C语言基础教程（二）数据类型、变量和运算符

2019-11-17 05:19:26

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    说明:
    1. 象其它一些语言一样, Turbo C的变量在使用之前必须先定义其数据类型,
未经定义的变量不能使用。定义变量类型应在可执行语句前面, 如上例main()函
数中的第一条语句就是变量定义语句, 它必须放在第一各执行语句clrscr()前面。
    2. 在Turbo C中, 大、小写字母是有区别的, 相同字母的大、小写代表不同
的变量。
    3. Turbo C程序的书写格式非常灵活, 没有严格限制。
    例1的主函数可写成:
    main(){char c; clrscr(); gotoxy(12,3);
           puts("Welcome to use Turbo C2.0!"); gotoxy(15,13);
           PRintf("<CR>--Continue"); gotoxy(15,15);...}
    这样写语法上没有错误, 但阅读起来不方便, 同时也使得程序层次不明确。
作者建议用Turbo C编程时, 一行一条语句, 碰到嵌套语句向后缩进, 必要时对
程序加上注释行。这样可以便程序结构清楚、易于阅读、维护和修改。
    通过以上介绍, 可以得出Turbo C源程序的一般形式为:
          包含文件
          子函数类型说明
          全程变量定义
          main()
          {
            局部变量定义
            <程序体>
          }
          sub1()
          {
            局部变量定义
            <程序体>
          }
          sub2()
          {
            局部变量定义
            <程序体>
          }
               .
               .
               .
          subN()
          {
            局部变量定义
            <程序体>
          }
    其中sub1(), ..., subN()代表用户定义的子函数, 程序体指Turbo C 2.0
提供的任何库函数调用语句、控制流程语句或其它用子函数调用语句等。

    说明:
    1. 象其它一些语言一样, Turbo C的变量在使用之前必须先定义其数据类型,
未经定义的变量不能使用。定义变量类型应在可执行语句前面, 如上例main()函
数中的第一条语句就是变量定义语句, 它必须放在第一各执行语句clrscr()前面。
    2. 在Turbo C中, 大、小写字母是有区别的, 相同字母的大、小写代表不同
的变量。
    3. Turbo C程序的书写格式非常灵活, 没有严格限制。
    例1的主函数可写成:
    main(){char c; clrscr(); gotoxy(12,3);
           puts("Welcome to use Turbo C2.0!"); gotoxy(15,13);
           printf("<CR>--Continue"); gotoxy(15,15);...}
    这样写语法上没有错误, 但阅读起来不方便, 同时也使得程序层次不明确。
作者建议用Turbo C编程时, 一行一条语句, 碰到嵌套语句向后缩进, 必要时对
程序加上注释行。这样可以便程序结构清楚、易于阅读、维护和修改。
    通过以上介绍, 可以得出Turbo C源程序的一般形式为:
          包含文件
          子函数类型说明
          全程变量定义
          main()
          {
            局部变量定义
            <程序体>
          }
          sub1()
          {
            局部变量定义
            <程序体>
          }
          sub2()
          {
            局部变量定义
            <程序体>
          }
               .
               .
               .
          subN()
          {
            局部变量定义
            <程序体>
          }
    其中sub1(), ..., subN()代表用户定义的子函数, 程序体指Turbo C 2.0
提供的任何库函数调用语句、控制流程语句或其它用子函数调用语句等。
1. 数据类型    在Turbo C语言中, 每个变量在使用之前必须定义其数据类型。Turbo C有以
下几种类型: 整型(int)、浮点型(float)、字符型(char)、指针型(*)、无值型
(void)以及结构(strUCt)和联合(union)。其中前五种是Turbo C的基本数据类型、
后两种数据类型(结构和联合)将在第五章介绍。

