第二讲 C语言基础.docx
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第二讲C语言基础
第2讲C语言的数据类型、运算符及其表达式
2.1C语言的数据类型
1. 基本数据类型
整型、实型、字符型
整型（int）：
占用4个字节
实型（float）：
占用4个字节
字符型（char）：
占用1个字节
例：
#include
voidmain（）
{
printf（"%d%d%d\n",sizeof（int）,sizeof（float）,sizeof（char））;
}
程序运行后输出：
441
2. 构造数据类型
·数组类型
·结构体类型
·共用体（联合）类型
3. 指针类型
其值用来表示某个变量在内存储器中的地址。
即指针就是地址，地址就是指类型的数。
4. 空类型
有一类函数，调用后并不需要向调用者返回函数值，这种函数可以定义为“空类型”。
其类型说明符为void。
2.2常量及其类型
2.2.1．常量的概念
常量——在程序中不改变的量，如20、45等。
数值型常量——即数值类型的常量，如123、78.95等。
字符型常量——字符类型的常量，如’a’、’c’、’3’等。
2.2.2常量分类
数值常量——常数。
1.整型常量（整数）
在VC下所用的整数在内存都占用4个字节
十进制常量：
数字
只有数字部分由0123456789的数字组成，无前缀，不能以0开始，没有小数部分，如12、56等
八进制常量:
0+数字部分
以0为前缀，由01234567的数字组成，没有小数部分。
如：
034，075等
十六进制常量:
0x+数字部分
0X+数字部分
以0X或0x为前缀，由0123456789abcdefABCDEF组成，没有小数部分
◇整数可以加后缀:
uU——无符号后缀
lL——长整数后缀
几个long整数常量的格式如下:
/*长十进制常量*/10L、79L
/*长八进制常量*/012L0115L
/*长十六进制常量*/0xaL、0X4fL
/*无符号长十进制常量*/776745UL、778866LU
2.实型常量——浮点数的表示方法
一个“浮点数常量”是一个表示带符号实数的十进制数。
十进制小数形式：
定点数
指数形式：
包括一个整数部分、一个小数部分和一个指数。
整数部分+小数部分+指数部分
指数部分以E或e开头，紧跟一整数，表示E前面的数值乘以10的多少次幂。
15.75
1.575E1/*=15.75*/
1575e-2/*=15.75*/
-2.5e-3/*=-0.0025*/
25E-4/*=0.0025*/
实型常数分类：
单精度（float）4字节
双精度（double）8字节
长精度（longdouble）8字节
◇在VC下，不区分双精确度和长精确度数。
3．字符常量
⑴普通字符常量
字符常量——是由可表示字符集中单个字符由单引号（′′）括起来构成的。
例2.1查看字符的ASCII码值，并用字符参加算术运算。
#include
voidmain（）
{
printf（"%c:
%d\n",'a','a'）;
printf（"%c:
%d\n",'A','A'）;
printf（"%d\n",'a'+'A'）;
}
程序运行输出：
a:
97
A:
65
162
转义字符常量
格式：
\ascii字符
这里"\"表示转义,取消字符的原有含义，其后面的字符与”\”一起被处理成一个字符，在内存中占用一个字节。
转义序列表示
\a响铃（警告）
\b退格符（backspace键）
\f换页
\n换行
\r回车
\t水平制表（tab键）
\v垂直制表
\′单引号
\"双引号
\\反向斜杠
\?
