1 0
数值是以补码表示的:
? 正数的补码和原码相同;
? 负数的补码:将该数的绝对值的二进制形式按位取反再加 1。
例如:
求-10 的补码:
10 的原码:
谭浩强 C 语言程序设计 2001 年 5 月 1 日
取反:
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1
再加 1,得-10 的补码:
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0
由此可知,左面的第一位是表示符号的。
2. 整型变量的分类
1) 基本型:类型说明符为 int,在内存中占 2 个字节。
2) 短整量:类型说明符为 short int 或 short。所占字节和取值范围均与基本型相同。
3) 长整型:类型说明符为 long int 或 long,在内存中占 4 个字节。
4) 无符号型:类型说明符为 unsigned。
无符号型又可与上述三种类型匹配而构成:
? 无符号基本型:类型说明符为 unsigned int 或 unsigned。
? 无符号短整型:类型说明符为 unsigned short。
? 无符号长整型:类型说明符为 unsigned long。
各种无符号类型量所占的内存空间字节数与相应的有符号类型量相同。但由于省去了符
号位,故不能表示负数。
有符号整型变量:最大表示 32767
0 1 1 1 1 1
无符号整型变量:最大表示 5
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
int
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
下表列出了 Turbo C 中各类整型量所分配的内存字节数及数的表示范围。
类型说明符 数的范围
-32768~32767 即-215~(215-1)
字节数
unsigned int
short int
unsigned short int
long int
unsigned long
以 13 为例:
int 型:
0~65535 即 0~(216-1)
-32768~32767 即-215~(215-1)
0~65535 即 0~(216-1)
-2147483648~2147483647 即-231~(231-1)
0~4294967295 即 0~(232-1)
00 00 00 00 00 00 11 01
short int 型:
00 00 00 00 00 00 11 01
long int 型:
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 11 01
unsigned int 型:
00 00 00 00 00 00 11 01
ned shor intt 型:
unsig
00 00 00 00 00 00 11 01
unsigned long int 型:
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00 00 00 00 00
3. 整型变量的定义
00 00 00 00 00 00 00 00 00 11 01
变量定义的一般形式为:
类型说明符 变量名标识符,变量名标识符,...;
例如:
int a,b,c; (a,b,c 为整型变量)
long x,y; (x,y 为长整型变量)
unsigned p,q; (p,q 为无符号整型变量)
在书写变量定义时,应注意以下几点:
? 允许在一个类型说明符后,定义多个相同类型的变量。各变量名之间用逗号间隔。
类型说明符与变量名之间至少用一个空格间隔。
最后一个变量名之后必须以“;”号结尾。
? 变量定义必须放在变量使用之前。一般放在函数体的开头部分。
【例 3.2】整型变量的定义与使用。
main()
int a,b,c,d;
unsigned u;
a=12;b=-24;u=10;
c=a+u;d=b+u;
printf(“a+u=%d,b+u=%d\n”,c,d);
4. 整型数据的溢出
【例 3.3】整型数据的溢出。
main()
int a,b;
a=32767;
b=a+1;
printf("%d,%d\n",a,b);
32767:
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
-32768
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
【例 3.4】
main(){
long x,y;
int a,b,c,d;
x=5;
y=6;
a=7;
b=8;
c=x+a;
d=y+b;
printf("c=x+a=%d,d=y+b=%d\n",c,d);
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从程序中可以看到:x, y 是长整型变量,a, b 是基本整型变量。它们之间允许进行运算,
运算结果为长整型。但 c,d 被定义为基本整型,因此最后结果为基本整型。本例说明,不
同类型的量可以参与运算并相互赋值。其中的类型转换是由编译系统自动完成的。有关类型
转换的规则将在以后介绍。
3.4 实型数据
3.4.1 实型常量的表示方法
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:十进制小数形式,指数形式。
