《C语言程序设计 》教案 第二章 基本数据类型和表达式.doc

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1、C语言程序设计课程教案表授课题目第二章 基本数据类型和表达式（3）课时安排2授课时间教学目的和要求1掌握：指针运算2了解：位运算符及逗号运算符教学内容1基本内容：（1）指针运算（2）其他运算符及表达式2重点：指针变量的定义与应用、指针运算3难点：指针运算讲课进程和时间分配、地址与指针的概念 （15分钟）（1）变量的指针与变量的值1)地址:在计算机中，把内存区划分为一个一个的存储单元，每个单元为一个字节（位），它们都有一个编号，这个编号就是内存地址板书上面这个图，以便使学生更好地理解内存地址。如有定义：char c=A; int a=3; 则所占内存情况如下： 注意：c和a的地址可能相邻，也可能

2、不相邻，是由系统分配的，我们不用关心。【例2.11】输出变量的值和变量的指针(地址)。main()201202203主任办公室书记办公室秘书办公室 int a=10,b=20； char c=X,d=Y； float e=5.6,f=-2.8； printf(“%d,%dn”,a,b)； printf(“%c,%cn”,c,d)； printf(“%f,%fn”,e,f)； printf(“%p,%p,%p,%p,%p,%pn”,a,b,c,d,e,f)； 输出结果:12,20通过上述例题，使学生区分变量的值和变量地址（指针）两个专业术语。（2）变量的指针和指针变量C语言中一个变量所分配的内存

3、空间首字节地址，称为该变量的指针(地址)。一个指针变量的值是存放另一个变量的地址。例如： int a=10,*p; p=&a; 将变量a的地址赋给指针变量p,如图2-9所示。 2、指针变量的定义与引用 （20分钟）（1）指针变量的定义指针变量的定义格式：数据类型 *； 说明：“*”表示该变量为一个指针变量。为指针变量名，取名规则与一般变量取名规则相同。例 ：int *p1； /*定义p1为指向整型变量的指针变量*/ char *c1； /*定义c1为指向字符型变量的指针变量*/ float *f1； /*定义f1为指向实型变量的指针变量*/以上定义的3个指针变量，其中，p1可以存放整型变量的地

4、址；c1存放字符型变量的地址；f1存放实型变量的地址。（2）与指针有关的两个运算1） & 取地址运算符作用：取变量内存单元的地址。取变量地址的运算符“&”在前面输入语句时已经使用过。如：scanf(“%d”,&a);/*向变量a的地址中输入数据 */ 一个指针变量只能指向其定义中所说明的数据类型。例：int a,*p1； char c,*c1; p1=&a； /*把变量a的地址赋给指针变量 p1 */ c1=&c; /*把变量c的地址赋给指针变量 c1 */以上定义的p1、c1两个指针变量，p1的值是变量a的指针；c1的值是变量c的指针。2） * 取内容运算符 作用：取指针变量所指变量的值，又

5、称间接访问运算符考虑：存储单元的地址与变量间有什么样的关系?看下面例子:用现实生活中的例子使学生更好地理解上述问题，并找到两者之间联系。主任办公室 书记办公室 教学秘书办公室201 202 203此处房间相当于存储单元、房间号相当于地址、“主任办公室”等相当于变量名。因此，对存储单元的访问，既可以通过变量名来实现，也可以通过地址来访问。结论：对一个变量的访问（访问是指存、取其值或赋值等操作）有两种方式：直接访问间接访问直接访问：即直接通过变量名所对应的地址访问数据。例：main() int a=5； printf(“a=%dn”,a)； 运行结果：a=5 通过变量名a与地址的对应关系，找到a的

6、地址，然后从地址中取出数据5输出间接访问：即通过一个指针变量来访问数据。间接访问即先把某一变量的地址保存在一个指针变量中，若对该变量的数据进行操作，先要找到保存该变量地址的指针变量，然后从指针变量中取出保存的地址，再从地址中取出数据进行运算。例：main() int a=10,*p； p=&a； /* 将变量a的地址赋给指针变量p */ printf(“a=%dn”,*p)；/* *p是取出p所指向的变量a的地址65500中的值*/ 运行结果：a=10 （3）指针变量的定义与引用指针变量的初始化的一般格式如下：数据类型 *=&变量名；例：int a,*p=&a； 指针变量初始化的过程是：系统按

