【C语言程序设计学习】一、C语法基础

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一、 概述

数据 是C语言程序操作的基本对象，在C语言中，按被定义变量的性质、表示形式、占据存储空间的多少、构造特点可把数据划分为基本数据类型、构造数据类型、指针类型和空类型，如图所示：

二、标识符

在C语言中，所谓标识符，是指用来标识程序中用到的变量名、函数名、类型名、数组名、文件名及符号常量名等的有效字符序列。标识符的命名规则是：

1. 组成：由字母、数字及下划线组成；
2. 开头：不能以数字开头，第一个字符必须是字母或下划线；
3. 不能是关键字。

三、关键字

在c语言中，具有特别意义的字符串称为关键字，也称保留字。

四、常量和变量

C程序的数据中，按其值是否可改变分为常量和变量。在程序执行过程中，其值不发生改变的量称为常量，其值可变的量称为变量。

1.常量

常量可分为直接常量和符号常量两种。

• 直接常量又包括整型常量、实型（浮点型）常量和字符常量。
• 符号常量是用标识符来表示一个常量。符号常量在使用之前必须先定义，其一般形式为：

#define PI 3.1415926

其含义是以标识符PI来代表数据3.1415926。宏定义命令之后，程序中用到的3.1415926的地方都可以用标识符PI来替代。

宏定义可以增强程序的可维护性。例如，当需要修改某一常量时，只需要修改定义中的常量值即可。

习惯上符号常量的标识符用大写字母表示。

2.变量

每个变量都有一个名字，这个名字称为变量名。变量名必须是合法的标识符，它代表了某个存储空间及其所存储的数据。这个空间所存储的数据称为该变量的值。

（1）变量的定义

变量在使用之前必须先定义，定义变量的一般格式为：

类型说明符 变量名;

例如，定义一个整型变量a

int a;

定义变量时，应注意下面4点：

• 允许在一个类型说明符后定义多个相同类型的变量，各变量名之间用逗号隔开，具体格式为：

类型说明符 变量名1,变量名2,变量名3,......

• 类型说明符与变量名之间至少有一个空格；
• 最后一个变量名之后必须以;结尾
• 变量定义必须放在变量使用之前，一般放在函数体的开始部分。

（2）变量的赋值

在定义变量的时候，可以同时给变量赋初始值，这种形式也成为变量的初始化。例如，定义一个整型变量a,并为其赋值0

int a = 0;

也可以先定义变量，再对变量赋值。

int a;
a = 0;

五、基本数据类型

1.整型

（1）整型常量

整型常量的表示形式如下：

• 十进制整数：如18，-175
• 八进制整数：以0开头，用0~7这8个数字组合表达。例如：0154
• 十六进制数：以0x或0X开头，用0~9这10个数字及字母A~F组合表达。例如：0x15F

【注意】

默认整型常量为int类型

在常量后面加上字符L（l）和U（u）进行修饰，L表示该常量为长整型，U表示该常量为无符号整型。例如：12567895468L、500U等。

(2)整型变量

整型变量可分为有符号整型和无符号整型两大类。

有符号整型指的是所存储的数值可以带正负号，所以需要一个符号位。

无符号整型指的是数值只有整数。

【注意】默认情况下，C程序的整型表里是有符号的，若要使用无符号整型，需要用关键字unsigned声明。

为了适应不同的应用场合，C程序中可以定义多种整数类型，其长度各不相同。其中，最常用的是有符号整型（用关键字int表示）长度为32位（4个字节）。此外，还有长整型（用关键字long表示）和短整型（用关键字short表示）。

编写程序时，除可以指明变量是长整型或短整型，有符号整型或无符号整型，还可以把说明符组合起来。因此，整型变量可以分为有符号基本整型、无符号基本整型、有符号短整型、无符号短整型、有符号长整型和无符号长整型这6种。各类型的关键字和取值范围如表所示。

【数据溢出】

在c程序中，在C程序中，各种整型变量都有其特定的表示范围，当一个数据超出了其类型所能表示的范围时，称为数据溢出。

【案例3.1】

#include <stdio.h>
int main(){
    short a,b;
    a = 32757;
    b = a+1;
    printf("a=%d,b=%d",a,b);
    return 0;
}

【运行结果】 程序运行结果如图所示。

【程序说明】 这里定义的变量a和b是有符号短整型，其取值范围为−32768～32767，所以当a的值加1变成了32768后就会发生"溢出"。但程序运行时并不报错，它好像汽车里程表一样，达到最大值以后，又从最小值开始计数。所以32767加1后得到的结果不是32768，而是−32768。