文字问号
\0空字符
\nnn八进制表示的ASCII字符
（注:
nnn为三位八进制数=一字符的ascii码值）
\xhh十六进制表示的ASCII字符
（注:
hh为二位十六进制数=一字符的ascii码值）
例1：
查看转义字符的ASCII码值。
#include
voidmain（）
{
printf（"%s:
%0x\n","\\n",'\n'）;
printf（"%s:
%0x\n","\\t",'\t'）;
printf（"%s:
%0x\n","\\r",'\r'）;
printf（"%c:
%d\n",'\x41','\x41'）;
printf（"%c:
%d\n",'\x42','\x42'）;
}
例2大小写字母转换。
从上面的例可知，大小写字母的ASCII码值相差32，即：
大写字母的ASCII码值=小写字母的ASCII码值-32
小写字母的ASCII码值=大写字母的ASCII码值+32
#include
voidmain（）
{
printf（"%c:
%c\n",'A','A'+32）;
printf（"%c:
%c\n",'b','b'-32）;
}
程序运行后输出：
A:
a
b:
B
4.符号常量（文字常量）
符号常量——用标识符来表示一个常量，该常量称为符号常量，在C中用预处理命令#define来定义，如：
#definePI3.14159265
例：
符号常量的使用。
#include
#definepi3.141592625
voidmain（）
{
doublex;
x=3*pi;
printf（"%f\n",x）;
}
5.字符串常量
字符串常量——是用双引号（“”）括起来的字符序列。
字符串常量用于表示以空字符’\0’（ascii码值=0的字符）结尾的字符串的字符序列。
注意：
”a”和’a’代表不同的含义。
例：
”a”和’a’所占用的字节数。
#include
voidmain（）
{
printf（"%s:
%d\n","a",sizeof（"a"））;
printf（"%c:
%d\n",'a',sizeof（（char）'a'））;
}
程序运行后输出：
a:
2
a:
1
例：
字符常量的加、减运算。
#include
#include
voidmain（）
{
printf（"%d\n",'m'+'p'+1）;
//printf（"%d\n","m"+"p"+1）;//错
}
2.3变量及其类型
2.3.1什么是变量
变量
变量具有三个基本要素：
变量名、数据类型、值。
1.变量的名字
变量名是变量所分配的存储单元的符号地址。
C规定标识符只能同字母、数字和下划线组成，且第一个字符必须是字母或下划线。
例如：
sum、average、total、month、Student_name
注意：
变量不能使用系统的关键字（保留字）
2.定义变量
在C中变量必须先定义后使用。
定义格式：
定义格式：
类型变量名[=初值];
类型变量名表；
例：
inta,b,c;
doublex,y,z;
intsize=100;
例：
floata,b,c,d,e;
intn=3,m=5,k=7;
charc1=‘a’,c2=‘b’,c3=‘c’;
注意：
定义的关键是说明变量的类型。
变量存储的数据类型规定该变量在内存中分配的字节数。
3.为变量赋初值
变量的值有两种，一种是存放的数据值，另一种是在内存中所分配的存储单元的地址。
例：
#include
voidmain（）
{
intc;
c=7;
printf（"%d\n",c）;
printf（"%d\n",sizeof（c））;
printf（"%0x\n",&c）;
}
运行结果：
7//数据值
4//占用的字节数
12ff7c//分配存储单元的地址值
4．整数在内存中的存储情况
⑴int（基本整型）
在VC下，占用4个字节，最高位为符号位
最高为0，该数为正数，以后各位是该数的值
最高为1，该数为负数，以后各位是该数的补码值
⑵shortint（短整型）
在VC下，占用2个字节，最高位为符号位
最高为0，该数为正数，以后各位是该数的值
最高为1，该数为负数，以后各位是该数的补码值
+7：
0000000000000111
-7:
1111111111111001
