c蘇州大學(xué)出版社第二章數(shù)據(jù)類型、運算符和表達(dá)式.ppt

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第二章數(shù)據(jù)類型、運算符與表達(dá)式,授課:東南大學(xué)鄭雪清E_mail:snow6789,VC+語言程序設(shè)計,第2章數(shù)據(jù)類型、運算符與表達(dá)式,學(xué)習(xí)內(nèi)容和基本操作：VC的數(shù)據(jù)類型基本運算符表達(dá)式語句、空語句及自增、自減運算符考試大綱要求：常量表示法；各種類型的變量說明及其初始化；運算符和表達(dá)式。,重點與難點：數(shù)據(jù)類型運算符表達(dá)式時間和安排：,2.1VC+的數(shù)據(jù)類型一個程序應(yīng)包括兩個方面的內(nèi)容：數(shù)據(jù)的描述。操作步驟，即動作的描述。數(shù)據(jù)是操作的對象，操作結(jié)果會改變數(shù)據(jù)的狀況。程序設(shè)計必須認(rèn)真考慮和設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作步驟（即算法）。著名計算機科學(xué)家沃思（NiklklausWirth）提出一個公式：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)十算法=程序,程序算法十?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)十程序設(shè)計方法十語言工具和環(huán)境程序中的四個方面是程序設(shè)計人員所應(yīng)具備的知識。在本書中不可能全面介紹這些內(nèi)容，它們都屬于有關(guān)的專門課程范疇。本書主要介紹VC+語言本身。VC+語言提供的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是以數(shù)據(jù)類型形式出現(xiàn)的，VC+的數(shù)據(jù)類型如下：,本節(jié)介紹組成C程序的基本單位(C詞法記號：關(guān)鍵字、標(biāo)識符、標(biāo)點符號分隔符，運算符，空白符及基本數(shù)據(jù)類型)。,字符型整型基本數(shù)據(jù)類型實型(單精度)實型(雙精度)無值型數(shù)據(jù)類型數(shù)組類型指針類型導(dǎo)出數(shù)據(jù)類型結(jié)構(gòu)體類型共用體類型枚舉類型類,2.1.1關(guān)鍵字（保留字）C系統(tǒng)預(yù)定義的、由小寫英文字母組成的單詞、詞頭或詞組。在C語言中，已有特殊含義和用途。在程序中不得將它們另作它用。預(yù)處理命令中，雖不算C關(guān)鍵字，但最好把它們看作為C的關(guān)鍵字，不要使用它們作為其他用途,如（include、define等）。VC的關(guān)鍵字：P1011：表21（43）和20個雙下劃線新關(guān)鍵字。,2.1.2標(biāo)識符以字母或下劃線開始的字母、數(shù)字以及下劃線組成的字符序列稱為標(biāo)識符。標(biāo)識符的第一個字符必須是字母或下劃線。以大寫字母、小寫字母或下劃線(_)開始?？梢杂纱笮懽帜?、下劃線(_)或數(shù)字0-9組成。大寫字母和小寫字母代表不同的標(biāo)識符。不能是C+關(guān)鍵字。例如:Rectangle,Draw_line,_No1都是合法的標(biāo)識符，,不合法的標(biāo)識符:No.1,a3.5/不能使用小數(shù)點。this/這是關(guān)鍵字，不能用作標(biāo)識符$ab/不能使用符號$6ab/不能以數(shù)字開頭說明:標(biāo)識符的有效長度:1-247個字符標(biāo)識符的命名方法:,2.1.3標(biāo)點符號9個：#、（、）、，、：、；、2.1.4分隔符運算符、空格、標(biāo)點符號、回車鍵和Tab鍵，用得最多的是空格鍵。