第三章 順序程序設計

章節結構

• 3.1 順序程序設計舉例

• 3.2 數據的表現形式及其運算

  • 3.2.1 常量和變量
    • 常量
    • 變量
    • 常變量
    • 標識符
  • 3.2.2 數據類型
  • 3.2.3 整型數據
    • 整型數據的分類
    • 整型變量的符號屬性
  • 3.2.4 字符型數據
    • 字符與字符代碼
    • 字符變量
  • 3.2.5 浮點型數據

• 3.3 運算符和表達式

  • 3.3.1 C運算符（13種）
  • 3.3.3 自增（++）、自減（--）運算符
  • 3.3.4 算術表達式和運算符的優先級與結合性
  • 3.3.5 不一樣類型數據間的混合運算
  • 3.3.6 強制類型轉換運算符

• 3.4 C語句

  • 3.4.1 C語句的做用和分類
  • 3.4.2 最基本的語句——賦值語句
    • 賦值運算符
    • 複合的賦值運算符
    • 賦值表達式
    • 賦值過程當中的類型轉換
    • 賦值表達式和賦值語句
    • 變量賦初值

• 3.5 數據的輸入輸出

  • 3.5.1 輸入輸出舉例

  • 3.5.2 有關數據輸入輸出的概念

  • 3.5.3 用printf函數輸出數據

    • printf函數的通常格式
    • 格式字符

  • 3.5.4 用scanf函數輸入數據

    • scanf函數的通常形式
    • scanf函數中的格式聲明
    • 使用scanf函數時應注意的問題

  • 3.5.5 字符輸入輸出函數

    • putchar函數輸出一個字符

    • getchar函數輸入一個字符

3.2 數據的表現形式及其運算

3.2.1 常量和變量

常量

常量：在程序運行過程當中，其值不能被改變的量稱爲常量。
常量有5種：整型常量、實型常量（小數形式、指數形式）、字符常量（普通字符、轉義字符）、字符串常量、符號常量（用#define指令，指定一個符號名稱表明一個常量）

• 普通字符：用單撇號括起來的一個字符，如'a'
  單撇號只是界限符，字符常量只能是一個字符，不包括單撇號。字符常量存儲在計算機存儲單元中時，並非存儲字符自己，而是以其代碼（通常採用ASCII代碼）存儲的。
• 轉義字符：以字符「"開頭的字符序列，也是一種特殊形式的字符常量 注意下面的形式也是轉義字符的一種
  \0dd，\xdd 與八進制/十六進制對應的字符

同時要注意不管是普通字符仍是轉義字符，本質都是字符常量，都必須是以單撇號括起來的形式出現

變量

變量：變量名、變量的值、內存單元  

變量必須先定義，後使用
變量名錶示一個內存地址

常變量

有類型，佔存儲單元但不能改變其值

方法是在定義變量時，前面加一個關鍵字const

標識符

用來對變量、符號常量名、函數、數組、類型等命名的有效字符序列統稱爲標識符

1. 下劃線、字母、數字。但開頭不能是數字
2. 大小寫敏感

3.2.2 數據類型

1. 在計算機中，數據是存放在存儲單元中的，它是具體存在的。並且，存儲單元是由有限的字符構成的，每個存儲單元存放數據的範圍是有限的。

2. 所謂類型，就是對數據分配存儲單元的安排，包括存儲單元的長度（佔多少字節）以及數據的存儲形式。

3. 不一樣的類型分配不一樣的長度和存儲形式。

4. 四大類18種

1. 基本數據類型：整型數據（char、short、int、long、long long、bool）、浮點型數據（double、float、複數浮點型(double_complex、float_complex))、long_complex）    
2. 枚舉類型（enum）：程序中用戶定義的整數類型   
3. 空類型（void）    
4. 派生類型：數組、指針、結構體、共用體、函數  

純量類型：算術類型和指針類型統稱爲純量類型
算術類型：基本類型（包括整型和浮點型）和枚舉類型變量的值都是數值，統稱爲算術類型。
組合類型：數組類型和結構體類型統稱爲組合類型。注意：共用體類型不屬於組合類型，由於在同一時間內只有一個成員具備值。

