第02章 C语言基础1.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,上一章内容回顾,C,语言中的基本符号集,关键字,标识符,简单的,C,程序,#include“,stdio.h,”,void main(),第2章,C,语言基础,1,C,语言中的数据和数据类型,运算符,表达式,语句,数据输入/输出语句,思考,1,1,、现有两个,容积相等,的容器,X,和,Y,，里面装的都是,水,（水的多少不一），如何将两个容器里的水交换？,需要借用一个容积相同的容器，比如,Z,思考,2,2,、上一题中，假设是两个,容积不相等,的容器,X,和,Y,，能否交换？,思考,3,3,、现有两个容器，一个水瓶,和一个,竹篮,，水瓶里装的是水，竹篮里装的是石头，两个容器里的东西能否交换？,2.1,.1,数据类型,这是个有类型的世界1/3,问题1,：,现实生活，有哪些信息可以用计算机可以管理呢？,职工、学员、客户、工资、原材料、产品、商品现实中实现用计算机管理的信息已是无数。,问题2,：,职工又有什么信息呢？,职工有姓名、性别、出生年月、家庭住址、电话，婚否、工龄、工种、工资、等等。,这两个问题你可能回答得不错，现在，考验你前面有没有认真学习的时刻到了，请看下面这个问题：,所有的这些信息，在计算机里都是以什么样的数据形式来表达呢？,请自觉闭上眼睛，想一想。,这是个有类型的世界2/3,再看以下的各种回答。,“二进制数”，,正确,。,“已数字化的数据”，也算,正确,。,“0和1”，,正确,。,“机器语言”，,正确,，你还记得以前讲过的内容啊，不错。,本章需要继续的一个问题就由此开始:,所有的信息都用机器语言那些0和1表达，那你我编写程序岂不很难？,这是个有类型的世界3/3,数据类型，就是计算机语言向人类语言靠近时，走出的第一步，很重要的一步。（机器语言或汇编语里，没有数据类型一说。）,人类的世界，是有类型的世界。,树木花草，归一类：植物；,猪狗猫羊，动物；,金银铜铁，金属；,你我他她，人类。（不要告诉我你不是人类，在这虚拟的网络的世界）,如果你找一个人，对他说：“,你等于一块臭石头,”，他一定暴跳如雷。为什么呢？学了这一章，我们就可以从程序的角度来解释了：,人和石头不是一类型，不适于做赋值操作。,上帝创造世界时，是不允许人“类”变为石头“类”的。,（想和上帝做同行？快做个程序员吧。）,理解数据类型,“数据类型”就是这么一个很好理解的概念。我们的重点是了解在计算机编程世界中，有哪些基本的数据类型？在人类世界里，数据类型那就多了，把人类的对万物划分类型的方法照搬入计算机世界，显然不可能。怎么办呢？方法就是：抽象。,计算机先哲们为我们做了这一切。其中，最重要类型，也称为,C/C+,语言的基本数据类型，只有两个：“数值”和“字符”。,第一是,“,数值型,”。在职工的信息中，譬如,年纪,，,工龄,、,工资,就有了归属。,第二是“,字符型,”。像,职工姓名,或,家庭住址,，这些由字符类型的数据组成。,你可能想不到的还有，职工的,电话号码,010-1234567，这也是由字符类型数据组成。0、1、2、3不是数字吗？应该属于上面的“数值”类型吧？-把两个电话号码进行相加或相减的操作是没有意义的。,在,C/C+,中，“字符类型”其实也可归入数值类型。在某些情况下，它仍然会被用来参与计算。比如在计算机中，字符,A,加1后，会得到下一个字符,B，,这种操作符合我们的习惯。,理解数值型：整型和实型1/2,“数值类型又被分为“整型(,int,)”,和“实型(,float)”。,整型就是不带小数位的数，而实型则是指带小数位的数，也称为“浮点数(,float)”。,我们在生活中一般并不做如此区分。譬如说鸡蛋的价格罢，今儿便宜了，一斤2块整，但这不防碍明儿价涨了，我们说成：涨了，2.30元一斤。在编程时可不能这样，你必须事先考虑到鸡蛋的价格是必须带小数的，就算现在是2块整，也得将价格定为实型，否则，涨成2块3时，计算机会把那0.3元给丢了，还是变成2元整。,你会问：,为什么不直接就定一个实型就好呢？实型不就包含了整型的值吗（如2.0等于2元）？,理解数值型：整型和实型2/2,答案很简单：因为在计算机里，,对整数的运算要远远快于对浮点数的运算,，所以，在人类的思维习惯与计算机特点之间必须做一个折衷。,折衷的结果就是,虽然都是数值类型，但程序员在程序时，必须事先想好,，哪些数据是必须带小数计算的，那些数据定为实型，比如工资，没有哪个员工会认为老板可以将自已工资中的小数位忽略不计；而那些可以不用，或者可以不计较小数的数值，则被建议设计成整型，比如人的年纪，虽然可以，但我们很少需要有类似1.6岁这种说法。