    2.1 整型(int)
    一、整型数说明
    加上不同的修饰符, 整型数有以下几种类型;
    signed short int     有符号短整型数说明。简写为short或int, 字长为2
                         字节共16位二进制数, 数的范围是-32768~32767。
    signed long int      有符号长整型数说明。简写为long, 字长为4字节共
                         32位二进制数, 数的范围是-2147483648~2147483647。
    unsigned short int   无符号短整型数说明。简写为unsigned int, 字长
                         为2字节共16位二进制数, 数的范围是0~65535。
    unsigned long int    无符号长整型数说明。简写为unsigned long, 字长
                         为4字节共32位二进制数, 数的范围是0~4294967295。
    二、整型变量定义
    可以用下列语句定义整型变量
    int a, b;            /*a、b被定义为有符号短整型变量*/
    unsigned long c;     /*c被定义为无符号长整型变量*/
    三、整型常数表示
    按不同的进制区分, 整型常数有三种表示方法:
    十进制数: 以非0开始的数
               如:220, -560, 45900
    八进制数: 以0开始的数
               如:06; 0106, 05788
    十六进制数:以0X或0x开始的数
               如:0X0D, 0XFF, 0x4e
    另外, 可在整型常数后添加一个"L"或"l"字母表示该数为长整型数, 如22L,
0773L, 0Xae4l。
    2.2 浮点型(float)     一、浮点数说明
    Turbo C中有以下两种类型的浮点数:
    float      单浮点数。字长为4 个字节共32 位二进制数,   数的范围是
               3.4x10-38E~3.4x10+38E。
    double     双浮点数。字长为 8个字节共 64 位二进制数, 数的范围是
               1.7x10-308E~1.7x10+308E。
    说明:
    浮点数均为有符号浮点数, 没有无符号浮点数。
    二、浮点型变量定义
    可以用下列语句定义浮点型变量:
    float a, f;     /*a, f被定义为单浮点型变量*/
    double b;       /*b被定义为双浮点型变量*/

    三、浮点常数表示
    例如: +29.56, -56.33, -6.8e-18, 6.365
    说明:
    1. 浮点常数只有一种进制(十进制)。
    2. 所有浮点常数都被默认为double。
    3. 绝对值小于1的浮点数, 其小数点前面的零可以省略。如:0.22可写为.22,
-0.0015E-3可写为-.0015E-3。
    4. Turbo C默认格式输出浮点数时, 最多只保留小数点后六位。
     2.3 字符型(char)
    加上不同的修饰符, 可以定义有符号和无符号两种类型的字符型变量, 例如:
    char a:              /*a被定义为有符号字符变量*/
    unsigned char l;     /*l被定义为无符号字符变量*/
    字符在计算机中以其ASCII码方式表示, 其长度为1个字节, 有符号字符型数
取值范围为-128~127, 无符号字符型数到值范围是0~255。因此在Turbo C语言中,
字符型数据在操作时将按整型数处理, 假如某个变量定义成char, 则表明该变量
是有符号的, 即它将转换成有符号的整型数。
    Turbo C中规定对ASCII码值大于0x80的字符将被认为是负数。例如ASCII 值
为0x8c的字符, 定义成char时,   被转换成十六进制的整数0xff8c 。这是因当
ASCII码值大于0x80时, 该字节的最高位为1, 计算机会认为该数为负数,   对于
0x8c表示的数实际上是-74(8c的各位取反再加1), 而-74 转换成两字节整型数并
在计算机中表示时就是0xff8c( 对0074 各位取反再加1) 。因此只有定义为
unsigned char 0x8c转换成整型数时才是8c。这一点在处理大于0x80的ASCII码
字符时(例如汉字码)要非凡注重。一般汉字均定义为unsigned char(在以后的程
序中会经常碰到)。
    另外, 也可以定义一个字符型数组(关于数组后面再作具体介绍), 此时该数
组表示一个字符串。
    例如:
        char str[10];
    计算机在编译时, 将留出连续10个字符的空间, 即str[0]到str[9]共10个变
量, 但只有前9个供用户使用。第10个str[9]用来存放字符串终止符NULL即"/0",
但终止符是编编译程序自动加上的, 这一点应非凡注重。
    二、字符常数表示
    能用符号表示的字符可直接用单引号括起来表示, 如'a', '9', 'Z', 也可用
该字符的ASCII码值表示, 例如十进制数85表示大写字母'U', 十六进制数0x5d表示
']', 八进制数0102表示大写字母'B'。
    一些不能用符号表示的控制符, 只能用ASCII码值来表示, 如十进制数10 表示
换行, 下六进制数0x0d表示回车, 八进制数033表示Esc。Turbo C2.0中也有另外一
种表示表示方法, 如'/033'表示Esc, 这里'/ 0' 符号后面的数字表示十六进制的
ASCII值当然这种表示方法也适用于可睦接用符号表示的字符。
    另外, Turbo C2.0中有些常用的字符用以下非凡规定来表示:
          规定符            等价于           含义
          '/f'               '/X0C'          换页
          '/r'               '/X0D'          回车
          '/t'               '/X09'          制表键
          '/n'               '/X0A'          换行
          '//'               '/X5C'          /符
          '/''               '/X27'          '符
          '/"'               '/X22'          "符
    对于字符串常量, 一般用双引号括起来表示, 如"Hello Turbo C2.0"。