3.2.3 整型數據

整型數據的分類

4種，基本整型（int）、短整型（short）、長整型（long）、雙長整型（long long）

C標準只要求long型數據長度不短於int型，short型不長於int型。

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

負數：在計算機內部以補碼形式存儲。 正數的補碼就是此數的二進制形式
負數的補碼：先將此數的絕對值寫成二進制形式，而後對其全部二進制位按位取反加1。
如-5的補碼，首先-5的絕對值是5，5的二進制形式爲0000 0000 0000 0101,按位取反加1後爲1111 11111 1111 11011

編譯系統分配給不一樣的數據類型不一樣大小的存儲單元。1字節 = 8 位。

若給整型變量分配2個字節，其中最高位爲符號位（0表明正數，1表明負數）。則存儲單元中能存放的最大值爲2的15次方 -1，即十進制數32767
最小值爲-2的15次方，即-32768。
所以整型變量的範圍是-32768-32767。超出此範圍，就會出現數值的」溢出「，輸出的結果顯然不正確。

整型變量的符號屬性

unsigned

• （1）只有整型（包括字符型）數據能夠加signed或unsigned修飾符，實型數據不能加。
• （2）對無符號整型數據用」%u「格式輸出。%u表示用無符號十進制數的格式輸出。
  在將一個變量定義爲無符號整型後，不該向它賦予一個負值，不然會獲得錯誤的結果

錯誤演示
錯誤的把一個負整數存儲在無符號變量中

unsigned short price = -1;  
printf("%d\n",price);  // 結果是65535 = 2的16次方。顯然與原意不符合

出錯的緣由：

• 系統對-1先轉換成補碼形式，-1的補碼形式爲1的二進制形式按位取反再加1就是所有二進位都是1，而後把它存入變量price中。
• 因爲price是無符號短整型變量，其左面第一位不表明符號，按「%d」格式輸出，就是2的16次方，即65535。

3.2.4 字符型數據

字符與字符代碼

字符代碼：字符的ASCII代碼

• 數字字符‘0’~‘9’的ASCII代碼的十進制數爲48~57

• 大寫字母‘A’~‘Z’的ASCII代碼的十進制數爲65~90

• 小寫字母‘a’~‘z’的ASCII代碼的十進制數爲97~122

• 換行字符‘\n’的ASCII代碼的十進制數爲10（line feed換行符）

• 空格字符‘ ’ 的ASCII代碼的十進制數爲32

• 專用字符‘% ’ 的ASCII代碼的十進制數爲37

字符'1'和整數1是不一樣的概念
字符’1‘只是表明一個形狀爲’1‘的符號，在須要時按原樣輸出，在內存中以ASCII碼形式存儲，佔1個字節
而整數1是以整數存儲方式（二進制補碼方式）存儲的，佔2個或4個字節

字符變量

3.2.5 浮點型數據

單精度浮點型（float）、雙精度浮點型（double）、長雙精度浮點型（long double）

怎樣肯定常量的類型

常量類型5種。
C語言中，的實型常量都做爲雙精度浮點型常量。

類型VS變量

每個變量都屬於一個肯定的類型，類型是變量的一個重要的屬性。變量是佔用存儲單元的，是具體存在的實體，在其佔用的存儲單元中能夠存放數據。
而類型是變量的共性，是抽象的，不佔用存儲單元，不能用來存放數據。

3.3 運算符和表達式

3.3.1 C運算符

13種運算符，42個
「成強 針 長算關位，邏條賦逗」
成員符號運算符2個，指向結構體成員運算符，結構體成員運算符
類型轉換運算符，(類型)
指針運算符2個，指針運算符、取指針運算符
長度運算符，求字節運算符(sizeof)
算術運算符7個，自加、自減、乘、除、取餘、加、減、
關係運算符5個，大於、等於、小於、大於等於、小於等於
位運算符6個，左移、右移、按位取反、按位與、按位異或、按位或
邏輯運算符3個，非、與、或
條件運算符，?: 賦值運算符11個，=、+=、-=、*=、/=、%=、>>=、<<=、&=、^=、| =
逗號運算符（順序求值運算符），逗號
其餘運算符

