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第二章 数据描述

第二章 数据描述. 预备知识 数据类型 常量与变量 不同类型数据间的转换 运算符和表达式. 2.0 预备知识 计算机中数的表示及进制转换 数码、基与权 数码：表示数的符号 基：数码的个数 权：每一位所具有的值 数制. 语言程序设计 第二章数据描述. C. <. >. 语言程序设计 第二章数据描述. C. 各种进制之间的转换 二进制、八进制、十六进制转换成十进制 方法：按权相加. <. >. C. 语言程序设计 第二章数据描述. 例 把十进制数 159 转换成八进制数. 余 7.

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第二章 数据描述

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  1. 第二章 数据描述 预备知识 数据类型 常量与变量 不同类型数据间的转换 运算符和表达式

  2. 2.0预备知识 计算机中数的表示及进制转换 数码、基与权 数码：表示数的符号 基：数码的个数 权：每一位所具有的值 数制 语言程序设计 第二章数据描述 C < >

  3. 语言程序设计 第二章数据描述 C • 各种进制之间的转换 • 二进制、八进制、十六进制转换成十进制 • 方法：按权相加 < >

  4. C 语言程序设计 第二章数据描述 例 把十进制数159转换成八进制数 余 7 余 3 余 2 例 把十进制数59转换成二进制数 0 8 2 159 59 1 余 2 8 2 2 2 8 2 2 29 14 19 7 1 3 (159)10=(237)8 余 1 例 把十进制数459转换成十六进制数 余 0 1 C B 2 3 7 余 1 459 16 余11 余 1 余12 16 28 余 0 1 16 1 余 1 1 1 1 0 1 1 0 (59)10=(111011)2 (459)10=(1CB)16 • 各种进制之间的转换(整数) • 二进制、八进制、十六进制转换成十进制 • 方法：按权相加 • 十进制转换成二进制、八进制、十六进制 • 方法：连续除以基，从低到高记录余数，直至商为0

  5. 语言程序设计 第二章数据描述 C • 二进制与八进制之间的转换 • 二进制转换成八进制：从右向左，每3位一组（不足3位左补0），转换成八进制 • 八进制转换成二进制：用3位二进制数代替每一位八进制数 000 ~ 0 001 ~ 1 010 ~ 2 011 ~ 3 100 ~ 4 101 ~ 5 110 ~ 6 111 ~ 7 例 (1101001)2=(001,101,001)2=(151)8 例 (246)8=(010,100,110)2=(10100110)2 < >

  6. 语言程序设计 第二章数据描述 C • 二进制与十六进制之间的转换 • 二进制转换成十六进制：从右向左，每4位一组（不足4位左补0），转换成十六进制 • 十六进制转换成二进制：用4位二进制数代替每一位十六进制数 0000 ~ 0 0001 ~ 1 0010 ~ 2 0011 ~ 3 0100 ~ 4 0101 ~ 5 0110 ~ 6 0111 ~ 7 1000 ~ 8 1001 ~ 9 1010 ~ A 1011 ~ B 1100 ~ C 1101 ~ D 1110 ~ E 1111 ~ F 例 (11010101111101)2=(0011,0101,0111,1101)2=(357D)16 例 (4B9E)16=(0100,1011,1001,1110)2=(100101110011110)2 < >

  7. C 语言程序设计 第二章数据描述 0 1 2 3 4 5 7 6 7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 8 5 9 4 10 3 ……... 2 1 • 字节和位 • 内存以字节为单元组成 • 每个字节有一个地址 • 一个字节一般由8个二进制位组成 • 每个二进位的值是0或1 < >

  8. C 语言程序设计 第二章数据描述 12 1 11 2 10 9 3 8 4 5 7 6 • 数值的表示方法——原码、反码和补码 • 原码：最高位为符号位，其余各位为数值本身的绝对值 • 反码： • 正数：反码与原码相同 • 负数：符号位为1，其余位对原码取反 • 补码： • 正数：原码、反码、补码相同 • 负数：最高位为1，其余位为原码取反，再对整个数加1 9-5=4 9+7=16=(14)12 < >

