1、第2章 C语言的基本数据类型 数据是程序的基本组成元素，是被处理的对象，在程序中起到纽带作用，它把C语言中的各个函数联系起来，相互配合完成某些功能。因而熟练地掌握数据类型的特点、常量和变量的使用方法，是进行程序编写的基础。本章将介绍C语言中的各种数据类型。通过本章的学习，使读者了解C语言常量与变量的含义，并掌握各种数据类型间的混合运算。,C语言数据类型 常量与变量 整型数据 实型数据 字符型数据 各类数值类型间的混合运算,2.1 C语言数据类型 著名计算机科学家Nikiklaus Wirth曾经提出了一个非常著名的公式：数据结构+算法=程序。可见在一个程序中必须存在以下两点： （1）数据结构：
2、是指程序中对数据的具体描述及数据的组织形式，它包括数据的类型和数据的组织形式。不同的计算机语言所允许定义和使用的数据结构是不同的，比如在C语言中提供的“结构体”数据结构，而在FORTRAN语言中就不支持这种数据结构。 W,（2）算法：是指程序中具体的操作步骤，它处理的对象是数据，而数据是以某种特定的形式存在（如整数、实数、字符数等）于程序中，因而算法处理的对象实际上是各种不同的数据类型。 可以说算法是程序的灵魂，数据结构是程序的加工对象，在处理同一类问题时，如果数据结构不同，算法也不同。因而在考虑算法时，必须注意合理地选择数据结构。通常在处理复杂问题时，应当综合考虑数据结构和算法，选择最优的数
3、据结构及算法。,在C语言中，数据结构通常是以数据类型的形式出现的，具体数据类型如图2.1.1所示。,图2.1.1 C语言中的数据类型,2.2 常量与变量 常量和变量是C语言中的两种重要的数据组织形式。顾名思义，常量就是其值不能被改变的量；变量就是其值可以被任意改变的量。在C语言中，各类数据是计算机处理的主要对象，这些数据在计算机处理的过程中，就是以常量和变量的形式表达和存储的。,2.2.1 常量和符号常量 在C语言中，把在程序运行过程中其值保持恒定不变的数据称为常量。根据类型的不同可以将常量分为以下4种： （1）整型常量：是以整数形式存在的常量，如21，0，-21等。 （2）实型常量：是以浮点
4、形式存在的常量，如2.6，-3.7等。 （3）字符常量：是以字符形式存在的常量，如a，f ，x等。 （4）字符串常量：是以字符串形式存在的常量，如student，for，int等。,常量不仅可以直接表示，也可以用一个标识符来代替，这种用标识符代表的常量称为符号常量，该标识符其实就是常量的别名。符号常量的一般格式如下： #define 标识符 字符串,例2.1 编写一个求圆面积的程序，要求输入圆的半径，输出圆面积。 程序 #include #define PI 3.14 main() float rad,area; printf(“Input the radius of the round:n“
5、); scanf(“%fn“, ,输入 Input the radius of the round: 12.54 输出 The area of the round is 493.770020 #define表示宏定义命令，一般情况下符号常量名用大写，变量名用小写，以示区别，在程序中使用符号常量，具有以下优点： （1）含义清楚。在定义符号常量时，可以按“见名知意”的原则为符号常量命名，这样在检查程序时可以很方便地分清常量的含义。比如可以用PI代表圆周率，用area表示面积等。,（2）修改方便。如果需要修改常量值时，只须在符号常量定义的位置修改即可，这样其值在整个程序中都将发生改变。 在C语言中，
6、系统提供了一个测试某一种类型数据所占存储空间长度的运算符“sizeof”，其格式如下： sizeof(类型表示符) 例如：利用运算符sizeof求整型int所占的内存空间。 sizeof(int);,2.2.2 变量 变量就是在程序的运行过程中，其值可以根据需要经常更新的数据。变量可分为整型变量、实型变量、字符变量等。每个变量都必须具备4个基本要素，即变量名、变量值、变量对应的内存空间和变量的数据类型。,1变量名 为了区分不同的变量，每个变量必须具有自己的名称，在对变量命名时应该遵循以下3点： （1）变量名只能由字母、数字和下画线3种字符组成。 （2）数字不能作为第1个字符。 （3）英文大写字
