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文檔簡介
1、計(jì)算機(jī)處理的對象是數(shù)據(jù),而數(shù)據(jù)是以某種特定的形式存在的(例如整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、字符等形式)。不同的數(shù)據(jù)之間往往還存在某些聯(lián)系(例如由若干個(gè)整數(shù)組成一個(gè)整數(shù)數(shù)組)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)指的是數(shù)據(jù)的組織形式。例如,數(shù)組就是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。不同的計(jì)算機(jī)語言所允許使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是不同的。處理同一類問題,如果數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不同,算法也會不同。例如,對10個(gè)整數(shù)排序和對包含10個(gè)元素的整型數(shù)組排序的算法是不同的。C+可以使用的數(shù)據(jù)類型如下:2.1 C+的數(shù)據(jù)類型第1頁/共72頁數(shù)據(jù)類型基本類型整型短整型(short int)整型(int) 長整型(long int)字符型(char)浮點(diǎn)型單精度型(float)雙精度型(doub
2、le)長雙精度型(long double)布爾型(bool)構(gòu)造類型枚舉類型(enum)數(shù)組類型結(jié)構(gòu)體類型(struct)共用體類型(union)類類型(class)指針類型引用類型空類型(void)布爾型就是邏輯型,空類型就是無值型。第2頁/共72頁C+的數(shù)據(jù)包括常量與變量,常量與變量都具有類型。由以上這些數(shù)據(jù)類型還可以構(gòu)成更復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。例如利用指針和結(jié)構(gòu)體類型可以構(gòu)成表、樹、棧等復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。C+并沒有統(tǒng)一規(guī)定各類數(shù)據(jù)的精度、數(shù)值范圍和在內(nèi)存中所占的字節(jié)數(shù),各C+編譯系統(tǒng)根據(jù)自己的情況作出安排。書中表2.1列出了Visual C+數(shù)值型和字符型數(shù)據(jù)的情況。第3頁/共72頁說明:(1)
3、 整型數(shù)據(jù)分為長整型(long int)、一般整型(int)和短整型(short int)。在int前面加long和short分別表示長整型和短整型。(2) 整型數(shù)據(jù)的存儲方式為按二進(jìn)制數(shù)形式存儲,例如十進(jìn)制整數(shù)85的二進(jìn)制形式為1010101,則在內(nèi)存中的存儲形式如圖2.1所示。圖2.1第4頁/共72頁 (3) 在整型符號int和字符型符號char的前面,可以加修飾符signed(表示“有符號”)或unsigned(表示“無符號”)。如果指定為signed,則數(shù)值以補(bǔ)碼形式存放,存儲單元中的最高位(bit)用來表示數(shù)值的符號。如果指定為unsigned,則數(shù)值沒有符號,全部二進(jìn)制位都用來表示
4、數(shù)值本身。例如短整型數(shù)據(jù)占兩個(gè)字節(jié) ,見圖2.2。圖2.2第5頁/共72頁有符號時(shí),能存儲的最大值為215-1,即32767,最小值為-32768。無符號時(shí),能存儲的最大值為216-1,即65535,最小值為0。有些數(shù)據(jù)是沒有負(fù)值的,可以使用unsigned,它存儲正數(shù)的范圍比用signed時(shí)要大一倍。(4) 浮點(diǎn)型(又稱實(shí)型)數(shù)據(jù)分為單精度(float)、雙精度(double)和長雙精度(long double)3種,在Visual C+ 6.0中,對float提供6位有效數(shù)字,對double提供15位有效數(shù)字,并且float和double的數(shù)值范圍不同。對float分配4個(gè)字節(jié),對doub
5、le和long double分配8個(gè)字節(jié)。(5) 表中類型標(biāo)識符一欄中,方括號 包含的部分可以省寫,如short和short int等效,unsigned int和unsigned等效。第6頁/共72頁常量的值是不能改變的,一般從其字面形式即可判別是否為常量。常量包括兩大類,即數(shù)值型常量(即常數(shù))和字符型常量。如12,0,-3為整型常量,4.6,-1.23為實(shí)型常量,包含在兩個(gè)單撇號之間的字符為字符常量,如a,x。這種從字面形式即可識別的常量稱為“字面常量”或“直接常量”。2.2 常量 2.2.1 什么是常量第7頁/共72頁數(shù)值常量就是通常所說的常數(shù)。在C+中,數(shù)值常量是區(qū)分類型的,從字面形式