    2.4 指针型(*)
    指针是一种非凡的数据类型, 在其它语言中一般没有。指针是指向变量的地址,
实质上指针就是存贮单元的地址。根据所指的变量类型不同,   可以是整型指针
(int *)、浮点型指针(float *)、字符型指针(char *)、结构指针(struct *)和联
合指针(union *)(结构指针和联合指针将在第4节中介绍)。

    2.5 无值型(void)
    无值型字节长度为0, 主要有两个用途: 一是明确地表示一个函数不返回任何
值; 一是产生一个同一类型指针(可根据需要动态分配给其内存)。
    例如:
             void *buffer;    /*buffer被定义为无值型指针*/
2 要害字和标识符    3.1 要害字
    所谓要害字就是已被Turbo C2.0本身使用, 不能作其它用途使用的字。例如关
键字不能用作变量名、函数名等。
    Turbo C2.0有以下要害字:
    Turbo C2.0扩展的共11个
     asm       _cs       _ds       _es       _ss       cdecl
     far       near      huge      interrupt pascal
    由ANSI标准定义的共32个
     auto      double    int       struct    break     else
     long      switch    case      enum      register typedef
     char      extern    return    union     const     float
     short     unsigned continue for       signed    void
     default   goto      sizeof    volatile do        if
     while     static
    3.2 标识符
    所谓标识符是指常量、变量、语句标号以及用户自定义函数的名称。 Turbo C
2.0标识符的定义十分灵活。作为标识符必须满足以下规则:
    1. 所有标识符必须由一个字母(a~z, A~Z)或下划线(_)开头;
    2. 标识符的其它部分可以用字母、下划线或数字(0~9)组成;
    3. 大小写字母表示不同意义, 即代表不同的标识符;
    4. 标识符只有前32个字符有效;
    5. 标识符不能使用Turbo C2.0的要害字。
    下面举出几个正确和不正确的标识符:
               正确                不正确
               smart               5smart
               _decision           bomb?
               key_board           key.board
               FLOAT               float

