第三章 顺序程序设计

章节结构

• 3.1 顺序程序设计举例

• 3.2 数据的表现形式及其运算

  • 3.2.1 常量和变量
    • 常量
    • 变量
    • 常变量
    • 标识符
  • 3.2.2 数据类型
  • 3.2.3 整型数据
    • 整型数据的分类
    • 整型变量的符号属性
  • 3.2.4 字符型数据
    • 字符与字符代码
    • 字符变量
  • 3.2.5 浮点型数据

• 3.3 运算符和表达式

  • 3.3.1 C运算符（13种）
  • 3.3.3 自增（++）、自减（--）运算符
  • 3.3.4 算术表达式和运算符的优先级与结合性
  • 3.3.5 不一样类型数据间的混合运算
  • 3.3.6 强制类型转换运算符

• 3.4 C语句

  • 3.4.1 C语句的做用和分类
  • 3.4.2 最基本的语句——赋值语句
    • 赋值运算符
    • 复合的赋值运算符
    • 赋值表达式
    • 赋值过程当中的类型转换
    • 赋值表达式和赋值语句
    • 变量赋初值

• 3.5 数据的输入输出

  • 3.5.1 输入输出举例

  • 3.5.2 有关数据输入输出的概念

  • 3.5.3 用printf函数输出数据

    • printf函数的通常格式
    • 格式字符

  • 3.5.4 用scanf函数输入数据

    • scanf函数的通常形式
    • scanf函数中的格式声明
    • 使用scanf函数时应注意的问题

  • 3.5.5 字符输入输出函数

    • putchar函数输出一个字符

    • getchar函数输入一个字符

3.2 数据的表现形式及其运算

3.2.1 常量和变量

常量

常量：在程序运行过程当中，其值不能被改变的量称为常量。
常量有5种：整型常量、实型常量（小数形式、指数形式）、字符常量（普通字符、转义字符）、字符串常量、符号常量（用#define指令，指定一个符号名称表明一个常量）

• 普通字符：用单撇号括起来的一个字符，如'a'
  单撇号只是界限符，字符常量只能是一个字符，不包括单撇号。字符常量存储在计算机存储单元中时，并非存储字符自己，而是以其代码（通常采用ASCII代码）存储的。
• 转义字符：以字符“"开头的字符序列，也是一种特殊形式的字符常量 注意下面的形式也是转义字符的一种
  \0dd，\xdd 与八进制/十六进制对应的字符

同时要注意不管是普通字符仍是转义字符，本质都是字符常量，都必须是以单撇号括起来的形式出现

变量

变量：变量名、变量的值、内存单元  

变量必须先定义，后使用
变量名表示一个内存地址

常变量

有类型，占存储单元但不能改变其值

方法是在定义变量时，前面加一个关键字const

标识符

用来对变量、符号常量名、函数、数组、类型等命名的有效字符序列统称为标识符

1. 下划线、字母、数字。但开头不能是数字
2. 大小写敏感

3.2.2 数据类型

1. 在计算机中，数据是存放在存储单元中的，它是具体存在的。并且，存储单元是由有限的字符构成的，每个存储单元存放数据的范围是有限的。

2. 所谓类型，就是对数据分配存储单元的安排，包括存储单元的长度（占多少字节）以及数据的存储形式。

3. 不一样的类型分配不一样的长度和存储形式。

4. 四大类18种

1. 基本数据类型：整型数据（char、short、int、long、long long、bool）、浮点型数据（double、float、复数浮点型(double_complex、float_complex))、long_complex）    
2. 枚举类型（enum）：程序中用户定义的整数类型   
3. 空类型（void）    
4. 派生类型：数组、指针、结构体、共用体、函数  

纯量类型：算术类型和指针类型统称为纯量类型
算术类型：基本类型（包括整型和浮点型）和枚举类型变量的值都是数值，统称为算术类型。
组合类型：数组类型和结构体类型统称为组合类型。注意：共用体类型不属于组合类型，由于在同一时间内只有一个成员具备值。