,布爾常量（邏輯常量bool）只有兩個：false（假或0）和true（真或1）字符型（char）可以有signed,unsigned整型（int）可以有short,long,signed,unsigned實型（float）雙精度型（double）可以有l(wèi)ong,基本數(shù)據(jù)類型:,2.1.5C+的基本數(shù)據(jù)類型字符型（char）占用1個字節(jié)數(shù)；取值范圍：char128127、signedchar128127、unsignedchar0255；在VC中無修飾詞的char，編譯程序認(rèn)為是有符號的；char型從本質(zhì)上說也是整數(shù)類型，長度為1個字節(jié)，通常用來存放字符的ASCII碼。,整型（int）短整型（shortint）：占用2個字節(jié)數(shù)；取值范圍：shortint、3276832767signedshortint、3276832767unsignedshortint；065535。,整型（int）：占用4個字節(jié)數(shù)；取值范圍：Int231（2311）signedint231（2311）unsignedint0（2321）長整型（longint）占用4個字節(jié)數(shù)；取值范圍：longInt231（2311）signedlongint231（2311）unsignedlongint0（2321）,注意：用signed、unsigned、long、short來修飾int時，關(guān)鍵詞int可以省略，在VC中無修飾詞的int和char，編譯程序認(rèn)為是有符號的。二進制形式存儲中，其最高位為符號位，“1”表示負(fù)；“0”表示正。,實型（float）占用4個字節(jié)數(shù)；取值范圍：3.410383.41038；無修飾詞。雙精度型（double）占用8個字節(jié)數(shù)；取值范圍：double1.7103081.710308longdouble1.7103081.710308。,無值型（void）占用字節(jié)數(shù)為：0；取值范圍為：無值。例：類型修飾符unsigned修飾類型是錯誤的A.charB.intC.longintD.float答:D,2.1.6常量字面常量在程序中不要任何說明就可直接使用的常量。整型常量十進制整數(shù)：若干個09的數(shù)字；八進制整數(shù)：0（數(shù)字0開頭）若干個07的數(shù)字；十六進制整數(shù)：0 x若干個09的數(shù)字及AF的字母（大小寫均可）；長整型與無符號整型常數(shù)：以后綴字母L（或l）表示長整型數(shù)；以后綴字母U（或u）表示無符號整型數(shù)；后綴字母L和U同時組合（大小寫無關(guān)、順序無關(guān)）表示無符號長整型數(shù)；沒有后綴字母時，編譯系統(tǒng)根據(jù)常數(shù)的大小自動進行識別。,例:下列十六進制的整型常數(shù)表示中，是錯誤的A.0 xafB.0 x1bC.2fxD.0 xae答：C實型常量一般形式（定點表示）：它由一個符號（正號可以省略）后接若干個十進制數(shù)字09和一個小數(shù)點組成。,指數(shù)形式（浮點表示，科學(xué)表示法）：它由一個十進制整數(shù)或定點數(shù)后接一個字母e（大、小寫均可）和一個13位的十進制整數(shù)所組成，字母e之前的部分稱為該浮點數(shù)的尾數(shù)，之后的部分稱為該浮點數(shù)的指數(shù)，該浮點數(shù)的值就是它的尾數(shù)乘以10的指數(shù)冪。注意：在字母e之前必須有數(shù)字。例:下列double型常量表示中，是錯誤的A.E15B.35C.3E5D.3E-5答:A,字符型常量一般形式：用單引號括起來的單個字符。轉(zhuǎn)義序列：就是以轉(zhuǎn)義符“”開始，后跟一個字符或一個整型常量（字符的ASCII編碼值）的辦法來表示一個字符。詳見：P15，表25，段中的描述；P401，附錄AASCII碼表注意：單引號、反斜杠必須使用其它方法表示,雙引號括起來的字符不是字符型常量,例1.