C語言程序設(shè)計(jì)實(shí)用教程陳方第2章

2.1數(shù)據(jù)類型

C語言的數(shù)據(jù)類型可以劃分為基本類型、構(gòu)造類型、指針類型及空類型四種。本章將介紹基本類型中的整型、字符型和實(shí)型這三種數(shù)據(jù)類型，其他數(shù)據(jù)類型將在后續(xù)章節(jié)中陸續(xù)介紹。

2.2常量與變量1、常量的概念：在程序運(yùn)行過程中，其值不能被改變的量稱為常量。2、變量的概念：在程序運(yùn)行過程中，其值可以被改變的量稱為變量，常用小寫字母、單詞或漢語拼音來表示。它們可以在規(guī)定數(shù)值允許的范圍里任意賦值，即其值可變。C語言的關(guān)鍵字不能用作變量名。3、變量的兩個(gè)要素（1）變量名。每個(gè)變量都必須有一個(gè)名字

——

變量名，變量命名遵循標(biāo)識符命名規(guī)則。（2）變量值。在程序運(yùn)行過程中，變量值存儲在內(nèi)存中。在程序中，通過變量名來引用變量的值。4、變量的定義與初始化

在C語言中，要求對所有用到的變量，必須先定義、后使用；也可以在定義變量的同時(shí)進(jìn)行賦初值的操作，稱為變量初始化。

整型數(shù)據(jù)不帶小數(shù)的數(shù)據(jù)稱為整型數(shù)據(jù)。C語言提供了多種整數(shù)類型，用以適應(yīng)不同的情況的需要。常用的整數(shù)類型有四種基本類型：

整型—用修飾符

int，占2字節(jié)，取值范圍32768～32767，即215～（2151）；

長整型—用修飾符

longint或long，占4字節(jié)，取值范圍2147483648～2147483647，即

231～（2311）；

無符號整型—用修飾符

unsignedint或unsigned，占2字節(jié)，取值范圍0～65535，即0～（2161）；

無符號長整型—用修飾符

unsignedlongint或unsignedlong，占4字節(jié)，取值范圍0～4294967295，即0～（2321）。

有符號的整型數(shù)在內(nèi)存中用二進(jìn)制表示，最高位為符號位，0表示為正，1表示為負(fù)。一個(gè)整型數(shù)對應(yīng)有原碼、反碼和補(bǔ)碼3種形式，正數(shù)的三種碼相同，負(fù)數(shù)的三種碼不同。整型數(shù)在內(nèi)存中自動用補(bǔ)碼保存。在C語言中，整型常數(shù)可用以下三種形式表示：（1）十進(jìn)制整數(shù)。如0，123，789等。（2）八進(jìn)制整數(shù)。以數(shù)字0開頭，表示與十進(jìn)制數(shù)的區(qū)別。如0457，表示八進(jìn)制數(shù)457，即（457）8，其值轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制為4×82+5×81+7×80=303。對八進(jìn)制數(shù)，每位僅能出現(xiàn)0～7共8個(gè)數(shù)。（3）十六進(jìn)制數(shù)。以0x作為開頭，表示與八進(jìn)制數(shù)的區(qū)別，對十六進(jìn)制數(shù)，每位可出現(xiàn)0～9，A，B，C，D，E，F(xiàn)（字母大、小寫都可以）共16個(gè)數(shù)字。其中A表示10，B表示11，…，F(xiàn)表示15。如：0x49D，表示十六進(jìn)制數(shù)49D，即（49D）16，其值轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制為4×162+9×161+13×160=1181。對于長整型常量同樣可以用十進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制3種形式表示。其表示形式是在整型常量之后加上字母“L”（大小寫均可，建議用大寫，因小寫容易與數(shù)字1混淆）。例如：123L，1245789L，0xf3aeL等都是長整型常量。

整型變量的賦值

當(dāng)整型變量在程序開頭進(jìn)行了定義后，對其賦值必須嚴(yán)格按照其允許值的范圍進(jìn)行。如定義inta，又給a賦值a=32769，則編譯程序時(shí)會提示出錯(cuò)，因其值超出了該變量可以表示的范圍，顯然32769屬于longint型的范圍。