  9. C 语言程序设计 第二章数据描述 （用一字节表示数） 原码 反码 补码 +7 00000111 00000111 00000111 -7 10000111 11111000 11111001 +0 00000000 00000000 00000000 -0 10000000 11111111 00000000 01111111~ 10000000 (-128~+127) 01111111~ 10000000 (-127~+127) 01111111~ 11111111 (-127~+127) 数的范围 • 负数补码转换成十进制数：最高位不动，其余位取反加1 例 补码：11111001 取反：10000110 加1： 10000111=-7 < >

  10. C 语言程序设计 第二章数据描述 整 型 基本类型 单精度型float 实型 双精度型double 字符类型char 数组 短整型short 结构体struct C 数 据 类 型 整型int 共用体union 构造类型 长整型long 枚举类型enum 指针类型 空类型void 定义类型typedef • 2.1数据类型 • 数据类型总表 数据类型决定： 1. 数据占内存字节数 2. 数据取值范围 3. 其上可进行的操作 < >

  11. C 语言程序设计 第二章数据描述 类型 符号 关键字 数的表示范围 所占位数 (signed)int 16 -32768~32767 16 (signed)short -32768~32767 32 (signed)long -2147483648~2147483647 unsignedint 16 0~65535 unsignedshort 16 0~65535 unsignedlong 32 0~4294967295 32 float 有 3.4e-38~3.4e38 64 有 double 1.7e-308~1.7e308 8 有 char -128~127 无 8 0~255 unsigned char • 基本数据类型 有 整型 无 实型 字符型 说明:数据类型所占字节数随机器硬件不同而不同,上表以IBM PC机为例: < >

  12. 2.2常量与变量 标识符 定义：用来标识变量、常量、函数等的字符序列 组成： 只能由字母、数字、下划线组成，且第一个字母必须是字母或下划线 大小写敏感 不能使用关键字 长度：最长32个字符 命名原则： 见名知意 不宜混淆 如l与I, o与0 语言程序设计 第二章数据描述 C • 例:判断下列标识符号合法性 • sum Sum M.D.John day Date 3days • student_name #33 lotus_1_2_3 • char a>b _above $123 M.D.John 3days #33 char a>b $123 < >

  13. 语言程序设计 第二章数据描述 C • 常量 • 定义：程序运行时其值不能改变的量（即常数） • 分类: • 符号常量:用标识符代表常量 • 定义格式： #define符号常量 常量 • 一般用大写字母 • 是宏定义预处理命令，不是C语句 • 直接常量: • 整型常量 • 实型常量 • 字符常量 • 字符串常量 例 符号常量举例(ch2_1.c) #define PRICE 30 main() { int num,total; num=10; total=num*PRICE; printf("total=%d",total); } 如 #define PRICE 30 > 运行结果：total=300 > > > < >

  14. 语言程序设计 第二章数据描述 C 问题： 0123 = ( )10 0x123 = ( )10 0Xff = ( )10 83 291 255 • 整型常量（整常数） • 三种形式： • 十进制整数：由数字0~9和正负号表示.如 123,-456,0 • 八进制整数：由数字0开头,后跟数字0~7表示.如0123,011 • 十六进制整数：由0x开头,后跟0~9,a~f,A~F表示. 如0x123,0Xff • 整型常量的类型 • 根据其值所在范围确定其数据类型 • 在整常量后加字母l或L，认为它是long int型常量 问题： 0123 = ( )10 0x123 = ( )10 0Xff = ( )10 例 30000 为int型 65536 为long int 型 例 12 与 12L <

  15. 语言程序设计 第二章数据描述 C • 实型常量（实数或浮点数） • 表示形式： • 十进制数形式：（必须有小数点） 如0.123, .123, 123.0, 0.0, 123. • 指数形式：（e或E之前必须有数字；指数必须为整数）如12.3e3 ,123E2, 1.23e4 , e-5 , 1.2E-3.5 • 实型常量的类型 • 默认double型 • 在实型常量后加字母f或F，认为它是float 型 <

