第3章最简单的C程序设计——顺序程序设计.ppt

C 程序设计,数据类型，运算符和表达式,数据类型、常量, 变量的定义 运算符的种类、优先级和结合方向 表达式的类型和求值 简单的C程序设计及基本输入输出,C的数据类型 (Data Types),基本类型 整型、字符型、浮点型（实型）、枚举类型 构造类型 数组类型、结构体类型、共用体类型 指针类型 空类型,数据类型、常量和变量,一个程序的算法设计必须考虑数据结构 数据结构是各种类型数据的组织形式 C语言的数据有常量和变量之分 常量和变量都分别属于某一数据类型 程序中用到的所有数据都具有一定类型,常量 (Constants),常量 程序运行过程中，其值不能被改变的量 例如：12、-6.7、'a' 符号常量 (Symbolic Constants) 用一个标识符代表的常量, 相当于用标识符把一个常量 替换下来 习惯上符号常量名用大写字母 优点: 含义清楚直观; 修改时一改全改,#define PRICE 30 #define NUM 12 int main() . . total = NUM * PRICE; total2 = 84 * PRICE2; printf(“total=%d“, total); . . ,常量示例,不会被替换,= total = 12 * 30;,常量,符号常量,变量 (Variables),其值可以改变的量称为变量 变量有一个名字，即标识符 变量在存储器中占据一定的存储单元 变量占据存储空间的大小由其类型决定 程序中的变量参与计算时,从这个变量所占据的存储单元里取出存储的数据的值 变量要“先定义，后使用”,标识符 (Identifier),标识符 变量名、符号常量名、函数名、类型名 标识符命名规范 由字母、数字、下划线(Underscore, '_')组成 第一个字符必须为字母或下划线 C语言标识符是大小写敏感的 标识符的名称一般应具有一定的含义 不要与C语言关键字(Keywords)重复 一般不要使用以下划线开头的标识符,ANSI C共有32个关键字,标识符示例,正确的标识符 student、num1、_SUM、_1_2_3 MyName、myname、my_name 错误的标识符 room3-1 包含了其他字符（减号） 2men 以数字开头 long 与关键字重复 Mr.Zhu 包含了其他字符（小数点）,变量的存储,变量名,存储单元(地址),变量值,整型 (Integer),整型常量的表示方法 整型变量 整型数据在内存中的存放形式 整型变量的类型 整型变量的定义 整型数据的溢出 整型常量的类型,整型常量的表示方法,十进制 (Decimal) 例如，123、-456、0 八进制 (Octal) 以0开头，不得含有8或9 例如，0123、-0456 错例，0138、-0912 十六进制 (Hexadecimal) 以0x或0X开头，用af或AF表示1015 例如，0x123、-0X45、0x3AB、-0xabc,整型数据在内存中的存放方式,二进制形式 举例，int i=50; /*int类型占2字节*/ 补码 (Complement) 正数：与原码一致，首位为0 负数：绝对值取反加一，首位为1 零：各位全为0,补码举例,举例 int i=-50; /*int类型占2字节*/,50的原码,-50的补码,整型变量的分类,按占用存储空间的大小划分 基本整型 int 短整型 short int 长整型 long int 按有无符号划分 有符号 signed 无符号 unsigned 上述两种分类方式组合，可得到6种类型,整数的长度,整数的类型与长度 教材p43 short:占2字节（16bit） long: 占4字节（32bit） int: 占2或4字节（16或32bit） 2Bytes = short int long = 4Bytes 若需要精确的长度，可选用short或long 举例 BC3.1: int长度为2Bytes gcc: int长度为4Bytes 数据长度由编译器指定，而编译器的设计受处理器的限制。