實(shí)型數(shù)據(jù)實(shí)型數(shù)據(jù)又分為三種

單精度—用修飾符float，占4字節(jié)，取值范圍3.4×1038～3.4×1038；

雙精度—用修飾符double，占8字節(jié)，取值范圍1.7×10308～1.7×10308；

長雙精度—用修飾符longdouble，占16字節(jié)，取值范圍1.2×104932～1.2×104932

。

實(shí)型常量即實(shí)數(shù)，在Ｃ語言中又稱浮點(diǎn)數(shù)，其值有兩種表達(dá)形式：（1）十進(jìn)制小數(shù)形式。由數(shù)字和小數(shù)點(diǎn)組成（注意：必須有小數(shù)點(diǎn)），如3.14、.98、0.0、176.0等都是十進(jìn)制小數(shù)形式。（2）科學(xué)記數(shù)法：<尾數(shù)>E（e）<整型指數(shù)>。如123e3或123E3代表123×103。注意：e或E前必須有數(shù)字，其后必須為整數(shù)。如e3、3e2.5、E4都是錯(cuò)的。對于上述兩種書寫形式，系統(tǒng)默認(rèn)為是雙精度實(shí)型常量，可表示16位有效數(shù)字。如果要表示單精度實(shí)型（可表示7位有效數(shù)字）和長雙精度實(shí)型常量，只要在上述書寫形式后分別加上后綴f(F)或l(L)即可。

字符型數(shù)據(jù)

字符型數(shù)據(jù)用修飾符char表示，占1字節(jié)。字符數(shù)據(jù)在內(nèi)存中存儲的是字符的ASCII碼

—

一個(gè)無符號整數(shù)，其形式與整數(shù)的存儲形式一樣，所以Ｃ語言允許字符型數(shù)據(jù)與整型數(shù)據(jù)之間通用。一個(gè)字符型數(shù)據(jù)，既可以字符形式輸出，也可以整數(shù)形式輸出。[例2-1]

字符變量的字符形式輸出和整數(shù)形式輸出。/*程序功能：用字符型和整數(shù)型輸出字符變量*/main(){charch1，ch2；ch1='a'；ch2='b'；printf("ch1=%c，ch2=%c\n"，ch1，ch2)；/*其中c表示以字符輸出*/printf("ch1=%d，ch2=%d\n"，ch1，ch2)；/*其中d表示以整數(shù)輸出*/}程序運(yùn)行結(jié)果：ch1=a,ch2=bch1=97,ch2=98

允許對字符數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算，此時(shí)就是對它們的ASCII碼值進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算。[例2-2]

字符數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算。/*程序功能：字符數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算*/main(){charch1，ch2；ch1=‘a(chǎn)’;ch2='B';printf("ch1=%c,ch2=%c\n",ch132,ch2+32)；/*字母的大小寫轉(zhuǎn)換*/printf("ch1+200=%d\n",ch1+200)；printf("ch1+200=%c\n",ch1+200)；/*297256=41，對應(yīng)的ASCII字符為）*/printf("ch1+256=%d\n",ch1+256)；printf("ch1+256=%c\n",ch1+256)；}程序運(yùn)行結(jié)果：ch1=A,ch2=bch1+200=297ch1+200=)ch1+256=353