  16. 转义字符及其含义： 转义字符 含义 转义字符 含义 \t \n 换行 水平制表 垂直制表 \b 退格 \v \r 回车 \f 换页 \a 响铃 \\ 反斜线 \‘ 单引号 \“ 双引号 < 2位16进制数代表的字符 \ddd 3位8进制数代表的字符 \xhh • 字符常量 • 定义:用单引号括起来的单个普通字符或转义字符(P24.表2.3). 如 ‘a’ ‘A’ ‘?’ ‘\n’ ‘\101’ • 字符常量的值：该字符的ASCII码值 • 转义字符:反斜线后面跟一个字符或一个代码值表示 如 ‘A’——65， ‘a’——97， ‘0’——48 , ‘\n’——10 例 转义字符举例(ch2_001.c,ch2_004.c) main() { printf("\101 \x42 C\n"); printf("I say:\"How are you?\"\n"); printf("\\C Program\\\n"); printf("Turbo \'C\'"); } 例: ‘A’-------’\101’-------’\x41’--------65 如 ‘\101’ -----------‘A’ ‘\012’ -----------’\n’ ‘\376’ -----------’’ ‘\x61’ -----------’a’ ‘\60’ -----------’0’ ‘\483’ ----------() 运行结果：(屏幕显示) A B C Isay:”How are you?” \C Program\ Turbo ‘C’ 例 main() { printf(“Y\b=\n”); } 运行结果： 屏幕显示：= 打印机输出：¥ <

  17. 语言程序设计 第二章数据描述 C h e l l o \0 例 字符串“hello”在内存中 例 空串 “” \0 例 ‘a’ “a” a a \0 例: char ch; ch=‘A’; • 字符串常量 • 定义：用双引号(“”)括起来的字符序列 • 存储：每个字符串尾自动加一个 ‘\0’ 作为字符串结束标志 • 字符常量与字符串常量不同 例: char ch; ch=“A”; <

  18. 变量 概念：其值可以改变的量 变量名与变量值 变量定义的一般格式： 数据类型 变量1[，变量2，…，变量n]; 语言程序设计 第二章数据描述 C int a=1, b=-3,c; 地址 地址 地址 …... main() { int a,b=2; a=1; float data; data=(a+b)*1.2; printf(“data=%f\n”,data); } 1 a 2字节 变量定义 b -3 可执行语句 2字节 main() { int a,b=2; float data; a=1; data=(a+b)*1.2; printf(“data=%f\n”,data); }  c 2字节 …... 随机数 内存 编译程序根据变量定义为其 分配指定字节的内存单元 Ch2_005.c • 变量初始化:定义时赋初值 例: int a,b,c; float data; • 变量的使用：先定义，后使用 决定分配字节数 和数的表示范围 合法标识符 例: int a=2,b,c=4; float data=3.67; char ch=‘A’; int x=1,y=1,z=1; int x=y=z=1; • 变量定义位置：一般放在函数开头 例1 int student; stadent=19; //Undefined symbol ‘statent’ in function main 例2 float a,b,c; c=a%b; //Illegal use of floating point in function main < >

  19. 整型变量 占字节数随机器不同而不同,一般占一个机器字 short≤int≤long 可用sizeof(类型标识符）测量 语言程序设计 第二章数据描述 C • 实型变量 • float：占4字节，提供7位有效数字 • double：占8字节，提供15~16位有效数字 例 float a; a=111111.111; /* a=111111.1*/ double b; b=111111.111; /* b=111111.111*/ • 字符型变量 • 字符变量存放字符ASCII码 • char与int数据间可进行算术运算 例 a=‘D’; /* a=68; */ x=‘A’+5; /* x=65+5; */ s=‘!’+‘G’ /* s=33+71; */ 没有字符串变量，用字符数组存放 < > Ch2_006.c

  20. 语言程序设计 第二章数据描述 C 宏定义 变量定义 输出结果 例 /*ch2_003.c*/ #define PRICE 12.5 main() { int num=3; float total; char ch1,ch2=‘D’; total=num*PRICE; ch1=ch2-‘A’+‘a’; printf(“total=%f,ch1=%c\n”,total,ch1); } 运行结果： total=37.500000, ch1=d