3.2.3 整型数据

整型数据的分类

4种，基本整型（int）、短整型（short）、长整型（long）、双长整型（long long）

C标准只要求long型数据长度不短于int型，short型不长于int型。

sizeof(short) <= sizeof(int) <=sizeof(long)<=sizeof(long long)

负数：在计算机内部以补码形式存储。 正数的补码就是此数的二进制形式
负数的补码：先将此数的绝对值写成二进制形式，而后对其全部二进制位按位取反加1。
如-5的补码，首先-5的绝对值是5，5的二进制形式为0000 0000 0000 0101,按位取反加1后为1111 11111 1111 11011

编译系统分配给不一样的数据类型不一样大小的存储单元。1字节 = 8 位。

若给整型变量分配2个字节，其中最高位为符号位（0表明正数，1表明负数）。则存储单元中能存放的最大值为2的15次方 -1，即十进制数32767
最小值为-2的15次方，即-32768。
所以整型变量的范围是-32768-32767。超出此范围，就会出现数值的”溢出“，输出的结果显然不正确。

整型变量的符号属性

unsigned

• （1）只有整型（包括字符型）数据能够加signed或unsigned修饰符，实型数据不能加。
• （2）对无符号整型数据用”%u“格式输出。%u表示用无符号十进制数的格式输出。
  在将一个变量定义为无符号整型后，不该向它赋予一个负值，不然会获得错误的结果

错误演示
错误的把一个负整数存储在无符号变量中

unsigned short price = -1;  
printf("%d\n",price);  // 结果是65535 = 2的16次方。显然与原意不符合

出错的缘由：

• 系统对-1先转换成补码形式，-1的补码形式为1的二进制形式按位取反再加1就是所有二进位都是1，而后把它存入变量price中。
• 因为price是无符号短整型变量，其左面第一位不表明符号，按“%d”格式输出，就是2的16次方，即65535。

3.2.4 字符型数据

字符与字符代码

字符代码：字符的ASCII代码

• 数字字符‘0’~‘9’的ASCII代码的十进制数为48~57

• 大写字母‘A’~‘Z’的ASCII代码的十进制数为65~90

• 小写字母‘a’~‘z’的ASCII代码的十进制数为97~122

• 换行字符‘\n’的ASCII代码的十进制数为10（line feed换行符）

• 空格字符‘ ’ 的ASCII代码的十进制数为32

• 专用字符‘% ’ 的ASCII代码的十进制数为37

字符'1'和整数1是不一样的概念
字符’1‘只是表明一个形状为’1‘的符号，在须要时按原样输出，在内存中以ASCII码形式存储，占1个字节
而整数1是以整数存储方式（二进制补码方式）存储的，占2个或4个字节

字符变量

3.2.5 浮点型数据

单精度浮点型（float）、双精度浮点型（double）、长双精度浮点型（long double）

怎样肯定常量的类型

常量类型5种。
C语言中，的实型常量都做为双精度浮点型常量。

类型VS变量

每个变量都属于一个肯定的类型，类型是变量的一个重要的属性。变量是占用存储单元的，是具体存在的实体，在其占用的存储单元中能够存放数据。
而类型是变量的共性，是抽象的，不占用存储单元，不能用来存放数据。

3.3 运算符和表达式

3.3.1 C运算符

13种运算符，42个
“成强 针 长算关位，逻条赋逗”
成员符号运算符2个，指向结构体成员运算符，结构体成员运算符
类型转换运算符，(类型)
指针运算符2个，指针运算符、取指针运算符
长度运算符，求字节运算符(sizeof)
算术运算符7个，自加、自减、乘、除、取余、加、减、
关系运算符5个，大于、等于、小于、大于等于、小于等于
位运算符6个，左移、右移、按位取反、按位与、按位异或、按位或
逻辑运算符3个，非、与、或
条件运算符，?: 赋值运算符11个，=、+=、-=、*=、/=、%=、>>=、<<=、&=、^=、| =
逗号运算符（顺序求值运算符），逗号
其余运算符