ch1+256=aC語言還允許使用一種特殊形式的字符常量，就是以反斜杠“\”開頭的轉(zhuǎn)義字符。例如：\n 表示換行；\t 光標(biāo)橫向跳動一段字符（如8個(gè)，相當(dāng)于按Tab鍵）；\v 豎向跳格；\b 退格；\r 回車；\f 換頁；\\ 代表“\”符號；\’ 代表單引號；\ddd 表示ddd為一個(gè)用1到3位八進(jìn)制表示的ASCII碼所代表的字符；\xhh 表示hh為一個(gè)用1到2位十六進(jìn)制代表的字符。如\101代表字符A；\0或\000表示空字符，它代表的ASCII碼為0。字符串常量——用一對雙引號括起來的若干字符序列，稱為字符串常量。C語言規(guī)定：在存儲字符串常量時(shí)，由系統(tǒng)在字符串的末尾自動加一個(gè)‘\0’作為字符串的結(jié)束標(biāo)志，這樣在輸出或取該字符串時(shí)，便以此字符為終結(jié)，不會向后再取其他字節(jié)的內(nèi)容?！甛0’字符實(shí)際上是一個(gè)ASCII碼為0的空字符，不能顯示，也不引起計(jì)算機(jī)發(fā)生任何具體動作，該空字符有時(shí)又稱為NULL字符。由此可知，字符‘a(chǎn)’與字符串“a”除了表現(xiàn)形式上有單引號和雙引號的區(qū)別外，在內(nèi)存上占用的字節(jié)也不同，前者只占1個(gè)字節(jié)，后者占2個(gè)字節(jié)（a占1個(gè)字節(jié)、\0占1個(gè)字節(jié)）。

2.3用typedef定義類型在定義數(shù)據(jù)類型時(shí)，除了可以直接使用C提供的標(biāo)準(zhǔn)類型名（如int、char、float、double、long等）外，還可以用typedef聲明新的類型名來代替已有的類型名。C語言提供用typedef來定義新的類型名，以代替已有的類型名，例如：typedefintINTEGER；指定用INTEGER代表int類型，這樣以下兩行等價(jià)：inti，j；INTEGERi，j；如果在一個(gè)程序中，一個(gè)整型變量用來計(jì)數(shù)，可用：typedefintCOUNT；COUNTi,j；

即將變量i、j定義為COUNT類型，而COUNT等價(jià)于int，因此i、j是整型。在程序中將i、j定為COUNT類型，可以使人更一目了然地知道它們是用于計(jì)數(shù)的。2.4賦值語句在程序中常需要對一些變量預(yù)先設(shè)置初值。C語言允許在定義變量的同時(shí)使變量初始化。例如：inta=10； /*指定a為整型變量，初值為10*/floatf=3.1415； /*指定f為實(shí)型變量，初值為3.1415*/charc='a'； /*指定c為字符變量，初值為’a’*/也可以給被定義的變量的一部分賦初值。例如：inta，b，c=30；表示指定a、b、c為整型變量，只對c初始化，c的值為30。如果對幾個(gè)變量賦予初值10，則寫成：inta=10，b=10，c=10；表示a、b、c的初值都是10。注意：不能寫成“inta=b=c=10；”。

2.5運(yùn)算符和表達(dá)式2.5.1運(yùn)算符在Ｃ語言中，運(yùn)算符按功能分主要有：算術(shù)運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符、位運(yùn)算符、賦值運(yùn)算符、指針運(yùn)算符、條件運(yùn)算符、逗號運(yùn)算符、強(qiáng)制轉(zhuǎn)換運(yùn)算符等和其他特殊的運(yùn)算符。按其所在表達(dá)式中參與運(yùn)算的操作數(shù)目來分，則分為：單目運(yùn)算符、雙目運(yùn)算符和三目運(yùn)算符。單目操作是指對一個(gè)操作數(shù)（或稱運(yùn)算量）進(jìn)行操作。例如：a是對a進(jìn)行單目負(fù)操作。雙目操作是指對兩個(gè)操作數(shù)進(jìn)行操作，例如：a+b是對a和b進(jìn)行加法操作。1．算術(shù)運(yùn)算符

用于各類數(shù)值運(yùn)算。包括加（+）、減（）、乘（*）、除（/）、求余（或稱模運(yùn)算，%）、自加（++）、自減（

）共7種。2．關(guān)系運(yùn)算符

用于比較運(yùn)算。包括大于（>）、小于（<）、等于（==）、大于等于（>=）、小于等于（<=）和不等于（!=）6種。3．邏輯運(yùn)算符

用于邏輯運(yùn)算。包括與（&&）、或（||）、非（!）3種。4．位操作運(yùn)算符

參與運(yùn)算的量，按二進(jìn)制位進(jìn)行運(yùn)算。包括位與（&）、位或（|）、位非（～）、位異或（^）、左移（<<）、右移（>>）6種。5．賦值運(yùn)算符