6、即可識別其類型。1. 整型常量(整數(shù))的類型在上一節(jié)中已知道: 整型數(shù)據(jù)可分為int,short int,long int以及unsigned int,unsigned short,unsigned long等類別。整型常量也分為以上類別。為什么將數(shù)值常量區(qū)分為不同的類別呢?因?yàn)樵谶M(jìn)行賦值或函數(shù)的參數(shù)虛實(shí)結(jié)合時(shí)要求數(shù)據(jù)類型匹配。那么,一個(gè)整型常量怎樣從字面上區(qū)分為以上的類別呢?2.2.2 數(shù)值常量第8頁/共72頁(1) 一個(gè)整數(shù),如果其值在-32768+32767范圍內(nèi),認(rèn)為它是short int型,它可以賦值給short int型、int型和long int型變量。(2) 一個(gè)整數(shù),如果其值
7、超過了上述范圍,而在-2147483648+2147483647范圍內(nèi),則認(rèn)為它是long int型,可以將它賦值給一個(gè)int或long int型變量。(3) 如果某一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的C+版本(例如Visual C+)確定int與long int型數(shù)據(jù)在內(nèi)存中占據(jù)的長度相同,則它們能夠表示的數(shù)值的范圍相同。因此,一個(gè)int型的常量也同時(shí)是一個(gè)long int型常量,可以賦給型或long int型變量。(4) 常量無unsigned型。但一個(gè)非負(fù)值的整數(shù)可以賦值給unsigned整型變量,只要它的范圍不超過變量的取值范圍即可。第9頁/共72頁一個(gè)整型常量可以用3種不同的方式表示: (1) 十進(jìn)制整數(shù)
8、。如1357,-432,0等。在一個(gè)整型常量后面加一個(gè)字母l或L,則認(rèn)為是long int型常量。例如123L,421L,0L等,這往往用于函數(shù)調(diào)用中。如果函數(shù)的形參為long int,則要求實(shí)參也為long int型,此時(shí)用123作實(shí)參不行,而要用123L作實(shí)參。(2) 八進(jìn)制整數(shù)。在常數(shù)的開頭加一個(gè)數(shù)字0,就表示這是以八進(jìn)制數(shù)形式表示的常數(shù)。如020表示這是八進(jìn)制數(shù)20,即(20)8,它相當(dāng)于十進(jìn)制數(shù)16。(3) 十六進(jìn)制整數(shù)。在常數(shù)的開頭加一個(gè)數(shù)字0和一個(gè)英文字母X(或x),就表示這是以十六進(jìn)制數(shù)形式表示的常數(shù)。如0X20表示這是十六進(jìn)制數(shù)20,即(20)16,它相當(dāng)于十進(jìn)制數(shù)32。第1
9、0頁/共72頁2. 浮點(diǎn)數(shù)的表示方法一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)可以用兩種不同的方式表示: (1) 十進(jìn)制小數(shù)形式。如21.456,-7.98等。它一般由整數(shù)部分和小數(shù)部分組成,可以省略其中之一(如78.或.06,.0),但不能二者皆省略。C+編譯系統(tǒng)把用這種形式表示的浮點(diǎn)數(shù)一律按雙精度常量處理,在內(nèi)存中占8個(gè)字節(jié)。如果在實(shí)數(shù)的數(shù)字之后加字母F或f,表示此數(shù)為單精度浮點(diǎn)數(shù),如1234F,-43f,占4個(gè)字節(jié)。如果加字母L或l,表示此數(shù)為長雙精度數(shù)(long double),在GCC中占12個(gè)字節(jié),在Visual C+ 6.0中占8個(gè)字節(jié)。第11頁/共72頁(2) 指數(shù)形式(即浮點(diǎn)形式)一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)可以寫成指數(shù)形式
10、,如3.14159可以表示為0.314159101,3.14159100,31.415910-1,314.15910-2等形式。在程序中應(yīng)表示為: 0.314159e1,3.14159e0,31.4159e-1 ,314.159e-2,用字母e表示其后的數(shù)是以10為底的冪,如e12表示1012。其一般形式為數(shù)符 數(shù)字部分 指數(shù)部分上面各數(shù)據(jù)中的0.314159,3.14159, 31.4159, 314.159 等就是其中的數(shù)字部分??梢钥吹剑?由于指數(shù)部分的存在,使得同一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)可以用不同的指數(shù)形式來表示,數(shù)字部分中小數(shù)點(diǎn)的位置是浮動的。例如: 第12頁/共72頁a=0.314159e1;a
11、=3.14159e0;a=31.4159e-1;a=314.159e-2;以上4個(gè)賦值語句中,用了不同形式的浮點(diǎn)數(shù),但其作用是相同的。在程序中不論把浮點(diǎn)數(shù)寫成小數(shù)形式還是指數(shù)形式,在內(nèi)存中都是以指數(shù)形式(即浮點(diǎn)形式)存儲的。例如不論在程序中寫成314.159或314.159e0,31.4159e1,3.14159e2, 0.314159e3等形式,在內(nèi)存中都是以規(guī)范化的指數(shù)形式存放,如圖2.3所示。圖2.3第13頁/共72頁數(shù)字部分必須小于1,同時(shí),小數(shù)點(diǎn)后面第一個(gè)數(shù)字必須是一個(gè)非0數(shù)字,例如不能是0.0314159。因此314.159和314.159e0,31.4159e1,3.14159e
