基本数据类型及运算优秀PPT.ppt
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1、基本数据类型及运算第1页,本讲稿共95页2.1 标标 识识 符符 正确 不正确count 1 counttest123 hi!thereHigh-balance high.balancePI a+b 第2页,本讲稿共95页 说明:(1)与有些程序设计语言的规定不同,在C语言中,标识符中大小写字母是有区别的。程序中基本上都采用小写字母表示各种标识符,如变量名、数组名、函数名等。书写的各种语句也均用小写字母,而大写字母只用来定义宏名等,用的不多。(2)不同的系统对标识符的长度有不同的要求,有的要求为6个字符,有的允许使用8个字符,而Turbo C系统下的有效长度为1至32个字符。(3)除了少数工作
2、单元我们用单个字符作标识符,一般的应做到见名知意,以提高程序的可读性。如用sum表示和,score表示成绩,max表示最大等等。第3页,本讲稿共95页 2.1.2 关键字关键字 ANSI C规定了32个关键字(保留字),不能再用作各种标识符。下面列出32个关键字:auto,break,case,char,const,continue,default,do,double,else,enum,extern,float,for,goto,if,int,long,register,return,short,signed,sizeof,static,struct,switch,typedef,union
3、,unsigned,void,volatile,while。它们用来表示C语言本身的特定成份,具有相应的语义,可构成所有的C语言语句。C语言还使用下列12个标识符作为编译预处理的命令单词,但使用时前面应加“”:define,elif,else,endif,error,if,ifdef,ifndef,include,line,progma,undef。第4页,本讲稿共95页2.2 数据类型数据类型 第5页,本讲稿共95页2.2.1 基本数据类型基本数据类型 1.基本数据类型基本数据类型 表 2.1 C基本数据类型的长度和值域 第6页,本讲稿共95页 字符型(char)变量用于存贮ASCII码字符
4、,也可存贮8位二进制数。整型(int)变量用于存贮整数。因其字长有限,故可表示的整数的范围也有限。单精度实型(float)和双精度实型(double)变量用于存贮实数,实数具有整数和小数两部分或是带指数的数据。表中的值域用绝对值表示。无值型(void)有两种用途:第一是明确地表示一个函数不返回任何值;第二是产生同一类型的指针。第7页,本讲稿共95页 2.类型修饰符类型修饰符 除了无值类型外,基本数据类型可以带有各种修饰前缀。修饰符用于明确基本数据类型的含义,以准确地适应不同情况下的要求。类型修饰符种类如下:signed 有符号unsigned 无符号long 长Short 短 第8页,本讲稿共
5、95页表表 2.2 C基本类型及其修饰符的所有组合基本类型及其修饰符的所有组合 第9页,本讲稿共95页 不同的计算机系统对各类数据所占内存字节数有不同的规定,如int型有的系统占16位,有的占32位。long double型有的占128位,有的占64位。有符号(signed)和无符号(unsigned)的整型量的区别在于它们的最高位的定义不同。如果定义的是有符号的整型(signed int),C编译程序所产生的代码就设定整型数的最高位为符号位,其余位表示数值大小。如最高位为0,则该整数为正;如最高位为1,则该整数为负。例如用8位二进制表示时:第10页,本讲稿共95页 大部分计算机表示有符号数时
6、都使用二进制补码。原因及细节将在微机原理课上学习。补码的求法很简单:正数补码即原码;负数的补码是将其对应原码的各位(除符号位外)按位求反,然后加1。上述四个数用 8 位二进制表示有符号数时机内补码值为:第11页,本讲稿共95页 有符号整数对于许多运算都是很重要的。但是它所能表达的最大数的绝对值只是无符号数的一半。例如,32767的有符号整数表示为:0111111111111111如果最高位设置为1,则该数就会被当作-1。然而,如将该数定义为无符号整型(unsigned int),那么当最高位设置为1时,它就变成了65535。第12页,本讲稿共95页 3.访问修饰符访问修饰符 C语言有两个用于控