用于賦值運(yùn)算，分為簡單賦值（=）、復(fù)合算術(shù)賦值（+=，=，*=，/=，%=）和復(fù)合位運(yùn)算賦值（&=，|=，^=，>>=，<<=）三類共11種。6．條件運(yùn)算符

這是一個(gè)三目運(yùn)算符，用于條件求值（?:）。7．逗號運(yùn)算符

用于把若干表達(dá)式組合成一個(gè)表達(dá)式（，）。8．指針運(yùn)算符

用于取內(nèi)容（*）和取地址（&）2種運(yùn)算。9．求字節(jié)數(shù)運(yùn)算符

用于計(jì)算數(shù)據(jù)類型所占的字節(jié)數(shù)（sizeof）。

10．特殊運(yùn)算符

有括號（

），下標(biāo)[]，成員（→，.）等幾種。

2.5.2表達(dá)式1．表達(dá)式的概念

用運(yùn)算符和括號將運(yùn)算對象（常量、變量和函數(shù)等）連接起來的、符合Ｃ語言語法規(guī)則的式子，稱為表達(dá)式。單個(gè)常量、變量或函數(shù)，可以看作是表達(dá)式的一種特例。將單個(gè)常量、變量或函數(shù)構(gòu)成的表達(dá)式稱為簡單表達(dá)式，其他表達(dá)式稱之為復(fù)雜表達(dá)式。按照運(yùn)算符在表達(dá)式中的作用，表達(dá)式可分為：算術(shù)表達(dá)式

例如：

a+bc自增、自減表達(dá)式

例如：

i++

i關(guān)系表達(dá)式

例如：(a+b)>（ab）邏輯表達(dá)式

例如：

！aa&&b位運(yùn)算表達(dá)式

例如：

a&ba<<3賦值表達(dá)式

例如：

a=3a*=2逗號表達(dá)式

例如：(a+b,ab)按運(yùn)算符與運(yùn)算對象的關(guān)系，則可以分成：單目表達(dá)式

例如：++aa!a雙目運(yùn)算符

例如：

a+ba&&b三目運(yùn)算符

例如：

max=(a>b)?a:b2．運(yùn)算符的優(yōu)先級與結(jié)合性（1）C語言規(guī)定了運(yùn)算符的優(yōu)先級和結(jié)合性。正如四則運(yùn)算有先乘除后加減的運(yùn)算優(yōu)先級規(guī)定一樣，Ｃ語言中運(yùn)算符的優(yōu)先級也有規(guī)定。在表達(dá)式中，優(yōu)先級較高的先于優(yōu)先級較低的進(jìn)行運(yùn)算。而在一個(gè)運(yùn)算量兩側(cè)的運(yùn)算符優(yōu)先級相同時(shí)，則按運(yùn)算符的結(jié)合性所規(guī)定的結(jié)合方向處理。所謂結(jié)合性是指，當(dāng)一個(gè)操作數(shù)兩側(cè)的運(yùn)算符具有相同的優(yōu)先級時(shí)，該操作數(shù)是先與左邊的運(yùn)算符結(jié)合，還是先與右邊的運(yùn)算符結(jié)合。自左至右的結(jié)合方向，稱為左結(jié)合性；反之，稱為右結(jié)合性。除單目運(yùn)算符、賦值運(yùn)算符和條件運(yùn)算符是右結(jié)合性外，其他運(yùn)算符都是左結(jié)合性。（2）表達(dá)式求值①