3. 变量    4.1 变量说明
    Turbo C2.0规定所有变量在使用前都必须中以说明。一条变量说明语句由数据
类型和其后的一个或多个变量名组成。变量说明的形式如下:
    类型 <变量表>;
    这里类型是指Turbo C2.0的有效数据类型。变量表是一个或多个标识符名, 每
个标识符之间用","分隔。
    例如:
          int i, j, k;   unsigned char c, str[5], *p;
    4.2 变量种类
    变量可以在程序中三个地方说明: 函数内部、函数的参数定义中或所有的函数
外部。根据所定义位置的不同, 变量可分为局部变量、形式参数和全程变量。
    一、局部变量
    局部变量是指在函数内部说明的变量(有时也称为自动变量)。用要害字auto进
行说明, 当auto省略时, 所有的非全程变量都被认为是局部变量, 所以auto实际上
从来不用。
    局部变量在函数调用时自动产生, 但不会自动初始化, 随函数调用的结束, 这
个变量也就自动消失了, 下次调用此函数时再自动产生, 还要再赋值, 退出时又自
动消失。
    二、形式参数
    形式参数是指在函数名后面的小括号里定义的变量, 用于接受来自调用函数的
参数。形式参数在函数内部可以象其它局部变量那样来作用。
    例如:
     puthz(int x, int y, int color, char *p)
     {
          int i, j, k;   /*定义局部变量*/
          <程序体>
     }
    其中x, y, color, *p为函数的形式参数, 不需要再进行说明就可在该函数内
直使用。
    三、全程变量
    全程变量是指在所有函数之外说明的变量, 它在整个程序内部者是"可见的",
可以被任何一个函数使用, 并且在整个程序的运行中都保留其值。全程变量只要满
足在使用它以前和函数以外这两个条件, 可在程序的任何位置进行说明, 习惯上通
常在程序的主函数前说明。
    例如:
     #include<stdio.h>
     int test;                /*定义全程变量*/
     void f1(int x, float y); /*子函数说明*/
     void f2(void);           /*子函数说明*/
     main()
     {
          test=5;             /*给全程变量赋值*/
          f1(20, 5.5);        /*调用有形式参数的子函数f1()*/
                              /*test的值变成115*/
          f2();               /*调用f2(), test的值变为1150*/
     }
     void f1(int x, float y)
     {
          float z;            /*z定义为局部变量*/
          z=x*y;              /*计算*/
          test=test+z;
     }
     void f2(void)
     {
          int count=10;       /*定义局部变量并初始化*/
          test=test*count;
     }

    由于全程变量可被整个程序内的任何一个函数使用, 所以可作为函数之间传递
参数的手段, 但全程变量太多时, 内存开销变大。
    4.3 变量存储类型
    Turbo C2.0支持四种变量存储类型。说明符如下:
     auto      static    extern    register
下面分别来介绍。
    一、auto
    auto称为自动变量, 已在前面作了介绍, 这里不再重复。
    二、static
    static称为静态变量。根据变量的类型可以分为静态局部变量和静态全程变量。
    1. 静态局部变量
    它与局部变量的区别在于: 在函数退出时, 这个变量始终存在, 但不能被其它
函数使用, 当再次进入该函数时, 将保存上次的结果。其它与局部变量一样。
    2. 静态全程变量
    Turbo C2.0答应将大型程序分成若干独立模块文件分别编译, 然后将所有模块
的目标文件连接在一起, 从而提高编译速度, 同时也便于软件的治理和维护。静态
全程变量就是指只在定义它的源文件中可见而在其它源文件中不可见的变量。它与
全程变量的区别是: 全程变量可以再说明为外部变量(extern), 被其它源文件使用,
而静态全程变量却不能再被说明为外部的, 即只能被所在的源文件使用。
    三、extern
    extern称为外部变量。为了使变量除了在定义它的源文件中可以使用外, 还要
被其它文件使用。因此,   必须将全程变量通知每一个程序模块文件,   此时可用
extern来说明。
    例如:
        文件1为file1.c                  文件2为file2.c
    int i, j;/*定义全程变量*/        extern int i, j;/*说明将i, j从
                                                     文件1中复制过来*/
    char c;                          extern char c; /*将c复制过来*/
    void func1(int k);               func2()        /*用户定义函数*/
                                     {
    main()                              static float k;/*定义静态变量*/
    {                                   i=j*5/100;
          func1(20);/*调用函数*/        k=i/1.5;
          func2();                           .
          .                                  .
          .                                  .
          .                            }
     }
     func1(int k) /*用户定义函数*/
     {
          j=k*100;
     }