1) 十进制数形式:由数码 0~ 9 和小数点组成。
例如:
0.0、25.0、5.789、0.13、5.0、300.、-267.8230
等均为合法的实数。注意,必须有小数点。
2)
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*10n。
如:
2.1E5 (等于 2.1*105)
3.7E-2 (等于 3.7*10-2)
0.5E7 (等于 0.5*107)
-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)
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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 3.5】说明了这种情况。
main(){
printf("%f\n ",356.);
printf("%f\n ",356);
printf("%f\n ",356f);
3.4.2 实型变量
1. 实型数据在内存中的存放形式
实型数据一般占 4 个字节(32 位)内存空间。按指数形式存储。实数 3.14159 在内存中
的存放形式如下:
数符
.314159
小数部分
指数
小数部分占的位(bit)数愈多,数的有效数字愈多,精度愈高。
? 指数部分占的位数愈多,则能表示的数值范围愈大。
2. 实型变量的分类
实型变量分为:单精度(float 型)、双精度(double 型)和长双精度(long double 型)
三类。
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。
类型说明符 比特数(字节数) 有效数字
数的范围
float
double
long double
32(4)
64(8)
128(16)
6~7
15~16
18~19
10-37~1038
10-307~10308
10-4931~104932
实型变量定义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)
3. 实型数据的舍入误差
由于实型变量是由有限的存储单元组成的,因此能提供的有效数字总是有限的。如下例。
【例 3.6】实型数据的舍入误差。
main()
{float a,b;
a=123456.789e5;
b=a+20
printf("%f\n",a);
printf("%f\n",b);
注意:1.0/3*3 的结果并不等于 1。
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【例 3.7】
main()
float a;
double b;
a=33333.33333;
b=33333.33333333333333;
printf("%f\n%f\n",a,b);
? 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。
3.4.3 实型常数的类型
实型常数不分单、双精度,都按双精度 double 型处理。
3.5 字符型数据
字符型数据包括字符常量和字符变量。
3.5.1 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:
1) 字符常量只能用单引号括起来,不能用双引号或其它括号。
2) 字符常量只能是单个字符,不能是字符串。
3) 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。
3.5.2 转义字符
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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
\n
\t
\b
\r
\f
\\
\'
\”
\a
\ddd
\xhh
转义字符的意义
回车换行
横向跳到下一制表位置
退格
回车
走纸换页
反斜线符"\"
单引号符
双引号符
鸣铃
1~3 位八进制数所代表的字符
1~2 位十六进制数所代表的字符
ASCII 代码
10
13
12
92
39
34
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 表示字母"A" ,
\102 表示字母"B",\134 表示反斜线,\XOA 表示换行等。
【例 3.8】转义字符的使用。
main()
int a,b,c;
a=5; b=6; c=7;
printf(“ ab c\tde\rf\n”);
printf(“hijk\tL\bM\n”);
3.5.3 字符变量
字符变量用来存储字符常量,即单个字符。
字符变量的类型说明符是 char。字符变量类型定义的格式和书写规则都与整型变量相
同。例如:
char a,b;
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3.5.4 字符数据在内存中的存储形式及使用方法
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。
【例 3.9】向字符变量赋以整数。
main()
char a,b;
a=120;
b=121;
printf("%c,%c\n",a,b);
printf("%d,%d\n",a,b);
本程序中定义 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。