,有符号数与无符号数,有符号数 二进制补码表示，首位为符号位 指定signed或缺省情况，即为有符号数 无符号数 没有符号位，只能表示非负数 无符号数类型必须指定为unsigned 若把负数赋值给无符号数，则把该负数的补码当作无符号数进行处理,有符号数与无符号数举例,int main() int i; unsigned j; i=j=-50; i=i/2; /*-25*/ j=j/2; /*32743*/ /*除以2相当于右移1位*/,整型数据的取值范围,整型变量的定义 (Definition),定义形式 int a, b; unsigned c; long d; unsigned short e; 变量的定义一般放在一个函数开头的声明部分，关于变量定义的具体内容在以后相关章节里详细介绍,整型变量的定义与使用举例,int main() int a; /*定义有符号基本整型变量a*/ unsigned b; /*定义无符号基本整型变量b*/ long c; /*定义有符号长整型变量c*/ a = -23; /*a的值为-23*/ b = 45; /*b的值为45*/ c = a + b; /*c的值为22*/ ,整型数据的溢出 (Overflow),溢出 数据超出了变量能够存储的范围，造成数据丢失或数值改变等 举例 (假定int类型数据用16位表示)：,int main() int a = 32767; a+; /*32768?*/ ,32767的补码,-32768的补码,整型常量的类型,常量的类型后缀 (Suffix) l、L 表示常量是一个长整型 u、U 表示常量是一个无符号整型数 两种后缀可以一起使用 举例 123l 长整型常数123 456U 无符号整型常数456 789ul 无符号长整型常数789 101Lu 无符号长整型常数101,整型常量使用中的类型问题,对整型变量赋值 常量的值不要超过变量的取值范围 直接使用常量 带有l、L、u、U等后缀的整型常量一般用于函数调用 不带有后缀的整型常量的类型，是根据其数值大小所处的范围来确定的,浮点型 (Floating Point),浮点型常量的表示方法 浮点型变量 浮点型数据在内存中的存放形式 浮点型变量的类型 浮点型数据的舍入误差 浮点型常数的类型,浮点型常量的表示方法,十进制小数形式 由符号、数字和小数点(必须)组成 整数和小数部分都可省略，但不能同时省略 举例，12.3、-.123、123.、0.、.0 指数形式 由整数(或小数)、e(或E)、整数顺序组成 e或E之前必须有数字，之后必须是整数 举例，123.4e-5表示123.4×10-5 错例，e1、12e、1.2e3.4、.e5、e,规范化指数形式,规范化指数形式 类似于“科学计数法” e或E之前的小数中，小数点前面有且仅有一个非零数字 举例，123.456 规范化形式，1.23456e2、1.23456E+002 非规范化形式，123.456、12.3456e1、12345.6e-2、0.123456e3、12345600e-5,浮点型数据在内存中的存放方式,二进制规范化指数形式 小数部分长度与能表示的精度有关 指数部分长度与能表示的数值范围有关,浮点型变量的类型,分类 单精度 float 双精度 double 长双精度 long double 长度和取值范围,浮点型数据的舍入误差,由于浮点型变量能够表示的有效数字有限，将有效位以外的数字舍去造成误差 举例,float a=123456.789e5, b; b = a + 20; /*b=12345678920?*/ printf(“a=%fnb=%fn“, a, b);,运行结果 a=12345678848.000000 b=12345678848.000000,浮点型常量的类型,类型后缀 f、F 表示常量是一个单精度型浮点数 l、L 表示常量是一个长双精度型浮点数 无任何后缀的浮点型常量视作双精度型 对浮点型变量赋值 一个浮点型常量可以赋值给任何类型的浮点型变量 根据变量类型截取常量的相应有效数字 注意防止出现溢出,字符型 (Character),字符型常量 字符型变量 字符型数据在内存中的存放形式 字符型数据的使用方法 字符串常量,字符型常量,单引号括起来的一个字符 举例，'a'、'A'、'1'、''、'?' 