03 运算符与表达式、数据类型的转换

第3讲运算符与表达式数据类型的转换1.目的、要求掌握运算符、表达式、优先级、结合性等概念；掌握赋值表达式、逗号表达式；掌握数据类型的转换。2.重点、难点数据类型的转换；自加、自减运算；优先级和结合性；赋值表达式与逗号表达式。运算（操作）是对数据的加工，通过对运算符的介绍，引入优先级的概念。重点介绍数据类型的转换，自加/自减运算，优先级和结合性，赋值表达式、逗号表达式。3.讲课思路变量有什么作用？真正实用的程序需要使用和处理的数据很多.因而需要定义一些变量，用于临时存储数据，以供在需要的时候取出使用。如：intx,y;对变量的任何使用都必须遵守“先定义后使用”的基本原则。例如，有如下一组操作：inta=12,b=7,t;doublex,y;t=a+b–2;x=a+1;y=x/4.0;使用变量变量定义与内存分配对于变量定义，计算机相应地会安排一个或几个字节的内存分配给该变量使用。例如：intva=1,vb;floatvx=3.14;1、每个程序在运行时有相应的内存区域；2、初始状态下内存区域的数据区中并没有安排变量，这时数据区各个字节中的数据是计算机随意安排的；3、对于每个变量定义，计算机在数据区中依次分配对应的内存单元。程序可用的的内存区域××××××××××××××××××××××va1vbvx3.14如何对变量进行操作？①赋值---把数据送入变量中保存（对变量进行写入操作）如：x=1;x=x+1；效果：新值取代旧值②取值---从变量中取出数据（对变量进行读取操作）如：y=x+1;效果：取之不尽对变量赋值是C语言最基本的命令之一。赋值语句格式：变量名=表达式；含义/功能：把表达式（即计算式，一定有计算结果）的计算结果送到变量所对应的内存中（简述“送到变量中”）。例如：intva;va=27*4-56;赋值1、语句---C语言中一条完整的命令称为一条语句；2、赋值语句是C语言中最常用的语句；3、赋值号“=”具有方向性，把右边的数据送到左边指定的存储单元，因此左右不可交换位置；4、不是方程。方程中的“=”表示左右相等，不具有方向性，因此方程左右两边可以交换位置。5、赋值语句中所使用的变量必须是已经定义的变量，即“先定义后使用”；6、对变量再次赋值时，“以新代旧”原则。赋值语句什么是运算符用于命令计算机完成某种特定计算的符号或写法。重要特征：强调计算结果，即计算得到的数据C语言支持的13类运算符(详见附录)算术运算符：+，-，*，/，%，++，--关系运算符：，，=，=，==，!=逻辑运算符：！，&&，||位运算符：，，~，|，^，&赋值运算符：=条件运算符：？：逗号运算符：，指针运算符：*，&求字节数运算符：sizeof强制类型转换运算符：类型分量运算符：.，-下标运算符：[]其它：如函数调用运算符（）运算符有关概念运算符有关概念•i目运算符：要求i个运算量参加运算。如：+、-、*、/是双目（2目）运算符•运算量的类型：%要求两个运算量均为整型。•运算符优先级一个表达式中出现多种运算符时，如何计算？运算符优先级表，见附录。改变优先级的方法----括号（）•与数学函数的关系表现形式不同。以%为例，有些语言没有%而设置MOD函数。•运算结果的类型：即表达式值的类型。赋值表达式的值就是变量获得的值。算术运算符•先乘除，后加减•正负号优先于乘除•%要求两侧均为整型量•++，--为单目运算符自减运算符“--”的使用格式仿照“++”；格式①和②的用法都可以加分号当语句使用，功能是把变量的值加1再送回该变量中。下面的两种写法功能上完全相同。i++;++i;格式①和②也可当数据使用。对于格式①，先把变量的值增1送回该变量中，再使用目前变量中存放的数据；对于格式②，先使用目前变量中存放的数据，再把变量的值增1送回该变量中；自增运算符与自减运算符(++与--)格式：①++变量名②变量名++自加/自减运算i++：先使用，后自加。i--：先使用，后自减。++i：先自加，后使用。--i：先自减，后使用。逐条解释下面各语句的操作过程：intx=1,y=5,z;x++;++y;z=++x;y=(x++)*(++z);++与--示例避免使用容易引起概念混淆的写法：y=x+++z;printf(%d,%d,y,y++);程序中的任何写法都必须注意：你到底想要计算机干什么，而不是让计算机试试能怎么做。•何时进行自加自减，举例说明如下（若i=3）：—K=i++；执行后K=3，i=4。—K=（i++）+（i++）+（i++）；执行后K=9，i=6。过程为：（1）取出i的原值3相加，得K=9；（2）i进行三次自加，得i=6。—K=（++i）+（++i）+（++i）；执行后K=18，i=6。自加是在整个表达式求解一开始时最先进行的，故先对i进行三次自加得i=6，然后再进行K=6+6+6的运算。•C编译处理时，尽可能多的自左而右将若干个字符组成一个运算符，如：i+++j相当于（i++）+j。•上机实验：printf（“%d，%d”，i，i++）；在TC下表达式自右向左求值，结果为（4，3）。凡二元运算符都可以和“=”组合在一起构成复合的赋值运算符，具体是：+=-=*=/=%===&=|=^=以“+=”为例，用法为：等价于：变量名=变量名+（表达式）复合的赋值运算符格式：变量名+=表达式设：inta=1,b=4,c=8;作为复合的赋值语句使用时a+=1;b–=1;c/=a+b;复合的赋值运算示例作为复合的赋值表达式使用时b=a+=1;c*=a–=b–1;a=a+1;b=b–1;c=c/(a+b);a=a+1;b=a;a=a–(b–1);c=c*a;运算的结合方向•当优先级无法确定运算次序时用如：a=b=5•运算符的结合性表见附录若已知赋值运算符的结合方向为自右向左，则a=b=5的解释为：运算量b的两侧均为=，而=的结合方向为右结合性，则b先和右边的=结合，于是b=5先进行，于是b的值为5，且表达式b=5的值也为5，下一步a=5，于是a的值为5。