名稱	符號
算術運算符	++ -- * / % + -
關係運算符	> < == >= <=
邏輯運算符	！&& ||
位運算符	>> << ~ & ^ |
賦值運算符	=及其擴展運算符（+=、-=、*=、/=、%=）
條件運算符	?:
逗號運算符	,
指針運算符	* &
求字節運算符	sizeof
強制類型轉換運算符	(類型)
成員運算符	. ->
下標運算符	[]
其餘	如函數調用運算符

• 多數編譯器在處理整除/ 時，都是向0取整（即取整後向0靠攏），好比說-5 / 3，取-1或-2，可是根據向零取整，則會獲得-1
• % 要求操做數必須是整數，結果也是整數

3.3.3 自增（++）、自減（--）運算符

前置，則先增後使用 後置，則先使用後增 但兩者結果都相同

3.3.4 算數表達式和運算符的優先級與結合性

在表達式求值時，先按運算符的優先級別順序進行。
若是在一個運算對象兩側的運算符的優先級別相同，則按回定的「結合方向」處理。

• 優先級
  4個1，圓下兩個結（圓括號、下標、指向結構體成員、結構體成員）
  9個2，

3對針自反，符號強制求長度（邏輯非、按位取反、自加、自減、符號、強制類型轉換、取地址、指針、sizeof）

3個3（* / %)
4加減（+ -）
5左右(左移、右移)
關係6（> >= < <=）
等等7（== !=）
位邏條賦逗（按位與、按位異或、按位或、邏輯與、邏輯或、條件、賦值十一、逗號）

優先級	運算符	含義	要求運算對象的個數	結合方向
1	() [] -> .	圓括號，下標運算符、指向結構體成員運算符、結構體成員運算符		自左至右
2	! ~ ++ -- - (類型) * & sizeof	邏輯非運算符、按位取反運算符、自增運算符、自減運算符、符號運算符、類型運算符、指針運算符、取地址運算符、長度運算符	單目運算符	自右至左
3	* / %	乘法、除法、取餘	雙目運算符	自左至右
4	+ -	加法、減法運算符	雙目運算符	自左至右
5	<< >>	左移運算符、右移運算符	雙目運算符	自左至右
6	< <= > >=	關係運算符	雙目運算符	自左至右
7	== !=	等於運算符、不等於運算符	雙目運算符	自左至右
8	&	按位與運算符	雙目運算符	自左至右
9	^	按位異或運算符	雙目運算符	自左至右
10	|	按位或運算符	雙目運算符	自左至右
11	&&	邏輯運算符	雙目運算符	自左至右
12	||	邏輯或運算符	雙目運算符	自左至右
13	?:	條件運算符	三目運算符	自右至左
14	= += -= *= /= %= >>= <<= &= ^= |=	賦值運算符	雙目運算符	自右至左
15	.	逗號運算符（順序求值運算符）		自左至右

• 結合性 結合性是C語言的特色之一。 結合性針對的是優先級相同的運算符之間應遵照的規則
  （也能夠是同一個運算符在同一個表達式中出現屢次時應執行的規則）
  • 左結合性：自左至右的結合方向，運算對象先與左邊的運算符結合
  • 右結合性：自右至左的結合方向，運算對象先與右邊的運算符結合（典型的如賦值運算符、單目運算符、條件運算符，簡稱賦單條）

如int * a(int x,int y)
()的優先級高於*，所以a先於()結合，顯然這就是個函數形式
這個函數前面有一個*，表示此函數是指針函數（函數值是指針）

3.3.5 不一樣類型數據間的混合運算

三種狀況編譯系統自動完成類型轉換

• + - * / 運算的操做數有一個爲float或double，先把類型轉換爲double型而後再運算，結果都將是double類型
• int型與float或double型數據進行運算，先把類型轉換爲double型而後再運算，結果都是double型
• 字符型數據與整型數據或實型數據進行運算，就是把ASCII代碼與整數運算或實型數據，結果是整型或double型