⑶longint（长整型）
在VC下，占用4个字节，最高位为符号位
最高为0，该数为正数，以后各位是该数的值
最高为1，该数为负数，以后各位是该数的补码值
⑷无符号型
没有符号位，所有各位均为数值位
例2.1
#include
voidmain（）
{
shortintx=-1;
unsignedshorty=x;
printf（"%d,%d,%u\n",x,（short）y,y）;
}
运行结果：
-1,-1,65535
注意：
不同类型的变量都有其存储数的范围，超过范围，输出的结果是错的。
如：
#include
voidmain（）
{
shortintx=32767;
x=x+2;
printf（"%d\n",x）;
}
程序运行后输出：
x=-32767
若用两个字节的二进制数书写程序中的加法运算：
0111111111111111
+0000000000000010
1000000000000001
两正数相加，得一负数，即-111111111111111的补码，运算溢出。
⑸字符型
在VC下，占用一个字节，存储字符的ASCII码，是0-255的整型数
5．指向基本数据类型的变量的指针变量
◆一般把存储器中的一个字节称为一个内存单元，不同的数据类型所占用的内存单元数不等，如整型量占4个字节，字符量占1个字节等。
◆根据一个内存单元的编号即可准确地找到该内存单元。
内存单元的编号也叫做地址。
◆内存单元的编号或地址址称为指针，这样变量的地址也称为该变量的指针。
⑴变量与指针
◆变量的指针就是变量的地址。
◆在Ｃ语言中，允许用一个变量来存放指针，这种变量称为指针变量。
◆一个指针变量的值就是某个变量的地址或称为某变量的指针。
⑵定义指针变量
对指针变量的定义包括三个内容：
①指针类型说明，即定义变量为一个指针变量；
②指针变量名；
③变量值（指针）所指向的变量的数据类型。
其一般形式为：
数据类型符*变量名；
例如：
int*p1;
再如：
int*p2;//p2是指向整型变量的指针变量
float*p3;//p3是指向浮点变量的指针变量
char*p4;//p4是指向字符变量的指针变量
例：
C中指针类型的变量占用4个字节的存储空间，这与指针所指向的数据类型无关，因为存储的都是变量地址类型的数据。
#include
intmain（）
{
printf（"%d,%d,%d\n",sizeof（int*）,sizeof（double*）,sizeof（char*））;
return0;
}
程序运行后输出：
4,4,4
指针变量的初始化要用变量的地址：
inti=200;
int*pi=&i;
⑶引用指针变量
两个有关的运算符：
1） &:
取地址运算符。
2） *：
指针运算符（或称“间接访问”运算符）。
Ｃ语言中提供了地址运算符&来提取变量的地址。
形式为：
&变量名；
如：
&a表示变量a的地址
&b表示变量b的地址。
变量本身必须预先说明。
指针变量的赋值
指针变量名=&变量名;
（1）指针变量初始化的方法
inta;int*p=&a;
（2）赋值语句的方法
inta;int*p;p=&a;
通过指针变量访问所指向的变量
*指针变量名
例：
可以通过指针变量ip间接访问变量i,例如:
x=*ip;
例：
改变指针变量的地址值。
设：
inti,j,*p1,*p2;
i='a';
j='b';
p1=&i;
p2=&j;
如执行赋值操作:
p2=p1;
如果执行操作:
*p2=*p1;//等价于执行”j=i;”
◆指针变量可出现在表达式中。
设：
intx,y，*px=&x;
指针变量px指向整数x,则*px可出现在x能出现的任何地方。
例如:
y=*px+5; //表示把x的内容加5并赋给y
y=++*px; //++*px相当于++（*px）
y=*px++; //*相当于y=*px;px++
2.4运算符和表达式
2.4.1C运算符简介
⑴算术运算符
用于各类数值运算。
包括加（+）、减（-）、乘（*）、除（/）、求余（或称模运算，%）、自增（++）、自减（--）共七种。
⑵关系运算符
用于比较运算。
包括大于（>）、小于（<）、等于（==）、大于等于（>=）、小于等于（<=）和不等于（!
=）六种。
⑶逻辑运算符
用于逻辑运算。
包括与（&&）、或（||）、非（!