12、2, 0.314159e3在內(nèi)存中表示成0.314159103。存儲單元分為兩部分,一部分用來存放數(shù)字部分,一部分用來存放指數(shù)部分。為便于理解,在圖2.3中是用十進(jìn)制表示的,實(shí)際上在存儲單元中是用二進(jìn)制數(shù)來表示小數(shù)部分,用2的冪次來表示指數(shù)部分的。對于以指數(shù)形式表示的數(shù)值常量,也都作為雙精度常量處理。 第14頁/共72頁1. 普通的字符常量用單撇號括起來的一個(gè)字符就是字符型常量。如a,#,%,D都是合法的字符常量,在內(nèi)存中占一個(gè)字節(jié)。注意: 字符常量只能包括一個(gè)字符,如AB 是不合法的。字符常量區(qū)分大小寫字母,如A和a是兩個(gè)不同的字符常量。撇號()是定界符,而不屬于字符常量的一部分。如cout
13、a;輸出的是一個(gè)字母“a”,而不是3個(gè)字符“a ”。2.2.3 字符常量第15頁/共72頁2. 轉(zhuǎn)義字符常量除了以上形式的字符常量外,C+還允許用一種特殊形式的字符常量,就是以 “”開頭的字符序列。例如,n代表一個(gè)“換行”符?!癱outn; ” 將輸出一個(gè)換行,其作用與“coutendl; ” 相同。這種“控制字符”,在屏幕上是不能顯示的。在程序中也無法用一個(gè)一般形式的字符表示,只能采用特殊形式來表示。常用的以“”開頭的特殊字符見書中表2.2。第16頁/共72頁3. 字符數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲形式及其使用方法將一個(gè)字符常量存放到內(nèi)存單元時(shí),實(shí)際上并不是把該字符本身放到內(nèi)存單元中去,而是將該字符相應(yīng)
14、的ASCII代碼放到存儲單元中。如果字符變量c1的值為a,c2的值為b,則在變量中存放的是a的ASCII碼97,b 的ASCII碼98,如圖2.4(a)所示,實(shí)際上在內(nèi)存中是以二進(jìn)制形式存放的,如圖2.4(b)所示。圖2.4第17頁/共72頁既然字符數(shù)據(jù)是以ASCII碼存儲的,它的存儲形式就與整數(shù)的存儲形式類似。這樣,在C+中字符型數(shù)據(jù)和整型數(shù)據(jù)之間就可以通用。一個(gè)字符數(shù)據(jù)可以賦給一個(gè)整型變量,反之,一個(gè)整型數(shù)據(jù)也可以賦給一個(gè)字符變量。也可以對字符數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算,此時(shí)相當(dāng)于對它們的ASCII碼進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算。例2.1 將字符賦給整型變量。#include using namespace std
15、;int main( ) int i,j; /i和j是整型變量i=A; /將一個(gè)字符常量賦給整型變量ij=B; /將一個(gè)字符常量賦給整型變量jcouti jn; /輸出整型變量i和j的值,n 是換行符return 0;第18頁/共72頁執(zhí)行時(shí)輸出 65 66i和j被指定為整型變量。但在第5和第6行中,將字符A和B分別賦給i和j,它的作用相當(dāng)于以下兩個(gè)賦值語句:i65;j66;因?yàn)锳和B的ASCII碼為65和66。在程序的第5和第6行是把65和66直接存放到i和j的內(nèi)存單元中。因此輸出65和66??梢钥吹剑涸谝欢l件下,字符型數(shù)據(jù)和整型數(shù)據(jù)是可以通用的。但是應(yīng)注意字符數(shù)據(jù)只占一個(gè)字節(jié),它只能存放
16、0255范圍內(nèi)的整數(shù)。第19頁/共72頁例2.2 字符數(shù)據(jù)與整數(shù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算。下面程序的作用是將小寫字母轉(zhuǎn)換為大寫字母。#include using namespace std;int main( )char c1,c2; c1=a; c2=b; c1=c1-32; c2=c2-32; coutc1 c2endl; return 0;第20頁/共72頁運(yùn)行結(jié)果為A Ba的ASCII碼為97,而A的ASCII碼為65,b為98,B為66。從ASCII代碼表中可以看到每一個(gè)小寫字母比它相應(yīng)的大寫字母的ASCII代碼大32。C+符數(shù)據(jù)與數(shù)值直接進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算,a-32得到整數(shù)65,b-32得到整數(shù)66
17、。將65和66存放在c1,c2中,由于c1,c2是字符變量,因此用cout輸出c1,c2時(shí),得到字符A和B(A的ASCII碼為65,B的ASCII碼為66)。第21頁/共72頁4. 字符串常量用雙撇號括起來的部分就是字符串常量,如abc,Hello!,a+b,Liping都是字符串常量。字符串常量abc在內(nèi)存中占4個(gè)字節(jié)(而不是3個(gè)字節(jié)),見圖2.5。圖2.5編譯系統(tǒng)會在字符串最后自動加一個(gè)0作為字符串結(jié)束標(biāo)志。但0并不是字符串的一部分,它只作為字符串的結(jié)束標(biāo)志。如 coutabcendl; 輸出3個(gè)字符abc,而不包括0。第22頁/共72頁注意: a和a代表不同的含義,a是字符串常量,a 是