7、母和小写字母是不同的字符。 下面是合法的标识符和变量名： num，day，mouth，year，max12，Student，_round等。 下面的则是不合法的标识符和变量名： M.D.jack，￥1982，#86，sohu，ab，deng-lei等。,注意：在C语言中，英文大写字母和小写字母被认为是两个不同的字符，如num和NUM就是两个不同的变量名。一般情况下，变量名用小写字母表示，而符号常量名用大写字母表示。,2变量的定义 常量在使用前可以不用定义，但是变量在使用前必须先定义。定义变量的实质就是在内存中为变量分配一定大小的空间。定义变量的一般形式如下： 例如： int num1,num2
8、; /*定义整型变量num1，num2*/ float f1,f2; /*定义浮点型变量f1，f2*/ char c1,c2; /*定义字符型变量c1，c2*/,3变量的用法 为变量赋值的过程称为变量的初始化。一般情况下，变量初始化的方法有以下3种： （1）定义变量的同时为其赋值。 例如：int num=5; （2）定义变量后再为其赋值。 例如： float pi; pi=3.14; /*此处“=”表示赋值运算符*/ （3）同时定义多个变量并分别为它们赋值。 例如：int num1=12;num2=14;num3=16;,2.3 整型数据 在C语言中，用于表达和处理整数的数据称为整型数据。整型
9、数据有整型常量和整型变量之分。 2.3.1 整型常量 整型常量即整常量，在C语言中，整型常量可用以下3种形式表示： （1）十进制整数：如1982，-86，0等。 （2）八进制整数：通常把以数字0开头的数称为八进制数，如0154，-0123等。 其中，（0154）8=182+581+480=（108）10 （-0123）8=-（182+281+380）=（-83）10,（3）十六进制整数：通常把以数字0x开头的数称为十六进制数，如0x154，-0x123等。 其中， （0x154）16=1162+5161+4160=（340）10 （-0x123）16=-（1162+2161+3160）=（-2
10、91）10,例2.2 整型常量3种形式的应用。 程序 #include main() int num1,num2,num3; num1=125; num2=0125; num3=0x125;,printf(“The algorism numbers are“); printf(“%d,%d,%dn“,num1,num2,num3); /*以十进制形式输出*/ printf(“The octavo numbers are“); printf(“%o,%o,%on“,num1,num2,num3); /*以八进制形式输出*/ printf(“The hex numbers are“); print
11、f(“%x,%x,%xn“,num1,num2,num3); /*以十六进制形式输出*/ ,输出 The algorism numbers are 125,85,293 The octavo numbers are 175,125,445 The hex numbers are 7d,55,125 分析 “%d”，“%o”，“%x”为格式转换控制符，分别用于输出十进制、八进制、十六进制整数。,2.3.2 整型变量及分类 整型变量是用来存储整型数据的，数据在计算机内部是以二进制形式存放的，根据数据的表示范围可以将整型变量分为3种。 1有符号与无符号基本整型变量 有符号基本整型变量一般是以sign
12、ed int表示的，或直接表示为int，通常用到的都是有符号基本整型变量；无符号基本整型变量一般是以unsigned int表示的，或表示为unsigned，使用无符号整型变量是为了充分利用变量的表示范围，节约内存。无符号整型变量只能存放不带符号的整数，如123，456等，而不能存放负数，如-123，-456等。,2有符号与无符号长整型变量 有符号长整型变量一般以signed long int表示，或直接用long表示；无符号长整型变量一般以unsigned long int表示，或直接用unsigned long表示。 3有符号与无符号短整型变量 有符号短整型变量一般以signed shor
13、t int表示，或直接用short表示；无符号长整型变量一般以unsigned short int表示，或直接用unsigned short表示。ANSI标准定义了整数数据的字节长度和数的取值范围，如表2.1所示。 其中，表中“ ”内的部分表示可以省略，不影响变量在内存中数的取值范围，如signed long int与long是等价的。,表2.1 整型数据的字节长度和数的取值范围,例2.3 整型数据溢出的应用。 程序 #include main() int num1=32767,num2; num2=num1+1; printf(“%d,%dn“,num1,num2); 输出 32767,-3
