第2章 C语言程序设计入门

第2章C语言程序设计入门主要内容C语言的关键字与标识符基本数据类型、常量及变量运算符与表达式输入输出语句综合案例2.1C语言的关键字与标识符在C语言程序中允许出现的所有基本字符的组合称为C语言的字符集。C语言的字符集就是ASCII字符集，主要包含下列几类：(1)大小写英文字母A~Z、a~z(52个)。(2)数字0，1，2，…，9(10个)。(3)非字母数字的可显示字符(33个)。(4)转义字符。在ASCII字符集中有一些字符是可以在显示器上显示的，这些字符常称为可显示字符。例如字母、数字和符号都是可显示字符。表2.1列出了所有非字母、非数字的可显示字符。在C语言的字符集中，还有一些不可显示的字符，例如回车换行符号、响铃符号、Tab符号等。C语言使用“转义字符”在程序中表示这些不可显示的字符。转义字符由反斜杠字符“\”开始，后跟单个字符或若干个字符组成。表2.2列出了部分转义字符。2.1.1ANSIC的关键字C语言定义的具有特殊含义的单词称为“关键字”，也称“保留字”，主要用于构成语句。所有的关键字均由小写字母组成。表2.3列出了C语言的关键字及其在程序中的主要含义。2.1.2标识符及规则标识符是用户自定义的字符序列，是用来对变量、符号常量、数组、函数、类型等数据对象命名的有效字符序列。C语言规定，标识符是由字母或下划线开头，后面由字母、数字、下划线组成的字符序列，ANSIC规定标识符长度不得大于32个字符，而PC机中通常是前8个字符有效。C语言标识符中的字母是区分大小写的，例如：ABC与abc是不同的标识符。标识符举例正确的标识符：sum，PI，i，a2，a_2，_a_2错误的标识符：2a(非字母或下划线开头)a？(含有非字母、数字、下划线的字符？)c.g(含有非字母、数字、下划线的字符．)a-2(含有非字母、数字、下划线的字符-)2.2基本数据类型、常量及变量2.2.1基本数据类型按照数据的性质、表示形式、所占据的存储空间、构造特点，C语言将数据划分为不同的数据类型。C语言规定，在C程序中使用的每一个数据都属于唯一的一种数据类型，没有无类型的数据，一个数据也不能同时属于多个数据类型。C语言的基本数据类型如表2.4所示。2.2.2常量常量又叫常数，是程序运行过程中其值保持不变的量。C语言规定常量有整型常量、实型常量、单字符常量、转义字符常量、字符串常量、符号常量等。常量不需要事先定义，只要在程序中需要的地方直接写出即可。1.整型常量整型常量就是通常的整数，包括正整数、负整数和0。在C语言中，整型常量有三种书写形式：(1)十进制整数。十进制整数就是通常整数的写法，如0，-111，+15，21等。(2)八进制整数。八进制整数的书写形式是在通常八进制整数的前面加一个数字0，如，00，-0111，+015，021等，它们分别表示十进制整数：0，-73，+13，17。(3)十六进制整数。十六进制整数的书写形式是在通常十六进制整数的前面加0x，如，0x0，-0x111，+0x15，0x21等，它们分别表示十进制整数0，-273，+21，33。整型常量的数值范围都是十进制的-32768～+32767。正整数前面的+号可以省略。长整型常量C语言提供了一种“长整型常量”，其数值范围是十进制的-2147483648～+2147483647，在计算机中占用4个字节。长整型常量的书写方法也分为十进制、八进制和十六进制整数三种，唯一不同的是在整数的末尾要加上小写或大写字母“L”。如0L、-0111L、+0x15L都是长整型常量(分别使用十进制、八进制和十六进制表示)。相对于“长整型常量”，前面介绍的一般整型常量称为“短整型常量”。如果整型常量后面没有字母“l”或“L”，而且超过短整型常量能够表示的数值范围，则自动认为该常量是长整型常量，如-32769、32768、40000等均为长整型常量。2.