第２章  C语言的数据和运算
[目的要求]
1. 了解C语言的数据类型；
2. 掌握常量与变量的概念；
3. 掌握整型、实型、字符型数据的常量和变量的引用方法；
4. 掌握简单的输入和输出；
5. 掌握变量赋初值的方法；
6. 掌握各类数据的混合运算；
7. 掌握算术、关系、逻辑运算符和算术、关系、逻辑表达式；
8. 掌握赋值运算符和赋值表达式、逗号运算符和逗号表达式。
[基本内容]
1. C语言的数据类型；
2. 常量与变量；
3. 简单的输入(scanf())和输出(printf())；
4. 运算符和表达式。
[重点难点]
1．重点：
数据类型、表达式。
2．难点：
变量、表达式。
[课时安排]
4学时。
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。
2．对数据处理的描述，即电脑算法。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，著名电脑科学家沃思〔Nikiklaus Wirth〕提出一个公式：
数据结构 + 算法 = 程序

2.2 C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。
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。
本章将介绍基本类型中的整型、实型和字符型三种数据。
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。
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TC V2.0 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。
标识符命名的良好习惯──见名知意 ：
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， float radius, 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， float radius=2.5, length, area;
2.4 整型数据
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〔unsigned short〕和无符号长整型〔unsigned long〕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 –215--〔 215  -1 〕，即 -32768~32767 ；一个 unsigned 型变量的值域为： 0~ 〔216 -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，以int表示。
〔2〕短整型，以short int表示，或以short表示。
〔3〕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。
注：C标准没有具体规定以上各类数据所占内存字节数，只要求long型数据长度不短于int型，short型不长于int型。具体如何实现，有各电脑系统自行决定。
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 long int 型变量；其值在 - ２31 -- 〔２31 - １〕的整型常量，就只能赋给 long int 型变量。
2.5 实型数据
2.5.1 实型变量
Ｃ语言的实型变量，分为两种：
c语言中逗号表达式的用法〔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、double型或long double型〕。根据变量的类型截取实型常量中相应的有效位数字。例如：
float a;
a=111111.111;
由于float型变量只能接收7位有效数字，因此最后两位小数不起作用。
2.6 字符型数据
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。
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。
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，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。
〔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。
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假设干字符序列。
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，“How do you do.”、“Good morning.”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〕。
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。
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' 。
2.7 算术运算与算术表达式
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 /
C 语言规定：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。
〔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。
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。
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。
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。
〔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 )( 被转换的表达式 )
当被转换的表达式是一个简单表达式时，外面的一对圆括号可以缺省。
例如，
(double)a〔等价于(double)(a)〕 /* 将变量a的值转换成double型 */

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。