7、制访问和修改变量方式的修饰符,它们分别是常量(const)和易变量(volatile)。带const修饰符定义出的常量在程序运行过程中始终保持不变。例如:const int num;将产生整型常量num,其值不能被程序所修改,但可以在其它类型的表达式中使用。const型量可以在其初始化时直接被赋值,或通过某些硬件的方法赋值,例如num要定义成100,可写成:const int num=100;以后程序中出现num的地方就是100,也不能再被改变。第13页,本讲稿共95页 volatile修饰符用于提醒编译程序,该变量的值可以不通过程序中明确定义的方法来改变。例如一个全程变量用于存贮系统的实时时
8、钟值,在这种情况下,变量的内容在程序中没有明确的赋值语句对它赋值时,也会发生改变。这一点是很重要的,因为在假定表达式内变量内容不变的前提下,C编译程序会自动地优化某些表达式,有的优化处理将会改变表达式的求值顺序。修饰符volatile就可以防止上述情况发生。const和volatile可以同时使用。例如,假设0 x30是一个只随外部条件而变化的口地址值,那么就恰好需要用下述说明来避免偶然因素所产生的副作用的影响。const volatile unsigned char*port=0 x30;第14页,本讲稿共95页 2.2.2 构造数据类型构造数据类型 数组是一组连续、有序的存放在一起的具有相
9、同类型的数据。结构体是将不同类型的数据按一定顺序存放在一起的数据结构。共用体是将不同类型的数据都存放在同一起始地址的内存单元中,共用一段内存以节省内存单元。枚举是只有几种可能的值,将其一一列举出来。实际是用符号来表示若干个可取的整型值,它是整型的一个子集。第15页,本讲稿共95页 2.2.3 指针类型指针类型 指针是C语言中一个重要概念。正确而灵活地运用它,可以有效地表示复杂的数据结构;能动态分配内存;能方便地使用字符串;有效而方便地使用数组;在调用函数时能得到多于一个的值;能直接处理内存地址等。指针类型迥异于前述各种数据类型,不管是简单类型的数据,还是构造类型数据,均是代表数据的,而指针类型
10、是代表地址的。第16页,本讲稿共95页2.3 常常 量量2.3.1 数值常量数值常量 1.整型常量整型常量 整型常量也称为整型常数或整数。C整型常量按进制分可分为十进制整数,八进制整数和十六进制整数。1)十进制整数 十进制整数以正负号开头,后跟09的若干位数字构成。如123,-456,0等。第17页,本讲稿共95页 2)八进制整数 八进制整数是以正负号开头,第一位数字一定是0,后面跟07的数字。如八进制数0123,相当于十进制数83;八进制数-012,相当于十进制数-10。八进制数与十进制数的转换,方法如下:0123=182+281+380=64+16+3=83 第18页,本讲稿共95页 3)
11、十六进制整数 十六进制整数是以正负号开头,前两位为0 x,后面跟09和af的数字。其中a代表10,b代表11,其余类推。如十六进制数0 x123,相当于十进制数291;十六进制数-0 x12,相当于十进制数-18。十六进制数转换成十进制数,方法如下:0 x123=1162+2161+3160=256+32+3=291 0 x1ab=1162+10161+11160=256+160+11=427 第19页,本讲稿共95页 4)二进制数,字节,字,位计算机内所有的信息均用二进制表示,即计算机内只有0和1,也只认识由0和1组成的程序或数据。为什么在计算机中要使用二进制数呢?因为二进制数运算规则简单,
12、用物理器材容易实现,如电压的高与低,开关的开与关,脉冲的有与无等等。一个二进制数0或1,称为“位”(bit)。在计算机存贮器中,为了便于管理,常将 8 个位称为一个“字节”(byte),每个字节存放在一个存贮单元中,每个单元赋于一个存贮地址。计算机在处理数据时,每一个数据是一个“字”(word),字是由若干字节组成。字可以是1个字节(字符),2个字节(整数),4个字节(实数,长整型数),8个字节(双精度实数)等等。第20页,本讲稿共95页2.单精度实型常量单精度实型常量 1)小数形式 一个实数可以是正负号开头,有若干位09的整数,后跟一个小数点(必须有),再有若干位小数部分。如123.456,
13、-21.37。数12用实数表示必须写成12.0或12.。一个实数有数值范围和有效位数的限制。实数的数值范围是3.410-38|x|3.41038,当小于3.410-38时按0对待(下溢),而大于3.41038时则上溢,一个溢出的数是无意义的。实数仅有7位有效数字,超过七位的将是不精确的。如1.2345678,在计算机内仅保留为1.234567,第八位数无法保留而失去,并不是第八位向第七位四舍五入。当上面的数要求用小数五位表示时,则表达为1.23457,即第七位向第六位四舍五入。第21页,本讲稿共95页 2)指数形式 实数的指数形式也称为科学计数法。一个实数的指数形式分成尾数部分和指数部分。尾数