在C語言中，合法的字符型常量是_A.tB.AC.65D.A答案：A例2.在C語言中，合法的字符型常量是_A.84B.x43C.abD.0答案:B(假設(shè)A的答案是74會怎樣？),“轉(zhuǎn)義字符”,意思是將反斜杠()后面的字符轉(zhuǎn)變成另外的意義。如n中的“n”不代表字母n而作為“換行”符。例#includevoidmain()coutabctgden;couthtjkn;程序的運行結(jié)果：abcgdehjk,例3.在c+語言中，char型數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲形式是_A.ASCII碼B.補碼C.反碼D.原碼(4)字符串常量：用雙引號括起來的若干個字符。存放形式是：按串中字符的排列次序順序存放，每個字符占一個字節(jié)，并在末尾添加0作為結(jié)束標(biāo)記。區(qū)別a和“a”。(5)布爾常量（邏輯常量）只有兩個：false（假）和true（真）,2.標(biāo)識符常量例/*example*/#include#definePI3.1415926/使用編譯預(yù)處理指令constfloatPII=3.1415926/使用C+常量說明符voidmain()floats,r,i;r=10.;i=2.*PI*r;s=PII*r*r;couti=in;couts=sn;,程序中用#define命令行定義PI代表常量3.1415926，此后凡在此文件中出現(xiàn)的PI都代表3.1415926，可以和常量一樣進行運算.這種用一個標(biāo)識符代表一個常量的，稱為標(biāo)識符常量，即標(biāo)識符形式的常量，注意標(biāo)識符常量不同于變量，它的值不能改變，也不能再被賦值。如再被賦值語句賦值是錯誤的。習(xí)慣上，標(biāo)識符常量名用大寫，變量用小寫，以示區(qū)別。標(biāo)識符常量必須先定義后使用.,2.1.7變量(P16)其值可以改變的量稱為變量。一個變量應(yīng)該有一個名字，在內(nèi)存中占據(jù)一定的存儲單元。在該存儲單元中存放變量的值。請注意區(qū)分變量名和變量值這兩個不同的概念。注意，大寫字母和小寫字母被認(rèn)為是兩個不同的字符。因此，和是兩個不同的變量名。習(xí)慣上，變量名用小寫字母表示，以增加可讀性。,在給變量名和其它標(biāo)識符命名時，應(yīng)注意做到“見名知意”。有兩種種命名方法：標(biāo)準(zhǔn)命名法和英文單詞或漢語拼音法。在V+中，要求對所有用到的變量作強制定義，也就是“先定義，后使用”，否則，在編譯時會指出有關(guān)“出錯信息”。在VC+中，已有特殊含義和用途的英文單詞稱為關(guān)鍵字(也稱保留字)(見P10.表2-1、表2-2)，關(guān)鍵字不能作為變量名或標(biāo)識符使用。,(1)變量說明語句,.,;分別為:Char、short、int、long、float、double例如：charc0,c1;inti,j;longlen;floateps,f0,f15;doubleweight;,(2)變量初始化變量初始化就是給變量賦初值；有兩種形式：先定義，再賦初值例如：intsum，fac；sum=0；fac=1；定義時賦值例如：charc=A;intcount=0注意:inta=3;inta(3);是等價的。常量和變量是計算機語言中數(shù)據(jù)的兩種基本形式,初始化不是在編譯階段完成的（只有在第六章中介紹的靜態(tài)存儲變量和外部變量的初始化是在編譯階段完成的），而是在程序運行時執(zhí)行本函數(shù)時賦以初值的。相當(dāng)于有一個賦值語句，例如inta=3；相當(dāng)于：inta；/指定a為整型變量a=3；/賦值語句，將3賦予a又如inta，b,c=5;相當(dāng)于：inta，b,c;/指定a、b、c為整型變量c5;/將5賦給c,例子字符型數(shù)據(jù)（一）,字符常量單引號括起來的一個字符，如：a,D,?,$字符變量用來存放字符常量例：charc1,c2;c1=a;c2=A;字符數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲形式以ASCII碼存儲，占1字節(jié)，用7個二進制位,Page32,字符數(shù)據(jù)的使用方法字符數(shù)據(jù)和整型數(shù)據(jù)之間可以運算。