逗号运算符“,”的功能——依次计算，取最后一个值逗号运算符优先级最低(比赋值运算符还低)比较：x=a=3,b=5;x=(a=3,b=5);常规用法。t=a;a=b;b=t;逗号运算符格式：表达式1,表达式2,…,表达式nt=a,a=b,b=t;对下列日常写法的计算式，写出对应的C语言表达式：数学表达式翻译成C语言的表达式答案(1)：4.0/3*3.1415926*r*r*r答案(2)：(a+b)*0.5+fabs((a-b)*0.5)答案(3a)：(-b+sqrt(b*b-4*a*c))/(2*a)(3b)：(-b-sqrt(b*b-4*a*c))/(2*a)答案(4)：exp(x+y)+log(a-b)/log(2)+pow(a+b,1.0/3)2.4不同类型数据间的转换C语言中允许不同类型的数据混合使用,但需要进行数据类型转换.类型转换的3种基本形式为：同一类型但长度不同的数据间的转换；定点方式与浮点方式之间的转换；整型数有符号与无符号格式之间的转换。1.几个概念•提升：由低级的数据类型转换为高级的数据类型。•降格：由高级的数据类型转换为低级的数据类型。•同一长度的整型数带/不带符号的转换属于同一级别。•符号位的扩展：将signed整型数提升为较长的signed型，在增加的长度中各个位的状态与原来较短的数据中的符号位相同。•零扩展：将unsigned型扩展为较长的整型数时，增加的位全部置0。•最高位符号功能的丢失与形成：10000000000000001000000000000000signed型unsigned型丢失形成•实数转换为整数（范围不越界）时，小数部分全部舍去。•double型转换为float型时，按“四舍五入”去除多余的有效数字。•舍去小数与四舍五入有可能丢失精度。•浮点数降格，即：doublefloat或double（float）long、short若数值超过了目标类型的取值范围，所得结果不确定。•较长的整型转换为较短的整型时，截去高位，保留低字节内容。因而会产生较大误差。1)整数相除舍去小数部分，如：5/3=1/*两个整数相除，结果的精度不会比整数更高*/-5/3=-12）若有一个数为实数，则结果为double型（因所有实数都按double型进行运算）。赋值表达式中类型的转换：其一般格式为：变量名=表达式；转换规则：“=”右边的值被转换为“=”左边变量所属的类型。若右边的数据类型级别较高（数据位较长），则进行截断或取舍。例如：inta;floatb=12.00;longc=64578987;/*3D965AB*/a=b+c;/*65ABH=26027D*/输出：a=26039.“=”两侧类型不一致时的转换：1）整型变量=实型数据，舍去小数部分。2）float变量=int数据，将int数据转换为float型。double变量=int数据，将int数据转换为double型。3）int变量=c型数据，因int型为2字节，c型为1字节，分下列两种情况：•系统将字符处理为无符号量，则字符数据（8位）放到int变量的低8位。•系统将字符处理为带符号的量时：字符最高位为0，处理方法同上；字符最高位为1，则int变量的高8位全补1（又称为字符扩展）。4）longint变量=int数据，同3）进行字符扩展。int变量=longint数据，只截取longint数据的低16位原封不动的送到int变量。如：inta；longintb=65536；a=b；则赋值后a=0。5）longint变量=unsignedint数据，无符号扩展，高位补0即可。6）将非unsigned型数据赋给长度相同的unsigned型变量时，连同符号位原样传送。[例]：类型转换main(){doublea=123456.789098765;floatb;longc;inti,j;b=a;c=a;i=a;j=c;printf(a=%lf,b=%f,c=%ld,i=%d,j=%d\n,a,b,c,i,j);}a=123456.789099b=123456.7890962c=123456i=-7616j=-76162.不同类型数据的转换•算术转换（运算符转换）目的：扩展短类型的数据，使运算符两端具有相同的类型。原则：doublefloatlongunsignedintchar，short高低例:50L+5*’a’-30.0longintcharfloat①int②longdouble③double强制类型转换（显式转换）强迫表达式的值转换为指定的数据类型。其一般格式为：（类型标识符）表达式；例如：（float)a；将变量a的值强迫转换为单精度数据类型。（int)(x+y)；将(x+y)的值强迫转换为整数类型。注意：1）在强制类型转换中，产生一个中间变量，用于存放其转换后的数值；原变量（表达式）的数据类型不变。2）系统提供的数学函数一般要求参数为double型，在调用这些函数时，就可使用强制类型转换的方法。•输出转换以%d输出long型数据，相当于将long型转换为int型再输出。%u相当于将int型按无符号方式输出。注意：1）负数转换为无符号数时，符号位作为数值的一部分。[例]：类型转换main(){inti=-69;unsignedun=5;printf(%d+%u=%u?!\n,i,un,i+un);printf(%d+%u=%d\n,i,un,i+un);}-69+5=65472？！-69+5=-6465536-69=6546765467+5=654722）以较短类型输出较长类型数据时，高位丢失，若数据超出短类型范围，将产生较大误差。实数转换为整数时，仍然会产生这类错误。[例]：类型转换main(){inti,j;longa=80000,b=3200L;printf(%ld=%d?!\n,a,i=a);printf(%ld=%d?!\n,b,j=b);}80000=14464？！3200=