错例，'abc'、''、'我' 转义字符 以''开头的特殊字符 'ddd' 1到3位8进制数ASCII码代表的字符 'xhh' 1到2位16进制数ASCII码代表的字符 举例，'n'、't'、''、'''、'“'、'123'、'x3A',字符型变量,字符型变量只能存放一个字符 定义与使用:,int main() char c1, c2; /*定义字符型变量c1和c2*/ c1 = 'a' /*c1的值为'a'*/ c2 = '2' /*c2的值为'2'*/ ,一个字符型数据占一个字节的空间 字符型数据以其ASCII码(P.364)形式存放 字符型数据的存放形式与只占一个字节长度的整型数据完全相同,字符型数据在内存中的存放形式,字符型数据的使用方法,可以把字符型数据视作一种长度为1字节的整型数据处理 当使用字符型数据时，与使用这个字符的ASCII码(一个8位整数)是完全一样的 字符型数据的用法与整型数据完全一样，包括运算、赋值、输入、输出等 字符型数据使用过程中，同样需要注意溢出、符号等问题 是字符还是整数，只有在输出时才有意义,字符型数据使用举例,int main() char c; int i, j; c = 97; /* 同 c = 'a'*/ i = c + 20;/* 同 i = 117*/ j = 2; /* 同 j = 50*/ printf(“%c, %dn“, c, c); /*a, 97*/ ,字符型变量的符号,字符型变量与整型变量一样，也分为有符号数与无符号数 无符号字符 unsigned char c; 举例，表示一个班级的人数 (256) 赋值和使用中需要注意的问题，与整型变量相同,字符串(String)常量,表示形式 一对双引号括起来的字符序列 引号内可以包括0个、1个或多个字符 字符序列中的特殊字符用转义字符表示 举例，“abc“、“a“、“、“、“我“ 举例，“12.4“、“$#*!“、“C:HOME“ 字符常量和字符串常量是不同类型的数据 例如，'a'与“a“是不同的 不能把一个字符串赋值给一个字符型变量,字符串在内存中的存放方式,在内存中每个字符按顺序存放 字符串结尾有一个空字符 ( ASCII=0, '0')作为字符串结束标志 字符串结束标志'0'是不能显示的，在字符串常量中，也不用显式写出来 举例 “TEST“ “ “a“,变量赋初值 (Initialization),在定义变量的同时对变量赋值(初始化) 举例 int a=1; /*相当于 int a; a=1;*/ int a, b=3; /*对b赋初值，a没有初值*/ int b, c, a=b=c=100; /*对三个变量赋同样的初值*/ 变量使用前，一般应先对它赋值,各类数值型数据间的混合运算 及类型转换,整型、字符型、浮点型数据可混合运算 混合运算时，不同类型的数据按照一定的规则先转换为同一类型，然后再运算,运算符 (Operator),运算符的种类 运算符的优先级 运算符的结合方向,运算符的种类 (1),算术运算符 + - * / % + - 关系运算符 = | & 赋值运算符 = += -= *= /= %= = = &= = |= 条件运算符 ?:,运算符的种类 (2),逗号运算符 , 指针运算符 * & 求字节数运算符 sizeof 强制类型转换运算符 (type) 分量运算符 . - 下标运算符 其他运算符 (),运算符的优先级,优先级 运算符的运算次序按优先级由高到低执行 可以用圆括号( )改变运算符的执行次序 举例 a+b*cd/e 计算顺序： (a+(b*C)-(d/e) /*先算乘除，后算加减*/ /*乘除比加减优先级高*/ (a+b)*(c-d)/e /*先算加减，后算乘除*/,运算符的结合方向,结合方向 当一个操作数两侧的运算符优先级相同时，运算次序按照结合方向的规定进行 举例 a+b-c /*+和-的结合方向都是从左向右*/ /*b先与+结合计算a+b，然后执行减法*/ a=b=1 /*=的结合方向是从右向左，先计算b=1*/,运算符的结合方向规则,单目运算符的结合方向都是“从右向左” !、+、-、+(正号)、-(负号) *(指针运算符)、&(地址运算符) sizeof(type) 赋值运算符的结合方向是“从右向左” 三目运算符的结合方向是“从右向左” 唯一的三目运算符：条件运算符?: 其他运算符的结合方向都是“从左向右”,优先级与结合方向总结,不同优先级的运算符，运算次序按优先级由高到低执行 同一优先级的运算符，运算次序按结合方向的规定执行 可以使用圆括号( )明确运算次序 圆括号()具有最高的优先级,表达式 (Expression),表达式的概念 表达式的类型 表达式求值 算术运算符和算术表达式 赋值运算符和赋值表达式 逗号运算符和逗号表达式,表达式的概念,表达式 用运算符把操作数连接起来，并符合C语言语法规则的式子 操作数包括常量、变量、函数调用、表达式 广义上，常量、变量、函数调用也可以看作属于表达式的范畴 举例 a+2.5*b-6/c+'z'-max(x,y) !