【例 3.10】
main()
char a,b;
a='a';
b='b';
a=a-32;
b=b-32;
printf("%c,%c\n%d,%d\n",a,b,a,b);
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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。
3.5.5 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:
1) 字符常量由单引号括起来,字符串常量由双引号括起来。
2) 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。
3) 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。
4) 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 p r o g r a m \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"在内存中占二个字节,可表示为:
a \0
3.6 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为变量提
供初值。本小节先介绍在作变量定义的同时给变量赋以初值的方法。这种方法称为初始化。
在变量定义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=3;
int b,c=5;
float x=3.2,y=3f,z=0.75;
char ch1='K',ch2='P';
应注意,在定义中不允许连续赋值,如 a=b=c=5 是不合法的。
【例 3.11】
main()
int a=3,b,c=5;
b=a+c;
printf("a=%d,b=%d,c=%d\n",a,b,c);
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3.7 各类数值型数据之间的混合运算
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:
1) 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。
2) 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。
3) 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。
4) char 型和 short 型参与运算时,必须先转换成 int 型。
5) 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。
下图表示了类型自动转换的规则。
double
long
unsigned
【例 3.12】
main(){
float PI=3.14159;
int s,r=5;
s=r*r*PI;
printf("s=%d\n",s);
int
char,short
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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:
1) 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。
2) 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。
【例 3.13】
main(){
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。
3.8 算术运算符和算术表达式
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。
3.8.1 C 运算符简介
C语言的运算符可分为以下几类:
1. 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。
2. 关系运算符:用于比较运算。包括大于(>)、小于(=)、小于等
于(<=)和不等于(!=)六种。
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3. 逻辑运算符:用于逻辑运算。包括与(&&)、或(||)、非(!)三种。
4. 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(<>)六种。
5. 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。
6. 条件运算符:这是一个三目运算符,用于条件求值(?:)。
7. 逗号运算符:用于把若干表达式组合成一个表达式(,)。
8. 指针运算符:用于取内容(*)和取地址(&)二种运算。
9. 求字节数运算符:用于计算数据类型所占的字节数(sizeof)。
10. 特殊运算符:有括号(),下标[],成员(→,.)等几种。
3.8.2 算术运算符和算术表达式
1. 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。