实型常量实型常量只使用十进制，它的书写形式有两种：(1)一般形式的实数。它是由整数部分、小数点、小数部分组成，其中整数部分或小数部分允许省略其中的一个。数的正负用前面的“+”号(可以省略)或“-”号来区分。如12.345，-1.23456，47.0，-234，47.等都是实型常量。(2)指数形式的实数。它是由尾数部分、小写字母e或大写字母E、指数部分组成，形式如“尾数E指数”。尾数部分可以是十进制整数或一般形式的十进制实数，指数部分是十进制的短整数。指数形式实数的数值可以用下列公式计算：尾数×10指数如12.345e-2，-1.2345E3，0.12345e4，-12345E-3等都是实型常量，对应的数值分别是十进制的0.12345，-1234.5，1234.5，-12.345。实型常量在一般的微型机中占用4个字节，不管是一般形式或者指数形式，它们的数值范围都是-1038～1038，有效数字是7位。例如：1.23456789和1.234567是相同的，因为实型常量的有效数字是7位，所以1.23456789中的后两位数字是无效的。3.单字符常量单字符常量是用两个单引号(‘)前后括起来的一个字符。例如：‘A’，‘a’，‘@’，‘6’，‘％’等都是单字符常量。由于C语言规定，字母是区分大小写的，所以‘a’和‘A’是不同的单字符常量。在内存中，每个单字符常量都占用一个字节，具体存放的是该字符对应的ASCII代码值。在C语言中规定，可以把单字符常量作为整型常量来使用，其值就是该字符的ASCII代码值。如果整型常量的值在0～127之间，可以将其看成一个字符型常量，对应的字符就是该值作为ASCII代码值所对应的那个字符。4.转义字符常量转义字符常量就是用转义字符表示的常量。例如，由于\n，\r，\101，\x41等都是转义字符，所以‘\n’，‘\r’，‘\101’，‘\x41’都是转义字符常量。转义字符代表一个字符，因此转义字符常量在内存中只占一个字节。5.字符串常量字符串常量简称为字符串。字符串就是用两个双引号(“)前后括住的一串字符，字符串中的字符可以是1个、多个，也可以没有。没有字符的字符串称为空字符串。一个字符串中所有字符的个数称为该字符串的长度，空字符串长度为0。转义字符也可以出现在字符串中，如：\\ABCD\\表示字符串\ABCD\。C语言规定，每个字符串在内存中占用的字节数等于字符串的长度+1。其中最后一个字节存放的字符为“空字符”，其值为0，书写时常用转义字符“\0”来表示，在C语言中称为字符串结束标记。例如字符串“AB”和“A”的长度分别为2和1，它们在内存中分别占用3和2个字节。字符串A和字符常量'A'是不同的，前者是字符串，在内存中占用2个字节；后者是字符常量，在内存中只占1个字节。由于“\”在转义字符中作为特殊字符使用，而“'”作为单字符常量的标记，“”作为字符串常量的标记，所以若用到这三个字符时，必须写成转义字符形式，即用'\\'、'\''、'\'来表示字符“\”、“'”、“″”，而不能直接写成'\'、'''、''。6.符号常量当一个常量在程序中多次出现时，可用符号来代替常量，该符号称为符号常量。符号常量的定义方法如下：#define标识符常量符号常量名应符合标识符的构成规则，用大写英文字母组成。通常是在程序开头先定义所有常量对应的符号常量，每个定义必须独占一行，其后不跟分号。程序中凡是使用这些常量的地方都可以写成对应的符号常量，C编译程序将在程序编译前把所有的符号常量自动替换成对应的常量。在程序中使用符号常量方便修改和阅读程序。例2.1定义符号常量的例子。#definePI3.14159／*定义了符号常量PI，其值等于实型常量3.14159*／#defineX20／*定义了符号常量X，其值等于整型常量20*／2.2.3变量变量是指在程序运行中其值可以发生变化的量，通常用来保存程序运行过程中的输人数据、计算获得的中间结果和最终结果。