18、字符常量。前者占兩個(gè)字節(jié),后者占1個(gè)字節(jié)。請分析下面的程序片段: char c; /定義一個(gè)字符變量c=a; /正確c=a; /錯(cuò)誤,c只能容納一個(gè)字符字符串常量要用字符數(shù)組來存放,見第5章。請思考: 字符串常量abcn包含幾個(gè)字符?不是5個(gè)而是4個(gè)字符,其中“n”是一個(gè)轉(zhuǎn)義字符。但它在內(nèi)存中占5個(gè)字節(jié)(包括一個(gè)“0”字符) 。編譯系統(tǒng)遇到“”時(shí)就會把它認(rèn)作轉(zhuǎn)義字符的標(biāo)志,把它和其后的字符一起作為一個(gè)轉(zhuǎn)義字符。第23頁/共72頁如果“”后面的字符不能與“”組成一個(gè)合法的轉(zhuǎn)義字符(如c),則在編譯時(shí)顯示出錯(cuò)信息。如果希望將“”字符也作為字符串中的一個(gè)字符,則應(yīng)寫為abcn,此時(shí)字符包括5個(gè)字符,
19、即a,b,c,n。如果有以下輸出語句:coutabcnendl;則會輸出: abc,然后換行。同理執(zhí)行coutI say Thank you!n;的輸出是: I say Thank you!如果在一個(gè)字符串中最后一個(gè)字符為“”,則表示它是續(xù)行符,下一行的字符是該字符串的一部分,且在兩行字符串間無空格。如第24頁/共72頁coutWe must study C /本行最后的“”后面的空格和換行均不起作用+ hard!; /本行的字符緊連在上一行最后的“”前面字符之后則輸出: We must study C+ hard!第25頁/共72頁為了編程和閱讀的方便,在C+程序設(shè)計(jì)中,常用一個(gè)符號名代表一
20、個(gè)常量,稱為符號常量,即以標(biāo)識符形式出現(xiàn)的常量。例2.3 符號常量的使用。 #define PRICE 30 /注意這不是語句,末尾不要加分號int main ( ) int num,total;num=10;total=num * PRICE;couttotal=totalendl;return 0; 2.2.4 符號常量第26頁/共72頁程序中用預(yù)處理命令#define指定PRICE在本程序單位中代表常量30,此后凡在本程序單位中出現(xiàn)的PRICE都代表30,可以和常量一樣進(jìn)行運(yùn)算,程序運(yùn)行結(jié)果為 total=300 請注意符號常量雖然有名字,但它不是變量。它的值在其作用域(在本例中為主函數(shù)
21、)內(nèi)是不能改變的,也不能被賦值。如用賦值語句“PRICE=40;”給PRICE賦值是錯(cuò)誤的。 使用符號常量的好處是:(1) 含義清楚。(2) 在需要改變一個(gè)常量時(shí)能做到“一改全改”。 如#define PRICE 35第27頁/共72頁其實(shí)在前面的例子中已經(jīng)多次用到了變量。在程序運(yùn)行期間其值可以改變的量稱為變量。一個(gè)變量應(yīng)該有一個(gè)名字,并在內(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(gè)不同的概念,見圖2.6。圖2.6 2.3 變量 2.3.1 什么是變量第28頁/共72頁先介紹標(biāo)識符的概念。和其他高級語言一樣,用來標(biāo)識變量、符號常量、函數(shù)、數(shù)組、類型等實(shí)體
22、名字的有效字符序列稱為標(biāo)識符(identifier)。簡單地說,標(biāo)識符就是一個(gè)名字。變量名是標(biāo)識符的一種,變量的名字必須遵循標(biāo)識符的命名規(guī)則。C+規(guī)定標(biāo)識符只能由字母、數(shù)字和下劃線3種字符組成,且第一個(gè)字符必須為字母或下劃線。下面列出的是合法的標(biāo)識符,也是合法的變量名:sum, average, total, day, month, Student_name, tan, BASIC, li_ling下面是不合法的標(biāo)識符和變量名:2.3.2 變量名規(guī)則第29頁/共72頁M.D.John, $123, #33, 3G64, Ling li, C+, Zhang-ling, U.S.A.注意,在C+
23、中,大寫字母和小寫字母被認(rèn)為是兩個(gè)不同的字符。因此,sum和SUM是兩個(gè)不同的變量名。一般地,變量名用小寫字母表示,與人們?nèi)粘A?xí)慣一致,以增加可讀性。應(yīng)注意變量名不能與C+的關(guān)鍵字、系統(tǒng)函數(shù)名和類名相同。在國外軟件開發(fā)工作中,常習(xí)慣在變量前面加一個(gè)字母以表示該變量的類型,如iCount表示這是一個(gè)整型變量,cSex表示這是一個(gè)字符型變量。C+沒有規(guī)定標(biāo)識符的長度(字符個(gè)數(shù)),但各個(gè)具體的C編譯系統(tǒng)都有自己的規(guī)定。有的系統(tǒng)取32個(gè)字符,超過的字符不被識別。第30頁/共72頁在C+語言中,要求對所有用到的變量作強(qiáng)制定義,也就是必須“先定義,后使用”,如例2.2和例2.3那樣。定義變量的一般形式是
24、變量類型 變量名表列;變量名表列指的是一個(gè)或多個(gè)變量名的序列。如float a,b,c,d,e; 定義a,b,c,d,e為單精度型變量,注意各變量間以逗號分隔,最后是分號??梢栽诙x變量時(shí)指定它的初值。如 float a=83.5,b,c=64.5,d=81.2,e; /對變量a,c,d指定了初值,b和d未指定初值2.3.3 定義變量第31頁/共72頁C語言要求變量的定義應(yīng)該放在所有的執(zhí)行語句之前,而C+則放松了限制,只要求在第一次使用該變量之前進(jìn)行定義即可。也就是說,它可以出現(xiàn)在語句的中間,如int a; /定義變量a(在使用a之前定義)a=3; /執(zhí)行語句,對a賦值float b; /定義