(a1e-6)&&(b=(c+sqrt(f),表达式的类型,表达式的类型 表达式的值的类型 取决于操作数的类型以及它们所做的运算 举例 a+2.5*b-6/c+'z' /*混合类型算术运算，值为double类型*/ !(a1e-6)&&(b=(c+sqrt(f) /*逻辑判断的结果是逻辑值*/ /*C语言用整型代表逻辑类型*/,算术运算符 (Arithmetic Operators),基本算术运算符 + - * / % 强制类型转换运算符 (类型名) 自增、自减运算符 + -,基本算术运算符,基本算术运算符的特性,优先级 (从高到低) + (正号) (负号) * / % + (加) (减) 结合方向 + (正号) (负号)：从右向左 + (加) (减) * / %：从左向右,基本算术运算符的说明,两个整数相除，结果也为整数 直接舍去商的小数部分，而不会“四舍五入” 负数整数除法，结果的舍入方向没有规定 如果需要得到精确的运算结果，可以把其中一个操作数转换为浮点数 举例，5/3(=1)、5.0/3(=1.66666) 举例，-5/3(=-1?-2?) 模运算符的两个操作数都必须是整数 负数模运算结果的符号没有规定 举例，5%3(=2)、-5%3(=-2?1?),强制类型转换运算符,形式 (类型名)操作数 说明 强制把表达式转换成所需的类型 强制类型转换运算符的优先级较高（见378页附录） 强制类型转换不会改变操作数自身的类型，只是得到一个所需类型的中间量 多用于自动类型转换不能实现的目的 强制类型转换后，会影响C语言做类型检查,强制类型转换举例,float x=2.8, y=3.7, z; int a, b, c, d=5, e=2; a=(int)x+y; /* a=5, 2+3.7 = 5 */ b=(int)(x+y); /* b=6, (int)(6.5) */ c=(int)x; printf(“x=%f, c=%dn“, x, c); /* x=2.800000, c=2 */ z=(float)d/e; /* z=2.5 */,自增+、自减- 运算符,形式 +i, -i 使用i之前，先使i的值加/减1 i+, i- 使用i之后，再使i的值加/减1 说明 +i和-i的值是加/减1之后i的值 i+和i-的值是加/减1之前i的值 +和-只能用于变量，不能用于常量和表达式 +和-的结合方向是“自右向左”,自增、自减运算符举例,int i=3, j, a, b=1, c=2; j = +i; /* i=i+1, j=i, i=4, j=4 */ j = i+; /* j=i, i=i+1, i=5, j=4 */ j = -i+; /* -(i+), i=6, j=-5 */ j = i+*2; /* (i+)*2, i=7, j=12 */ a = (b+c)+; /* 非法! */ a = 34+; /* 非法! */ j = +i+; /* 非法! */,有关表达式使用的特殊问题,C的标准中，表达式中子表达式的求值顺序没有统一规定 i=3; j=(i+)+(i+)+(i+); /* j=9 ? =12? */实验结果9 C编译程序自左向右尽可能多的将若干字符组合成一个运算符、标识符、关键字 i+j /* (i+)+j? i+(+j)? */结果解释为(i+)+j 调用函数时，实参的求值顺序没有规定 i=3; printf(“%d,%dn“, i, i+); /* 3,3? 