14、部分可以是整数形式或小数形式,指数部分是一个字母“e”后跟一个整数。如123e+01,-456.78e-01,0e0等。由于实数仅有7位有效数字,因此在内存中用三个字节来表示尾数,用一个字节来表示指数,所以指数部分用两位整数来表示。在书写时“e”与“E”完全等价。“e”前面必须有数字,“e”后面必须是整数。第22页,本讲稿共95页 3.双精度常量双精度常量 当一个数用实数表达时,仅有七位有效数字,用长整型表达时仅有十位有效数字,实数的数值范围也只能小于3.41038。当超过以上范围时,我们可以用双精度常量来表达。双精度常量的取值范围由1.710-308|x|1.710308,有效位可达16位左
15、右。一个数当超过长整型数表达范围或超过实数表达范围时均按双精度常量对待。一个双精度常量在内存中占8个字节。长双精度常量取值范围在10-4931104932之间,有19位有效数字,在内存中占16个字节。但它是由计算机系统决定的,在Turbo C中,与double型一致。第23页,本讲稿共95页2.3.2 字符常量字符常量 表 2.3 控制字符表示法 第24页,本讲稿共95页2.3.3 字符串常量字符串常量 第25页,本讲稿共95页 2.3.4 符号常量符号常量 1.不带参数的宏定义不带参数的宏定义 宏定义命令define用来定义一个标识符和一个字符串,在程序中每次遇到该标识符时就用所定义的字符串
16、替换它。这个标识符叫做宏名,替换过程叫做宏替换或宏展开。宏定义命令define的一般形式是:define 宏名 字符串 第26页,本讲稿共95页 例如你想用PI表示数值3.14159,可以用宏定义define来说明:define PI 3.14159这样在编译时,每当在源程序中遇到PI就自动用3.14159代替,这就是宏展开。若定义了一个宏名,这个名字还可以做为其它宏定义的一个部分来使用。例如:define PI 3.14159 define PI2 2*PI则在程序中出现的“PI2”处被“2*3.14159”来替换。第27页,本讲稿共95页 应注意宏替换仅是简单地用所说明的字符串来替换对应的
17、宏名,无实际的运算发生,也不作语法检查。例如:define PI 3.14159;area=PI*r*r;经过宏替换后,该语句展开为 area=3.14159;*r*r;然后经编译将出现语法错误。第28页,本讲稿共95页在C语言程序中习惯上用大写字母作为宏名。undef 宏名来终止其作用域。例如:define PI 3.14159 main()undef PI f1()第29页,本讲稿共95页例例 2.1 宏定义的使用。程序:define R 3.0 define PI 3.1415926 define L 2*PI*R define S PI*R*R main()printf(L=%fn S
18、=%fn,L,S);运行情况如下:L=18.849556S=28.274333经过宏展开后,printf函数调用语句被展开为:printf(L=%fn S=%fn,2*3.1415926*3.0,3.1415926*3.0*3.0);而在双引号内的L,S将不被替换,即字符串内与宏名相同的部分将不替换。第30页,本讲稿共95页 2.带参数的宏定义带参数的宏定义 它不是进行简单的字符串替换,还要进行参数替换。其定义的一般形式为:define 宏名(参数表)字符串 其中字符串中包括参数表中所指定的参数。在使用时,要将程序中宏名后的实际参数代入字符串中参数的位置。例如:define S(a,b)a*b
19、 area=S(3,2);经编译预处理,该语句被展开成 area=3*2;第31页,本讲稿共95页 说明:(1)宏名和参数表左括号之间不能有空格,否则按不带参宏替换了。(2)字符串中应注意括号的使用,以保证运算次序。如上例改成area=S(1+2,2);经展开后变成area=1+2*2;这就不合我们的要求了。此时,可改写成 define S(a,b)(a)*(b)area=S(1+2,2)经展开后变成 area=(1+2)*(2);就不会出现错误了。第32页,本讲稿共95页2.4 变变 量量 2.4.1 变量的定义变量的定义 1.变量定义变量定义变量定义的一般形式如下:类型 变量名表;这里,类