    对于以上两个文件file1.c和file2.c, 用Turbo C2.0的集成开发环境进行编译
连接时, 首先应建立一个.prj的文件。例如file.prj, 该文件内容如下:
     file1.c
     file2.c
    然后将file.prj的文件名写入主菜单Project中的Project Name项中。再用F9
编译连接, 就可产生一个文件名为fioe.exe的可执行文件。
    外部变量和FORTRAN语言中的COMMOM定义的公共变量一样。
    四、register
    register称为寄存器变量。它只能用于整型和字符型变量。定义符register说
明的变量被Turbo C2.0存储在CPU的寄存器中, 而不是象普通的变量那样存储在内
存中, 这样可以提高运算速度。但是Turbo C2.0只答应同时定义两个寄存器变量,
一旦超过两个, 编译程序会自动地将超过限制数目的寄存器变量当作非寄存器变量
来处理。因此, 寄存器变量常用在同一变量名频繁出现的地方。
    另外, 寄存器变量只适用于局部变量和函数的形式参数, 它属于auto型变量,
因此, 不能用作全程变量。定义一个整型寄存器变量可写成:
      register int a;
    对于以上所介绍的变量类型和变量存储类型将会在以后的学习中, 通过例行程
序中的定义、使用来逐渐加深理解。
    4.4 数组变量
    所谓数组就是指具有相同数据类型的变量集, 并拥有共同的名字。数组中的每
个特定元素都使用下标来访问。数组由一段连续的存贮地址构成, 最低的地址对应
于第一个数组元素, 最高的地址对应最后一个数组元素。数组可以是一维的、也可
以是多维的。Turbo C2.0象它高级语方一样也使用数组变量。
    一、一维数组
    一维数组的说明格式是:
      类型变量名[长度];
    类型是指数据类型, 即每一个数组元素的数据类型, 包括整数型、浮点型、字
符型、指针型以及结构和联合。
    例如:
     int a[10];
     unsigned long a[20];
     char *s[5];
     char *f[];
    说明:
    1. 数组都是以0作为第一个元素的下标, 因此, 当说明一个int a[16] 的整型
数组时, 表明该数组有16个元素, a[0]~a[15], 一个元素为一个整型变量。
    2. 大多数字符串用一维数组表示。数组元素的多少表示字符串长度, 数组名
表示字符串中第一个字符的地址,   例如在语句char str[ 8] 说明的数组中存入
"hello"字符串后, str表示第一个字母"h"所在的内存单元地址。str[0] 存放的是
字母"h"的ASCII码值, 以此类推, str[4]存入的是字母"o"的ASCII码值, str[5]则
应存放字符串终止符'/0'。
    3. Turbo C2.0对数组不作边界检查。例如用下面语句说明两个数组
    char str1[5], str2[6];
    当赋给str1一个字符串"ABCDEFG"时, 只有"ABCDE"被赋给, "E" 将会自动的赋
给str2, 这点应非凡注重。
    三、多维数组
    多维数组的一般说明格式是:
       类型数组名[第n维长度][第n-1维长度]......[第1维长度];
    这种说明方式与BASIC、FORTRAN等语言中多维数组的说明不一样。
    例如:
      int m[3][2];       /*定义一个整数型的二维数组*/
      char c[2][2][3];   /*定义一个字符型的三维数组*/
    数组m[3][2]共有3*2=6个元素, 顺序为:
      m[0][0], m[0][1], m[1][0], m[1][1], m[2][0], m[2][1];
    数组c[2][2][3]共有2*2*3=12个元素, 顺序为:
      c[0][0][0], c[0][0][1], c[0][0][2],
      c[0][1][0], c[0][1][1], c[0][1][2],
      c[1][0][0], c[1][0][1], c[1][0][2],
      c[1][1][0], c[1][1][1], c[1][1][2],
    数组占用的内存空间(即字节数)的计算式为:
     字节数=第1维长度*第2维长度*...*第n维长度*该数组数据类型占用的字节数