）三种。
⑷位操作运算符
参与运算的量，按二进制位进行运算。
包括位与（&）、位或（|）、位非（~）、位异或（^）、左移（<<）、右移（>>）六种。
⑸赋值运算符
用于赋值运算，分为：
简单赋值（=）、复合算术赋值（+=,-=,*=,/=,%=）和复合位运算赋值（&=,|=,^=,>>=,<<=）三类共十一种。
⑹条件运算符
这是一个三目运算符，用于条件求值（?
:
）。
⑺逗号运算符
用于把若干表达式组合成一个表达式（，）。
⑻指针运算符
用于取内容（*）和取地址（&）二种运算。
⑼求字节数运算符
用于计算数据类型所占的字节数（sizeof）。
⑽强制类型转换运算符
用于数据类型的转换（（类型））。
⑾成员运行符——分量运算符
用于对象引用其成员（.）。
⑿指向成员运算符——分量运算符
用于通过指向对象的指针访问对象中的成员（->）。
⒀下标运算符
用于通过索引号引用数组中的元素（[]）。
⒁函数调用算符——圆括号运算符
用于说明该标识符为函数并提供参数表（（））。
例：
#include
voidmain（）
{
printf（"%d%d%d\n",20%7,-20%7,20%-7）;
}
程序运行后输出：
6-66
输出都是余数。
2.4.4各类数值型数据之间的混合运算
变量的数据类型是可以转换的。
转换的方法有两种，一种是自动转换，一种是强制转换。
1.自动转换遵循以下规则
1）若参与运算量的类型不同，则先转换成同一类型，然后进行运算。
2）转换按数据长度（占用的字节数）增加的方向进行，以保证精度不降低。
3）值运算中，赋值号两边量的数据类型不同时，赋值号右边量的类型将转换为左边量的类型。
如果右边量的数据类型长度比左边长时，将丢失一部分数据，这样会降低精度。
下图表示了类型自动转换的规则。
例：
#include
voidmain（）
{
floatPI=3.14159f,ss;
ints,r=5;
ss=r*r*PI;
s=r*r*PI;
printf（"s=%d\n",s）;
printf（"ss=%f\n",ss）;
}
程序运行后输出：
s=78
ss=78.539749
2.强制类型转换
格式：
（数据类型）表达式
功能：
返回指数据类型的表达式值
例：
#include
voidmain（）
{
inti=100,j=40;
floatf,ff;
f=i/j;
ff=（float）i/j;//强制转换
printf（"f=%f\n",f）;
printf（"ff=%f\n",ff）;
}
运行结果：
f=2.000000
ff=2.500000
2.4.5自增和自减运算符
自增1运算符记为“++”，其功能是使变量的值自增1。
自减1运算符记为“--”，其功能是使变量值自减1。
自增1，自减1运算符均为单目运算，都具有右结合性。
可有以下几种形式：
++ii自增1后再参与其它运算。
--ii自减1后再参与其它运算。
i++i参与运算后，i的值再自增1。
i--i参与运算后，i的值再自减1。
注意：
++和--运算只能用于变量，而不能用于常量和表达式。
如5++和（a+b）++都是不合法的。
⑵++和--运算的结合方向是“自右至左”，即按右结合进行运算。
例：
#include
voidmain（）
{
inti=3;
inta=-i++;
printf（"a=%di=%i\n",a,i）;
}
程序运行后输出：
a=-3i=4
结果说明：
程序先执行“a=-i”,后执行”i++”,而不是”（-i）++”,不能对表达式（-i）进行++运算。
例：
#include
voidmain（）
{
inti=8;
printf（"%d",++i）;
printf（"%d\n",i）;
printf（"%d",--i）;
printf（"%d\n",i）;
printf（"%d",i++）;
printf（"%d\n",i）;
printf（"%d",i--）;
printf（"%d\n",i）;
printf（"%d",-i++）;
printf（"%d\n",i）;
printf（"%d",-i--）;
printf（"%d\n",i）;
}
例：
#include
voidmain（）
{
inti=5,j=5,p,q;
p=（i++）+（i++）+（i++）;
q=（++j）+（++j）+（++j）;
printf（"%d%d%d%d\n",p,q,i,j）;
}
2.4.6赋值运算符与赋值表达式
1.赋值运算符
一个赋值运算把右边操作数的值赋给左边操作数命名的存储位置。
因此,一个赋值运算的左边操作数必须是可修改的L（左值）。
如：
a=3;
a=a+2;
◇L（左）值和R（右）值表达式的概念
L值——指的是存储器位置的表达式称为“L值”表达式。
R值——用于描述一个表达式的值,
所有的L值都是R值,但R值不都是L值。
如：
i=7;//正确变量名i是一个L值
7=i;//错误常量7是一个R值
j*4=7;//错误表达式j*4产生一个R值
constintci=7;//说明一个const变量（只读变量）
ci=9//错，ci是不可修改的l值
（（i<3）?