14、2768,分析 有符号基本整型变量int的范围是-32 76832 767即215（215-1），在上例中num1=32 767，由于计算机只识别二进制数，因而将num1转换成二进制数。当num1+1后，其结果超出了有符号基本整型变量的范围，此情况称为数据溢出，当达到最大值后，就又从最小值开始计数，因而当32 767加1后得不到32 768，而得到有符号基本整型变量取值的最小值-32 768，如图2.3.1所示。,num1：32 767,num2：-32 768,图2.3.1 整型数据溢出,2.4 实型数据 在C语言中，用于表达和处理实数的数据称为实型数据。实型数据有实型常量和实型变量之分。
15、2.4.1 实型常量 实型常量即实数，在C语言中又称为浮点数，实型常量可用以下两种形式表示： （1）普通形式：一般用小数表示，书写时小数点不能省略。如3.14，.15，5.，0.0等，其中，0.0，0.和.0是等价的。,（2）指数形式：即科学计数法，在C语言中，指数的表示主要靠字母“e”或“E”来实现，e或E跟一个整数表示以10为底数的幂。如3.14e-2表示3.1410-2即0.0314，5.14E3表示5.14103即5140。值得注意的是C语言中规定字母“e”或“E”的前后都必须有数字，并且后面的数字必须为整数，如e5，e.，3.14e2.5等都是不合法的指数形式。,例2.4 实型常量的
16、应用。 程序 #include main() float x,y; x=3.14e4; y=3.14E-4; printf(“x=%fn“,x); printf(“y=%fn“,y); 输出 x=31400.000000 y=0.000314,2.4.2 实型变量及分类 实型变量是用来存储实数数据的，在C语言中，可将实型变量分为单精度实型变量、双精度实型变量和长双精度实型变量3种，实型数据的字节长度和数的取值范围如表2.2所示。 表中的有效位表示数据在前几位之内是有效的，而其后的数字则是计算机的随机数。如单精度float数123456.789只能保证前7位数字的准确性。,表2.2 实型数据的字
17、节长度和数的取值范围,例2.5 实型变量的定义与应用。 程序 #include main() float x; double y; x=123456.789; y=123456.789; printf(“x=%fn“,x); printf(“y=%fn“,y); 输出 x=123456.789062 y=123456.789000,分析 从程序运行结果可以看出，x的值并不等于赋予的初值，而y的值等于赋予的初值。这是由不同数据类型变量的有效数字不同产生的差异。因而在需要定义较大的数时，应选取双精度double型，甚至选取长双精度long double型，以确保数据的准确性。,2.5 字符型数据
18、在C语言中，用于表达和处理字符的数据称为字符型数据。字符型数据有字符常量和字符变量之分。 2.5.1 字符常量 字符型常量是一个用单撇号括起来的字符。如a，A，%，等。在C语言中，除了以上形式的字符常量外，还允许某些特殊形式的字符常量存在，这些字符常量是一种“控制字符”，称为转义字符。在屏幕上不能显示，只能产生相应的功能操作，如转义字符n表示换行。C语言中常用的转义字符及其含义，如表2.3所示。,表2.3 常用的转义字符及其含义,表中，“转义字符”的含义是将反斜杠“”后面的字符转换成相应的意思。如n中的“n”，并不表示字母n，而是作为“换行”符；f 中的“f”不表示字母f，而是作为“换页”符。
19、除了表中的转义字符外，在C语言中还可以用“”加上13位八进制数表示的ASCII码来表示，如“101”表示字母A；“012”表示换行符。此外还可以用“”加上12位十六进制数来表示，如“x0c”表示换页符；“x0d”表示回车符等。,例2.6 转义字符实例。 程序 #include main() printf(“n“); printf(“ctprogramn“); printf(“ctbprogramn“); 输出 c program c program,分析 程序中第1个输出语句是换行；第2个输出语句是在第1列,先输出字符“c”，然后跳到第9列输出字符串“program”；第3个输出语句是在第1列