字符數(shù)據(jù)與整型數(shù)據(jù)可以互相賦值。字符串常量例:CHINAaa所以：charc;c=a;,Page33,例子字符型數(shù)據(jù)（二）,例子布爾型數(shù)據(jù),布爾型變量的說明：例：boolflag;布爾型數(shù)據(jù)的取值：只有false和true兩個值,例子變量初始化,例：inta=3;doublef=3.56;charc=a;intc(5);,Page35,程序例子常量與變量,#includeusingnamespacestd;intmain(void)constintPRICE=30;intnum,total;floatv,r,h;num=10;total=num*PRICE;couttotalendl;r=2.5;h=3.2;v=3.14159*r*r*h;coutvinti;i=(int)x;coutxxn；coutii=,=,!+。關(guān)系運算符用來比較兩個操作數(shù)的數(shù)值大小，其運行結(jié)果為一整數(shù)，關(guān)系成立時(為真時)，結(jié)果為整數(shù)1，否則為0(為假時)。例如：floata=2.5,b=10.7,x;inti;x=20.5;i=a=x=b;結(jié)果i為1。六個關(guān)系運算符的優(yōu)先級是不一樣的，前四個高于后兩個。關(guān)系運算符的優(yōu)先級低于算術(shù)運算符，但高于賦值運算符。由于對實數(shù)進行運算時，計算機會產(chǎn)生誤差，因此，在判斷兩個實數(shù)是否相等時，不應(yīng)直接用“=”進行比較，應(yīng)為：fabs(x-y)=1e-6fabs()是C+的一個庫函數(shù)。,四、邏輯運算符和邏輯表達(dá)式在C+中，邏輯運算符有三種：!(邏輯非)，則：!x為1，!y為0。,（2）邏輯與僅當(dāng)兩個操作數(shù)的值都為非0時，其與運算的結(jié)果才為真（值為1）；否則為假（值為0）。如：對于上述的x和y，xunsignedshortinti,j;intx,y;a=376;b=176;i=a;x=a;j=b;y=b;couta=atb=bn;couti=itj=jn;coutx=xty=yn;,(4)將unsignedint型數(shù)據(jù)賦給longint,不存在擴展問題，只需將高位補即可。將一個unsignedint型數(shù)據(jù)賦給一個占字節(jié)數(shù)相同的整型變量（例如unsignedintint,unsignedlonglong,unsignedshortshort）將unsigned型變量的內(nèi)容原樣送到非unsigned型變量中，但如果數(shù)據(jù)范圍超過相應(yīng)整型的范圍,則會出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤。如：unsignedinta=65535(216-1);intb;b=a;,unsigneda1111111111111111intb1111111111111111將a整個送到b中，由于b是int型，第1位是符號位，成了負(fù)數(shù)。（-1的補碼）.可以用coutb=”bn；來驗證一下(5)將非unsigned型數(shù)據(jù)賦給長度相同的unsigned型變量，也是原樣照賦（連原有的符號位也作為數(shù)值一起傳送）。如：,#includevoidmain()unsigneda；intb=-1；a=b；couta=a=，=，=，|=C采用這種復(fù)合運算符，一是為了簡化程序，使程序精練，二是為了提高編譯效率，有利于編譯，能產(chǎn)生質(zhì)量較高的目標(biāo)代碼。）。,八、逗號運算符和逗號表達(dá)式C+語言提供一種特殊的運算符逗號運算符。