3.3.6 強制轉換運算符

注意：強制轉運算符也是運算符的一種，所以它描述的是運算過程的現象，且優先級比賦值運算符高。（從這裏能夠看出運算符的優先級的重要性） （類型名） （表達式）
後面的表達式最好用括號括起來。

3.4 C語句

3.4.1 C語句的做用和分類

C語句共五種

• 控制語句（9種）：條件語句（if語句）、循環語句（3種，do...while語句、for語句、while語句）、多分支選擇語句（switch語句）、終止switch或循環語句（break語句）、終止本次循環語句（continue）、返回語句（return）、轉向語句（goto語句）
• 函數調用語句
• 表達式語句
• 空語句
• 複合語句 （1）控制語句用於完成必定的控制功能
  （2）函數調用語句：由一個函數調用加一個分號構成 （3）表達式語句：由一個表達式加一個分號構成 （4）空語句：只有一個分號 （5）複合語句：用{}把一些語句和聲明括起來稱爲複合語句（又稱爲語句塊）

3.4.2 最基本的語句——賦值語句（表達式語句的一種）

賦值運算符

賦值符號=就是賦值運算符
關鍵詞：賦值操做（又稱賦值運算）：賦值運算符的做用就是將一個數據賦給一個變量，這種操做就叫賦值操做

複合賦值運算符

賦值符前面加上其餘運算符，就構成符合的運算符，於是能夠進行複合賦值運算
凡是二元（二目）運算符，均可以與賦值符一塊兒組合成符合賦值符

賦值表達式

賦值表達式：有賦值運算符將一個變量和一個表達式鏈接起來的式子
注意：賦值表達式也是表達式的一種 格式： 變量 賦值運算符 表達式
賦值運算符 左側應該是一個可修改值得左值。（常量不能修改，所以不能做爲左值）

賦值過程當中的類型轉換（注意與不一樣類型數據間的混合運算的區別）

若是賦值運算符兩側到的類型不一致，但都是基本類型時，在賦值時要進行類型轉換。類型轉換是由系統自動進行的。
自動轉換五規則：
（1）將浮點型數據（包括但、雙精度）賦給整型變量時，先對浮點數取整，即捨棄小數部分，而後賦予整型變量
（2）將整型數據賦給單、雙精度變量時，數值不變，但以浮點數形式存儲到變量中。
（3）將一個double型數據賦給float變量時，先將雙精度數轉換爲單精度，即支取6~7位有效數字，存儲到float型變量的4字節中。
（4） 字符型數據賦給整型數據時，將字符的ASCII代碼賦給整型變量
（5）賦給一個佔字節少的整型變量或字符變量時，只將低字節原封不動地送到被賦值的變量（即發生「截斷「）

例如：把4個字節的int型數據賦給佔2個字節的short變量或佔1個字節的char變量

這些賦值規則的本質：整型數據之間的賦值，按存儲單元的存儲形式直接傳送。實型數據之間以及整型與實型之間的賦值，實型之間的賦值，是先轉換（類型）後賦值

賦值表達式和賦值語句

賦值語句就是賦值表達式加一個分號組成。

1. 注意if的條件中能夠包含賦值表達式，但不能包含賦值語句。
2. 一個表達式中能夠包含一個或多個賦值表達式，但決不能包含賦值語句

變量賦初值

C語言，給變量賦初值，這種是錯誤的 int a=b=c=3;

3.5 數據的輸入輸出

3.5.1 輸入輸出舉例

3.5.2 有關數據輸入輸出的概念

• 1. 所謂輸入輸出是以計算機主機爲主題而言的。
  • 從計算機向輸出設備輸出數據稱爲輸出
  • 向計算機輸入數據稱爲輸入
• 2. C語言自己不提供輸入輸出語句。是由C標準函數庫中函數來實現的。
• 3. 要在程序文本的開頭用預處理指令#include把有關頭文件放在本程序中
  • 標準方式 #include <頭文件名稱>，編譯系統從存放C編譯系統的子目錄去找所要包含的文件。
  • #include "頭文件名稱"：在編譯時，編譯系統先在用戶的當前目錄中尋找要包含的文件，若找不到，再按標準方式查找