按運(yùn)算符的優(yōu)先級高低次序執(zhí)行。如先乘除后加減。②

如果在一個(gè)操作數(shù)兩側(cè)的運(yùn)算符的優(yōu)先級相同，則按Ｃ語言規(guī)定的結(jié)合方向（結(jié)合性）進(jìn)行。例如，算術(shù)運(yùn)算符的結(jié)合方向是“自左至右”，即：在執(zhí)行“a–b+c”時(shí)，先執(zhí)行“ab”，然后再執(zhí)行加c的運(yùn)算。2.5.3算術(shù)運(yùn)算對數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算的運(yùn)算符稱為算術(shù)運(yùn)算符。C語言中基本算術(shù)運(yùn)算符有如下幾種：1．雙目運(yùn)算符（1）+進(jìn)行加法運(yùn)算的加法運(yùn)算符，如a+b、3+5等。（2）

進(jìn)行減法運(yùn)算的減法運(yùn)算符，如ab、46等。（3）*乘法運(yùn)算符，如a*b、3*6等。（4）/除法運(yùn)算符，如：a/b、5/3等。它與一般算術(shù)運(yùn)算符規(guī)則有所不同，整數(shù)相除，其商僅取整數(shù)部分，如5/3=1；若兩實(shí)數(shù)相除，則商也為實(shí)數(shù)，如5.0/10.0=0.5。（5）%求余數(shù)運(yùn)算符，即該符號兩邊數(shù)相除后，取余數(shù)，如5%3=2。取余運(yùn)算時(shí)，兩端必須是整數(shù)（即int或char型數(shù)據(jù)）。2．自加（++）、自減（

）運(yùn)算

++或

稱為自加或自減運(yùn)算符，它們?yōu)閱文窟\(yùn)算符。自加自減運(yùn)算符常用于循環(huán)語句中循環(huán)變量的計(jì)數(shù)。在賦值語句中，該運(yùn)算符放在一整型變量前或后，操作方式不同，結(jié)果也不同。設(shè)i為一個(gè)整型變量，++i或

i表示在使用i之前，先使i的值加1或減1。而i++或i

表示先使用i，再使i的值加1或減1。例如“i=3;j=++i；”，此時(shí)j=4，i=4。又如“i=3；j=i++；”，此時(shí)j=3，i=4。自加自減運(yùn)算符對變量單獨(dú)作用時(shí)，放在變量前與變量后效果相同，例如：inty，i=10；i++；y=i；與inty，i=10；++i；y=i；結(jié)果y均為11，i也都為11。自加與自減運(yùn)算符的運(yùn)算對象只能是變量，不能是常量或表達(dá)式，如++6，（x+a）++都是錯(cuò)誤的。3．正負(fù)號運(yùn)算符

當(dāng)+號或號放在一操作數(shù)前時(shí)，它們就成為單目的正負(fù)號運(yùn)算符，其操作是取原來量的原值或負(fù)值。如a(相當(dāng)于a=0a),a+(+b)相當(dāng)于a=a+b。4．算術(shù)運(yùn)算優(yōu)先級別

在一個(gè)算術(shù)表達(dá)式中，其優(yōu)先級別排序如下：（1）（）優(yōu)先級最高，執(zhí)行時(shí)從左到右；（2）++，

，執(zhí)行時(shí)從右到左，它們?yōu)橥?；?）*，/，%，執(zhí)行時(shí)從左到右，它們?yōu)橥墸唬?）+，，執(zhí)行時(shí)從左到右，它們?yōu)橥?；?）=優(yōu)先級最低。2.5.4賦值運(yùn)算

賦值運(yùn)算符“=”表示將其右邊的數(shù)據(jù)賦值給左邊的變量；如a=5即將5賦值給變量a。當(dāng)要賦的數(shù)據(jù)類型不同于賦值號左邊的變量類型時(shí)，將自動轉(zhuǎn)換，變成與其左邊變量一致的類型，然后再賦值。

2.5.5關(guān)系運(yùn)算C語言有6個(gè)關(guān)系運(yùn)算符，即>、>=、<、<=、==、！=。用這些運(yùn)算符所構(gòu)成的表達(dá)式，稱為關(guān)系表達(dá)式。當(dāng)這種關(guān)系成立時(shí)，關(guān)系表達(dá)式的值為1；當(dāng)這種關(guān)系不成立時(shí)，其值為0。[例2-3]