名称	符号
算术运算符	++ -- * / % + -
关系运算符	> < == >= <=
逻辑运算符	！&& ||
位运算符	>> << ~ & ^ |
赋值运算符	=及其扩展运算符（+=、-=、*=、/=、%=）
条件运算符	?:
逗号运算符	,
指针运算符	* &
求字节运算符	sizeof
强制类型转换运算符	(类型)
成员运算符	. ->
下标运算符	[]
其余	如函数调用运算符

• 多数编译器在处理整除/ 时，都是向0取整（即取整后向0靠拢），好比说-5 / 3，取-1或-2，可是根据向零取整，则会获得-1
• % 要求操做数必须是整数，结果也是整数

3.3.3 自增（++）、自减（--）运算符

前置，则先增后使用 后置，则先使用后增 但两者结果都相同

3.3.4 算数表达式和运算符的优先级与结合性

在表达式求值时，先按运算符的优先级别顺序进行。
若是在一个运算对象两侧的运算符的优先级别相同，则按回定的“结合方向”处理。

• 优先级
  4个1，圆下两个结（圆括号、下标、指向结构体成员、结构体成员）
  9个2，

3对针自反，符号强制求长度（逻辑非、按位取反、自加、自减、符号、强制类型转换、取地址、指针、sizeof）

3个3（* / %)
4加减（+ -）
5左右(左移、右移)
关系6（> >= < <=）
等等7（== !=）
位逻条赋逗（按位与、按位异或、按位或、逻辑与、逻辑或、条件、赋值十一、逗号）

优先级	运算符	含义	要求运算对象的个数	结合方向
1	() [] -> .	圆括号，下标运算符、指向结构体成员运算符、结构体成员运算符		自左至右
2	! ~ ++ -- - (类型) * & sizeof	逻辑非运算符、按位取反运算符、自增运算符、自减运算符、符号运算符、类型运算符、指针运算符、取地址运算符、长度运算符	单目运算符	自右至左
3	* / %	乘法、除法、取余	双目运算符	自左至右
4	+ -	加法、减法运算符	双目运算符	自左至右
5	<< >>	左移运算符、右移运算符	双目运算符	自左至右
6	< <= > >=	关系运算符	双目运算符	自左至右
7	== !=	等于运算符、不等于运算符	双目运算符	自左至右
8	&	按位与运算符	双目运算符	自左至右
9	^	按位异或运算符	双目运算符	自左至右
10	|	按位或运算符	双目运算符	自左至右
11	&&	逻辑运算符	双目运算符	自左至右
12	||	逻辑或运算符	双目运算符	自左至右
13	?:	条件运算符	三目运算符	自右至左
14	= += -= *= /= %= >>= <<= &= ^= |=	赋值运算符	双目运算符	自右至左
15	.	逗号运算符（顺序求值运算符）		自左至右

• 结合性 结合性是C语言的特色之一。 结合性针对的是优先级相同的运算符之间应遵照的规则
  （也能够是同一个运算符在同一个表达式中出现屡次时应执行的规则）
  • 左结合性：自左至右的结合方向，运算对象先与左边的运算符结合
  • 右结合性：自右至左的结合方向，运算对象先与右边的运算符结合（典型的如赋值运算符、单目运算符、条件运算符，简称赋单条）

如int * a(int x,int y)
()的优先级高于*，所以a先于()结合，显然这就是个函数形式
这个函数前面有一个*，表示此函数是指针函数（函数值是指针）

3.3.5 不一样类型数据间的混合运算

三种状况编译系统自动完成类型转换

• + - * / 运算的操做数有一个为float或double，先把类型转换为double型而后再运算，结果都将是double类型
• int型与float或double型数据进行运算，先把类型转换为double型而后再运算，结果都是double型
• 字符型数据与整型数据或实型数据进行运算，就是把ASCII代码与整数运算或实型数据，结果是整型或double型