20、先输出字符“c”，然后跳到第9列准备输出，遇到一个退格控制符“b”，回到第8列输出字符串“program”。,2.5.2 字符变量及分类 字符变量是用来存储字符常量的，在内存中，一个字符占一个字节。在C语言中，可将字符变量分为有符号字符变量（char）和无符号字符变量（unsigned char）。将一个字符常量存入字符变量中，实际是将该字符的ASCII码存入存储单元中，与整数的存储形式类似，因此一个字符数据既可以以字符形式输出，也可以以整数形式输出。字符数据的字节长度和数的取值范围如表2.4所示。,表2.4 字符数据的字节长度和数的取值范围,例2.7 字符变量实例。 程序 #include
21、main() char c1,c2; c1=a; c2=97; printf(“%dn“,c1); printf(“%dn“,c2); 输出 97 97,分析 由于字符a的ASCII码是97。在本程序中，将字符a赋予c1，将数字97赋予c2，然后分别以整型形式输出，结果都是97；可见字符型数据与整形数据之间是可以通用的。,2.5.3 字符串常量 在C语言中，使用单个字符的情况较少，大多时候是使用字符串。一般情况下，字符用单撇号括起来，如a，b等；而字符串用双撇号括起来，如“student”，“I love C Program!”等。,例2.8 字符串常量实例。 程序 #include main
22、() char c; c=a; printf(“%cn“,c); printf(“an“); printf(“I love C Program!n“); 输出 a a I love C Program!,分析 本程序中，第1个输出语句输出的是一个字符a；第2个输出语句输出的是一个字符串“a”，其中包括两个字节，即a和0；第3个输出语句输出的是一个字符串“I love C Program!”。在C语言中每个字符串的结尾都加一个字符串结束标志，以便系统辨别字符串的结束。规定以字符0作为字符串结束标志，其ASCII码为0。程序中3个输出语句的输出结果实际上在内存中分别如下：,a a0 IloveCP
23、rogram!0在C语言中，没有专门的字符串变量，如果将某个字符串存放在变量中，必须用字符数组，即将字符串中的每个字符存放在数组中的单元中，关于数组将在第7章介绍。,2.6 各类数值型数据间的混合运算 在C语言中，整型、实型、字符型数据之间可以在同一表达式中进行混合运算。在进行运算时，不同类型的数据先要转换成同一类型的数据，然后再进行运算。数据的转换方式有2种，即自动转换和强制转换。 1自动转换 自动转换的规则有两点：一是低类型数据必须转换成高类型数据；二是赋值符号“=”右边的数据类型转换成左边的数据类型。具体转换规则如图2.6.1所示。,图2.6.1 数据类型转换规则,数据类型自动换转时需要
24、注意以下几点： （1）图中横向的箭头表示必定的转换。如字符数据char和短整型数据short必须先转换成整型数据int；实型数据float必须先转换成双精度型double，然后再进行各种运算。 （2）图中纵向箭头表示当运算对象为不同数据类型时的转换方向。如某个int型数据和某个long型数据进行运算，应先将int型转换成long型，再进行运算，其结果是long型。,（3）当进行赋值运算时，将赋值符号右边的类型转换成赋值符号左边的类型，其结果为赋值符号左边的类型。如果赋值符号右边为实型float，左边为整型int，转换时应去掉小数部分；当右边是双整型double，左边是实型float，转换时应做
25、四舍五入处理。,例2.9 不同类型数据的混合运算实例。 程序 #include main() int n,num=125; char c,ch=a; float f,flo=3.14; n=num+ch*flo; c=num+ch*flo; f=num+ch*flo;,printf(“int-n=%dn“,n); printf(“char-c=%cn“,c); printf(“float-f=%fn“,f); 输出 int-n= 429 char-c= float-f=429.580017,2强制转换 上面运算中数据类型的转换都是系统自动进行的，但有时设计者需要自己实现数据类型的转换，这种转换