C语言中，所有变量必须先定义，后使用。一个变量有变量名、变量的存储单元、变量的值三个要素。C语言用标识符表示变量名，用变量名代表该变量的存储单元及其存放的值。作为变量的标识符常用小写的英文单词或缩写，也可以是中文拼音字母或缩写。给变量取名时，为了便于阅读和理解程序，一般都用代表变量值或用途的标识符，注意做到“见名知义”，例如存放年龄的变量可以取名age。系统为不同的变量在内存中开辟不同的存储单元，以存放相应类型的值。每个变量都要占用连续的若干个字节，所占用的字节数由变量的数据类型确定，其中第1个字节的地址称为变量的地址。C语言规定，程序中变量的地址用&变量名”来表示。变量可以是任何一种数据类型，通常把具有某种数据类型的变量叫做该类型变量。当变量中存放了某个数据，该数据就称为该变量的值，变量值的数据类型与该变量的数据类型一致。字符串只能是常量，C语言中没有字符串变量。1.变量的定义定义变量的语句格式如下：数据类型符变量名表；例2.2变量定义及其说明。intx；／*定义整型变量x*／floata,b；／*定义2个单精度实型变量a和b*／charc1,c2,c3／*定义3个字符型变量c1,c2,c3*／对变量进行定义时，应注意：(1)变量名表中可以只有一个变量，也可以有多个变量。如果有多个变量，变量之间用逗号隔开。(2)对变量的定义可以放在函数之外，也可以放在函数体中或复合语句中。如果是放在函数体或复合语句中，则必须集中放在最前面。(3)被定义为整型(包括int,short,long)的变量，若其值在−128～127之间，可以当做字符型变量使用。对变量进行定义时，应注意：(4)被定义为无符号整型(包括unsignedint，unsignedshort，unsignedlong)的变量，若其值在0～255之间，也可以当做字符型变量使用。(5)被定义为字符型的变量，可以当做整型(包括int,short,long)变量使用，其值将在−128～127之间；也可以当做无符号整型(包括unsignedint,unsignedshort,unsignedlong)变量使用，其值在0～255之间。(6)当定义了某个变量后，会自动给它分配连续的内存单元。内存单元的数目是这个变量对应的数据类型占用的字节数。例如，定义了短整型变量K，则会分配2个连续的字节；若定义单精度实型变量f，则分配连续的4个字节。2.变量的赋值变量定义后，在使用之前需要给变量赋初值。初值可以是常量或符号常量，也可以是由常量或符号常量组成的表达式。变量赋值的语句格式是：变量名=表达式；例2.3变量赋初值的例子。inta；／*定义整型变量a*／a=10；／*a的值为10*／C语言中可以在定义变量的同时为其赋值，叫做变量的初始化。被定义的变量可以全部初始化，也可以部分初始化。变量初始化格式为：数据类型符变量名1=初值1，变量名2=初值2，……；例2.4变量初始化。intx=12,y=9；／*定义整型变量x和y，并同时初始化*／inta=3,b,c=5／*定义整型变量a，b，c，只对a和c进行了初始化*／注意：（1）“=”是赋值符号，不是等于号。在C语言中等号用“==”表示。（2）当定义了一个变量而又没有给它赋初值时，分配给它的存储单元中是一个不确定的数据，直接使用没有意义。（3）如果变量的类型与所赋数据类型不一致，所赋数据将被转换成与变量相同的类型。3.有名常量的定义在程序中，如果定义了变量并赋予其初值，但又不希望程序中修改其值，可以将该变量定义成有名常量。有名常量的定义方法如下：const数据类型符变量名1=初值1，变量名2=初值2，……；有名常量的值只通过赋初值的方式获得，不能用赋值方式获得值。而且获得初值后，程序中将不能改变其值。如果程序中企图改变其值，将会出错。例2.5定义有名常量。constintten=10，x1=20；／*定义整型有名常量ten和x1，ten的值为10，x1的值为2