25、變量b(在使用b之前定義)b=4.67; /執(zhí)行語句,對b賦值char c; /定義變量c(在使用c之前定義)c=A; /執(zhí)行語句 ,對c賦值C+要求對變量作強(qiáng)制定義的目的是:第32頁/共72頁(1) 凡未被事先定義的,不作為變量名,這就能保證程序中變量名使用得正確。例如,如果在聲明部分寫了int student;而在執(zhí)行語句中錯(cuò)寫成statent。如statent=30;在編譯時(shí)檢查出statent未經(jīng)定義,作為錯(cuò)誤處理。輸出“變量statent未經(jīng)聲明”的信息,便于用戶發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤,避免變量名使用時(shí)出錯(cuò)。(2) 每一個(gè)變量被指定為一確定類型,在編譯時(shí)就能為其分配相應(yīng)的存儲單元。如指定和為int
26、型,一般的編譯系統(tǒng)對其各分配4個(gè)字節(jié),并按整數(shù)方式存儲數(shù)據(jù)。第33頁/共72頁(3) 指定每一變量屬于一個(gè)特定的類型,這就便于在編譯時(shí),據(jù)此檢查該變量所進(jìn)行的運(yùn)算是否合法。例如,整型變量a和b,可以進(jìn)行求余運(yùn)算:a%b是“求余”(見24 節(jié)),得到a/b的余數(shù)。如果將a和b指定為實(shí)型變量,則不允許進(jìn)行“求余”運(yùn)算,在編譯時(shí)會給出有關(guān)的出錯(cuò)信息。第34頁/共72頁允許在定義變量時(shí)對它賦予一個(gè)初值,這稱為變量初始化。初值可以是常量,也可以是一個(gè)有確定值的表達(dá)式。如float a,b=5.78*3.5,c=2*sin(2.0);表示定義了a,b,c為單精度浮點(diǎn)型變量,對b初始化為5.78*3, 對c
27、初始化為2*sin(2.0),在編譯連接后,從標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫得到正弦函數(shù)sin(2.0)的值,因此變量c有確定的初值。變量a未初始化。如果對變量未賦初值,則該變量的初值是一個(gè)不可預(yù)測的值,即該存儲單元中當(dāng)時(shí)的內(nèi)容是不知道的。例如,若未對a和b賦值,執(zhí)行輸出語句2.3.4 為變量賦初值 第35頁/共72頁couta b cendl;輸出結(jié)果可能為1.48544e-38 15 1.81858 (各次運(yùn)行情況可能不同)初始化不是在編譯階段完成的(只有在第4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(yùn)行時(shí)執(zhí)行本函數(shù)時(shí)賦予初值的,相當(dāng)于執(zhí)行一個(gè)賦值語句。例如,int a=3;相
28、當(dāng)于以下兩個(gè)語句 :int a; / 指定為整型變量 a=3; / 賦值語句,將賦給 第36頁/共72頁對多個(gè)變量賦予同一初值,必須分別指定,不能寫成float a=b=c=4.5;而應(yīng)寫成 float a=4.5,b=4.5,c=4.5;或float a,b,c=4.5;a=b=c;第37頁/共72頁在定義變量時(shí),如果加上關(guān)鍵字const,則變量的值在程序運(yùn)行期間不能改變,這種變量稱為常變量(constant variable)。例如,const int a=3; /用const來聲明這種變量的值不能改變,指定其值始終為3在定義常變量時(shí)必須同時(shí)對它初始化(即指定其值),此后它的值不能再改變。
29、常變量不能出現(xiàn)在賦值號的左邊。例如上面一行不能寫成const int a;a=3; /常變量不能被賦值可以用表達(dá)式對常變量初始化,如2.3.5 常變量第38頁/共72頁const int b=3+6,c=3*cos(1.5); /b的值被指定為9,c的值被指定為3*cos(1.5)但應(yīng)注意,由于使用了系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)函數(shù)cos,必須將包含該函數(shù)有關(guān)的信息的頭文件“cmath”(或math.h)包含到本程序單位中來,可以在本程序單位的開頭加上以下#include命令:#include 或 #include 變量的值應(yīng)該是可以變化的,怎么值是固定的量也稱變量呢?其實(shí),從計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的角度看,變量的特征是
30、存在一個(gè)以變量名命名的存儲單元,在一般情況下,存儲單元中的內(nèi)容是可以變化的。對常變量來說,無非在此變量的基礎(chǔ)上加上一個(gè)限定: 存儲單元中的值不允許變化。因此常變量又稱為只讀變量(read-only-variable)。第39頁/共72頁請區(qū)別用#define命令定義的符號常量和用const定義的常變量。符號常量只是用一個(gè)符號代替一個(gè)字符串,在預(yù)編譯時(shí)把所有符號常量替換為所指定的字符串,它沒有類型,在內(nèi)存中并不存在以符號常量命名的存儲單元。而常變量具有變量的特征,它具有類型,在內(nèi)存中存在著以它命名的存儲單元,可以用sizeof運(yùn)算符測出其長度。與一般變量惟一的不同是指定變量的值不能改變。用#de