4,3? */ 结果 4,3,赋值运算符 (Assignment Operators),赋值运算符 = 把右侧表达式的值赋给左侧的变量 一般情况下，赋值运算符左侧只能是变量 赋值运算符的优先级较低，“自右向左”结合 运算符两侧类型不一致时，要进行类型转换 注意“赋值”与“等于”的区别，例如i=i+2; 复合赋值运算符 =前加上算术运算符或位运算符，如+=、|= 举例，z*=x+y; /* z=z*(x+y); */,赋值表达式,赋值表达式 赋值表达式的值就是所赋的值 运算符右侧的表达式可以是一个赋值表达式 举例 a=5; /*表达式的值为5*/ a=b=3; /*a=(b=3)*/ a=b=c=1; /*a=(b=(c=1)*/ a=(b=4)+(c=3);/*b=4, c=3, a=7*/,逗号运算符,逗号运算符 , exp1, exp2 逗号运算符的优先级最低，“自左向右”结合 逗号表达式的值是exp2的值 exp1和exp2都可以又是“逗号表达式” 把多个表达式组合成一个表达式使用 举例 x=(a=3, 6*a) /* a=3, x=18 */ x=a=3, 6*a /* a=3, x=3 */,逗号运算符举例,#include int main() int a=2,b=4,c=6,x,y; y=(x=a+b),(b+c); /这里y得到b+c的值 printf(“y=%d,x=%d“,y,x); ,语句类型,C语言包括5类语句： 控制类： if () else for() while() dowhile() continue break switch return goto,语句类型（续）,C语言包括5类语句： 函数调用语句 表达式语句 空语句 复合语句,数据输入输出的概念,(一).所谓输入输出是以计算机主机为主体而言的 输出:从计算机向外部输出设备(显示器,打印机) 输出数据 输入:从输入设备(键盘,鼠标,扫描仪)向计算机 输入数据. (二).C语言本身不提供输入输出语句,输入和输出操作是由C函数库中的函数来实现的 例如: 字符输入函数: getchar 字符输出函数:putchar 格式输入函数: scanf 格式输出函数: printf 字符串输入函数:gets 字符串输出函数:puts,(三).在使用系统库函数时,要用预编译命令“#include”将有关的“头文件”包括到用户源文件中. 例如：在调用标准输入输出库函数时，文件开头应该有： #include “stdio.h” 或： #include ,头文件,基本输入输出,头文件 #include 输入输出函数 字符输出函数 putchar 字符输入函数 getchar 格式输出函数 printf 格式输入函数 scanf 字符串输出函数 puts 字符串输入函数 gets,字符输出函数putchar,函数说明 int putchar(int c); 输出一个字符到标准输出设备 参数说明 int c 要输出的字符，可以是整数或字符，若超出字符型范围，则只使用低字节 返回值 若成功，返回输出字符的ASCII码值 若失败，返回EOF (End of File),函数putchar举例,int c, i; putchar('a'); /* 输出'a' */ putchar('n'); /* 输出换行符 */ putchar(101); /* 输出'e Ascii=101 */ putchar('101'); /* 输出'A' ascii=65*/ c = 1000; i = putchar(c); /* 输出'è'，i=232 */,字符输入函数getchar,函数说明 int getchar(void); 从标准输入设备输入一个字符 需要输入回车后，函数才返回 参数说明 无参数 返回值 若成功，返回输入字符的ASCII码值 若失败，返回EOF (End of File),函数getchar举例,int c; c = getchar(); /* 输入'a'后回车 */ putchar(c); /* 输出'a' */ c = getchar(); /* 是否需要输入? */ printf(“c=%dn“, c); /* 输出c=? 