2.浮点型

浮点型数据也称为实型数据，是带有小数点或指数符号的数值数据，包括浮点型常量和浮点型变量两类。

（1）浮点型常量

浮点型常量的表示只采用十进制形式，包括直接十进制形式和指数形式两类。 （

1）直接十进制形式，如0.0013、−1482.5。

2）指数形式，通常用来表示一些比较大或者比较小的数值，格式为 实数部分+字母E或e+正负号+整数部分 其中字母E或e表示十次方，正负号表示指数部分的符号，整数部分为幂的大小。字母E或e之前必须有数字（实数部分），之后的数字必须为整数。例如，0.0013可表示为1.3e−3，−1482.5可表示为−1.4825e3。

（2）浮点型变量

根据其精度不同，浮点型变量可以分为单精度类型、双精度类型和长双精度类型。

1）单精度类型使用关键字float来定义变量，它在内存中占4个字节，提供6位有效数字，取值范围为−3.4×1038～−1.2×10−38、0和1.2×10−38～3.4×1038。

【例3-1-2】 单精度型数据的有效位。

#include <stdio.h>
int main()
{
	float f;					/*定义单精度型变量f*/
	f=1234567.95789;			/*将值1234567.95789赋给变量f*/
	printf("f=%f\n",f);		                            /*输出变量f的值*/
	return 0;					/*函数返回值0*/
} 

【运行结果】 程序运行结果如图所示。

2）双精度类型使用关键字double来定义变量，它在内存中占8个字节，提供15位有效数字，取值范围为−1.7×10308～−2.3×10−308、0和2.3×10−308～1.7×10308。

【例3-1-3】 将例3-1-2中的变量定义为double类型。

#include <stdio.h>
int main()
{
	double f;					/*定义双精度型变量f*/
	f=1234567.95789;			/*将值1234567.95789赋给变量f*/
	printf("f=%f\n",f);		/*输出变量f的值*/
	return 0;					/*函数返回值0*/
}

3）长双精度类型使用的关键字是long double。不同的编译系统对long double型的处理方法不同。例如，Turbo C 2.0对long double型分配16个字节，而Visual C++则对long double型和double型一样处理，其有效数字位数和取值范围也与double型一致。

3.字符型

字符型数据包括字符型常量和字符型变量。

1）字符型常量 字符型常量包括字符常量、字符串常量和转义字符。

• C程序中的字符常量必须用单撇号（单引号）括起来，且单撇号中只能是单个字符，如'A'、'a'、'8'、'&'。

• 由于字符型数据在C程序中是以ASCII码形式存储的，因此字符常量的值就是其对应的ASCII码值。例如，字符'A'的ASCII码值为65，'a'的ASCII码值为97。

2）字符串常量是一对双撇号（双引号）括起来的一个或多个字符。例如，"A"、"China"、"Welcome to beijing"等。 C程序中存储字符串常量时，系统会在字符串的末尾自动加一个'\0'作为字符串的结束标志。例如，字符串常量"China"在内存中的存储形式如图所示。

3）转义字符是C程序中表示字符的一种特殊形式，它以反斜杠"\"作为标志符号，后面跟一个字符（也可以是一个八进制或十六进制数）。转义字符具有特定的含义，不同于字符原有的意义，如转义字符'\0'表示字符串结束。常用转义字符如表所示。

字符型变量用来存储单个字符，类型说明符是char。字符型变量定义的格式和书写规则都与整型变量相同。例如：

char c1,c2;			/*定义字符型变量c1和c2*/
c1='a';			/*将'a'赋值给c1*/
c2='b';			/*将'b'赋值给c2*/

4. 数据类型转换

在C程序中，不同类型的数据可以混合运算，但在运算之前应先转换成同一类型。数据类型的转换有自动类型转换和强制类型转换两种方式。

1）自动类型转换 自动类型转换是由编译系统自动进行的，不需要人为干预。自动类型转换要遵循以下3个基本规则。

• 若参与运算的变量类型不同，须先转换成同一类型（自动转换），然后进行运算。
• "低级向高级转换"原则。如果运算中有几种不同类型的操作数，则统一转换为最高级的数据类型后再进行运算。数据类型的转换方向如图所示。

• 赋值运算两边的数据类型不同时，赋值号右边数据的类型将会转换为左边数据的类型。

【例3-1-4】 数据类型转换的应用。

#include <stdio.h> 
int main() 
{
	int a,x;						/*定义整型变量a和x*/
	float b;						/*定义单精度型变量b*/
	double c,y;					/*定义双精度型变量c和y*/
	a=1; 							/*将1赋值给a*/
	b=2.1;							/*将2.1赋值给b*/
	c=3.2;							/*将3.2赋值给c*/
	x=a+b+c;						/*将a、b、c的和赋值给x*/
y=a+b+c;						/*将a、b、c的和赋值给y*/
	printf("x=%d,y=%f",x,y);	/*输出整型变量x和单精度型变量y*/
	return 0;
}

【运行结果】 程序运行结果如图所示。

【程序说明】 计算a+b+c时，先将变量a和变量b都转换成double型，然后计算，所以结果为double型。但赋值时，x为int型，故会将计算结果转换成int型赋值给x，x的值为6。