20、型(type)必须是C语言的有效数据类型。变量名表可以是一个或多个标识符名,中间用逗号分隔,最后以分号结束。以下是一些变量定义的例子:int i,j,num;float a,b,sum;unsigned int ui;char c,ch,name;double x,total;第33页,本讲稿共95页 2.说明说明 (1)变量名可以是C语言中允许的合法标识符,用户定义时应遵循“见名知意”的原则,以利于程序的维护(今后所有标识符均如此,不再重复)。(2)每一个变量都必须进行类型说明,这样就可以保证程序中变量的正确使用。未经类型说明的变量在编译时将被指出是错误的,也就是变量要先定义,后使用。(3)
21、当一个变量被指定为某一确定类型时,将为它分配若干相应字节的内存空间。如char型为1字节,int型为2字节,float为4字节,double为8字节。当然,不同的系统可能稍有差异。第34页,本讲稿共95页 (4)变量可以在程序内的三个地方定义:在函数内部,在函数的参数(形参)定义中或在所有的函数外部。由此定义的变量分别称为局部变量,形式参数和全局变量。在不同地方定义的变量,其作用范围不同。在同一层次定义的变量,不能与数组、指针、函数和其它变量同名。(5)变量是用来存放数据的,由于数据有不同的类型,因此要定义相应类型的变量去存放它。这些数据称为相应变量的值。第35页,本讲稿共95页2.4.2 C
22、语言中各种类型的变量语言中各种类型的变量 1.整型变量整型变量 整型变量用来存放整型数值。整型变量可分为:基本型(int),短整型(short int或short),长整型(long int或long)和无符号型(unsigned int,unsigned short,unsigned long)。前三种整型变量存贮单元的最高位为符号位。0表示为正,1表示为负。无符号型变量存贮单元的所有位均表示数值。具体可参看表2.2。在使用整型变量时一定要注意数值的范围,超过该变量允许的使用范围将导致错误的结果。第36页,本讲稿共95页 2.实型变量实型变量 实型变量分为单精度型(float)和双精度型(d
23、ouble)两类。其存放数据的差别是:单精度变量占4个字节内存单元,有7位有效数字,数值范围在3.4e-383.4e+38之间。而双精度变量占有8个字节内存单元,有1516位有效数字,数值范围在1.7e-3081.7e+308之间。第37页,本讲稿共95页 3.字符型变量字符型变量 字符型(char)变量内存放字符型常量,在内存单元中仅占一个字节。其内存中存放的是该字符的ASCII码,因此字符型变量也可存贮数值范围为0255或-128127之间的整型常数。在C语言中,字符型与整型的界限不是很分明的,在一个字节内是可互相转换的。第38页,本讲稿共95页 4.枚举型变量枚举型变量 枚举型是一个整型
24、常量的集合。这些常量指定了所有该类型变量可能具有的各种合法值。枚举在我们日常生活中十分常见。例如,星期的枚举为:星期日,星期一,星期二,星期三,星期四,星期五,星期六。枚举的定义形式是:enum 枚举类型名 枚举元素表 变量表;第39页,本讲稿共95页 其中枚举类型名和枚举变量表是选择项。下面我们来看一个枚举类型的定义和变量定义的例子:enum weekday sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat;enum weekday workday,restday;其中第一句是定义枚举类型enum weekday,weekday是枚举类型名,而花括号内是该枚举型变量可能具有的各种情况的
25、一一列举。第二句是定义枚举型变量,即变量workday,restday是属于enum weekday枚举类型的,该枚举型变量只能赋予花括号内的常量,例如:workday=mon;restday=sun;第40页,本讲稿共95页枚举类型的定义和变量的定义有三种形式:(1)上面举例即是,即枚举类型和枚举变量是分别定义的。(2)可将上述形式合并成一句:enum weekday sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat workday restday;(3)当只有一种枚举类型时,可省略枚举类型名:enum sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat workday,restd
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