  21. 2.3不同类型数据间的转换 隐式转换 什么情况下发生 运算转换------不同类型数据混合运算时 赋值转换------把一个值赋给与其类型不同的变量时 输出转换------输出时转换成指定的输出格式 函数调用转换------实参与形参类型不一致时转换 运算转换规则:不同类型数据运算时先自动转换成同一类型 语言程序设计 第二章数据描述 C < >

  22. double float 说明: 高 必定的转换 long 运算对象类型不同时转换 unsigned 例 int i; float f; double d; long l; int char,short 低 10+‘a’ +i*f - d/l ch/i + f*d - (f+i) 例 char ch; int i; float f; double d; int double double double double int int double double double double double int double double double < >

  23. 显式转换（强制转换） 一般形式：（类型名）（表达式） 例 (int)(x+y) (int)x+y (double)(3/2) (int)3.6 说明：强制转换得到所需类型的中间变量，原变量类型不变 语言程序设计 第二章数据描述 C 较高类型向较低类型转换时可能发生 Ch2_007.c Ch2_008.c 精度损失问题 例 main() { float x; int i; x=3.6; i=(int)x; printf(“x=%f,i=%d”,x,i); } 结果：x=3.600000,i=3 < >

  24. 2.4运算符和表达式 语言程序设计 第二章数据描述 C 算术运算符：（+ - * / % ++ --） 关系运算符：（< <= == > >= !=） 逻辑运算符：（（！ && ||） 位运算符 ：（<< >> ~ | ^ &） 赋值运算符：（= 及其扩展） 条件运算符：（?:） 逗号运算符：（,） 指针运算符：（* &） 求字节数 ：（sizeof） 强制类型转换：（类型） 分量运算符：（. ->） 下标运算符：（[]） 其它 ：（( ) -） C 运 算 符 < >

  25. 学习运算符应注意： 运算符功能 与运算量关系 要求运算量个数 要求运算量类型 运算符优先级别 结合方向 结果的类型 语言程序设计 第二章数据描述 C < >

  26. 算术运算符和表达式 基本算术运算符： + - * / % 结合方向：从左向右 优先级： - ---->* / % -----> + - (2) (3) (4) 说明： “-”可为单目运算符时,右结合性(从右向左) 两整数相除，结果为整数 %要求两侧均为整型数据 语言程序设计 第二章数据描述 C 例 5%2 = 1 -5%2 = -1 1%10 =1 5%1 =0 5.5%2 () 例 5%2 = -5%2 = 1%10 = 5%1 = 5.5%2 例 5/2 = -5/2.0 = 例 5/2 = 2 -5/2.0 = -2.5 < >

  27. 自增、自减运算符++ -- 作用：使变量值加1或减1 种类： 前置 ++i, --i (先执行i+1或i-1，再使用i值） 后置 i++,i-- (先使用i值,再执行i+1或i-1） 语言程序设计 第二章数据描述 C 例 j=3; k=++j; j=3; k=j++; j=3; printf(“%d”,++j); j=3; printf(“%d”,j++); a=3;b=5;c=(++a)*b; a=3;b=5;c=(a++)*b; //k=4,j=4 //k=3,j=4 //4 //3 //c=20,a=4 //c=15,a=4 < >

  28. 语言程序设计 第二章数据描述 C 例 j+++k; (j++)+k; • 自增、自减运算符++ -- • 作用：使变量值加1或减1 • 种类： • 前置 ++i, --i (先执行i+1或i-1，再使用i值） • 后置 i++,i-- (先使用i值,再执行i+1或i-1） • 说明： • ++ -- 不能用于常量和表达式,如5++，(a+b)++ • ++ --结合方向： 自右向左 • 优先级：- ++ -- ------>* / % ----->+ - (2) (3) (4) • 例 -i++  -(i++) • i=3; printf(“%d”,-i++); //-3 • 例 -i++ • i=3; printf(“%d”,-i++); Ch2_009.c

  29. 赋值运算符和表达式 简单赋值运算符 符号： = 格式： 变量标识符=表达式 作用：将一个数据（常量或表达式）赋给一个变量 语言程序设计 第二章数据描述 C a+=3 a=a+3 x*=y+8 x=x*(y+8) x%=3 x=x%3 例 a=3; d=func(); c=d+2; • 复合赋值运算符 • 种类：+= -= *= /= %= 《= 》= &= ^= |= • 含义： exp1 op= exp2exp1 = exp1 op exp2 < >