〖例 3.14〗
main(){
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。
【例 3.15】
main(){
printf("%d\n",100%3);
本例输出 100 除以 3 所得的余数 1。
2. 算术表达式和运算符的优先级和结合性
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。
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算术表达式是由算术运算符和括号连接起来的式子。
? 算术表达式:用算术运算符和括号将运算对象(也称操作数)连接起来的、符合 C 语
法规则的式子。
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--)
? 运算符的优先级: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。
? 运算符的结合性: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。
3. 强制类型转换运算符
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
4. 自增、自减运算符
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。
【例 3.16】
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--);
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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)。
【例 3.17】
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);
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。
3.9 赋值运算符和赋值表达式
1. 赋值运算符
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;
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都是赋值语句,在前面各例中我们已大量使用过了。
2. 类型转换
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。前面的例子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。整型赋予字符型,只把低八位赋予字符
量。
【例 3.18】
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);
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 8.88 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)。
3. 复合的赋值运算符
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。
3.10 逗号运算符和逗号表达式
在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
谭浩强 C 语言程序设计 2001 年 5 月 1 日
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。
【例 3.19】
main(){
int a=2,b=4,c=6,x,y;
y=(x=a+b),(b+c);
printf("y=%d,x=%d",y,x);
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。
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。
3.11 小结
3.11.1 C的数据类型
基本类型,构造类型,指针类型,空类型
3.11.2 基本类型的分类及特点
字符型
基本整型
短整型
长整型
无符号型
无符号长整型
单精度实型
双精度实型
类型说明符
char
int
short int
long int
unsigned
unsigned long
float
double
字节
数值范围
C 字符集
-32768~32767
-32768~32767
-214783648~214783647
0~65535
0~4294967295
3/4E-38~3/4E+38
1/7E-308~1/7E+308
3.11.3 常量后缀
L 或 l 长整型
U 或 u 无符号数
F 或 f 浮点数
3.11.4 常量类型
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整数,长整数,无符号数,浮点数,字符,字符串,符号常数,转义字符。
3.11.5 数据类型转换
?\u33258X动转换:在不同类型数据的混合运算中,由系统自动实现转换,由少字节类型向多字节
