C语言教程/第二章:数据类型、运算符、表达式2
实型量[ ]
实型常量[ ]
实型也称为浮点型。实型常量也称为实数或者浮点数。在C语言中,实数只采用十进制。它有二种形式: 十进制数形式指数形式
- 十进制数形式 由数码0~ 9和小数点组成。例如:0.0,.25,5.789,0.13,5.0,300.,-267.8230等均为合法的实数。
- 指数形式 由十进制数,加阶码标志“e”或“E”以及阶码(只能为整数,可以带符号)组成。其一般形式为a E n (a为十进制数,n为十进制整数)其值为 a*10,n 如: 2.1E5 (等于2.1*10,5), 3.7E-2 (等于3.7*10,)-2*) 0.5E7 (等于0.5*10,7), -2.8E-2 (等于-2.8*10,)-2*)以下不是合法的实数 345 (无小数点) E7 (阶码标志E之前无数字) -5 (无阶码标志) 53.-E3 (负号位置不对) 2.7E (无阶码)
标准C允许浮点数使用后缀。后缀为“f”或“F”即表示该数为浮点数。如356f和356.是等价的。例2.2说明了这种情况:
void main() { printf("%f\n%f\n",356.,356f); }
void 指明main不返回任何值 利用printf显示结果 结束
实型变量[ ]
- 实型变量分为两类:单精度型和双精度型,
- 其类型说明符为float 单精度说明符,double 双精度说明符。在Turbo C中单精度型占4个字节(32位)内存空间,其数值范围为3.4E-38~3.4E+38,只能提供七位有效数字。双精*度型占8 个字节(64位)内存空间,其数值范围为1.7E-308~1.7E+308,可提供16位有效数字。
- 实型变量说明的格式和书写规则与整型相同。
- 例如: float x,y; (x,y为单精度实型量)
double a,b,c; (a,b,c为双精度实型量)
- 实型常数不分单、双精度,都按双精度double型处理。
void main() { float a; double b; a=33333.33333; b=33333.33333333333333; printf("%f\n%f\n",a,b); }
此程序说明float、double的不同
a ■■■■
b ■■■■■■■■
a<---33333.33333
b<---33333.33333333333;;
显示程序结果
此程序说明float、double的不同
float a;
double b;
a=33333.33333;
b=33333.33333333333333;
从本例可以看出,由于a 是单精度浮点型,有效位数只有七位。而整数已占五位,故小数二位后之后均为无效数字。b 是双精度型,有效位为十六位。但Turbo C 规定小数后最多保留六位,其余部分四舍五入。
[Practice] //floatint a=32; float b; double d; b=12345678; d=b*100; d=d+a; d=d+58.123456;'Vtable a,2,32 b,4,0.0 d,8,0.0 of Vtable 'Vupdate 1,32 2,0 3,0 2,12345678.00000 3,1234567800 3,1234567832 3,1234567890.123456 of Vupdate of Practice [Practice] //1int a=543; float b; b=123.123962+a; b=b-100; a=b;'Vtable a,2,543 b,4,0.0 of Vtable 'Vupdate 1,543 2,0.0 2,123.123962 2,23.123962 1,23 of Vupdate of Practice <pre> ==字符型量== 字符型量包括字符常量和字符变量。 ===字符常量=== 字符常量是用单引号括起来的一个字符。例如'a','b','=','+','?'都是合法字符常量。在C语言中,字符常量有以下特点: #字符常量只能用单引号括起来,不能用双引号或其它括号。 #字符常量只能是单个字符,不能是字符串。 #字符可以是字符集中任意字符。但数字被定义为字符型之后就 不能参与数值运算。如'5'和5 是不同的。'5'是字符常量,不能参与运算。 ===转义字符=== 转义字符是一种特殊的字符常量。转义字符以反斜线"\"开头,后跟一个或几个字符。转义字符具有特定的含义,不同于字符原有的意义,故称“转义”字符。