    4.5 变量的初始化和赋值
    一、变量的初始化
    变量的初始化是指变量在被说明的同时赋给一个初值。Turbo C2.0中外部变量
和静态全程变量在程序开始处被初始化, 局部变量包括静态局部变量是在进入定义
它们的函数或复合语句时才作初始化。所有全程变量在没有明确的初始化时将被自
动清零, 而局部变量和寄存器变量在未赋值前其值是不确定的。
    对于外部变量和静态变量, 初值必须是常数表达式, 而自动变量和寄存器变量
可以是任意的表达式, 这个表达式可以包括常数和前面说明过的变量和函数。
    1. 单个变量的初始化
    例如:
     float f0, f1=0.2;/*定义全程变量, 在初始化时f0被清零, f1被赋0.2*/
     main()
     {
          static int i=10, j; /*定义静态局部变量, 初始化时i被赋10, j不确
                              定*/
          int k=i*5;          /*定义局部变量, 初始化时k被赋10*5=50*/
          char c='y';         /*定义字符型指什变量并初始化*/
          .
          .
          .
     }
    2. 数组变量的初始化
    例如:
     main()
     {
          int p[2][3]={{2, -9, 0}, {8, 2, -5}}; /*定义数组p并初始化/*
          int m[2][4]={{27, -5, 19, 3}, {1, 8, -14, -2}};/*定义数组m并初
                                                         始化*/
          char *f[]={'A', 'B', 'C'};         /*定义数组f并初始化*/
          .
          .
          .
     }
    从上例可以看出: Turbo C2.0中数组进行初始化有下述规则:
    (1) 数组的每一行初始化赋值用"{}"并用","分开, 总的再加一对"{}"括起来,
最后以";"表示结束。
    (2) 多维数组的存储是按最右维数的变量变化最快的原则。
    (3) 多维数组存储是连续的, 因此可以用一维数组初始化的办法来初始化多维
数组。
    例如:
     int x[2][3]={1, 2, 3, 4, 5, 6};/*用一维数组来初始化二维数组*/
    (4) 对数组初始化时, 假如初值表中的数据个数比数组元素少, 则不足的数组
元素用0来填补。
    (5) 对指针型变量数组可以不规定维数, 在初始化赋值时, 数组维数从0 开始
被连续赋值。
    例如:
     char *f[]={'a', 'b', 'c'};
    初始化时将会给3个字符指针赋值, 即: *f[0]='a', *f[1]='b', *f[2]='c'。

    3. 指针型变量的初始化
    例如:
     main()
     {
          int *i=7899;        /*定义整型数指针变量并初始化*/
          float *f=3.1415926; /*定义浮点数指针变量并初始化*/
          char *s="Good";     /*定义字符型指针变量并初始化*/
          .
          .
          .
     }
    二、变量的赋值
    变量赋值是给已说明的变量赋给一个特定值。
    1. 单个变量的赋值
    (1) 整型变量和浮点变量
    这两种变量采用下列格式赋值
          变量名=表达式;
    例如:
     main()
     {
          int a, m;      /*定义局部整型变量a, m*/
          float n;       /*定义局部浮点变量f*/
          a=100, m=20;   /*给变量赋值*/
          n=a*m*0.1;
          .
          .
          .
     }
    说明:
    Turbo C2.0中答应给多个变量赋同一值时可用连等的方式。
    例如:
     main()
     {
          int a, b, c;
          a=b=c=0;       /*同时给a,b,c赋值*/
          .
          .
          .
     }
    (2) 字符型变量
    字符型变量可以用三种方法赋值。
    例如:
     main()
     {
          char a0, a1, a2;    /*定义局部字符型变量a0, a1, a2*/
          a0='b';             /*将字母b赋给a0*/
          a1=50;              /*将数字2(十进制ASCII值为50赋给a1*/
          a2='/x0d';          /*将回车符赋给a2*/
          .
          .
          .
     }

    (3) 指针型变量
    例如:
     main()
     {
          int *i;
          char *str;
          *i=100;
          str="Good";
          .
          .
          .
     }
    *i表示i是一个指向整型数的指针, 即*i是一个整型变量, i是一个指向该整型
变量的地址。
    *str表示str是一个字符型指针, 即保留某个字符地址。在初始化时, str没有
什么非凡的值, 而在执行str="Good"时, 编译器先在目标文件的某处保留一个空间
存放"Good/0"的字符串, 然后把这个字符串的第一个字母"G"的地址赋给str, 其中
字符串结尾符"/0"是编译程序自动加上的。

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