用它將兩個表達(dá)式連接起來。如3+5,6+8稱為逗號表達(dá)式。逗號表達(dá)式的一般形式為:表達(dá)式1，表達(dá)式2逗號表達(dá)式的求解過程是：先求解表達(dá)式1，再求解表達(dá)式2。整個逗號表達(dá)式的值是表達(dá)式2的值。例如，上面的逗號表達(dá)式3+5,6+8的值為14。又如，逗號表達(dá)式,a=3*5，a*4先求解a=3*5，得a的值為15，然后求解a*4得60，整個逗號表達(dá)式的值為60。一個逗號表達(dá)式又可以與另一個表達(dá)式組成一個新的逗號表達(dá)式，如：（a3*5,a*4）,a5先使a的值等于15，再進行a*4（但a值未變），再進行a5得20，即整個表達(dá)式的值為20。,逗號表達(dá)式的一般形式可以擴展為:表達(dá)式1，表達(dá)式2，表達(dá)式3，表達(dá)式n它的值為表達(dá)式n的值。逗號運算符是所有運算符中級別最低的。因此，下面兩個表達(dá)式的作用是不同的：x（a3，6*3）x=a=3，6*a第個是一個賦值表達(dá)式，將一個逗號表達(dá)式的值賦給x,x的值等于18。第個是逗號表達(dá)式，它包括一個賦值表達(dá)式和一個算術(shù)表達(dá)式，x的值為3。,其實，逗號表達(dá)式無非是把若干個表達(dá)式串聯(lián)起來。在許多情況下，使用逗號表達(dá)式的目的只是想分別得到各個表達(dá)式的值，而井非一定需要得到和使用整個逗號表達(dá)式的值，逗號表達(dá)式最常用于循環(huán)語句（for語句）中。逗號運算符又稱為順序求值運算符。請注意并不是任何地方出現(xiàn)的逗號都是作為逗號運算符。例如函數(shù)參數(shù)也是用逗號來間隔的。,2.14sizeof()運算符sizeof()運算符是一元運算，用于計算某一操作數(shù)類型的字節(jié)數(shù)。如：sizeof(int)/其值為2或4sizeof(float)/其值為4,2.2.2各類數(shù)值型數(shù)據(jù)間的混合運算整型、單精度型、雙精度型數(shù)據(jù)可以混合運算。前已述及，字符型數(shù)據(jù)可以與整型通用，因此，整型、實型（包括單、雙精度）、字符型數(shù)據(jù)間可以混合運算。例如10+a+1.5-8765.1234*b是合法的。在進行運算時，不同類型的數(shù)據(jù)要先轉(zhuǎn)換成同一類型，然后進行運算。,圖中橫向向左的箭頭表示必定的轉(zhuǎn)換，如字符數(shù)據(jù)必定先轉(zhuǎn)換為整數(shù)，short型轉(zhuǎn)為int型，float型數(shù)據(jù)在運算時一律轉(zhuǎn)換成雙精度型，以提高運算精度（即使是兩個float型數(shù)據(jù)在加化成double型，然后再相加）。,doublefloatlongunsignedintchar,short,縱向的箭頭表示當(dāng)運算對象為不同類型時轉(zhuǎn)換的方向。例如int型與doub1e型數(shù)據(jù)進行運算，先將int型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖double型，然后在兩個同類型（double型）數(shù)據(jù)進行運算，結(jié)果為double型。注意箭頭方向只表示數(shù)據(jù)類型級別的高低，由低向高轉(zhuǎn)換，不要理解為int型先轉(zhuǎn)成unsigned型，再轉(zhuǎn)成1ong型，再轉(zhuǎn)成double型。如果一個Int型數(shù)據(jù)與一個double型數(shù)據(jù)運算，是直接將int型轉(zhuǎn)成double型。同理，一個int型與一個Long型數(shù)據(jù)運算，先將int型轉(zhuǎn)換成1ong型。,換言之，如果有一個數(shù)據(jù)是float型或double型，則另一數(shù)據(jù)要先轉(zhuǎn)為double型，結(jié)果為double型。