26、形式称为强制转换。其一般形式如下： (数据类型名)(表达式) 其中，数据类型名表示待强制转换的类型；表达式表示强制转换的对象。 例如：(int)(ch+flo)表示将表达式(ch+flo)的结果转换成整型数据。,例2.10 不同类型数据的混合运算实例。 程序 #include main() int num1,num2,num3; long num4; char c; float f1,f2; num1=100; num2=500;,f1=45.55; f2=55.55; num3=num1*num2; num4=(long)num1*num2; /*符号“*”的优先级高于“()”，因而(lon
27、g)num1*num2等价于(long)(num1*num2)*/ c=(char)f1*f2; printf(“%d,%ld,%cn“,num3,num4,c); 输出 -15536,50000,2.7 程序举例 例2.11 求一元二次方程ax2+bx+c=0的两个根x1和x2。其中a，b，c从键盘输入。 算法 在解方程前，首先应判断a及b是否为0，然后再判断b2-4ac的值是否为正，最后求方程的根，一元二次方程的根为 上式可以分解为设 ，则x1=p+q，x2=pq,程序 #include main() float a,b,c; double x1,x2,p,q,disc; printf(“
28、Please input a,b and c:n”); scanf(“%f,%f,%fn”,/*sqrt函数是系统函数，表示求二次方根，fabs表示求绝对值*/,if(a=0) if(b=0) printf(“Error!n“); else printf(“The answer is x1=x2=%fn“,-c/b); else if(disc0) printf(“The answer isn“); printf(“The real part is %f,n“,p+q); printf(“The imag part is %fn“,p-q); ,else printf(“The answer
29、isn“); printf(“x1=%fn“,p+q); printf(“x2=%fn“,p-q); 输入 Please input a,b and c: 12,24,12 输出 The answer is x1=-1.000000 x2=-1.000000,输入 Please input a,b and c: 12,3,21 输出 The answer is The real part is 1.191957, The imag part is -1.441957,本章小结 本章首先介绍了C语言中的常量与变量的定义及用法，然后结合实例重点介绍了常见的3种基本数据类型即整型数据、实型数据和字符
30、数据的相关概念，最后介绍了整型数据、实型数据和字符数据之间的相互转换及混合运算。,习 题 二 一、填空题 1C语言中，常量包括_、_、_和_。 2C语言中，数据类型包括_、_、_和_。 3若有定义：int a=0;则执行赋值语句a+=a*=a%=a-=15;后变量a中的值是_。 4printf(“%dn”,(int)(2.5+3.0)/3);的输出结果是_。 5假设变量a为整型，则执行a=3+5,a*4;printf(“%dn”,a);后的输出结果是_。,二、选择题 1下列数据中，不正确的数值或字符常量是（ ）。 A0.825e2 B5L C0xabcd Do13 2以下字符中，不正确的C语言
31、转义字符是（ ）。 A B018 Cxaa Dt 3若有代数式，则错误的C语言表达式是（ ）。 Aa/b/c*e Ba*e/b*c Ca*e/b/c Da*e/c/b,4已知有以下变量定义： int i=8,k,a,b; unsigned long w=5; double x=1.42,y=5.2; 则不符合C语言语法的表达式是（ ）。 Ak=i+ B(int)x+0.4 Cw+=-2 Da=2*a=3,三、上机操作题 1写出下列程序的运行结果。 #include #define num 35 #define cha f #define flo 5.25 main() int n; char c; float f; n=num*flo-cha; c=num*flo-cha; f=num*flo-cha; printf(“n=%dnc=%cnf=%fn“,n,c,f); ,2编写程序求如下表达式的值。 （1） （2） （3） 其中：a=23，b=25，c=15,