3.3.6 强制转换运算符

注意：强制转运算符也是运算符的一种，所以它描述的是运算过程的现象，且优先级比赋值运算符高。（从这里能够看出运算符的优先级的重要性） （类型名） （表达式）
后面的表达式最好用括号括起来。

3.4 C语句

3.4.1 C语句的做用和分类

C语句共五种

• 控制语句（9种）：条件语句（if语句）、循环语句（3种，do...while语句、for语句、while语句）、多分支选择语句（switch语句）、终止switch或循环语句（break语句）、终止本次循环语句（continue）、返回语句（return）、转向语句（goto语句）
• 函数调用语句
• 表达式语句
• 空语句
• 复合语句 （1）控制语句用于完成必定的控制功能
  （2）函数调用语句：由一个函数调用加一个分号构成 （3）表达式语句：由一个表达式加一个分号构成 （4）空语句：只有一个分号 （5）复合语句：用{}把一些语句和声明括起来称为复合语句（又称为语句块）

3.4.2 最基本的语句——赋值语句（表达式语句的一种）

赋值运算符

赋值符号=就是赋值运算符
关键词：赋值操做（又称赋值运算）：赋值运算符的做用就是将一个数据赋给一个变量，这种操做就叫赋值操做

复合赋值运算符

赋值符前面加上其余运算符，就构成符合的运算符，于是能够进行复合赋值运算
凡是二元（二目）运算符，均可以与赋值符一块儿组合成符合赋值符

赋值表达式

赋值表达式：有赋值运算符将一个变量和一个表达式链接起来的式子
注意：赋值表达式也是表达式的一种 格式： 变量 赋值运算符 表达式
赋值运算符 左侧应该是一个可修改值得左值。（常量不能修改，所以不能做为左值）

赋值过程当中的类型转换（注意与不一样类型数据间的混合运算的区别）

若是赋值运算符两侧到的类型不一致，但都是基本类型时，在赋值时要进行类型转换。类型转换是由系统自动进行的。
自动转换五规则：
（1）将浮点型数据（包括但、双精度）赋给整型变量时，先对浮点数取整，即舍弃小数部分，而后赋予整型变量
（2）将整型数据赋给单、双精度变量时，数值不变，但以浮点数形式存储到变量中。
（3）将一个double型数据赋给float变量时，先将双精度数转换为单精度，即支取6~7位有效数字，存储到float型变量的4字节中。
（4） 字符型数据赋给整型数据时，将字符的ASCII代码赋给整型变量
（5）赋给一个占字节少的整型变量或字符变量时，只将低字节原封不动地送到被赋值的变量（即发生“截断“）

例如：把4个字节的int型数据赋给占2个字节的short变量或占1个字节的char变量

这些赋值规则的本质：整型数据之间的赋值，按存储单元的存储形式直接传送。实型数据之间以及整型与实型之间的赋值，实型之间的赋值，是先转换（类型）后赋值

赋值表达式和赋值语句

赋值语句就是赋值表达式加一个分号组成。

1. 注意if的条件中能够包含赋值表达式，但不能包含赋值语句。
2. 一个表达式中能够包含一个或多个赋值表达式，但决不能包含赋值语句

变量赋初值

C语言，给变量赋初值，这种是错误的 int a=b=c=3;

3.5 数据的输入输出

3.5.1 输入输出举例

3.5.2 有关数据输入输出的概念

• 1. 所谓输入输出是以计算机主机为主题而言的。
  • 从计算机向输出设备输出数据称为输出
  • 向计算机输入数据称为输入
• 2. C语言自己不提供输入输出语句。是由C标准函数库中函数来实现的。
• 3. 要在程序文本的开头用预处理指令#include把有关头文件放在本程序中
  • 标准方式 #include <头文件名称>，编译系统从存放C编译系统的子目录去找所要包含的文件。
  • #include "头文件名称"：在编译时，编译系统先在用户的当前目录中寻找要包含的文件，若找不到，再按标准方式查找