3.5.3 用printf函數輸出數據

printf函數的通常格式

printf(格式控制，輸出表列)

• 格式控制 用雙引號括起來的一個字符串，稱爲格式控制字符串，簡稱格式字符串。
  由格式聲明和普通字符構成
  • 格式聲明：由%和格式字符組成，如%d,%f等
    格式聲明的通常形式： % 附加字符 格式字符
    附加字符能夠沒有
    • 格式字符比較負責須要單獨介紹
• 輸出表列能夠是常量、變量或者表達式

格式字符

格式聲明是由%和格式字符組成。 經常使用的格式字符

十格八數兩字，XEG可大寫（經常使用格式字符有10個，其中數值類的有8個，字符有2個，一個字符一個字符串；除了XEG能夠大寫，其餘必須小寫）

• d格式符：用來輸出一個有符號的十進制
• c格式符：用來輸出一個字符
• s格式符：用來輸出一個字符串
• f格式符：用來輸出實數
  • 基本型%f，通常狀況是實數中的整數部分所有輸出，小數部分輸出6位
  • 指定數據寬度和小數位數，用%m.nf（注意：這裏表示輸出的數據佔m列，其中包括n位小數，即m已經把n計算在內了）
  • 輸出的數據向左對齊%-m.nf（左對齊，位數不夠，在右邊填充空格）
    默認右對齊，若是有-符號，則左對齊。+不表明右對齊，會當成普通字符輸出。
  • 若是須要輸出double型數據可使用格式符號lf

  輸入雙精度型變量的值要用格式聲明「%lf」
  float 型數據小數點後是6個有效數字，
  double類數據小數點後是15個有效數字

• e格式符：用格式聲明%e指定以指數形式輸出實數
• 其餘格式符:i（按照十進制整型數據實際長度輸出）;o格式字符（八進制整數形式）、x格式符（十六進制整數形式）、u（無符號十進制）、g（浮點數，自動選f格式或e格式，不輸出無心義的0）

格式字符：數值類8個 d u i of XEG，2個（一個字符，一個字符串）。

printf函數中的格式附加字符

4個格式附加字符

格式附加字符	說明
l	長整型整數，可加在格式符d、o、x、u前面
m（表明一個正整數）	數據最小寬度
n（表明一個正整數）	對實數，表示輸出n位小數；對字符串，表示截取的字符個數
-	輸出的數字或字符在域內向左靠

printf函數的5點說明

1. printf函數輸出時，務必注意輸出對象的類型應與上述格式說明匹配，不然將會出現錯誤
2. 除了XEG外，其餘格式字符必須用小寫字母，如~~%d不能寫成%D~~
3. 能夠在printf函數中的格式控制字符串內包含轉義字符，如\n，\t，\b，\r，\f和\377等
4. 一個格式聲明是以%開頭，以duioxfegXEGcs等12個格式字符之一結束，中間能夠插入附加格式字符（或稱爲修飾符）；注意printf函數使用輸出表列替換格式字符，可是普通字符會被原樣輸出
5. 在printf函數中輸出百分號%，應該在格式控制字符串中用連續兩個%表示便可

3.5.4 用scanf函數輸入數據

scanf函數的通常形式

scanf(格式控制，地址聲明)

scanf函數中的格式聲明

格式字符

同printf函數
有一個須要注意的地方,s |格式字符|說明| |:----------:|:---------:| |s|輸入字符串，將字符串送到一個字符數組中，在輸入時以非空白字符開始，以第一個空白字符結束。字符串以串結束標誌'\0'做爲其最後一個字符|

格式附加字符（又稱修飾符）

字符	說明
l	輸入長整型數據（可用%ld,%lo，%lu，%lx）以及double型數據（用%lf或%le）
h	輸入短整型數據（可用%hd，%ho，%hx）
域寬	指定輸入數據所佔寬度（列數），域寬應爲正整數
*	本輸入項在讀入後不賦給相應的變量
注意：scanf函數中的格式附加字符有 * 表示本輸入項在讀入後不賦給相應的變量

