第2章类型运算符与表达式

第2章类型、运算符与表达式变量和常量是程序处理的两种基本数据对象。声明语句说明变量的名字及类型，也可以指定变量的初值。运算符指定将要进行的操作。表达式则把变量与常量组合起来生成新的值。对象的类型决定该对象可取值的集合以及可以对该对象执行的操作。本章将详细讲述这些内容。所有整型都包括signed（带符号）和unsigned（无符号）两种形式，且可以表示无符号常量与十六进制字符常量。浮点运算可以以单精度进行，还可以使用更高精度的longdouble类型运算。字符串常量可以在编译时连接。ANSIC还支持枚举类型，该语言特性经过了长期的发展才形成。对象可以声明为const（常量）类型，表明其值不能修改。2.1变量名对变量的命名与符号常量的命名存在一些限制条件，由字母和数字组成，第一个字符必须为字母。下划线“_”被看作是字母，通常用于命名较长的变量名，以提高其可读性。由于函数的名字通常以下划线开头，因此变量名不要以下划线开头。大写字母与小写字母是有区别的，所以，x与X是两个不同的名字。在传统的C语言用法中，变量名使用小写字母，符号常量名全部使用大写字母。类似于if、else、int、float等关键字是保留给语言本身使用的，不能把它们用做变量名。所有关健字中的字符都必须小写。选择的变量名要能够尽量从字面上表达变量的用途，这样做不容易引起混淆。局部变量一般使用较短的变量名（尤其是循环控制变量），外部变量使用较长的名字。2.2数据类型及长度C语言只提供了下列几种基本数据类型：char字符型，占用一个字节，可以存放本地字符集中的一个字符int整型，通常反映了所用机器中整数的最自然长度float单精度浮点型double双精度浮点型此外，还可以在这些基本数据类型的前面加上一些限定符。short与long两个限定符用于限定整型：shortintsh;longintcounter;在上述这种类型的声明中，关键字int可以省略。通常很多人也习惯这么做。short与long两个限定符的引入可以为我们提供满足实际需要的不同长度的整型数。int通常代表特定机器中整数的自然长度。short类型通常为16位，1ong类型通常为32位，int类型可以为16位或32位。各编译器可以根据硬件特性自主选择合适的类型长度，但要遵循下列限制：short与int类型至少为16位，而long类型至少为32位，并且short类型不得长于int类型，而int类型不得长于long类型。类型限定符signed与unsigned可用于限定char类型或任何整型。unsigned类型的数总是正值或0，并遵守算术模2n定律，其中n是该类型占用的位数。例如，如果char对象占用8位，那么unsignedchar类型变量的取值范围为0～255，而signedchar类型变量的取值范围则为-128～127（在采用对二的补码的机器上）。不带限定符的char类型对象是否带符号则取决于具体机器，但可打印字符总是正值。longdouble类型表示高精度的浮点数。同整型一样，浮点型的长度也取决于具体的实现。float、double与longdouble类型可以表示相同的长度，也可以表示两种或三种不同的长度。有关这些类型长度定义的符号常量以及其它与机器和编译器有关的属性可以在标准头文件limits.h与float.h中找到，这些内容将在附录B中讨论。练习2-1编写一个程序以确定分别由signed及unsigned限定的char、short、int与long类型变量的取值范围。采用打印标准头文件中的相应值以及直接计算两种方式实现。后一种方法的实现较困难一些，因为要确定各种浮点类型的取值范围。2.3常量类似于1234的整数常量属于int类型。long类型的常量以字母l或L结尾，如123456789L。如果一个整数太大以至于无法用int类型表示时，也将被当作long类型处理。无符号常量以字母u或U结尾。后缀ul或UL表明是unsignedlong类型。浮点数常量中包含一个小数点（如123.4）或一个指数（如1e-2），也可以两者都有。没有后缀的浮点数常量为double类型。后缀f或F表示float类型，而后缀l或L则表示longdouble类型。整型数除了用十进制表示外，还可以用八进制或十六进制表示。带前缀0的整型常量表示它为八进制形式；前缀为0x或0X，则表示它为十六进制形式。例如，十进制数31可以写成八进制形式037，也可以写成十六进制形式0x1f或0X1F。八进制与十六进制的常量也可以使用后缀L表示long类型，使用后缀U表示unsigned类型。例如，0XFUL是一个unsignedlong类型（无符号长整型）的常量，其值等于十进制数15。一个字符常量是一个整数，书写时将一个字符括在单引号中，如'x'。字符在机器字符集中的数值就是字符常量的值。例如，在ASCII字符集中，字符'0'的值为48，它与数值0没有关系。如果用字符'0'代替这个与具体字符集有关的值（比如48），那么，程序就无需关心该字符对应的具体值，增加了程序的易读性。字符常量一般用来与其它字符进行比较，但也可以像其它整数一样参与数值运算。某些字符可以通过转义字符序列（例如，换行符\n）表示为字符和字符串常量。转义字符序列看起来像两个字符，但只表示一个字符。另外，我们可以用'\ooo'表示任意的字节大小的位模式。其中，ooo代表1～3个八进制数字（0…7）。这种位模式还可以用'\xhh'表示，其中，hh是一个或多个十六进制数字（0…9，a…f，A…F）。因此，我们可以按照下列形式书写语句：#defineVTAB'\013'/*ASCIIverticaltab*/#defineBELL'\007'/*ASCIIbellcharacter*/上述语句也可以用十六进制的形式书写为：#defineVTAB'\xb'/*ASCIIverticaltab*/#defineBELL'\x7'/*ASCIIbellcharacter*/ANSIC语言中的全部转义字符序列如下所示：\a响铃符\\反斜杠\b回退符\?