  30. 说明: 结合方向：自右向左 优先级: 14 左侧必须是变量，不能是常量或表达式 语言程序设计 第二章数据描述 C • 例 3=x-2*y; • a+b=3; • 赋值转换规则:使赋值号右边表达式值自动转换成其左边变量的类型 • 赋值表达式的值与变量值相等,且可嵌套 • 例float f; • int i; • i=10; • f=i; • 则f=10.0 例 int i; i=2.56; //结果i=2; 例: a=b=c=5 a=(b=5) a=5+(c=6) a=(b=4)+(c=6) a=(b=10)/(c=2) //表达式值为5，a,b,c值为5 // b=5;a=5 //表达式值11，c=6,a=11 //表达式值10，a=10,b=4,c=6 //表达式值5，a=5,b=10,c=2 < >

  31. 语言程序设计 第二章数据描述 C • 说明: • 结合方向：自右向左 • 优先级: 12 • 左侧必须是变量，不能是常量或表达式 • 赋值转换规则:使赋值号右边表达式值自动转换成其左边变量的类型 • 赋值表达式的值与变量值相等,且可嵌套 例: a=12; a+=a-=a*a //a=-264 等价于a=a+(a=a-(a*a)) 例: int a=2; a%=4-1; a+=a*=a-=a*=3; //a=0 等价于a=a+(a=a*(a=a-(a=a*3))) < >

  32. 逗号运算符和表达式 形式：表达式1,表达式2,……表达式n 结合性:从左向右 优先级: 15 逗号表达式的值：等于表达式n的值 用途：常用于循环for语句中 语言程序设计 第二章数据描述 C //a=15,表达式值60 • 例 a=3*5,a*4 • a=3*5,a*4,a+5 • 例 x=(a=3,6*3) • x=a=3,6*a • 例 a=1;b=2;c=3; • printf(“%d,%d,%d”,a,b,c); • printf(“%d,%d,%d”,(a,b,c),b,c); //a=15,表达式值20 //赋值表达式，表达式值18，x=18 //逗号表达式,表达式值18,x=3 //1,2,3 //3,2,3 < >

  33. 语言程序设计 第二章数据描述 C • 逗号运算符和表达式 • 形式：表达式1,表达式2,……表达式n • 结合性:从左向右 • 优先级: 15 • 逗号表达式的值：等于表达式n的值 • 用途：常用于循环for语句中 例: /*ch2_6.c*/ #include <stdio.h> main() { int x,y=7; float z=4; x=(y=y+6,y/z); printf("x=%d\n",x); } 运行结果：x=3 < >

  34. 关系运算符和表达式 关系运算符 种类：< <= == >= > != 结合方向：自左向右 优先级别： 语言程序设计 第二章数据描述 C < <= > >= == != 优先级6（高） 优先级7（低） • 例 c>a+b //c>(a+b) • a>b!=c //(a>b)!=c • a==b<c //a==(b<c) • a=b>c //a=(b>c) • 关系表达式的值：是逻辑值“真”或“假”，用1和0表示 例 int a=3,b=2,c=1,d,f; a>b (a>b)==c b+c<a d=a>b f=a>b>c //表达式值1 //表达式值1 //表达式值0 //d=1 //f=0 < >

  35. 语言程序设计 第二章数据描述 C 例 若a=0; b=0.5; x=0.3; 则 a<=x<=b的值为 0 • 关系运算注意： 例 5>2>7>8在C中是允许的， 值为 0 例 int i=1, j=7,a; a=i+(j%4!=0); 则a= 2 例 ‘a’>0 结果为 ‘A’>100 结果为 1 0 < >

  36. 语言程序设计 第二章数据描述 C • 关系运算注意： 例 应避免对实数作相等或不等的判断 如 1.0/3.0*3.0==1.0 结果为 可改写为：fabs(1.0/3.0*3.0-1.0)<1e-6 0 例 注意区分“=”与“==” int a=0,b=1; if(a=b) printf(“a equal to b”); else printf(“a not equal to b”);