想想，假如一位女士说自已28岁，而你却立刻纠正她：“不，准确地说，您已经28.7岁了”结局会怎样呢？为了那0.7岁，不仅你的程序会跑得慢，而且会倍受女人的白眼杀伤。,想想其实也很自然：工资必须设计成实型，而年龄虽然不是必须，但建议设计成整型。,理解数值的范围1/3,顾及计算机的运行,速度,，人（程序员）做出了妥协，必须面对“整型”或“实型”的考虑。,另一方面，和速度同样重要的是计算机的,空间,的考虑。它让程序员必须再做一步妥协。,小时候你一定有过这样的经历：你说100，另一个小伙伴就说101。你说1000，他就说1001，你说10000，他就说：那我10001。总之他就是要比你大1。,这种游戏不会有分出胜负的结局，只会让你郁闷为什么就不能有个最大数让你说了以后，那家伙就再了无法往上加1了！现在你学编程，儿时的“妄想”终于在计算机的世界中实现了。在计算机世界中，你可以说一个数，当别人再住这个数加1时，真不幸，计算机会告诉他说：加1是加1了，可是结果变成0，甚至是负数理解数值的范围2/3,这就是计算机的,空间,问题：任何一个量，都有一个大的上限，和小的下限，出了这个范围（比上限还大，比下限还小），就会称为,溢出（,Overflow),。,这是一种物理的现实，也是一种人为的规定。,为什么要这样规定？,原因是计算机的存储器，特别是其中很重要的内存，其可存储的数据多少总是有限度。（而且，同样大小数，2进制的表达形式比10进制长得多），如果允许编程像生活中一样任何一个数都可以很大很大，也就是这个量表达起来将很长很长，那么存储器的空间就会很快用完！（无穷大就不用说了，因为不可能有无穷大的存储器）。,理解数值的范围3/3,数值类型在被划分为整型和实型后，将根据所占用的空间而被继续划分为几种不同类型。,而我们，在考虑工资必须设计成带小数的实型后，必须再面对一个设计上的考虑，工资这个量在程序里要占多大空间？依据其实很简单，就看你的单位最高月薪是多少，凭此找到一个合适的类型。比如月薪不超过1万元，那我们选择一个刚刚可以包含10000的数据类型。,任何一种基本数据类型，都有其范围。比如字符类型，它的最大值是255,那么，当一个数在其类型的范围已经是最大值时，如果再往上加1，就会造成“溢出”。,举例,：2字节的整型，求其取值范围。,其实，有限定的范围的数量，并不只在计算机中出现。钟表就是一个例子。10点再加1点是11点，再加1点是12点，可是再加1点，就又回到1点。再如汽车的行程表，假设最多只能显示99999公里，当达到最高值后继续行驶，行程表就会显示为00000公里。,理解有符号数与无符号数1/2,回头看上一节，我们所讲的数都是正数。同样是年纪和工资，前者不需要有负值，但后者可能需要至少所有的老板都这样认为。,就像我们必须决定某个量使用整数还是实数，使用多大的范围数一样，我们必须自已决定某个量是否需要正负。,在计算机中，可以区分正负的类型，称为,有符号类型,signed,，,无正负的类型（只有正值），称为,无符号类型,unsigned,。,数值类型分为整型或实型，其中整型又分为无符号类型或有符号类型，而实型则只有有符号类型。,字符类型也分为有符号和无符号类型。,那么，,负数在计算机中如何表示呢？,答案是：负数用补码表示！,思考1：单字节数和双字节数的 1 在计算机里是怎么表示的？,思考2：无符号类型的单字节数255在计算机里是怎么表示的？,理解有符号数与无符号数2/2,可能有同学这时会混了：,为什么 1111 1111 有时表示255，有时又表示-1？,答案：你自已决定一个数是有符号还是无符号的。,写程序时，指定一个量是有符号的，那么当这个量的二进制各位上都是1时，它表示的数就是-1；,相反，如果事选声明这个量是无符号的，此时它表示的就是该量允许的最大值，对于一个字节的数来说，最大值就是255。