问号\f换页符\'单引号\n换行符\双引号\r回车符\ooo八进制数\t横向制表符\xhh十六进制数\v纵向制表符字符常量'\0'表示值为0的字符，也就是空字符（null）。我们通常用'\0'的形式代替0，以强调某些表达式的字符属性，但其数字值为0。常量表达式是仅仅只包含常量的表达式。这种表达式在编译时求值，而不在运行时求值。它可以出现在常量可以出现的任何位置，例如：#defineMAXLINE1000charline[MAXLINE+1];或#defineLEAP1/*inleapyears*/intdays[31+28+LEAP+31+30+31+30+31+31+30+31+30+31];字符串常量也叫字符串字面值，是用双引号括起来的0个或多个字符组成的字符序列。例如：Iamastring或/*空字符串*/都是字符串。双引号不是字符串的一部分，它只用于限定字符串。字符常量中使用的转义字符序列同样也可以用在字符串中。在字符串中使用\表示双引号字符。编译时可以将多个字符串常量连接起来，例如，下列形式：hello,world等价于hello,world字符串常量的连接为将较长的字符串分散在若干个源文件行中提供了支持。从技术角度看，字符串常量就是字符数组。字符串的内部表示使用一个空字符'\0'作为串的结尾，因此。存储字符串的物理存储单元数比括在双引号中的字符数多一个。这种表示方法也说明，C语言对字符串的长度没有限制，但程序必须扫描完整个字符串后才能确定字符串的长度。标准库函数strlen(s)可以返回（函数定义中用return语句实现）字符串参数s的长度，但长度不包括末尾的'\0'。下面是我们设计的strlen函数的一个版本：/*strlen:returnlengthofs*/intstrlen(chars[]){inti;while(s[i]!='\0')++i;returni;}标准头文件string.h中声明了strlen和其它字符串函数。我们应该搞清楚字符常量与仅包含一个字符的字符串之间的区别：'x'与x是不同的。前者是一个整数，其值是字母x在机器字符集中对应的数值（内部表示值）；后者是一个包含一个字符（即字母x）以及一个结束符'\0'的字符数组。枚举常量是另外一种类型的常量。枚举是一个常量整型值的列表，例如：enumboolean{NO,YES};在没有显式说明的情况下，enum类型中第一个枚举名的值为0，第二个为1，依此类推。如果只指定了部分枚举名的值，那么未指定值的枚举名的值将依着最后一个指定值向后递增，参看下面两个例子中的第二个例子：enumescapes{BELL='\a',BACKSPACE='\b',TAB='\t',NEWLINE='\n',VTAB='\v',RETURN='\r'};enummonths{JAN=1,FEB,MAR,APR,MAY,JUN,JUL,AUG,SEP,OCT,NOV,DEC};/*FEB的值为2，MAR的值为3，依此类推*/不同枚举中的名字必须互不相同。同一枚举中不同的名字可以具有相同的值。枚举为建立常量值与名字之间的关联提供了一种便利的方式。相对于#define语句来说，它的优势在于常量值可以自动生成。尽管可以声明enum类型的变量，但编译器不检查这种类型的变量中存储的值是否为该枚举的有效值。不过，枚举变量提供这种检查，因此枚举比#define更具优势。此外，调试程序可以以符号形式打印出枚举变量的值。2.4声明所有变量都必须先声明后使用，尽管某些变量可以通过上下文隐式地声明。一个声明指定一种变量类型，后面所带的变量表可以包含一个或多个该类型的变量。例如：intlower,upper,step;charc,1ine[1000];一个声明语句中的多个变量可以拆开在多个声明语句中声明。上面的两个声明语句也可以等价地写成下列形式：intlower;intupper;intstep;charc;cbarline[1000];按照这种形式书写代码需要占用较多的空间，但便于向各声明语句中添加注释，也便于以后修改。还可以在声明的同时对变量进行初始化。在声明中，如果变量名的后面紧跟一个等号以及一个表达式，该表达式就充当对变量进行初始化的初始化表达式。例如：charesc='\\';inti=0;intlimit=MAXLINE+1;floateps=1.0e-5;如果变量不是自动变量，则只能进行一次初始化操作，从概念上讲，应该是在程序开始执行之前进行，并且初始化表达式必须为常量表达式。每次进入函数或程序块时，显式初始化的自动变量都将被初始化一次，其初始化表达式可以是任何表达式。默认情况下，外部变量与静态变量将被初始化为0。未经显式初始化的自动变量的值为未定义值（即无效值）。任何变量的声明都可以使用const限定符限定。该限定符指定变量的值不能被修改。对数组而言，const限定符指定数组所有元素的值都不能被修改：constdoublee=2.71828182845905;constcharmsg[]=warning:;const限定符也可配合数组参数使用，它表明函数不能修改数组元素的值：intstrlen(constchar[]);如果试图修改const限定符限定的值，其结果取决于具体的实现。2.5算术运算符二元算术运算符包括：+、-、*、/、%（取模运算符）。整数除法会截断结果中的小数部分。表达式x%y的结果是x除以y的余数，当x能被y整除时，其值为0。例如，如果某一年的年份能被4整除但不能被100整除，那么这一年就是闰年，此外，能被400整除的年份也是闰年。因此，可以用下列语句判断闰年：if((year%4==0&&year%100!=0)||year%400==0)printf(%disaleapyear\n,year);elseprintf(%disnotaleapyear\n,ye