  37. C 语言程序设计 第二章数据描述 逻辑运算符和表达式 逻辑运算符 种类： ! && || 逻辑运算真值表 a b !a !b a&&b a||b 真 真 假 假 真 真 真 假 假 真 假 真 假 真 真 假 假 真 假 假 真 真 假 假 • C语言中,运算量: 0表示“假”， 非0表示“真”, 运算结果: 0表示“假”， 1表示“真”, < >

  38. 语言程序设计 第二章数据描述 C ! :从右向左 && :从左向右 || :从左向右 ! (2) && (11) || (12) 高 低 • 优先级： • 结合方向： • 例 a<=x && x<=b • a>b&&x>y • a==b||x==y • !a||a>b // (a<=x) && (x<=b) //(a>b)&&(x>y) //(a==b)||(x==y) //(!a)||(a>b) < >

  39. C 语言程序设计 第二章数据描述 ! :从右向左 && :从左向右 || :从左向右 ! (2) && (11) || (12) 高 低 • 优先级： • 结合方向： 例 a=4;b=5; !a a&&b a||b !a||b 4&&0||2 5>3&&2||8<4-!0 ‘c’&&‘d’ 值为0 值为1 值为1 值为1 值为1 //(5>3)&&2||(8<(4-(!0))) 值为1 值为1 < >

  40. 语言程序设计 第二章数据描述 C ! :从右向左 && :从左向右 || :从左向右 ! (2) && (11) || (12) 高 低 • 优先级： • 结合方向： • 短路特性：逻辑表达式求解时，并非所有的逻辑运算符都被执行，只是在必须执行下一个逻辑运算符才能求出表达式的解时，才执行该运算符 • 例 a&&b&&c //只在a为真时，才判别b的值； • 只在a、b都为真时，才判别 c的值 • 例 a||b||c //只在a为假时，才判别b的值； • 只在a、b都为假时，才判别 c的值 • 例 a=1;b=2;c=3;d=4;m=1;n=1; • (m=a>b)&&(n=c>d) //结果m=0,n=1 < >

  41. C 语言程序设计 第二章数据描述 非0 =0 expr1 例 if (a>b) printf(“%d”,a); else printf(“%d”,b); printf(“%d”,a>b?a:b); 取expr2值 取expr3值 • 条件运算符与表达式 • 一般形式： expr1 ? expr2 : expr3 • 执行过程 • 功能：相当于条件语句，但不能取代一般if语句 例 求 a+|b| printf(“a+|b|=%d\n”,b>0?a+b:a-b); • 条件运算符可嵌套 如 x>0?1:(x<0?-1:0) • 优先级: 13 例 (a==b)?’Y’:’N’ (x%2==1)?1:0 (x>=0)?x:-x (c>=‘a’ && c<=‘z’)?c-’a’+’A’:c • 结合方向：自右向左 如 a>b?a:c>d?c:d  a>b?a:(c>d?c:d) • expr1、expr2、expr3类型可不同，表达式值取较高的类型 例 x?‘a’:‘b’ //x=0,表达式值为‘b’; x‡0,表达式值为‘a’ x>y?1:1.5 //x>y ,值为1.0; x<y ,值为1.5 < >

  42. 语言程序设计 第二章数据描述 C int型： 最大:32767 01 11 11 11 11 11 11 11 10 00 00 00 00 00 00 00 11 11 11 11 11 11 11 11 最小:-32768 unsigned int型： 最大:65535 00 00 00 00 00 00 00 00 最小:0

  43. C 语言程序设计 第二章数据描述 十六进制数 数制 十进制数 二进制数 八进制数 数码 0~9 0~1 0~7 0~9,A~F,a~f 基 10 2 8 16 权 10º，10¹，10²，… 2º，2¹，2²，… 8º，8¹，8²，… 16º，16¹，16²，… 表示 特点 逢十进一 逢二进一 逢八进一 逢十六进一 十六进制：81AE=816³+116² +1016¹+1416º 八进制：4275=48³+28² +78¹+58º 十进制：4956= 410³+910² +510¹+610º 二进制：1011=12³+02² +12¹+12º

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