10 */ c = getchar(); /* 输入'abcd'后回车 */ putchar(c); /* 输出'a' */ putchar(getchar(); /* 输出'b' */,格式输出函数printf,函数说明 int printf(char* format, args.); 格式化输出若干任意类型数据 参数说明 char* format 格式控制字符串 args 需要输出的数据列表，可以多个或没有 返回值 若成功，返回输出的字节数，包括换行符 若失败，返回EOF (End of File),函数printf的参数说明,格式字符串 包括“格式说明”和“普通字符” “格式说明”由%和“格式字符”组成，将输出数据按指定格式输出 “普通字符”按原样输出 输出列表 需要输出的数据 可以是变量、常量、表达式、函数调用等 输出数据按顺序与“格式说明”对应输出,函数printf的格式举例,printf(“a=%d b=%d“, a, b);,输出结果a=3 b=4,格式字符,常见的格式符的修饰符：,l 用于长整型整数，可加在格式符d，o，x，u前面 m （代表一个正整数）：数据最小宽度 n （代表一个正整数）：对实数，表示输出n位小数； 对字符串，表示截取的字符个数 - 输出的数字或字符在域内向左靠,函数printf举例 (02-03.C),int i=1234; float f=-56.78; printf(“i=%+6d“, i); /* “i=+1234“ */ printf(“%c“, i); /* “ò“ */ printf(“%10.5E“, f); /* “-5.67800E+01“ */ printf(“%7.4f%“, f);/* “-56.7800%“ */ printf(“%+6.3G“, f); /* “-56.8“ */,格式输入函数scanf,函数说明 int scanf(char* format, addrs.); 格式化输入若干任意类型数据 参数说明 char* format 格式控制字符串 addrs 需要输入的地址列表，可以有多个 返回值 返回输入并赋值的数据项的个数,函数scanf使用说明,“地址列表”中是变量的地址，而非变量 scanf(“%d“, 关于输入格式 格式字符串中的普通字符须按相应位置输入 除字符型(%c)外，输入项之间用一个或多个空白字符分隔，包括空格、回车、制表符 空白字符会作为%c对应的输入，如果需要输入下一个非空白字符，可以用%1s 如规定了最大宽度，且输入数据超出宽度，则按宽度截取数据,格式字符,附加格式字符,函数scanf举例,int i, j; char c; scanf(“%d%d“, /* “2 a 3“ = i=2, c='', j出错 */ /* “2a 3“ = i=2, c='a', j=3 */,例1：输入球体半径，求球的体积。 例2：输入大写字母，转换为小写字母。,简单的C程序设计,例1：球体体积 (02-05.C),#include #define PI 3.1415926 int main() float r, V; printf(“r=“); scanf(“%f”, ,例2：字母大小写转换 (02-06.C),#include int main() char cup, clow; cup = getchar(); clow = cup + 'a' - 'A' printf(“%cn“, clow); ,【例】输入三角形的三边长，求三角形面积。,已知三角形的三边长a,b,c，则该三角形的面积公式为： ， 其中s = (a+b+c)/2。 源程序如下： #include main() float a,b,c,s,area; scanf(“%f,%f,%f”, ,【例】求ax2+bx+c=0方程的根,a,b,c由键盘输入，设b2-4ac0。 求根公式为： 令，则x1=p+q x2=p-q 源程序如下：,#include main() float a,b,c,disc,x1,x2,p,q; scanf(“a=%f,b=%f,c=%f”, ,以上例子都是顺序结构的程序； 特点是顺序执行，没有条件分支或者循环，及执行的控制流是流水线式的 下一章引入选择结构,作 业,第三章习题： P83 ： 4， 5.,注意：书面作业中的程序要上机验证。 上机实验用书计算机程序设计学习指导与练习 每个同学上机时建立两个目录，homework 和 labwork 其中homework目录下存放书面作业中的程序，labwork 目录下存放上机实验程序，（对西区在windows环境下上机的同学可上传到自己的邮箱“网络硬盘”中）,C上机实验内容 东区班：阅读计算机程序设计学习指导与练习（下称指导）：掌握Unix系统的C程序设计上机过程。重点掌握编译命令cc 和编辑器vi的使用。 阅读指导程序范例及其操作步骤。 Labwork：上机编程习题： 指导page80:上机习题2、3。 教材：p84：6，7,