例如,在前面各例题printf函数的格式串中用到的“\n”就是一个转义字符,其意义是“回车换行”。转义字符主要用来表示那些用一般字符不便于表示的控制[[代码]]。 常用的转义字符及其含义 *转义字符 转义字符的意义 *\n 回车换行 *\t 横向跳到下一制表位置 *\v 竖向跳格 *\b 退格 *\r 回车 *\f 走纸换页 *\\ 反斜线符"\" *\' 单引号符 *\a 鸣铃 *\ddd 1~3位八进制数所代表的字符 *\xhh 1~2位十六进制数所代表的字符 广义地讲,C语言字符集中的任何一个字符均可用转义字符来表示。表2.2中的\ddd和\xhh正是为此而提出的。ddd和hh分别为八进制和十六进制的ASCII代码。如\101表示字?quot;A" ,\102表示字母"B",\134表示反斜线,\XOA表示换行等。转义字符的使用 <pre> void main() { int a,b,c; a=5; b=6; c=7; printf("%d\n\t%d %d\n %d %d\t\b%d\n",a,b,c,a,b,c); }
此程序练习转义字符的使用
a、b、c为整数 5->a,6->b,7->c
调用printf显示程序运行结果
printf("%d\n\t%d %d\n %d %d\t\b%d\n",a,b,c,a,b,c);
程序在第一列输出a值5之后就是“\n”,故回车换行;接着又是“\t”,于是跳到下一制表位置(设制表位置间隔为8),再输出b值6;空二格再输出c 值7后又是"\n",因此再回车换行;再空二格之后又输出a值5;再空三格又输出b的值6;再次后"\t"跳到下一制表位置(与上一行的6 对齐),但下一转义字符“\b”又使退回一格,故紧挨着6再输出c值7。
字符变量[ ]
字符变量的取值是字符常量,即单个字符。字符变量的类型说明符是char。字符变量类型说明的格式和书写规则都与整型变量相同。
例如:
char a,b; 每个字符变量被分配一个字节的内存空间,因此只能存放一个字符。字符值是以ASCII码的形式存放在变量的内存单元之中的。如x的十进制ASCII码是120,y的十进制ASCII码是121。对字符变量a,b赋予'x'和'y'值: a='x';b='y';实际上是在a,b两个单元内存放120和121的二进制代码: a 0 1 1 1 1 0 0 0 b 0 1 1 1 1 0 0 1
所以也可以把它们看成是整型量。 C语言允许对整型变量赋以字符值,也允许对字符变量赋以整型值。在输出时, 允许把字符变量按整型量输出,也允许把整型量按字符量输出。 整型量为二字节量,字符量为单字节量,当整型量按字符型量处理时, 只有低八位字节参与处理。
main() { char a,b; a=120; b=121; printf("%c,%c\n%d,%d\n",a,b,a,b); } a ■ b ■ a <-- 120 b <--- 121
显示程序结果
本程序中说明a,b为字符型,但在赋值语句中赋以整型值。从结果看,a,b值的输出形式取决于printf函数格式串中的格式符,当格式符为"c"时,对应输出的变量值为字符,当格式符为"d"时,对应输出的变量值为整数。
void main() { char a,b; a='x'; b='y'; a=a-32; b=b-32; printf("%c,%c\n%d,%d\n",a,b,a,b); }
a,b被说明为字符变量并赋予字符值
把小写字母换成大写字母
以整型和字符型输出
本例中,a,b被说明为字符变量并赋予字符值,C语言允许字符变量参与数值运算,即用字符的ASCII 码参与运算。由于大小写字母的ASCII 码相差32,因此运算后把小写字母换成大写字母。然后分别以整型和字符型输出。
[Practice] //charint a=49; char b; char d; b=a+10; d=a+b;'Vtable a,2,49 b,1,随机 d,1,随机 of Vtable 'Vupdate 1,49 2,随机 3,随机 2,';' 3,'l' of Vupdate of Practice [Practice] //char c1,c2; c1='a';c2='b'; c1=c1-32;c2=c2-32;'Vtable c1,1,随机 c2,1,随机 of Vtable 'Vupdate 1,随机;2,随机 1,'a';2,'b' 1,'A';2,'B' of Vupdate of Practice
字符串常量[ ]
