C程序设计第2章.pptx
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1、数据类型基本类型整型短整型(short int)整型(int)长整型(long int)字符型(char)浮点型单精度型(float)双精度型(double)长双精度型(long double)布尔型(bool)构造类型枚举类型(enum)数组类型结构体类型(struct)共用体类型(union)类类型(class)指针类型引用类型空类型(void)布尔型就是逻辑型,空类型就是无值型。第1页/共71页C+的数据包括常量与变量,常量与变量都具有类型。由以上这些数据类型还可以构成更复杂的数据结构。例如利用指针和结构体类型可以构成表、树、栈等复杂的数据结构。C+并没有统一规定各类数据的精度、数值范围
2、和在内存中所占的字节数,各C+编译系统根据自己的情况作出安排。书中表2.1列出了Visual C+数值型和字符型数据的情况。第2页/共71页说明:(1)整型数据分为长整型(long int)、一般整型(int)和短整型(short int)。在int前面加long和short分别表示长整型和短整型。(2)整型数据的存储方式为按二进制数形式存储,例如十进制整数85的二进制形式为1010101,则在内存中的存储形式如图2.1所示。图2.1第3页/共71页(3)在整型符号int和字符型符号char的前面,可以加修饰符signed(表示“有符号”)或unsigned(表示“无符号”)。如果指定为sig
3、ned,则数值以补码形式存放,存储单元中的最高位(bit)用来表示数值的符号。如果指定为unsigned,则数值没有符号,全部二进制位都用来表示数值本身。例如短整型数据占两个字节,见图2.2。图2.2第4页/共71页有符号时,能存储的最大值为215-1,即32767,最小值为-32768。无符号时,能存储的最大值为216-1,即65535,最小值为0。有些数据是没有负值的,可以使用unsigned,它存储正数的范围比用signed时要大一倍。(4)浮点型(又称实型)数据分为单精度(float)、双精度(double)和长双精度(long double)3种,在Visual C+6.0中,对fl
4、oat提供6位有效数字,对double提供15位有效数字,并且float和double的数值范围不同。对float分配4个字节,对double和long double分配8个字节。(5)表中类型标识符一栏中,方括号 包含的部分可以省写,如short和short int等效,unsigned int和unsigned等效。第5页/共71页常量的值是不能改变的,一般从其字面形式即可判别是否为常量。常量包括两大类,即数值型常量(即常数)和字符型常量。如12,0,-3为整型常量,4.6,-1.23为实型常量,包含在两个单撇号之间的字符为字符常量,如a,x。这种从字面形式即可识别的常量称为“字面常量”或
5、“直接常量”。2.2 常量 2.2.1 什么是常量第6页/共71页数值常量就是通常所说的常数。在C+中,数值常量是区分类型的,从字面形式即可识别其类型。1.整型常量(整数)的类型在上一节中已知道:整型数据可分为int,short int,long int以及unsigned int,unsigned short,unsigned long等类别。整型常量也分为以上类别。为什么将数值常量区分为不同的类别呢?因为在进行赋值或函数的参数虚实结合时要求数据类型匹配。那么,一个整型常量怎样从字面上区分为以上的类别呢?2.2.2 数值常量第7页/共71页(1)一个整数,如果其值在-32768+32767范
6、围内,认为它是short int型,它可以赋值给short int型、int型和long int型变量。(2)一个整数,如果其值超过了上述范围,而在-2147483648+2147483647范围内,则认为它是long int型,可以将它赋值给一个int或long int型变量。(3)如果某一计算机系统的C+版本(例如Visual C+)确定int与long int型数据在内存中占据的长度相同,则它们能够表示的数值的范围相同。因此,一个int型的常量也同时是一个long int型常量,可以赋给型或long int型变量。(4)常量无unsigned型。但一个非负值的整数可以赋值给unsigne