3.5.3 用printf函数输出数据

printf函数的通常格式

printf(格式控制，输出表列)

• 格式控制 用双引号括起来的一个字符串，称为格式控制字符串，简称格式字符串。
  由格式声明和普通字符构成
  • 格式声明：由%和格式字符组成，如%d,%f等
    格式声明的通常形式： % 附加字符 格式字符
    附加字符能够没有
    • 格式字符比较负责须要单独介绍
• 输出表列能够是常量、变量或者表达式

格式字符

格式声明是由%和格式字符组成。 经常使用的格式字符

十格八数两字，XEG可大写（经常使用格式字符有10个，其中数值类的有8个，字符有2个，一个字符一个字符串；除了XEG能够大写，其余必须小写）

• d格式符：用来输出一个有符号的十进制
• c格式符：用来输出一个字符
• s格式符：用来输出一个字符串
• f格式符：用来输出实数
  • 基本型%f，通常状况是实数中的整数部分所有输出，小数部分输出6位
  • 指定数据宽度和小数位数，用%m.nf（注意：这里表示输出的数据占m列，其中包括n位小数，即m已经把n计算在内了）
  • 输出的数据向左对齐%-m.nf（左对齐，位数不够，在右边填充空格）
    默认右对齐，若是有-符号，则左对齐。+不表明右对齐，会当成普通字符输出。
  • 若是须要输出double型数据可使用格式符号lf

  输入双精度型变量的值要用格式声明“%lf”
  float 型数据小数点后是6个有效数字，
  double类数据小数点后是15个有效数字

• e格式符：用格式声明%e指定以指数形式输出实数
• 其余格式符:i（按照十进制整型数据实际长度输出）;o格式字符（八进制整数形式）、x格式符（十六进制整数形式）、u（无符号十进制）、g（浮点数，自动选f格式或e格式，不输出无心义的0）

格式字符：数值类8个 d u i of XEG，2个（一个字符，一个字符串）。

printf函数中的格式附加字符

4个格式附加字符

格式附加字符	说明
l	长整型整数，可加在格式符d、o、x、u前面
m（表明一个正整数）	数据最小宽度
n（表明一个正整数）	对实数，表示输出n位小数；对字符串，表示截取的字符个数
-	输出的数字或字符在域内向左靠

printf函数的5点说明

1. printf函数输出时，务必注意输出对象的类型应与上述格式说明匹配，不然将会出现错误
2. 除了XEG外，其余格式字符必须用小写字母，如~~%d不能写成%D~~
3. 能够在printf函数中的格式控制字符串内包含转义字符，如\n，\t，\b，\r，\f和\377等
4. 一个格式声明是以%开头，以duioxfegXEGcs等12个格式字符之一结束，中间能够插入附加格式字符（或称为修饰符）；注意printf函数使用输出表列替换格式字符，可是普通字符会被原样输出
5. 在printf函数中输出百分号%，应该在格式控制字符串中用连续两个%表示便可

3.5.4 用scanf函数输入数据

scanf函数的通常形式

scanf(格式控制，地址声明)

scanf函数中的格式声明

格式字符

同printf函数
有一个须要注意的地方,s |格式字符|说明| |:----------:|:---------:| |s|输入字符串，将字符串送到一个字符数组中，在输入时以非空白字符开始，以第一个空白字符结束。字符串以串结束标志'\0'做为其最后一个字符|

格式附加字符（又称修饰符）

字符	说明
l	输入长整型数据（可用%ld,%lo，%lu，%lx）以及double型数据（用%lf或%le）
h	输入短整型数据（可用%hd，%ho，%hx）
域宽	指定输入数据所占宽度（列数），域宽应为正整数
*	本输入项在读入后不赋给相应的变量
注意：scanf函数中的格式附加字符有 * 表示本输入项在读入后不赋给相应的变量