關(guān)系表達(dá)式的值。[解]main(){printf("%d%d%d\n"，3<4，4<3，3<3)；}程序運(yùn)行結(jié)果：1002.5.6邏輯運(yùn)算邏輯運(yùn)算表示兩個(gè)運(yùn)算量之間的邏輯關(guān)系。邏輯運(yùn)算的表達(dá)式稱做邏輯表達(dá)式。各種邏輯運(yùn)算所得到的值如下表所示。ab!a！ba&&ba||b非0非00011非0001010非01001001100運(yùn)算優(yōu)先級：這三個(gè)運(yùn)算符中，！優(yōu)先級最高，&&次之，||最低。！是單目運(yùn)算符，&&和||是雙目運(yùn)算符。它們與其他運(yùn)算符的優(yōu)先級次序如下（左邊最高，右邊最低）：！→算術(shù)運(yùn)算符→關(guān)系運(yùn)算符→&&→||→賦值運(yùn)算符。

2.5.7其他運(yùn)算1．逗號運(yùn)算(,)及其表達(dá)式

C語言提供一種用逗號運(yùn)算符“，”連接起來的式子，稱為逗號表達(dá)式。逗號運(yùn)算符又稱順序求值運(yùn)算符。其表達(dá)式：表達(dá)式1,表達(dá)式2,……,表達(dá)式n。該表達(dá)式叫逗號表達(dá)式，其運(yùn)算過程是：自左至右，依次計(jì)算各表達(dá)式的值，“表達(dá)式n”的值即為整個(gè)逗號表達(dá)式的值。例如：逗號表達(dá)式“a=3*5,a*4”的值等于60：先求解a=3*5，得a=15；再求a*4=60，所以逗號表達(dá)式的值等于60。又例如：逗號表達(dá)式“(a=3*5,a*4),a+5”的值等于20：先求解a=3*5，得a=15；再求a*4=60；最后求解a+5=20，所以逗號表達(dá)式的值等于20。注意：并不是任何地方出現(xiàn)的逗號都是逗號運(yùn)算符。很多情況下，逗號僅用作分隔符。

2．字節(jié)數(shù)運(yùn)算

運(yùn)算符sizeof是單目運(yùn)算符。把它放在操作數(shù)的前面，就是求該操作數(shù)的字節(jié)數(shù)。sizeof的操作數(shù)可以是變量、類型名，也可以是數(shù)組、結(jié)構(gòu)之類的類型名。若把sizeof放到變量名前，就是求該變量的字節(jié)數(shù)；若把sizeof放在帶括號的類型名前，則產(chǎn)生該類型的長度（以字節(jié)為單位）。

3．強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符

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。其一般形式為：（類型名）（表達(dá)式）例如：（int）(x+y)（將x+y轉(zhuǎn)換成int類型）（float）(5%3)（將5%3的值轉(zhuǎn)換成float類型）注意：表達(dá)式應(yīng)該用括號括起來。如果寫成：（int）x+y將只將x轉(zhuǎn)換成int型，然后與y相加。2.5.8混合運(yùn)算整型（int）、單精度實(shí)型（float）、雙精度實(shí)型（double）可以相互混合運(yùn)算。由于字符型（char）數(shù)據(jù)，其值為代表該字符ASCII碼，因而它也可和上述類型數(shù)據(jù)進(jìn)行混合運(yùn)算。不同類型數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，要先轉(zhuǎn)換成同一類型，然后進(jìn)行運(yùn)算。在C程序中，有些類型轉(zhuǎn)換是自動進(jìn)行的，有些轉(zhuǎn)換是被強(qiáng)制進(jìn)行的，前者稱為隱式轉(zhuǎn)換，后者稱為顯示轉(zhuǎn)換（強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換）。2.6數(shù)據(jù)輸出

2.6.1格式輸出函數(shù)格式輸出函數(shù)printf