字符串常量是由一对双引号括起的字符序列。例如: "CHINA" ,"C program:" , "$12.5" 等都是合法的字符串常量。字符串常量和字符常量是不同的量。它们之间主要有以下区别:
- 字符常量由单引号括起来,字符串常量由双引号括起来。
- 字符常量只能是单个字符,字符串常量则可以含一个或多个字符。
- 可以把一个字符常量赋予一个字符变量,但不能把一个字符串常量赋予一个字符变量。在C语言中没有相应的字符串变量。这是与BASIC 语言不同的。但是可以用一个字符数组来存放一个字符串常量。在数组一章内予以介绍。
- 字符常量占一个字节的内存空间。字符串常量占的内存字节数等于字符串中字节数加1。增加的一个字节中存放字符"\0"(ASCII码为0)。这是字符串结束的标志。例如,字符串 "C program"在内存中所占的字节为:C program\0。字符常量'a'和字符串常量"a"虽然都只有一个字符,但在内存中的情况是不同的。
- 'a'在内存中占一个字节,可表示为:a
- "a"在内存中占二个字节,可表示为:a\0符号常量
符号常量[ ]
在C语言中,可以用一个标识符来表示一个常量,称之为符号常量。符号常量在使用之前必须先定义,其一般形式为:
- define 标识符 常量
其中#define也是一条预处理命令(预处理命令都?quot;#"开头),称为宏定义命令(在第九章预处理程序中将进一步介绍),其功能是把该标识符定义为其后的常量值。一经定义,以后在程序中所有出现该标识符的地方均代之以该常量值。习惯上符号常量的标识符用大写字母,变量标识符用小写字母,以示区别。
#define PI 3.14159 void main() { float s,r; r=5; s=PI*r*r; printf("s=%f\n",s); }
由宏定义命令定义PI 为3.14159 s,r定义为实数 5->r PI*r*r->s
显示程序结果 float s,r; r=5; s=PI*r*r; 本程序在主函数之前由宏定义命令定义PI 为3.14159,在程序中即以该值代替PI 。s=PI*r*r等效于s=3.14159*r*r。应该注意的是,符号常量不是变量,它所代表的值在整个作用域内不能再改变。也就是说,在程序中,不能再用赋值语句对它重新赋值。
变量的初值和类型转换[ ]
变量赋初值[ ]
在程序中常常需要对变量赋初值,以便使用变量。语言程序中可有多种方法,在定义时赋以初值的方法,这种方法称为初始化。在变量说明中赋初值的一般形式为: 类型说明符 变量1= 值1,变量2= 值2,……; 例如:
int a=b=c=5; float x=3.2,y=3f,z=0.75; char ch1='K',ch2='P';
应注意,在说明中不允许连续赋值,如a=b=c=5是不合法的。
void main() { int a=3,b,c=5; b=a+c; printf("a=%d,b=%d,c=%d\n",a,b,c); } a<---3,b<--0,c<---5 b<--a+c
显示程序运行结果
变量类型的转换[ ]
变量的数据类型是可以转换的。转换的方法有两种, 一种是自动转换,一种是强制转换。
自动转换[ ]
自动转换发生在不同数据类型的量混合运算时,由编译系统自动完成。自动转换遵循以下规则:
- 若参与运算量的类型不同,则先转换成同一类型,然后进行运算。
- 转换按数据长度增加的方向进行,以保证精度不降低。如int型和long型运算时,先把int量转成long型后再进行运算。
- 所有的浮点运算都是以双精度进行的,即使仅含float单精度量运算的表达式,也要先转换成double型,再作运算。
- char型和short型参与运算时,必须先转换成int型。
- 在赋值运算中,赋值号两边量的数据类型不同时, 赋值号右边量的类型将转换为左边量的类型。 如果右边量的数据类型长度左边长时,将丢失一部分数据,这样会降低精度, 丢失的部分按四舍五入向前舍入。图21表示了类型自动转换的规则。
void main() { float PI=3.14159; int s,r=5; s=r*r*PI; printf("s=%d\n",s); } PI<--3.14159 s<--0,r<--5 s<--r*r*PI 显示程序运行结果 float PI=3.14159; int s,r=5; s=r*r*PI;
本例程序中,PI为实型;s,r为整型。在执行s=r*r*PI语句时,r和PI都转换成double型计算,结果也为double型。但由于s为整型,故赋值结果仍为整型,舍去了小数部分。