,基本数据类型1/3,C,语言中的,数据类型,主要包括以下几种：,基本类型：,整型,、,实型,（浮点型）、,字符型,、,空类型,构造类型：数组、结构、联合、指针类型,基本数据类型2/3,标识符,类型说明,长度(字节),范围,备注,char,字符型,1,-128 127,-2,7,(2,7,-1),unsigned char,无符号字符型,1,0 255,0(2,8,-1),int,整型,4,-2147483648 2147483647,-2,31,(2,31,-1),unsigned,int,无符号整型,4,0 4294967295,0 (2,32,-1),short,int,短整型,2,-32768 32767,-2,15,(2,15,-1),unsigned short,int,无符号短整型,2,0 65535,0 (2,16,-1),float,实型(单精度),4,-1.18*10,38,3.40*10,38,7位有效位,double,实型(双精度),8,-2.23*10,308,1.79*10,308,15位有效位,long double,实型(长双精度),16,-10,4931,10,4932,19位有效位,void,空类型,0,0,基本数据类型3/3,有,short,int,(,短整型),所以也就有对应,long,int,（,长整型）。,long,int,用于表示4个字节（32位）的整数。,在我们现在普通使用的32位计算机中，,int,默认就是4个字节，所以,long,也是可以省略的（,long,int,和,int,完全一样）。,（较早几年，也就是,Windows 3.1/DOS,流行的时候，那时的机器及操作系统都是16位的，这种情况下，,int,默认是16位的。此时，如果想实现32位整数，就必须定义为这样的类型：,long,int,）。,在浮点数方面，我们最常用的将是,double。,它的精度适合于我们日常中的各种运算。当然，,float,的精度也在很多情况下也是符合要求的。,2.1.2,常量,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数据类型。,常量,：程序运行过程中，其值不能被改变的量。常量分为不同的类型：,整型常量、实型常量、字符常量,，这种从其字面形式即可判断的常量称为,字面（直接）常量,。,通常，常量还以一种符号形式存在（即用符号代表一个常量），称为,符号常量,。如：,#,define PI 3.1416,#define Salary_Wang 1200,含义清晰,能做到“一改全改”,问题,：使用符号常量的好处？,整型常量的表示方法,整型常量即整常数，在语言中可用三种形式表示：,十进制。例如10、36。,八进制（以数字开头）。例如012。,十六进制（以数字+字母,x（,大小写均可）。例如0,x36,。,有时，你也会看到一些老的代码中，在一些整型常后面加一个大写或小写的,L,字母。如：989,L,这是什么意思呢？原来，一个常数如果其范围允许，那么计算机默认将其认为是,int,类型的，那么要让计算机把某个数认为是,long,int,类型，就可以在其后面加,L,或,l。,不过，这在以前的16位机器才有意义了。现在，我们的机器都是32位，,long,int,和,int,完全一样，都是占用4个字节，所以，我们没有必要这样用了。,实型常量的表示方法1/2,实型数在语言中称为浮点（,float,）,数,它有两种表示形式：,使用十进制表示。例如：3.14、9.8。,指数形式：,E,（,e,）,。例如3.0+5等。,在此需要注意的是“,规范化的指数形式,”的写法。即：在字母,e,或,E,之前的小数部分中，小数点前应该有且仅有一个非零的数字。,实型常量的表示方法2/2,我们学过的实数数据类型有：,float,double,long double。,默认的常数类型是,double,。,比如你写：1.234;,那么，,C+,按,double,类型为这个数分配内存，也就是说为它分配8个字节。如果要改变这一点，可以通过加后缀字母来实现。,加,f,或,F，,指定为,float,类型。,加,l,或,L,指定为,double,类型。,以下示例：,12.3,f/float,类型,12.3/默认类型（,double),12.3L/long double,类型,1.23e400/long double,类型，因为值已不在,double,类型的取值范围内,2.23*10,-308,1.79*10,308,字符型常量的表示方法,在语言中，字符型常量是用单引号括起来的一个字符。例如，,A,、,、,等。,此外，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,（意思是将反斜杠后面的字符转化为别的意思，见教材,P28,表,2.2,）。,问题,：为什么要使用转义字符。,字符数据在内存中的存储,字符类型关键字为,char，,所有的,C,系统都规定以一个字节来存放一个字符。实际上，这一个字节的存储空间存放的是该字符相应的,ASCII,值。,所以，字符型数据和整型数据是通用的。,C,语言的这种对字符型数据的处理方法增大了编程的自由度（,例子,：大小写字母转换）。