i:
j）=7;//错,条件运算返回的是变量的值
2.赋值过程中的类型转换
赋值转换:
当左值类型与右值类型不一致时,系统强制把右值转换为左值的类型，并在赋值发生后把该值存储在左边操作数中。
#include
voidmain（）
{
inti=5.75;
printf（"i=%d\n",i）;
}
程序运行后输出：
i=5
例：
#include
voidmain（）
{
floatf=5;doubleff=5;
}
单步运行可观察到两浮点变量存储的值：
例：
#include
voidmain（）
{
floatf=5;
doubled=123.456789e100;
f=d;//溢出，f没有能存储正确的值
}
单步运行：
#include
voidmain（）
{
intc='a';
printf（"c=%d\n",c）;
}
程序运行后输出：
c=97
例：
#include
voidmain（）
{
inti=0x7fffff4a;
shorts=0x7f4a;
longl=0x7fffff4a;
charc1=i;charc2=s;charc3=l;
}
单步运行程序：
例:
将有符号数据传送给无符号变量。
#include
voidmain（）
{
shortb=-1;
unsignedshorta=b;
printf（"%d%0x\n",a,a）;
printf（"%d%0x\n",b,b）;
}
程序运行后输出：
65535ffff//高位的0没有显示
-1ffffffff//按int型显示
3.复合的赋值运算
复合赋值运算符组合简单赋值运算符和其它双目运算符。
expression1+=expression2
可以理解为
expression1=expression1+expression2
一个复合赋值运算符的操作数必须是整数或浮点类型。
复合赋值运算符：
*=乘法赋值
/=除法赋值
%=余数赋值
+=加法赋值
-=减法赋值
<<=左位移赋值
>>=右位移赋值
&=按位与（AND）赋值
^=按位异或（XOR）赋值
|+按位或（OR）赋值
例：
#include
main（）
{
inta=5;
intb=5;
a*=2;
b+=5;
printf（"%d%d\n",a,b）;
a^=b;
printf（"%d%d\n",a,b）;
return1;
}
程序运行后输出：
1010
010
4.赋值表达式
赋值运算符构成的“变量名=表达式”结构是一个表达式，称为赋值表达式，其“运算”结果为向左边的变量所赋的值。
#include
voidmain（）
{
inta=0;
intb=5;
printf（"%d%d\n",a,a=b）;
}
程序运行后输出：
55
注意：
在printf函数的表达式表中，计算顺序是自右至左。
⑴赋值运算是“自右而左”的结合顺序，即在程序中可以连续用一个数据对多个变量赋值：
”a=b=c=5;”,等价于”a=（b=（c=5））;”:
#include
voidmain（）
{
inta,b,c;
a=b=c=5;
printf（"%d%d%d\n",a,b,c）;
a=（b=（c=10））;
printf（"%d%d%d\n",a,b,c）;
}
程序运行后输出：
555
101010
⑵赋值表达式可以包含复合赋值运算符。
#include
voidmain（）
{
inta=5,b=5;
a+=a-=
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