强制类型转换[ ]
强制类型转换是通过类型转换运算来实现的。其一般形式为: (类型说明符) (表达式) 其功能是把表达式的运算结果强制转换成类型说明符所表示的类型。例如: (float) a 把a转换为实型(int)(x+y) 把x+y的结果转换为整型在使用强制转换时应注意以下问题:
- 类型说明符和表达式都必须加括号(单个变量可以不加括号),如把(int)(x+y)写成(int)x+y则成了把x转换成int型之后再与y相加了。
- 无论是强制转换或是自动转换,都只是为了本次运算的需要而对变量的数据长度进行的临时性转换,而不改变数据说明时对该变量定义的类型。
main() { float f=5.75; printf("(int)f=%d,f=%f\n",(int)f,f); } f<--5.75
将float f强制转换成int f float f=5.75;printf("(int)f=%d,f=%f\n",(int)f,f); 本例表明,f虽强制转为int型,但只在运算中起作用, 是临时的,而f本身的类型并不改变。因此,(int)f的值为 5(删去了小数)而f的值仍为5.75。
基本运算符和表达式[ ]
运算符的种类、优先级和结合性[ ]
C语言中运算符和表达式数量之多, 在高级语言中是少见的。正是丰富的运算符和表达式使C语言功能十分完善。 这也是C语言的主要特点之一。
C语言的运算符不仅具有不同的优先级, 而且还有一个特点,就是它的结合性。在表达式中, 各运算量参与运算的先后顺序不仅要遵守运算符优先级别的规定,还要受运算符结合性的制约, 以便确定是自左向右进行运算还是自右向左进行运算。 这种结合性是其它高级语言的运算符所没有的,因此也增加了C语言的复杂性。
运算符的种类C语言的运算符可分为以下几类:
- 算术运算符 用于各类数值运算。包括加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、求余(或称模运算,%)、自增(++)、自减(--)共七种。
- 关系运算符 用于比较运算。包括大于(>)、小于(<)、等于(==)、 大于等于(>=)、小于等于(<=)和不等于(!=)六种。
- 逻辑运算符 用于逻辑运算。包括与(&&)、或(||)、非(!)三种。
- 位操作运算符 参与运算的量,按二进制位进行运算。包括位与(&)、位或(|)、位非(~)、位异或(^)、左移(<<)、右移(>>)六种。
- 赋值运算符 用于赋值运算,分为简单赋值(=)、复合算术赋值(+=,-=,*=,/=,%=)和复合位运算赋值(&=,|=,^=,>>=,<<=)三类共十一种。
- 条件运算符 这是一个三目运算符,用于条件求值(?:)。
- 逗号运算符 用于把若干表达式组合成一个表达式(,)。
- 指针运算符 用于取内容(*)和取地址(&)二种运算。
- 求字节数运算符 用于计算数据类型所占的字节数(sizeof)。
- 特殊运算符 有括号(),下标[],成员(→,.)等几种。
优先级和结合性[ ]
C语言中,运算符的运算优先级共分为15级。1级最高,15级最低。在表达式中,优先级较高的先于优先级较低的进行运算。 而在一个运算量两侧的运算符优先级相同时, 则按运算符的结合性所规定的结合方向处理。 C语言中各运算符的结合性分为两种,即左结合性(自左至右)和右结合性(自右至左)。例如算术运算符的结合性是自左至右,即先左后右。如有表达式x-y+z则y应先与“-”号结合, 执行x-y运算,然后再执行+z的运算。这种自左至右的结合方向就称为“左结合性”。而自右至左的结合方向称为“右结合性”。 最典型的右结合性运算符是赋值运算符。如x=y=z,由于“=”的右结合性,应先执行y=z再执行x=(y=z)运算。 C语言运算符中有不少为右结合性,应注意区别,以避免理解错误。
算术运算符和算术表达式基本的算术运算符
- 加法运算符“+”加法运算符为双目运算符,即应有两个量参与加法运算。如a+b,4+8等。具有右结合性。
- 减法运算符“-”减法运算符为双目运算符。但“-”也可作负值运算符,此时为单目运算,如-x,-5等具有左结合性。
- 乘法运算符“*”双目运算,具有左结合性。
- 除法运算符“/”双目运算具有左结合性。参与运算量均为整型时, 结果也为整型,舍去小数。如果运算量中有一个是实型,则结果为双精度实型。
void main(){ printf("\n\n%d,%d\n",20/7,-20/7); printf("%f,%f\n",20.0/7,-20.0/7); }