使用scanf函數時應注意的問題

1. scanf函數中的格式控制後面應當是變量地址，而不是變量名
2. 若是在格式控制字符串中除了格式聲明之外還有其餘字符，則在輸入數據時在對應的位置上也要輸入這些字符
3. 在用「%c」格式聲明輸入字符時，空格字符和換行字符中的字符都做爲有效字符輸入（意思就是說空格和enter鍵都會被捕捉到，做爲scanf函數的參數）

即用%c時，鍵盤輸入的空格字符和換行字符都會當作scanf函數中的地址聲明
這裏容易出現的一個錯誤就是，原本做爲分割意義的空格字符和換行字符，被用來替換格式字符了，這會形成格式字符的個數和實際捕捉到的地址聲明個數不一致，

4. 在輸入數值數據時，如輸入空格、回車、Tab鍵或者是非法字符（不屬於數值的字符），則表示該數據結束

scanf("%d%c%f",&a,&b,&c);
若輸入1234a123u.26此處按下回車鍵 此時 %d對應1234，%c對應a，%f對應123，
後面的字符沒有被讀入

scanf函數經常使用的格式說明（補充）

1. 在格式串中，必須含有與輸入項一一對應的格式轉換說明符
2. 在VC6.0環境下，輸入short型整數的格式控制符要求%hd
3. 在scanf()函數的格式字符前能夠加入一個正整數指定輸入數據所佔的寬度，但不能夠對實數指定小數位的寬度
4. 輸入是一個字符流，scanf()函數從這個流中按照格式控制指定的格式解析出相應數據，送到指定的地址變量中，所以當數據少於輸入項時，運行程序將等待輸入，直到知足輸入要求爲止；當輸入數據多於輸入項時，多餘的數據在輸入流中沒有做廢，等待下一個輸入操做語句繼續從輸入流讀取數據
5. scanf()函數返回值是本次scanf()函數調用正確輸入的數據項的個數

3.5.5 字符輸入輸出函數

轉義字符

轉移字符，分爲兩部分組成，反斜槓\和ASCII碼值，
其中ASCII碼值能夠是十進制或者八進制或者十六進制，

• 不管是用哪種數製表示，數值範圍應該與ASCII碼值範圍一致。 目前標準的ASCII碼值範圍在0~127
• 若用十進制則格式爲\ddd；八進制則格式爲\odd；十六進制則格式爲\xdd

putchar函數輸出一個字符

字符輸出函數
putchar(c) // 在計算機顯示屏上顯示變量c的值
c是2常2變（有條件的整型變量），能夠是字符常量、整型常量、字符變量或 整型變量（要求其值在字符的ASCII代碼範圍內）

getchar函數輸入一個字符

字符輸入函數
getchar() 從計算機終端輸入一個字符。getchar()函數值就是獲得的那個字符

getchar函數不只能夠從輸入設備得到一個可顯示的字符，並且能夠得到在屏幕上沒法顯示的字符，如控制字符

用getchar函數獲得的字符能夠賦值給一個字符變量或整型變量；也能夠直接做爲表達式的一部分

...
char a;
a = getchar(); //從鍵盤輸入一個字符，送給字符變量a
putchar(a); // 將變量a的值輸出

getchar函數的一個問題

getchar()函數不只能夠從輸入設備得到一個可顯示的字符，並且能夠得到在屏幕上沒法顯示的字符，如控制字符（好比換行符）
這會容易發生一些意料以外的問題。特別是在連續多個getchar()語句，此時會把一些空格符號或回車也做爲一個字符輸入

在使用getchar和putchar函數時注意字符與字符串（字符數組）的區別

getchar()從輸入設備獲取一個字符，putchar(char)輸出一個字符，
而strlwr等函數處理的是字符串和字符數組，
所以若要使它們之間產生聯繫，就涉及到字符如何轉換成字符數組的問題

要使得單個字符轉換成字符串，注意必須將字符數組長度定爲2，由於包括字符串結尾符'\0'

char a,b[2];

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