31、fine命令定義符號常量是C語言所采用的方法,C+把它保留下來是為了和C兼容。C+的程序員一般喜歡用const定義常變量。雖然二者實(shí)現(xiàn)的方法不同,但從使用的角度看,都可以認(rèn)為用了一個(gè)標(biāo)識符代表了一個(gè)常量。有些書上把用const定義的常變量也稱為定義常量,但讀者應(yīng)該了解它和符號常量的區(qū)別。第40頁/共72頁C+的運(yùn)算符十分豐富,使得C+的運(yùn)算十分靈活方便。例如把賦值號(=)也作為運(yùn)算符處理,這樣,a=b=c=4就是合法的表達(dá)式,這是與其他語言不同的。C+提供了以下運(yùn)算符:(1) 算術(shù)運(yùn)算符 +(加)-(減) *(乘) /(除) %(整除求余)+(自加) -(自減)(2) 關(guān)系運(yùn)算符(大于)(小于
32、) (等于)(大于或等于)(小于或等于)!(不等于)2.4 C+的運(yùn)算符第41頁/共72頁() 邏輯運(yùn)算符 (邏輯與) |(邏輯或) !(邏輯非)() 位運(yùn)算符 (按位右移) (按位與) |(按位或) (按位異或) (按位取反)() 賦值運(yùn)算符 (及其擴(kuò)展賦值運(yùn)算符)() 條件運(yùn)算符 (?:)() 逗號運(yùn)算符 (,)() 指針運(yùn)算符 (*)(9) 引用運(yùn)算符和地址運(yùn)算符 ()(10) 求字節(jié)數(shù)運(yùn)算符()(11) 強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符( (類型) 或類型( ))第42頁/共72頁(12) 成員運(yùn)算符 (.)(13) 指向成員的運(yùn)算符 (-)(14) 下標(biāo)運(yùn)算符 ( )(15) 其他 (如函數(shù)調(diào)用運(yùn)
33、算符()在本章中主要介紹算術(shù)運(yùn)算符與算術(shù)表達(dá)式,賦值運(yùn)算符與賦值表達(dá)式,逗號運(yùn)算符與逗號表達(dá)式,其他運(yùn)算符將在以后各章中陸續(xù)介紹。第43頁/共72頁(加法運(yùn)算符,或正值運(yùn)算符。如3+5,+3)(減法運(yùn)算符,或負(fù)值運(yùn)算符。如5-2,-3)* (乘法運(yùn)算符。如3*5)(除法運(yùn)算符。如5/3)(模運(yùn)算符,或稱求余運(yùn)算符,兩側(cè)均應(yīng)為整型數(shù)據(jù),如的值為)。2.5 算術(shù)運(yùn)算符與算術(shù)表達(dá)式 2.5.1 基本的算術(shù)運(yùn)算符第44頁/共72頁需要說明,兩個(gè)整數(shù)相除的結(jié)果為整數(shù),如5/3的結(jié)果值為1,舍去小數(shù)部分。但是,如果除數(shù)或被除數(shù)中有一個(gè)為負(fù)值,則舍入的方向是不固定的。例如,-5/3在有的C+系統(tǒng)上得到結(jié)果-
34、1,有的C+系統(tǒng)則給出結(jié)果-2。多數(shù)編譯系統(tǒng)采取“向零取整”的方法,即5/3的值等于1,-5/3的值等于-1,取整后向零靠攏。如果參加+, -, *, / 運(yùn)算的兩個(gè)數(shù)中有一個(gè)數(shù)為float型數(shù)據(jù),則運(yùn)算的結(jié)果是double型,因?yàn)镃+在運(yùn)算時(shí)對所有float型數(shù)據(jù)都按double型數(shù)據(jù)處理。第45頁/共72頁用算術(shù)運(yùn)算符和括號將運(yùn)算對象(也稱操作數(shù))連接起來的、符合C+語法規(guī)則的式子,稱C+算術(shù)表達(dá)式。運(yùn)算對象包括常量、變量、函數(shù)等。例如,下面是一個(gè)合法的C+算術(shù)表達(dá)式:a*b/c-1.5+aC+語言規(guī)定了運(yùn)算符的優(yōu)先級和結(jié)合性。在求解表達(dá)式時(shí),先按運(yùn)算符的優(yōu)先級別高低次序執(zhí)行,例如先乘除后
35、加減。如有表達(dá)式a-b*c,b的左側(cè)為減號,右側(cè)為乘號,而乘號優(yōu)先于減號,因此,相當(dāng)于a-(b*c)。如果在一個(gè)運(yùn)算對象兩側(cè)的運(yùn)算符的優(yōu)先級別相同,如a-b+c,則按規(guī)定的“結(jié)合方向”處理。2.5.2 算術(shù)表達(dá)式和運(yùn)算符的優(yōu)先級與結(jié)合性第46頁/共72頁C+規(guī)定了各種運(yùn)算符的結(jié)合方向(結(jié)合性),算術(shù)運(yùn)算符的結(jié)合方向?yàn)椤白宰笾劣摇?,即先左后右,因此b先與減號結(jié)合,執(zhí)行a-b的運(yùn)算,再執(zhí)行加c的運(yùn)算?!白宰笾劣业慕Y(jié)合方向”又稱“左結(jié)合性”,即運(yùn)算對象先與左面的運(yùn)算符結(jié)合。以后可以看到有些運(yùn)算符的結(jié)合方向?yàn)椤白杂抑磷蟆?,即右結(jié)合性(例如賦值運(yùn)算符)。關(guān)于“結(jié)合性”的概念在其他一些高級語言中是沒有的,
36、是C和C+的特點(diǎn)之一,希望能弄清楚。附錄B列出了所有運(yùn)算符以及它們的優(yōu)先級別和結(jié)合性。第47頁/共72頁在表達(dá)式中常遇到不同類型數(shù)據(jù)之間進(jìn)行運(yùn)算,如10+a+1.5-8765.1234*b在進(jìn)行運(yùn)算時(shí),不同類型的數(shù)據(jù)要先轉(zhuǎn)換成同一類型,然后進(jìn)行運(yùn)算。轉(zhuǎn)換的規(guī)則按圖2.7所示。圖2.72.5.3 表達(dá)式中各類數(shù)值型數(shù)據(jù)間的混合運(yùn)算第48頁/共72頁假設(shè)已指定為整型變量,為float變量,為double型變量,為long型,有下面表達(dá)式:10+a+i*f-d/e運(yùn)算次序?yàn)椋?進(jìn)行10+a的運(yùn)算,先將轉(zhuǎn)換成整數(shù)97,運(yùn)算結(jié)果為107。進(jìn)行i*f的運(yùn)算。先將i與f都轉(zhuǎn)換成double型,運(yùn)算結(jié)果為do