双目运算具有左结合性。参与运算量均为整型时, 结果也为整型,舍去小数。如果运算量中有一个是实型,则结果为双精度实型。 printf("\n\n%d,%d\n",20/7,-20/7);
printf("%f,%f\n",20.0/7,-20.0/7);
本例中,20/7,-20/7的结果均为整型,小数全部舍去。而20.0/7和-20.0/7由于有实数参与运算,因此结果也为实型。
求余运算符(模运算符)“%”双目运算,具有左结合性。要求参与运算的量均为整型。 求余运算的结果等于两数相除后的余数。
void main(){ printf("%d\n",100%3); }
双目运算,具有左结合性。求余运算符% 要求参与运算的量均为整型。本例输出100除以3所得的余数1。
自增1,自减1运算符[ ]
自增1运算符记为“++”,其功能是使变量的值自增1。自减1运算符记为“--”,其功能是使变量值自减1。自增1,自减1运算符均为单目运算,都具有右结合性。可有以下几种形式: ++i i自增1后再参与其它运算。--i i自减1后再参与其它运算。
i++ i参与运算后,i的值再自增1。
i-- i参与运算后,i的值再自减1。
在理解和使用上容易出错的是i++和i--。 特别是当它们出在较复杂的表达式或语句中时,常常难于弄清,因此应仔细分析。
void main(){ int i=8; printf("%d\n",++i); printf("%d\n",--i); printf("%d\n",i++); printf("%d\n",i--); printf("%d\n",-i++); printf("%d\n",-i--); } i<--8 i<--i+1 i<--i-1 i<--i+1 i<--i-1 i<--i+1 i<--i-1 int i=8; printf("%d\n",++i); printf("%d\n",--i); printf("%d\n",i++); printf("%d\n",i--); printf("%d\n",-i++); printf("%d\n",-i--);
i的初值为8
第2行i加1后输出故为9;
第3行减1后输出故为8;
第4行输出i为8之后再加1(为9);
第5行输出i为9之后再减1(为8) ;
第6行输出-8之后再加1(为9);
第7行输出-9之后再减1(为8)
void main(){ int i=5,j=5,p,q; p=(i++)+(i++)+(i++); q=(++j)+(++j)+(++j); printf("%d,%d,%d,%d",p,q,i,j); } i<--5,j<--5,p<--0,q<--0 i+i+i--->p,i+1-->i,i+1-->i,i+1-->i j+1->j,j+1->j,j+1->j,j+j+j->q int i=5,j=5,p,q; p=(i++)+(i++)+(i++); q=(++j)+(++j)+(++j);
这个程序中,对P=(i++)+(i++)+(i++)应理解为三个i相加,故P值为15。然后i再自增1三次相当于加3故i的最后值为8。而对于q 的值则不然,q=(++j)+(++j)+(++j)应理解为q先自增1,再参与运算,由于q自增1三次后值为8,三个8相加的和为24,j的最后值仍为8。算术表达式表达式是由常量、变量、函数和运算符组合起来的式子。 一个表达式有一个值及其类型, 它们等于计算表达式所得结果的值和类型。表达式求值按运算符的优先级和结合性规定的顺序进行。 单个的常量、变量、函数可以看作是表达式的特例。
算术表达式[ ]
是由算术运算符和括号连接起来的式子, 以下是算术表达式的例子: a+b (a*2)/c (x+r)*8-(a+b)/7 ++i sin(x)+sin(y) (++i)-(j++)+(k--)
赋值运算符和赋值表达式[ ]
简单赋值运算符和表达式,简单赋值运算符记为“=”。由“= ”连接的式子称为赋值表达式。其一般形式为: 变量=表达式 例如:
x=a+b
w=sin(a)+sin(b)
y=i+++--j 赋值表达式的功能是计算表达式的值再赋予左边的变量。赋值运算符具有右结合性。因此
a=b=c=5
可理解为
a=(b=(c=5))
在其它高级语言中,赋值构成了一个语句,称为赋值语句。 而在C中,把“=”定义为运算符,从而组成赋值表达式。 凡是表达式可以出现的地方均可出现赋值表达式。例如,式子x=(a=5)+(b=8)是合法的。它的意义是把5赋予a,8赋予b,再把a,b相加,和赋予x ,故x应等于13。