7、照所定义的类型，在内存中为变量a与指针变量p分配存储空间。同时，将变量a的地址送给指针变量p中。在上面的定义中，p指向a。 定义指针变量的目的是，为了通过指针变量去引用（访问）内存单元。当一个指针变量得到一个变量的地址后，就可以用指针对变量进行操作。【例2.12】用两种方式输出变量的值。 main() int a=10,b=20; int *p1=&a；/*指针变量的初始化*/ int *p2=&b； printf(“a=%d，b=%dn”,a,b)； printf(“*p1=%d,*p2=%dn”*p1,*p2)； 运行： a=10,b=20*p1=10,*p2=20分析结果：第一个打印语句

8、printf(“a=%d，b=%dn”,a,b)；是用直接方式输出。第二个printf(“*p1=%d,*p2=%dn”*p1,*p2)；是用间接访问方式输出，其执行过程是： a的地址赋给指针变量p1，b的地址赋给指针变量p2。p1指向a,p2指向b(如图2-11所示)。*p1和*p2是分别从其内存单元中取出的值65500和65502。然后，从地址65500、65502中分别取出值10、20输出。以上表明：当p1=&a;则p1的值是a的地址；*p1是a的值，即*p1与a等价。对某一个变量进行运算，可以用两种方法来进行:用变量名；用指针运算符“*”，取指针变量所指变量的值。【例2.13】分析程序

9、运行结果。 main() int a=10,b=8,c,d,*p1,*p2； p1=&a;p2=&b； c=*p1+*p2； d=*p1-*p2； Printf(“a+b=%dn”,c)； Printf(“a-b=%dn”,d)； 运行结果：a+b=18 a-b=2说明：p1的值是a的地址，*p1是取p1所指变量的值，即a的值，所以*p1与a等价。同理，*p2与b等价。所以有：c=*p1+*p2与c=a+b等价；c=*p1-*p2与c=a-b等价。 3、指针运算 （20分钟）指针运算就是地址运算。（1）指针的算术运算1)指针加、减整数的运算 设：p为指针变量，n为正整数。则表达式p+n，为p的

10、当前值后面第n项数据的地址。p+n与p之间有多少个单元，与p所指向的数据类型有关。如int型变量在内存占2个字节，若p为指向int型变量，p+,指针自动向后移动2个字节,p+2则向后移动4个字节。同理，表达式p-n为p的当前值前移第n项数据的地址，-p，则p前移动2个字节。 因此，p+n是按数据类型存储单元比例增大，而不是直接加n。所以有： int a,*p1; p1=&a; char c,*pc;pc=&c; float f,*fp;fp=&f;p1+2; /*p1向后移动4个字节*/ pc+2; /*pc向后移动2个字节*/ pf+2; /*pf向后移动8个字节*/同理：p1-3; /*p

11、1向前移动6个字节*/ pc-2; /*pc向前移动2个字节*/ pf-2; /*pf向前移动8个字节*/两个指针相加无意义2)指针变量自加自减运算 仍设p为指向int 型的指针变量。下面由运算符+、-作用于指针p，构成4个表达式。 *p+ 取p的当前值，然后p=p+1,即指针向后移动2个字节。 *p- 取p的当前值，然后p=p-1, 即指针向前移动2个字节。 *（+p）指针向后移动2个字节，然后取p的当前值。 *（-p）指针向前移动2个字节，然后取p的当前值。 指针向前（-）或向后（+）移动的字节数，与定义的指针类型有关。（2）指针的赋值运算可以把一个变量的地址赋值给一个指针变量，或者将一个

12、有确定指向的指针变量的值，赋给另一个相同类型的指针变量。如：int a,b,*p1,*p2; /* 定义2个整型变量及2个指向整型变量的指针变量*/p1=&a; /* 变量a的地址赋给p1 */p2=p1; /* p1的值赋给p2 ,即p1,p2同时指向变量a */(3)指针的关系运算指向同类型的两个指针p1与p2，如，p1值所表示的地址码在p2值所表示的地址码之前时，表达式p1p2的值为1。指针与一般的整型数据的比较无意义。注：“&”取地址符号不能用于常量或表达式，因为它们没有地址。符号“*”的两种用途：当“*”出现在变量的定义位置，表示定义指针变量；当出现在语句行中，是取指针变量所指变量的

13、值，又称间接访问运算符。这是初学者容易迷惑的地方。4、位运算符 （15分钟）位（bit）运算使C语言具备了部分低级语言的特征和功能。位运算可直接对内存的基本单位“字节”（byte）按二进制进行控制和操作。 位运算符共有6个： 1.按位与（&） 2.按位或（|） 3. 按位异或（） 4.按位求反（） 5.左移（），由于位操作是按二进制进行运算，所以运算量一般为无符号整型或字符型。操作数可以是常量、变量或表达式 。（1）按位与（&） 操作规则：参加运算的两个运算量，如果两个相应的位均为1，则该位的结果为1，否则为0。即： 0&0=0 0&1=0 1&0=0 1&1=1 例如： & （按位与&） （