类型转换。不同类型的量相互赋值时也由系统自动进行转换,把赋值号右边的类型转换为左
边的类型。
?\u24378X制转换:由强制转换运算符完成转换。
3.11.6 运算符优先级和结合性
一般而言,单目运算符优先级较高,赋值运算符优先级低。算术运算符优先级较高,关
系和逻辑运算符优先级较低。多数运算符具有左结合性,单目运算符、三目运算符、赋值运
算符具有右结合性。
3.11.7 表达式
表达式是由运算符连接常量、变量、函数所组成的式子。 每个表达式都有一个值和类
型。表达式求值按运算符的优先级和结合性所规定的顺序进行。
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4 最简单的 C 程序设计—顺序程序设计
从程序流程的角度来看,程序可以分为三种基本结构, 即顺序结构、分支结构、循环
结构。 这三种基本结构可以组成所有的各种复杂程序。C语言提供了多种语句来实现这些
程序结构。 本章介绍这些基本语句及其在顺序结构中的应用,使读者对C程序有一个初步
的认识, 为后面各章的学习打下基础。
4.1 C语句概述
C程序的结构:
C程序
源程序文件1
源程序文件2
源程序文件n
预 处 理 命 令
全 局 变 量 声 明
函 数 首 部
函 数 1
函 数 体
函 数 n
局 部 变 量 声 明
执 行 语 句
C程序的执行部分是由语句组成的。 程序的功能也是由执行语句实现的。
C 语句可分为以下五类:
1) 表达式语句
2) 函数调用语句
3) 控制语句
4) 复合语句
5) 空语句
1. 表达式语句:表达式语句由表达式加上分号“;”组成。
其一般形式为:
表达式;
执行表达式语句就是计算表达式的值。
例如:
x=y+z; 赋值语句;
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y+z; 加法运算语句,但计算结果不能保留,无实际意义;
i++; 自增 1 语句,i 值增 1。
2. 函数调用语句:由函数名、实际参数加上分号“;”组成。
其一般形式为:
函数名(实际参数表);
执行函数语句就是调用函数体并把实际参数赋予函数定义中的形式参数,然后执行
被调函数体中的语句,求取函数值 (在后面函数中再详细介绍) 。
例如:
printf("C Program");调用库函数,输出字符串。
3. 控制语句:控制语句用于控制程序的流程, 以实现程序的各种结构方式。它们由特定
的语句定义符组成。C语言有九种控制语句。 可分成以下三类:
1) 条件判断语句:if 语句、switch 语句;
2) 循环执行语句:do while 语句、while 语句、for 语句;
3) 转向语句:break 语句、goto 语句、continue 语句、return 语句。
4. 复合语句:把多个语句用括号{}括起来组成的一个语句称复合语句。
在程序中应把复合语句看成是单条语句,而不是多条语句。
例如:
{ x=y+z;
a=b+c;
printf(“%d%d”,x,a);
是一条复合语句。
复合语句内的各条语句都必须以分号“;”结尾,在括号“}”外不能加分号。
5. 空语句:只有分号“;”组成的语句称为空语句。空语句是什么也不执行的语句。在程
序中空语句可用来作空循环体。
例如
while(getchar()!='\n')
本语句的功能是,只要从键盘输入的字符不是回车则重新输入。
这里的循环体为空语句。
4.2 赋值语句
赋值语句是由赋值表达式再加上分号构成的表达式语句。
其一般形式为:
变量=表达式;
赋值语句的功能和特点都与赋值表达式相同。 它是程序中使用最多的语句之一。
在赋值语句的使用中需要注意以下几点:
1. 由于在赋值符“=”右边的表达式也可以又是一个赋值表达式,
因此,下述形式
变量=(变量=表达式);
是成立的,从而形成嵌套的情形。
其展开之后的一般形式为:
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变量=变量=…=表达式;
例如:
a=b=c=d=e=5;
按照赋值运算符的右接合性,因此实际上等效于:
e=5;
d=e;
c=d;
b=c;
a=b;
2. 注意在变量说明中给变量赋初值和赋值语句的区别。
给变量赋初值是变量说明的一部分,赋初值后的变量与其后的其它同类变量之
间仍必须用逗号间隔,而赋值语句则必须用分号结尾。
例如:
int a=5,b,c;
3. 在变量说明中,不允许连续给多个变量赋初值。
如下述说明是错误的:
int a=b=c=5
必须写为
int a=5,b=5,c=5;
而赋值语句允许连续赋值。
4. 注意赋值表达式和赋值语句的区别。
赋值表达式是一种表达式,它可以出现在任何允许表达式出现的地方,而赋值
语句则不能。
下述语句是合法的:
if((x=y+5)>0) z=x;
语句的功能是,若表达式 x=y+5 大于 0 则 z=x。
下述语句是非法的:
if((x=y+5;)>0) z=x;
因为 x=y+5;是语句,不能出现在表达式中。
4.3 数据输入输出的概念及在 C 语言中的实现
1) 所谓输入输出是以计算机为主体而言的。
2) 本章介绍的是向标准输出设备显示器输出数据的语句。
3) 在C语言中,所有的数据输入/输出都是由库函数完成的。 因此都是函数语句。
4) 在使用C语言库函数时,要用预编译命令
#include
将有关“头文件”包括到源文件中。
使用标准输入输出库函数时要用到 “stdio.h”文件,因此源文件开头应有以下预
编译命令:
#include< stdio.h >
或