在C语言中也可以组成赋值语句,按照C语言规定, 任何表达式在其未尾加上分号就构成为语句。因此如x=8;a=b=c=5;都是赋值语句,在前面各例中我们已大量使用过了。 如果赋值运算符两边的数据类型不相同, 系统将自动进行类型转换,即把赋值号右边的类型换成左边的类型。具体规定如下: 1.实型赋予整型,舍去小数部分。前面的例2.9已经说明了这种情况。 2.整型赋予实型,数值不变,但将以浮点形式存放, 即增加小数部分(小数部分的值为0)。 3.字符型赋予整型,由于字符型为一个字节, 而整型为二个字节,故将字符的ASCII码值放到整型量的低八位中,高八位为0。 4.整型赋予字符型,只把低八位赋予字符量。 void main(){ int a,b=322; float x,y=8.88; char c1='k',c2; a=y; x=b; a=c1; c2=b; printf("%d,%f,%d,%c",a,x,a,c2); } int a,b=322; float x,y=8.88; char c1='k',c2; printf("%d,%f,%d,%c",a=y,x=b,a=c1,c2=b); 本例表明了上述赋值运算中类型转换的规则。a为整型,赋予实型量y值888后只取整数8。x为实型,赋予整型量b值322, 后增加了小数部分。字符型量c1赋予a变为整型,整型量b赋予c2 后取其低八位成为字符型(b的低八位为01000010,即十进制66,按ASCII码对应于字符B)。
复合赋值符及表达式[ ]
在赋值符“=”之前加上其它二目运算符可构成复合赋值符。如 +=,-=,*=,/=,%=,<<=,>>=,&=,^=,|=。 构成复合赋值表达式的一般形式为: 变量 双目运算符=表达式 它等效于 变量=变量 运算符 表达式 例如: a+=5 等价于a=a+5 x*=y+7 等价于x=x*(y+7) r%=p 等价于r=r%p 复合赋值符这种写法,对初学者可能不习惯, 但十分有利于编译处理,能提高编译效率并产生质量较高的目标代码。逗号运算符和逗号表达式在
逗号运算符[ ]
C语言中逗号“,”也是一种运算符,称为逗号运算符。 其功能是把两个表达式连接起来组成一个表达式, 称为逗号表达式。 其一般形式为: 表达式1,表达式2 其求值过程是分别求两个表达式的值,并以表达式2的值作为整个逗号表达式的值。
void main(){ int a=2,b=4,c=6,x,y; x=a+b,y=b+c; printf("y=%d,x=%d",y,x); } a<--2,b<--4,c<--6,x<--0,y<--0 x<--a+b,y<---b+c
本例中,y等于整个逗号表达式的值,也就是表达式2的值,x是第一个表达式的值。对于逗号表达式还要说明两点: 1.逗号表达式一般形式中的表达式1和表达式2 也可以又是逗号表达式。例如: 表达式1,(表达式2,表达式3) 形成了嵌套情形。因此可以把逗号表达式扩展为以下形式: 表达式1,表达式2,…表达式n 整个逗号表达式的值等于表达式n的值。 2.程序中使用逗号表达式,通常是要分别求逗号表达式内各表达式的值,并不一定要求整个逗号表达式的值。 3.并不是在所有出现逗号的地方都组成逗号表达式,如在变量说明中,函数参数表中逗号只是用作各变量之间的间隔符。
[Practice] //arithmeticint a,b,c; float d; a=11; b=235; c=a+b-a*b; d=(float)c/(float)a; a=c/a;'Vtable a,2,0 b,2,0 c,2,0 d,4,0.0 of Vtable 'Vupdate 1,0;2,0;3,0 4,0.0 1,11 2,235 3,-2339 4,-212.636368 1,-212 of Vupdate of Practice [Practice] //1int a,b,c1,c2; a=25; b=3243; c1=b/a; c2=b%a;'Vtable a,2,0 b,2,0 c1,2,0 c2,2,0 of Vtable 'Vupdate 1,0;2,0;3,0;4,0 1,25 2,3243 3,129 4,18 of Vupdate of Practice [Practice] //1int a,b,c; a=25; b=40; c=a+b,c+35;'Vtable a,2,0 b,2,0 c,2,0 of Vtable 'Vupdate 1,0;2,0;3,0 1,25 2,40 3,65 of Vupdate of Practice