14、结果） 按位与的主要用途为： 1)清零。要将一个运算量的每个位清零（屏蔽），例如a的值为，b的值为，a&b的结果是，相当于把a的低4位屏蔽，高4位不变。 2)取一个数中的某些位。若要把某数的某些二进制位取出来，可以把其它位清零，把需要取出的位作按位与即可。（2）按位或| 操作规则：参加运算的两个运算量，其相应的位中只要有一个为1，则该位的结果为1，否则为0。即： 0|0=0 0|1=1 1|0=1 1|1=1 例如： | （按位或|） （结果） 按位或常用来对一个数的某些位置为1。一个数为a，要将其低字节全置为1，即低字节为，可将该数与255（十六进制为FF,二进制为）按位或即可。 （3） 按

15、位异或（）操作规则：参加运算的两个运算量，当相应位相同时，其结果在该位为0，相应位不同时，其结果在该位为1，即按位相加，但不进位。即：00=0 01=1 10=1 11=0 例如： （按位异或） （结果） 按位异或的主要用途为： 使指定位翻转。即由1变为0，由0变为1。如：要对的低4位翻转，将其与按位异或即可。 （按位异或） （结果） 可以看到，凡是与1异或的都变反了，而与0异或的位原封不动。2)不使用临时变量，交换两个值。 方法为：若有两个数a=3，二进制=(011)和b=4，二进制(100)，通过下面的赋值语句可将a和b的值互换： a=ab; /* a=(011100)=111 */ b=

16、ba; /*b=(100111)=011，b=3 */ a=ab; /*a=(111011)=100，a=4 */ 3）与0相，保留原值。（4）按位求反（）操作规则：运算符是一个单目运算符，用来对一个数的二进制表示按位求反，即将0变成1，将1变成0。 0 = 1 1 = 0（5）左移（） 操作规则：将一个数的各二进制位全部左移若干位，左移后，右边的这些位用0填补，左边移出的位舍弃不用。运算符右边的表达式表示向左移位的位数。 例如：a=a2；若a=15，即二进制，左移两位后变为： 后赋值给a。 左移可以扩大原数的倍数。即：将一个数左移1位，相当于该数乘以2；左移2位相当于该数乘以4。如上例中a=

17、15，则a=a）操作规则：将一个数的各二进制位全部右移若干位，运算符右边的表达式表示向右移位的位数。右移后，右边移出的位被舍弃，而左边的填补分两种情况：该数为无符号数，则高位补0。 例如：a=a2;若a=15，二进制为，右移2位后为。该数为有符号数，若原来的符号位为0（最高位为0，即正数），则高位补0，如上例所示。若原来的符号位为1（即该数为负数），高位补0或1，取决于所使用的计算机系统。有的系统补0，称为逻辑右移；有的系统补1，称为算术右移。5、逗号运算符 （15分钟）逗号运算符为“，”。逗号表达式是用逗号运算符把两个表达式组合成的一个表达式。其一般形式为： 表达式1，表达式2 说明：(1)

18、逗号表达式的执行过程是:先求表达式1的值，再求表达式2的值，表达式2的值就是整个逗号表达式的值。 例如：a=8，a+10；先对a=8进行处理，然后计算a+10，因此上述表达式执行完后，a的值为8，而整个表达式的值为18。(2)一个逗号表达式可以与另一个表达式构成一个新的逗号表达式。 例如：（a=2*8，a*5），a+10构成一个逗号表达式，先计算a=2*8的值，a=16，然后再计算a*5=80。（a=2*8，a*5）的值为80，最后计算a+10，此时a的值没有变，仍为16，那么逗号表达式（a=2*8，a*5），a+10的值为a+10的值，即为26。(3)逗号运算符是所有运算符中级别最低的。【例

19、2.14】分析程序运行结果。 main() int x,y； x=50； y=(x=x-5,x/5) /* x的初值=50，减5后为45，再被5除，所以y=9 */ printf(“y=%dn”,y); 运行结果：y=9使用逗号表达式的目的仅仅是为了得到各个表达式的值，如，可用如下逗号表达式语句交换 a和b两个变量中的数值：t=a，a=b，b=t；等价于：t=a；a=b；b=t；注意：逗号表达式常用于for语句中，它可以表达多个初值或多个步长增量。逗号运算符不要随意乱用，特别容易出错。6、总结 （5分钟）讨论、思考题、作业：实验指导书习题参考资料（含参考书、文献等）：叶斌 陈世强. C语言程序设计. 北京：科学出版社授课类型：理论课 讨论课 实验课 练习课 其他教学方式：传统授课 双语 讨论 示教 指导 其他教学资源：多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他