,另外，字符型变量也有两种：,char、unsigned char,，,在使用时，要想输出,ASCII,表后128位的字符，就要使用,unsigned char,类型。,思考题,：,用字符形式输出一个大于256的数值，会得到什么结果？,字符串常量,字符串常量,是由一对双括号括起来的若干字符序列。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）。,问题：,求字符串,“,How do you do!,”,的长度答案：,14（空格也是一个字符）。如果反斜杠和双引号作为字符串中的有效字符，则必须使用转义字符。,例如：,（1）,C:msdosv6.22 C:msdosv6.22,（2）I say:Goodbye!I say:Goodbye!,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。,注意,：在源程序中书写字符串常量时，不必加结束字符0，否则画蛇添足。如果有一个字符串为“,CHINA”，,则它在内存中的实际存储如下所示：,C,H,I,N,A,0,最后一个字符0是系统自动加上的，它占用字节而非字节内存空间。,字符与字符串的比较,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；,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；,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。,2.1.3,变量,变量,：在程序运行过程中，其值可以被改变的量。一个变量应该有一个名字，用以标识别自己；另外，它还要在内存中占据一定的存储单元，用以存放数据。,所以，变量具有两个要素：,变量名,（变量命名遵循标识符命名规则）；,变量值,。,实际上，变量名是一个符号地址，在编译连接时由系统分配一个内存地址。在程序运行过程中，变量值存储在内存中，并通过变量名来引用变量的值,变量的定义,在语言中，要求对所有用到的变量，必须“,先定义、后使用,”。,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,;,变量定义的好处：,保证变量在程序运行过程中得以正确使用。,便于系统在编译过程中分配不同的存储空间。,便于对变量使用合法性的检验。,变量的初始化,在语言中，我们对变量赋值可以使用赋值语句也可以在定义时直接,初始化,。我们称在定义变量的同时进行赋初值的操作为,变量初始化,。,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;,实际上，变量的初始化在程序进行解释时相当于一个赋值语句。如上式实际为：,float radius,length,area;,radius=2.5;,思考：,如果我们不赋初值，变量是否就没有值呢？,各种数据类型间的混合运算（1）,在语言中，整型、实型和字符型数据间可以混合运算（因为字符数据与整型数据可以通用）。,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。,各种数据类型间的混合运算（2）,横向,向左的箭头，表示必须的转换。,char,和,short,型必须转换成,int,型，,float,型必须转换成,double,型。,纵向,向上的箭头，表示不同类型的转换方向。,注意,：,1、,箭头方向只表示数据类型由低向高转换，不要理解为,int,型先转换成,unsigned,型，再转换成,long,型，最后转换成,double,型。,2、,结果为其中的高级类型。,3、,上述转换为系统自动完成。,转换规则如图所示。,小容器无法装超出容量的东西。大容器可以装小于容量的东西。,double,long,unsigned,int,高,低,float,char,short,强制类型转换,除自动转换外，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),求值,：(,float)5/2、,(,float)(5/2),注意,：强制转换类型得到的是一个所需类型的中间量，原表达式类型并不发生变化。例如，(,double)a,只是将变量,a,的值转换成一个,double,型的中间量，其数据类型并未转换成,double,型。,课后习题,P552、3、4、12、15、21、23,上机安排,编写第一个,C,语言程序（,P24-11,）,。,调试或改写例题1-1 和 1-2,实验一,