#include ”stdio.h”
stdio 是 standard input &outupt 的意思。
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5) 考虑到 printf 和 scanf 函数使用频繁,系统允许在使用这两个函数时可不加
#include< stdio.h >
或
#include ”stdio.h”
4.4 字符数据的输入输出
4.4.1 putchar 函数(字符输出函数)
putchar 函数是字符输出函数, 其功能是在显示器上输出单个字符。
其一般形式为:
putchar(字符变量)
例如:
putchar('A'); (输出大写字母 A)
putchar(x); (输出字符变量 x 的值)
putchar(‘\101’); (也是输出字符 A)
putchar('\n'); (换行)
对控制字符则执行控制功能,不在屏幕上显示。
使用本函数前必须要用文件包含命令:
#include
或
#include “stdio.h”
【例 4.1】输出单个字符。
#include
main(){
char a='B',b='o',c='k';
putchar(a);putchar(b);putchar(b);putchar(c);putchar('\t');
putchar(a);putchar(b);
putchar('\n');
putchar(b);putchar(c);
4.4.2 getchar 函数(键盘输入函数)
getchar 函数的功能是从键盘上输入一个字符。
其一般形式为:
getchar();
通常把输入的字符赋予一个字符变量,构成赋值语句,如:
char c;
c=getchar();
【例 4.2】输入单个字符。
#include
void main(){
char c;
printf("input a character\n");
c=getchar();
putchar(c);
使用 getchar 函数还应注意几个问题:
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1) getchar 函数只能接受单个字符,输入数字也按字符处理。输入多于一个字符时,只接
收第一个字符。
2) 使用本函数前必须包含文件“stdio.h”。
3) 在 TC 屏幕下运行含本函数程序时,将退出 TC 屏幕进入用户屏幕等待用户输入。输入
完毕再返回 TC 屏幕。
4) 程序最后两行可用下面两行的任意一行代替:
putchar(getchar());
printf(“%c”,getchar());
4.5 格式输入与输出
4.5.1 printf 函数(格式输出函数)
printf 函数称为格式输出函数,其关键字最末一个字母 f 即为“格式”(format)之意。
其功能是按用户指定的格式,把指定的数据显示到显示器屏幕上。在前面的例题中我们已多
次使用过这个函数。
1. printf 函数调用的一般形式
printf 函数是一个标准库函数,它的函数原型在头文件“stdio.h”中。但作为一个特例,
不要求在使用 printf 函数之前必须包含 stdio.h 文件。
printf 函数调用的一般形式为:
printf(“格式控制字符串”,输出表列)
其中格式控制字符串用于指定输出格式。格式控制串可由格式字符串和非格式字符
串两种组成。格式字符串是以%开头的字符串,在%后面跟有各种格式字符,以说明输出
数据的类型、形式、长度、小数位数等。如:
“%d”表示按十进制整型输出;
“%ld”表示按十进制长整型输出;
“%c”表示按字符型输出等。
非格式字符串在输出时原样照印,在显示中起提示作用。
输出表列中给出了各个输出项,要求格式字符串和各输出项在数量和类型上应该一
一对应。
【例 4.3】
main()
int a=88,b=89;
printf("%d %d\n",a,b);
printf("%d,%d\n",a,b);
printf("%c,%c\n",a,b);
printf("a=%d,b=%d",a,b);
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本例中四次输出了 a,b 的值,但由于格式控制串不同,输出的结果也不相同。第四行的
输出语句格式控制串中,两格式串%d 之间加了一个空格(非格式字符),所以输出的 a,b 值
之间有一个空格。第五行的 printf 语句格式控制串中加入的是非格式字符逗号, 因此输出
的 a,b 值之间加了一个逗号。第六行的格式串要求按字符型输出 a,b 值。第七行中为了提
示输出结果又增加了非格式字符串。
2. 格式字符串
在 Turbo C 中格式字符串的一般形式为:
[标志][输出最小宽度][.精度][长度]类型
其中方括号[]中的项为可选项。
各项的意义介绍如下:
1) 类型:类型字符用以表示输出数据的类型,其格式符和意义如下表所示:
格式字符
x,X
e,E
g,G
意 义
以十进制形式输出带符号整数(正数不输出符号)
以八进制形式输出无符号整数(不输出前缀 0)
以十六进制形式输出无符号整数(不输出前缀 Ox)
以十进制形式输出无符号整数
以小数形式输出单、双精度实数
以指数形式输出单、双精度实数
以%f 或%e 中较短的输出宽度输出单、双精度实数
输出单个字符
输出字符串
2) 标志:标志字符为-、+、#、空格四种,其意义下表所示:
标 志 意 义
结果左对齐,右边填空格
输出符号(正号或负号)