37、uble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(diǎn)后加若干個(gè)0,即107.00000),結(jié)果為double型。將變量e轉(zhuǎn)換成double型,d/e結(jié)果為double型。將10+a+i*f的結(jié)果與d/e的商相減,結(jié)果為double型。上述的類型轉(zhuǎn)換是由系統(tǒng)自動進(jìn)行的。第49頁/共72頁在C和C+中,常在表達(dá)式中使用自增(+)和自減(-)運(yùn)算符,他們的作用是使變量的值增1或減1,如+i(在使用i之前,先使i的值加1,如果i的原值為3,則執(zhí)行j=+i后,j的值為4)-i (在使用i之前,先使i的值減1,如果i的原值為3,則執(zhí)行j=-i后,j的值為2)i+ (在使用i之后,使
38、i的值加1,如果i的原值為3,則執(zhí)行j=i+后,j的值為3,然后i變?yōu)?)i-(在使用i之后,使i的值減1,如果i的原值為3,則執(zhí)行j=i-后,j的值為3,然后i變?yōu)?)2.5.4 自增和自減運(yùn)算符第50頁/共72頁+i是先執(zhí)行ii+1后,再使用i的值;而i+是先使用i的值后,再執(zhí)行ii+1。正確地使用+和-,可以使程序簡潔、清晰、高效。請注意:(1) 自增運(yùn)算符(+)和自減運(yùn)算符(-)只能用于變量,而不能用于常量或表達(dá)式。(2) +和-的結(jié)合方向是“自右至左”,見附錄B。(3) 自增運(yùn)算符(+)和自減運(yùn)算符(-)使用十分靈活,但在很多情況下可能出現(xiàn)歧義性,產(chǎn)生“意想不到”的副作用。(4) 自
39、增(減)運(yùn)算符在C+程序中是經(jīng)常見到的,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(gè)地址。第51頁/共72頁在表達(dá)式中不同類型的數(shù)據(jù)會自動地轉(zhuǎn)換類型,以進(jìn)行運(yùn)算。有時(shí)程序編制者還可以利用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符將一個(gè)表達(dá)式轉(zhuǎn)換成所需類型。例如: (double) (將a轉(zhuǎn)換成double類型) (int)(x+y) (將x+y的值轉(zhuǎn)換成整型) (float)(5%3) (將5%3的值轉(zhuǎn)換成float型)強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換的一般形式為(類型名)(表達(dá)式)注意: 如果要進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換的對象是一個(gè)變量,該變量可以不用括號括起來。如果要進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換的對象是一個(gè)包含多項(xiàng)的表達(dá)式,則表
40、達(dá)式應(yīng)該用括號括起來。如果寫成2.5.5 強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符第52頁/共72頁()則只將轉(zhuǎn)換成整型,然后與相加。以上強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換的形式是原來C語言使用的形式,C+把它保留了下來,以利于兼容。C+還增加了以下形式: 類型名(表達(dá)式)如int(x) 或 int(x+y)類型名不加括號,而變量或表達(dá)式用括號括起來。這種形式類似于函數(shù)調(diào)用。但許多人仍習(xí)慣于用第一種形式,把類型名包在括號內(nèi),這樣比較清楚。需要說明的是在強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換時(shí),得到一個(gè)所需類型的中間變量,但原來變量的類型未發(fā)生變化。例如:第53頁/共72頁(int)x如果原指定為float型,值為3.6,進(jìn)行強(qiáng)制類型運(yùn)算后得到一個(gè)int型的中間變
41、量,它的值等于3,而原來的類型和值都不變。例2.4 強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。#include using namespace std;int main( ) float x; int i; x=3.6; i=(int)x; coutx=x,i= iendl; return 0;第54頁/共72頁運(yùn)行結(jié)果如下:3.6,i=3的型仍為float型,值仍等于3.6。由上可知,有兩種類型轉(zhuǎn)換,一種是在運(yùn)算時(shí)不必用戶指定,系統(tǒng)自動進(jìn)行的類型轉(zhuǎn)換,如3+6.5。第二種是強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。當(dāng)自動類型轉(zhuǎn)換不能實(shí)現(xiàn)目的時(shí),可以用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。此外,在函數(shù)調(diào)用時(shí),有時(shí)為了使實(shí)參與形參類型一致,可以用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符得到一個(gè)所