如果二個數(shù)據(jù)中最高級別為1ong型，則另一數(shù)據(jù)先轉(zhuǎn)為1ong型，結(jié)果為1ong型。其它依此類推。假設(shè)已指定i為整型變量，f為float變量,d為double型變量，e為1ong型,有下面式子：10十a(chǎn)i*f-d/e運算次序為：進行10a的運算，先將a轉(zhuǎn)換成整數(shù)97，運算結(jié)果為107。進行i*f的運算。先將i與f都轉(zhuǎn)成double型，運算結(jié)果為double型。整數(shù)107與i*f的積相加。先將整數(shù)107轉(zhuǎn)換成雙精度數(shù)（小數(shù)點后加若干個0，即10700000），結(jié)果為double型。將變量e化成double型,d/e結(jié)果為double型。將10十a(chǎn)i*f的結(jié)果與d/e相減的結(jié)果為double型。上述的類型轉(zhuǎn)換是由系統(tǒng)自動進行的。,2.2.3邏輯表達(dá)式優(yōu)化的副作用,在C+中，在求邏輯表達(dá)式的過程中，一旦能確定邏輯表達(dá)式的值時，就不必再逐步求值了。這就是邏輯表達(dá)式的優(yōu)化。例如：假設(shè)inta=0,b=4,c=5;acout+i;輸出“4”。若改為couti+;則輸出“3”。,注意：（1）自增運算符（+），自減運算符（-），只能用于變量，而不能用于常量或表達(dá)式，如5+或（a+b）+都是不合法的。（2）+和-的結(jié)合方向是“自右至左”。見附錄。前面已提到，算術(shù)運算符的結(jié)合方向為“自左而右”，這是大家所熟知的。如果有-i+，i的左面是負(fù)號運算符，右面是自加運算符。如果i的原值等于3，若按左結(jié)合性，相當(dāng)于（-i）+，而（-i）+是不合法的。對表達(dá)式不能進行自加自減運算。自增（減）運算符常用于循環(huán)語句中使循環(huán)變量自動加1。也用于指針變量，使指針指向下一個地址。這些將在以后的章節(jié)中介紹。,自增（減）運算符有關(guān)表達(dá)式使用中的問題說明C運算符和表達(dá)式使用靈活，利用這一點可以巧妙地處理許多在其它語言中難以處理的問題。但另一方面，有時會出現(xiàn)一些令人容易搞混的問題，因此務(wù)必要小心謹(jǐn)慎。1在表達(dá)式中包含自加或自減運算時，很容易出錯。i+或i-什么時候進行自加或自減呢？如果有以下賦值語句，若i原值等于3，ki+；顯然先將i的原值賦給以k(k的值等于3），然后i進行自加，執(zhí)行完此語句后，i的值等于4。如果有以下表達(dá)式：,k=（i+）+（i+）+（i+）表達(dá)式的值是多少呢？有人認(rèn)為相當(dāng)于3+4+5，即12。事實上它等于9。即先把i的原值（3）取出來，作為表達(dá)式中i的值；因此先進行三個i相加，得9。然后再實現(xiàn)自加，i的值變?yōu)?。而k（+i）+（+i）+（+i）有人以為從左到右使i增值，相當(dāng)于k=456，得15。事實上k=16。原因是：+i的自加是在表達(dá)式求解一開始時最先進行的是前兩位加法，即對表達(dá)式掃描時，先對i進行兩次自加，i得5，再進行相加得10,然后進行k=556的運算，故得16。如果是k(+i)+(+i)+(+i)+(+i)?,2C語言中有的運算符為一個字符，有的運算符由兩個字符組成，在表達(dá)式中如何組合呢？如i+j，是理解為（i+）+j呢？還是i+(+j)?C編譯在處理時盡可能多地（自左而右）將若干個字符組成一個運算符（在處理標(biāo)識符、關(guān)鍵字時也按同一原則處理），如i+j，將解釋為（i+）+j，而不是i+（+j）。如有興趣可驗證：intx=3,y=4,z;z=x+y;z是7還是8？或者x是4還是3,y是4還是5?,C+語言表達(dá)能力強，其中一個重要方面就在于它的表達(dá)式類型豐富，運算符功能強，因而C使用靈活，適應(yīng)性強。在后面幾章中將會看到這一點。作業(yè)P30-31第3,7,10,14題,