7、d整型变量,只要它的范围不超过变量的取值范围即可。第8页/共71页一个整型常量可以用3种不同的方式表示:(1)十进制整数。如1357,-432,0等。在一个整型常量后面加一个字母l或L,则认为是long int型常量。例如123L,421L,0L等,这往往用于函数调用中。如果函数的形参为long int,则要求实参也为long int型,此时用123作实参不行,而要用123L作实参。(2)八进制整数。在常数的开头加一个数字0,就表示这是以八进制数形式表示的常数。如020表示这是八进制数20,即(20)8,它相当于十进制数16。(3)十六进制整数。在常数的开头加一个数字0和一个英文字母X(或x)
8、,就表示这是以十六进制数形式表示的常数。如0X20表示这是十六进制数20,即(20)16,它相当于十进制数32。第9页/共71页2.浮点数的表示方法一个浮点数可以用两种不同的方式表示:(1)十进制小数形式。如21.456,-7.98等。它一般由整数部分和小数部分组成,可以省略其中之一(如78.或.06,.0),但不能二者皆省略。C+编译系统把用这种形式表示的浮点数一律按双精度常量处理,在内存中占8个字节。如果在实数的数字之后加字母F或f,表示此数为单精度浮点数,如1234F,-43f,占4个字节。如果加字母L或l,表示此数为长双精度数(long double),在GCC中占12个字节,在Vis
9、ual C+6.0中占8个字节。第10页/共71页(2)指数形式(即浮点形式)一个浮点数可以写成指数形式,如3.14159可以表示为0.314159101,3.14159100,31.415910-1,314.15910-2等形式。在程序中应表示为:0.314159e1,3.14159e0,31.4159e-1,314.159e-2,用字母e表示其后的数是以10为底的幂,如e12表示1012。其一般形式为数符 数字部分 指数部分上面各数据中的0.314159,3.14159,31.4159,314.159 等就是其中的数字部分。可以看到:由于指数部分的存在,使得同一个浮点数可以用不同的指数形式
10、来表示,数字部分中小数点的位置是浮动的。例如:第11页/共71页a=0.314159e1;a=3.14159e0;a=31.4159e-1;a=314.159e-2;以上4个赋值语句中,用了不同形式的浮点数,但其作用是相同的。在程序中不论把浮点数写成小数形式还是指数形式,在内存中都是以指数形式(即浮点形式)存储的。例如不论在程序中写成314.159或314.159e0,31.4159e1,3.14159e2,0.314159e3等形式,在内存中都是以规范化的指数形式存放,如图2.3所示。图2.3第12页/共71页数字部分必须小于1,同时,小数点后面第一个数字必须是一个非0数字,例如不能是0.0
11、314159。因此314.159和314.159e0,31.4159e1,3.14159e2,0.314159e3在内存中表示成0.314159103。存储单元分为两部分,一部分用来存放数字部分,一部分用来存放指数部分。为便于理解,在图2.3中是用十进制表示的,实际上在存储单元中是用二进制数来表示小数部分,用2的幂次来表示指数部分的。对于以指数形式表示的数值常量,也都作为双精度常量处理。第13页/共71页1.普通的字符常量用单撇号括起来的一个字符就是字符型常量。如a,#,%,D都是合法的字符常量,在内存中占一个字节。注意:字符常量只能包括一个字符,如AB 是不合法的。字符常量区分大小写字母,如
12、A和a是两个不同的字符常量。撇号()是定界符,而不属于字符常量的一部分。如couta;输出的是一个字母“a”,而不是3个字符“a”。2.2.3 字符常量第14页/共71页2.转义字符常量除了以上形式的字符常量外,C+还允许用一种特殊形式的字符常量,就是以“”开头的字符序列。例如,n代表一个“换行”符。“coutn;”将输出一个换行,其作用与“coutendl;”相同。这种“控制字符”,在屏幕上是不能显示的。在程序中也无法用一个一般形式的字符表示,只能采用特殊形式来表示。常用的以“”开头的特殊字符见书中表2.2。第15页/共71页3.字符数据在内存中的存储形式及其使用方法将一个字符常量存放到内存