42、需類型的參數(shù)。第55頁/共72頁賦值符號“”就是賦值運(yùn)算符,它的作用是將一個(gè)數(shù)據(jù)賦給一個(gè)變量。如“a=3”的作用是執(zhí)行一次賦值操作(或稱賦值運(yùn)算)。把常量3賦給變量a。也可以將一個(gè)表達(dá)式的值賦給一個(gè)變量。2.6 賦值運(yùn)算符與賦值表達(dá)式 2.6.1 賦值運(yùn)算符第56頁/共72頁如果賦值運(yùn)算符兩側(cè)的類型不一致,但都是數(shù)值型或字符型時(shí),在賦值時(shí)會自動進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換。(1) 將浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)(包括單、雙精度)賦給整型變量時(shí),舍棄其小數(shù)部分。(2) 將整型數(shù)據(jù)賦給浮點(diǎn)型變量時(shí),數(shù)值不變,但以指數(shù)形式存儲到變量中。(3) 將一個(gè)double型數(shù)據(jù)賦給float變量時(shí),要注意數(shù)值范圍不能溢出。(4) 字符型數(shù)據(jù)賦
43、給整型變量,將字符的ASCII碼賦給整型變量。2.6.2 賦值過程中的類型轉(zhuǎn)換第57頁/共72頁(5) 將一個(gè)int、short或long型數(shù)據(jù)賦給一個(gè)char型變量,只將其低8位原封不動地送到char型變量(發(fā)生截?cái)啵?。例如short int i=289;char c;c=i; /將一個(gè)int型數(shù)據(jù)賦給一個(gè)char型變量賦值情況見圖2.8。為方便起見,以一個(gè)int型數(shù)據(jù)占兩個(gè)字節(jié)(16位)的情況來說明。圖2.8第58頁/共72頁(6) 將signed(有符號)型數(shù)據(jù)賦給長度相同的unsigned(無符號)型變量,將存儲單元內(nèi)容原樣照搬(連原有的符號位也作為數(shù)值一起傳送)。例2.5 將有符號數(shù)
44、據(jù)傳送給無符號變量。#include using namespace std;int main( ) unsigned short a; short int b=-1; a=b; couta=aendl; return 0;第59頁/共72頁運(yùn)行結(jié)果為65535賦給b的值是-1,怎么會得到65535呢?請看圖2.9所示的賦值情況。圖2.9-1的補(bǔ)碼形式為1111111111111111(即全部16個(gè)二進(jìn)制位均為1),將它傳送給a,而a是無符號型變量,16個(gè)位全1是十進(jìn)制的65535。如果b為正值,且在032767之間,則賦值后數(shù)值不變。第60頁/共72頁不同類型的整型數(shù)據(jù)間的賦值歸根結(jié)底就是一
45、條:按存儲單元中的存儲形式直接傳送。C和C+使用靈活,在不同類型數(shù)據(jù)之間賦值時(shí),常常會出現(xiàn)意想不到的結(jié)果,而編譯系統(tǒng)并不提示出錯(cuò),全靠程序員的經(jīng)驗(yàn)來找出問題。這就要求編程人員對出現(xiàn)問題的原因有所了解,以便迅速排除故障。第61頁/共72頁在賦值符“”之前加上其他運(yùn)算符,可以構(gòu)成復(fù)合的運(yùn)算符。如果在“”前加一個(gè)“”運(yùn)算符就成了復(fù)合運(yùn)算符“”。例如,可以有 a+=3 等價(jià)于 a=a+3 x*=y+8 等價(jià)于 x=x*(y+8) x%=3 等價(jià)于 x=x%3以“a+=3”為例來說明,它相當(dāng)于使a進(jìn)行一次自加3的操作。即先使a加3,再賦給a。同樣,“x*=y+8”的作用是使x乘以(y+8),再賦給x。為
46、便于記憶,可以這樣理解:2.6.3 復(fù)合的賦值運(yùn)算符第62頁/共72頁 a+= b (其中a為變量,b為表達(dá)式) a+= b (將有下劃線的“a+”移到“=”右側(cè)) a = a + b (在“=”左側(cè)補(bǔ)上變量名a) 注意,如果b是包含若干項(xiàng)的表達(dá)式,則相當(dāng)于它有括號。如 x %= y+3 x %= (y+3) x = x%(y+3)(不要錯(cuò)認(rèn)為x=x%y+3)第63頁/共72頁凡是二元(二目)運(yùn)算符,都可以與賦值符一起組合成復(fù)合賦值符。C+可以使用以下幾種復(fù)合賦值運(yùn)算符:,*,&,|其中后5種是有關(guān)位運(yùn)算的。C+之所以采用這種復(fù)合運(yùn)算符,一是為了簡化程序,使程序精煉,二是為了提高編譯效率(這樣寫法與“逆波蘭”式一致,有利于編譯,能產(chǎn)生質(zhì)量較高的目標(biāo)代碼)。專業(yè)的程序員在程序中常用復(fù)合運(yùn)算符,初學(xué)者可能不習(xí)慣,也可以不用或少用。第64頁/共72頁由賦值運(yùn)算符將一個(gè)變量和一個(gè)表達(dá)式連接起來的式子稱為“賦值表達(dá)式”。它的一般形式為 如“5”是一個(gè)賦值表達(dá)
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