空格 输出值为正时冠以空格,为负时冠以负号
对 c,s,d,u 类无影响;对 o 类,在输出时加前缀 o;对 x 类,在输出时
加前缀 0x;对 e,g,f 类当结果有小数时才给出小数点
3) 输出最小宽度:用十进制整数来表示输出的最少位数。若实际位数多于定义的宽度,
则按实际位数输出,若实际位数少于定义的宽度则补以空格或 0。
4) 精度:精度格式符以“.”开头,后跟十进制整数。本项的意义是:如果输出数字,
则表示小数的位数;如果输出的是字符,则表示输出字符的个数;若实际位数大于
所定义的精度数,则截去超过的部分。
5.长度:长度格式符为 h,l 两种,h 表示按短整型量输出,l 表示按长整型量输出。
【例 4.4】
main()
int a=15;
float b=123.1234567;
double c=12345678.1234567;
char d='p';
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printf("a=%d,%5d,%o,%x\n",a,a,a,a);
printf("b=%f,%lf,%5.4lf,%e\n",b,b,b,b);
printf("c=%lf,%f,%8.4lf\n",c,c,c);
printf("d=%c,%8c\n",d,d);
本例第七行中以四种格式输出整型变量 a 的值,其中“%5d ”要求输出宽度为 5,而 a
值为 15 只有两位故补三个空格。 第八行中以四种格式输出实型量 b 的值。其中“%f”和
“%lf ”格式的输出相同,说明“l”符对“f”类型无影响。“%5.4lf”指定输出宽度为 5,精度
为 4,由于实际长度超过 5 故应该按实际位数输出,小数位数超过 4 位部分被截去。第九行
输出双精度实数,“%8.4lf ”由于指定精度为 4 位故截去了超过 4 位的部分。第十行输出字
符量 d,其中“%8c ”指定输出宽度为 8 故在输出字符 p 之前补加 7 个空格。
使用 printf 函数时还要注意一个问题,那就是输出表列中的求值顺序。不同的编译系
统不一定相同,可以从左到右,也可从右到左。Turbo C 是按从右到左进行的。请看下面两
个例子:
【例 4.5】
main(){
int i=8;
printf("%d\n%d\n%d\n%d\n%d\n%d\n",++i,--i,i++,i--,-i++,-i--);
【例 4.6】
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--);
这两个程序的区别是用一个 printf 语句和多个 printf 语句输出。但从结果可以看出
是不同的。为什么结果会不同呢?就是因为 printf 函数对输出表中各量求值的顺序是自右
至左进行的。在第一例中,先对最后一项“-i--”求值,结果为-8,然后 i 自减 1 后为 7。 再
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对“-i++”项求值得-7,然后 i 自增 1 后为 8。再对“i--”项求值得 8,然后 i 再自减 1 后为
7。再求“i++”项得 7,然后 i 再自增 1 后为 8。 再求“--i”项,i 先自减 1 后输出,输出值
为 7。 最后才求输出表列中的第一项“++i”,此时 i 自增 1 后输出 8。
但是必须注意,求值顺序虽是自右至左,但是输出顺序还是从左至右,因此得到的结果
是上述输出结果。
4.5.2 scanf 函数(格式输入函数)
scanf 函数称为格式输入函数,即按用户指定的格式从键盘上把数据输入到指定的变量
之中。
1. scanf 函数的一般形式
scanf 函数是一个标准库函数,它的函数原型在头文件“stdio.h”中,与 printf 函数相
同,C语言也允许在使用 scanf 函数之前不必包含 stdio.h 文件。
scanf 函数的一般形式为:
scanf(“格式控制字符串”,地址表列);
其中,格式控制字符串的作用与 printf 函数相同,但不能显示非格式字符串,也就是
不能显示提示字符串。地址表列中给出各变量的地址。地址是由地址运算符“&”后跟变量名
组成的。
例如:
&a, &b
分别表示变量 a 和变量 b 的地址。
这个地址就是编译系统在内存中给 a,b 变量分配的地址。在C语言中,使用了地址这个
概念,这是与其它语言不同的。 应该把变量的值和变量的地址这两个不同的概念区别开来。
变量的地址是 C 编译系统分配的,用户不必关心具体的地址是多少。
变量的地址和变量值的关系如下:
在赋值表达式中给变量赋值,如:
a=567
则,a 为变量名,567 是变量的值,&a 是变量 a 的地址。
但在赋值号左边是变量名,不能写地址,而 scanf 函数在本质上也是给变量赋值,但要
求写变量的地址,如&a。 这两者在形式上是不同的。&是一个取地址运算符,&a 是一个表
达式,其功能是求变量的地址。
【例 4.7】
main(){
int a,b,c;
printf("input a,b,c\n");
scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);
printf("a=%d,b=%d,c=%d",a,b,c);
在本例中,由于 scanf 函数本身不能显示提示串,故先用 printf 语句在屏幕上输出提
示,请用户输入 a、b、c 的值。执行 scanf 语句,则退出 TC 屏幕进入用户屏幕等待用户输
