型都按double型处理。
（3）取模运算符“%”实际上就是数学运算中的求余运算符，他要求参与运算的两个操作对象均为整型。
求余运算的结果等于两数相除后的余数，结果的符号与”%”左边的操作数的符号相同。
7、算术表达式和运算符的优先级和结合性：
1、算数表达式是由算数运算符和括号将操作数（或运算对象）连接起来的，符合C语言语法规则的式子。
操作数包括：
常量、变量、函数等。
2、C语言中，规定了运算符的优先级和结合性，运算符的运算优先级共分为15级。
1级最高，15级最低；在表达式中，优先级较高的先于优先级较低的
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