13、单元时,实际上并不是把该字符本身放到内存单元中去,而是将该字符相应的ASCII代码放到存储单元中。如果字符变量c1的值为a,c2的值为b,则在变量中存放的是a的ASCII码97,b 的ASCII码98,如图2.4(a)所示,实际上在内存中是以二进制形式存放的,如图2.4(b)所示。图2.4第16页/共71页既然字符数据是以ASCII码存储的,它的存储形式就与整数的存储形式类似。这样,在C+中字符型数据和整型数据之间就可以通用。一个字符数据可以赋给一个整型变量,反之,一个整型数据也可以赋给一个字符变量。也可以对字符数据进行算术运算,此时相当于对它们的ASCII码进行算术运算。例2.1 将字符赋给
14、整型变量。#include using namespace std;int main()int i,j;/i和j是整型变量i=A;/将一个字符常量赋给整型变量ij=B;/将一个字符常量赋给整型变量jcouti jn;/输出整型变量i和j的值,n 是换行符return 0;第17页/共71页执行时输出 65 66i和j被指定为整型变量。但在第5和第6行中,将字符A和B分别赋给i和j,它的作用相当于以下两个赋值语句:i65;j66;因为A和B的ASCII码为65和66。在程序的第5和第6行是把65和66直接存放到i和j的内存单元中。因此输出65和66。可以看到:在一定条件下,字符型数据和整型数据是
15、可以通用的。但是应注意字符数据只占一个字节,它只能存放0255范围内的整数。第18页/共71页例2.2 字符数据与整数进行算术运算。下面程序的作用是将小写字母转换为大写字母。#include using namespace std;int main()char c1,c2;c1=a;c2=b;c1=c1-32;c2=c2-32;coutc1 c2endl;return 0;第19页/共71页运行结果为A Ba的ASCII码为97,而A的ASCII码为65,b为98,B为66。从ASCII代码表中可以看到每一个小写字母比它相应的大写字母的ASCII代码大32。C+符数据与数值直接进行算术运算,a
16、-32得到整数65,b-32得到整数66。将65和66存放在c1,c2中,由于c1,c2是字符变量,因此用cout输出c1,c2时,得到字符A和B(A的ASCII码为65,B的ASCII码为66)。第20页/共71页4.字符串常量用双撇号括起来的部分就是字符串常量,如abc,Hello!,a+b,Liping都是字符串常量。字符串常量abc在内存中占4个字节(而不是3个字节),见图2.5。图2.5编译系统会在字符串最后自动加一个0作为字符串结束标志。但0并不是字符串的一部分,它只作为字符串的结束标志。如 coutabcendl;输出3个字符abc,而不包括0。第21页/共71页注意:a和a代表
17、不同的含义,a是字符串常量,a 是字符常量。前者占两个字节,后者占1个字节。请分析下面的程序片段:char c;/定义一个字符变量c=a;/正确c=a;/错误,c只能容纳一个字符字符串常量要用字符数组来存放,见第5章。请思考:字符串常量abcn包含几个字符?不是5个而是4个字符,其中“n”是一个转义字符。但它在内存中占5个字节(包括一个“0”字符)。编译系统遇到“”时就会把它认作转义字符的标志,把它和其后的字符一起作为一个转义字符。第22页/共71页如果“”后面的字符不能与“”组成一个合法的转义字符(如c),则在编译时显示出错信息。如果希望将“”字符也作为字符串中的一个字符,则应写为abcn,
18、此时字符包括5个字符,即a,b,c,n。如果有以下输出语句:coutabcnendl;则会输出:abc,然后换行。同理执行coutI say Thank you!n;的输出是:I say Thank you!如果在一个字符串中最后一个字符为“”,则表示它是续行符,下一行的字符是该字符串的一部分,且在两行字符串间无空格。如第23页/共71页coutWe must study C /本行最后的“”后面的空格和换行均不起作用+hard!;/本行的字符紧连在上一行最后的“”前面字符之后则输出:We must study C+hard!第24页/共71页为了编程和阅读的方便,在C+程序设计中,常用一个符
19、号名代表一个常量,称为符号常量,即以标识符形式出现的常量。例2.3 符号常量的使用。#define PRICE 30 /注意这不是语句,末尾不要加分号int main()int num,total;num=10;total=num*PRICE;couttotal=totalendl;return 0;2.2.4 符号常量第25页/共71页程序中用预处理命令#define指定PRICE在本程序单位中代表常量30,此后凡在本程序单位中出现的PRICE都代表30,可以和常量一样进行运算,程序运行结果为 total=300 请注意符号常量虽然有名字,但它不是变量。它的值在其作用域(在本例中为主函数)内