入。用户输入 7 8 9 后按下回车键,此时,系统又将返回 TC 屏幕。在 scanf 语句的格式
串中由于没有非格式字符在“%d%d%d”之间作输入时的间隔,因此在输入时要用一个以上的
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空格或回车键作为每两个输入数之间的间隔。如:
7 8 9
或
2. 格式字符串
格式字符串的一般形式为:
%[*][输入数据宽度][长度]类型
其中有方括号[]的项为任选项。各项的意义如下:
1) 类型:表示输入数据的类型,其格式符和意义如下表所示。
格式
f 或 e
字符意义
输入十进制整数
输入八进制整数
输入十六进制整数
输入无符号十进制整数
输入实型数(用小数形式或指数形式)
输入单个字符
输入字符串
2) “*”符:用以表示该输入项,读入后不赋予相应的变量,即跳过该输入值。
如:
scanf("%d %*d %d",&a,&b);
当输入为:1 2 3 时,把 1 赋予 a,2 被跳过,3 赋予 b。
3) 宽度:用十进制整数指定输入的宽度(即字符数)。
例如:
scanf("%5d",&a);
输入:12345678
只把 12345 赋予变量 a,其余部分被截去。
又如:
scanf("%4d%4d",&a,&b);
输入:12345678
将把 1234 赋予 a,而把 5678 赋予 b。
4) 长度:长度格式符为 l 和 h,l 表示输入长整型数据(如%ld) 和双精度浮点数(如%lf)。h
表示输入短整型数据。
使用 scanf 函数还必须注意以下几点:
1) scanf 函数中没有精度控制,如:scanf("%5.2f",&a);是非法的。不能企图用此语
句输入小数为 2 位的实数。
2) scanf 中要求给出变量地址,如给出变量名则会出错。如 scanf("%d",a);是非法
的,应改为 scnaf("%d",&a);才是合法的。
3) 在输入多个数值数据时,若格式控制串中没有非格式字符作输入数据之间的间隔则
可用空格,TAB 或回车作间隔。C 编译在碰到空格,TAB,回车或非法数据(如对“%d”
输入“12A”时,A 即为非法数据)时即认为该数据结束。
4) 在输入字符数据时,若格式控制串中无非格式字符,则认为所有输入的字符均为有
效字符。
例如:
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scanf("%c%c%c",&a,&b,&c);
输入为:
d e f
则把'd'赋予 a, ' ' 赋予 b,'e'赋予 c。
只有当输入为:
def
时,才能把'd'赋于 a,'e'赋予 b,'f'赋予 c。
如果在格式控制中加入空格作为间隔,
如:
scanf ("%c %c %c",&a,&b,&c);
则输入时各数据之间可加空格。
【例 4.8】
main(){
char a,b;
printf("input character a,b\n");
scanf("%c%c",&a,&b);
printf("%c%c\n",a,b);
由于 scanf 函数"%c%c"中没有空格,输入 M N,结果输出只有 M。而输入改为 MN 时则
可输出 MN 两字符。
【例 4.9】
main(){
char a,b;
printf("input character a,b\n");
scanf("%c %c",&a,&b);
printf("\n%c%c\n",a,b);
本例表示 scanf 格式控制串"%c %c"之间有空格时,输入的数据之间可以有空格间隔。
5) 如果格式控制串中有非格式字符则输入时也要输入该非格式字符。
例如:
scanf("%d,%d,%d",&a,&b,&c);
其中用非格式符“ , ”作间隔符,故输入时应为:
5,6,7
又如:
scanf("a=%d,b=%d,c=%d",&a,&b,&c);
则输入应为:
a=5,b=6,c=7
6) 如输入的数据与输出的类型不一致时,虽然编译能够通过,但结果将不正确。
【例 4.10】
main(){
int a;
printf("input a number\n");
scanf("%d",&a);
printf("%ld",a);
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由于输入数据类型为整型,而输出语句的格式串中说明为长整型,因此输出结果和输入
数据不符。如改动程序如下:
【例 4.11】
main(){
long a;
printf("input a long integer\n");
scanf("%ld",&a);
printf("%ld",a);
运行结果为:
input a long integer
1234567890
1234567890
当输入数据改为长整型后,输入输出数据相等。
【例 4.12】
main(){
char a,b,c;
printf("input character a,b,c\n");
scanf("%c %c %c",&a,&b,&c);
printf("%d,%d,%d\n%c,%c,%c\n",a,b,c,a-32,b-32,c-32);
输入三个小写字母,输出其 ASCII 码和对应的大写字母。
【例 4.13】
main(){
int a;
long b;
float f;
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