使用scanf函数时应注意的问题

1. scanf函数中的格式控制后面应当是变量地址，而不是变量名
2. 若是在格式控制字符串中除了格式声明之外还有其余字符，则在输入数据时在对应的位置上也要输入这些字符
3. 在用“%c”格式声明输入字符时，空格字符和换行字符中的字符都做为有效字符输入（意思就是说空格和enter键都会被捕捉到，做为scanf函数的参数）

即用%c时，键盘输入的空格字符和换行字符都会当作scanf函数中的地址声明
这里容易出现的一个错误就是，原本做为分割意义的空格字符和换行字符，被用来替换格式字符了，这会形成格式字符的个数和实际捕捉到的地址声明个数不一致，

4. 在输入数值数据时，如输入空格、回车、Tab键或者是非法字符（不属于数值的字符），则表示该数据结束

scanf("%d%c%f",&a,&b,&c);
若输入1234a123u.26此处按下回车键 此时 %d对应1234，%c对应a，%f对应123，
后面的字符没有被读入

scanf函数经常使用的格式说明（补充）

1. 在格式串中，必须含有与输入项一一对应的格式转换说明符
2. 在VC6.0环境下，输入short型整数的格式控制符要求%hd
3. 在scanf()函数的格式字符前能够加入一个正整数指定输入数据所占的宽度，但不能够对实数指定小数位的宽度
4. 输入是一个字符流，scanf()函数从这个流中按照格式控制指定的格式解析出相应数据，送到指定的地址变量中，所以当数据少于输入项时，运行程序将等待输入，直到知足输入要求为止；当输入数据多于输入项时，多余的数据在输入流中没有做废，等待下一个输入操做语句继续从输入流读取数据
5. scanf()函数返回值是本次scanf()函数调用正确输入的数据项的个数

3.5.5 字符输入输出函数

转义字符

转移字符，分为两部分组成，反斜杠\和ASCII码值，
其中ASCII码值能够是十进制或者八进制或者十六进制，

• 不管是用哪种数制表示，数值范围应该与ASCII码值范围一致。 目前标准的ASCII码值范围在0~127
• 若用十进制则格式为\ddd；八进制则格式为\odd；十六进制则格式为\xdd

putchar函数输出一个字符

字符输出函数
putchar(c) // 在计算机显示屏上显示变量c的值
c是2常2变（有条件的整型变量），能够是字符常量、整型常量、字符变量或 整型变量（要求其值在字符的ASCII代码范围内）

getchar函数输入一个字符

字符输入函数
getchar() 从计算机终端输入一个字符。getchar()函数值就是获得的那个字符

getchar函数不只能够从输入设备得到一个可显示的字符，并且能够得到在屏幕上没法显示的字符，如控制字符

用getchar函数获得的字符能够赋值给一个字符变量或整型变量；也能够直接做为表达式的一部分

...
char a;
a = getchar(); //从键盘输入一个字符，送给字符变量a
putchar(a); // 将变量a的值输出

getchar函数的一个问题

getchar()函数不只能够从输入设备得到一个可显示的字符，并且能够得到在屏幕上没法显示的字符，如控制字符（好比换行符）
这会容易发生一些意料以外的问题。特别是在连续多个getchar()语句，此时会把一些空格符号或回车也做为一个字符输入

在使用getchar和putchar函数时注意字符与字符串（字符数组）的区别

getchar()从输入设备获取一个字符，putchar(char)输出一个字符，
而strlwr等函数处理的是字符串和字符数组，
所以若要使它们之间产生联系，就涉及到字符如何转换成字符数组的问题

要使得单个字符转换成字符串，注意必须将字符数组长度定为2，由于包括字符串结尾符'\0'

char a,b[2];

a = getchar();
b[0] = a;
printf("%s",strlwr(b));