20、是不能改变的,也不能被赋值。如用赋值语句“PRICE=40;”给PRICE赋值是错误的。使用符号常量的好处是:(1)含义清楚。(2)在需要改变一个常量时能做到“一改全改”。如#define PRICE 35第26页/共71页其实在前面的例子中已经多次用到了变量。在程序运行期间其值可以改变的量称为变量。一个变量应该有一个名字,并在内存中占据一定的存储单元,在该存储单元中存放变量的值。请注意区分变量名和变量值这两个不同的概念,见图2.6。图2.6 2.3 变量 2.3.1 什么是变量第27页/共71页先介绍标识符的概念。和其他高级语言一样,用来标识变量、符号常量、函数、数组、类型等实体名字的有效字
21、符序列称为标识符(identifier)。简单地说,标识符就是一个名字。变量名是标识符的一种,变量的名字必须遵循标识符的命名规则。C+规定标识符只能由字母、数字和下划线3种字符组成,且第一个字符必须为字母或下划线。下面列出的是合法的标识符,也是合法的变量名:sum,average,total,day,month,Student_name,tan,BASIC,li_ling下面是不合法的标识符和变量名:2.3.2 变量名规则第28页/共71页M.D.John,$123,#33,3G64,Ling li,C+,Zhang-ling,U.S.A.注意,在C+中,大写字母和小写字母被认为是两个不同的字
22、符。因此,sum和SUM是两个不同的变量名。一般地,变量名用小写字母表示,与人们日常习惯一致,以增加可读性。应注意变量名不能与C+的关键字、系统函数名和类名相同。在国外软件开发工作中,常习惯在变量前面加一个字母以表示该变量的类型,如iCount表示这是一个整型变量,cSex表示这是一个字符型变量。C+没有规定标识符的长度(字符个数),但各个具体的C编译系统都有自己的规定。有的系统取32个字符,超过的字符不被识别。第29页/共71页在C+语言中,要求对所有用到的变量作强制定义,也就是必须“先定义,后使用”,如例2.2和例2.3那样。定义变量的一般形式是 变量类型 变量名表列;变量名表列指的是一个
23、或多个变量名的序列。如float a,b,c,d,e;定义a,b,c,d,e为单精度型变量,注意各变量间以逗号分隔,最后是分号。可以在定义变量时指定它的初值。如 float a=83.5,b,c=64.5,d=81.2,e;/对变量a,c,d指定了初值,b和d未指定初值2.3.3 定义变量第30页/共71页C语言要求变量的定义应该放在所有的执行语句之前,而C+则放松了限制,只要求在第一次使用该变量之前进行定义即可。也就是说,它可以出现在语句的中间,如int a;/定义变量a(在使用a之前定义)a=3;/执行语句,对a赋值float b;/定义变量b(在使用b之前定义)b=4.67;/执行语句,
24、对b赋值char c;/定义变量c(在使用c之前定义)c=A;/执行语句,对c赋值C+要求对变量作强制定义的目的是:第31页/共71页(1)凡未被事先定义的,不作为变量名,这就能保证程序中变量名使用得正确。例如,如果在声明部分写了int student;而在执行语句中错写成statent。如statent=30;在编译时检查出statent未经定义,作为错误处理。输出“变量statent未经声明”的信息,便于用户发现错误,避免变量名使用时出错。(2)每一个变量被指定为一确定类型,在编译时就能为其分配相应的存储单元。如指定和为int型,一般的编译系统对其各分配4个字节,并按整数方式存储数据。第3
25、2页/共71页(3)指定每一变量属于一个特定的类型,这就便于在编译时,据此检查该变量所进行的运算是否合法。例如,整型变量a和b,可以进行求余运算:a%b是“求余”(见24 节),得到a/b的余数。如果将a和b指定为实型变量,则不允许进行“求余”运算,在编译时会给出有关的出错信息。第33页/共71页允许在定义变量时对它赋予一个初值,这称为变量初始化。初值可以是常量,也可以是一个有确定值的表达式。如float a,b=5.78*3.5,c=2*sin(2.0);表示定义了a,b,c为单精度浮点型变量,对b初始化为5.78*3,对c初始化为2*sin(2.0),在编译连接后,从标准函数库得到正弦函数
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