第3章C语言程序设计基础

学习一门语言，要遵循从字、词、短语、句子、段落、篇章的顺序，学习C语言也不例外。什么是C语言中的“单词”呢？各种数据类型、运算符、关键字就是C语言中的“单词”，由它们组成的算式表达式就是C语言中的“短语”，由关键字、短语构成C语言中的“句子”，用户自定义的函数就是C语言中的“段落”，若干个函数构成一个程序就构成了C语言中的“一篇文章”了。本章介绍C语言基础知识，让读者了解C语言程序的基本结构、组成及运行过程，掌握C语言中的数据类型、运算符与表达式，为后续的学习打下坚实的基础。
为方便读者了解、学习本章内容，绘制本章思维导图，如图31所示。



图31“C语言程序设计基础”思维导图



3.1C语言程序结构特点

用C语言进行编程，必须了解C语言程序结构特点，掌握C语言程序的组成、执行过程及规范的书写格式。

3.1.1知识点介绍
1. C语言程序的组成


一个C语言源程序可以由一个或多个源文件组成，每个源文件可由一个或多个函数组成。但一个源程序无论由多少个源文件、多少个函数组成，有且只有一个名为main的主函数。
2. C语言程序的基本结构
(1) 预处理部分
#include <stdio.h>是一条预处理命令，用“#”开头，后面不能加“；”，stdio.h是系统提供的头文件，其中包含输入输出标准库函数的信息。预处理命令内容详见本书第8章编译预处理。
(2) 全局声明
在函数之外进行的数据或函数的声明，称为全局声明，其作用范围从定义开始，到整个程序结束。

(3) 函数
函数是C语言程序的基本单位，在设计良好的程序中，每个函数都用来实现一个或几个特定的功能。编写C语言程序的主要工作是编写一个又一个的函数。
(4) 注释
为了增加程序的可读性，便于用户阅读理解程序，可以对程序代码添加注释，说明变量的含义、程序段的功能等。注释不参与编译，对程序运行不起作用。注释的表示形式有两种，如表31所示。






表31注释的表示形式


注释形式
注释的表示形式
说明


单行注释
//……
从“//”开始到本行结束均为注释内容
块注释
/*……*/
“/*”与“*/”之间的内容均为注释内容，可以是一行也可以是多行

3. 函数的组成
函数包含两部分，函数首部和函数体。函数定义形式如表32所示。


表32函数的组成


函数的组成
示例


函数首部数据类型 函数名（形参1，形参2，…）int max(int x,int y)

函数体

{

声明语句

执行语句

}


{//函数体开始的标志

int z;//声明部分

if(x>y)    //执行部分

z=x;

else

z=y;

return (z);   //将函数值返
//回到调用之处

｝//函数体结束标志



4. C语言程序的执行
C语言程序的执行从main函数的第一条语句开始执行，称为程序的入口； 当main函数的最后一条语句执行完毕，整个程序执行结束，称为程序的出口。其他函数在main函数执行期间，由main函数调用执行。
5. C语言程序的书写格式
为了便于阅读、理解和维护程序，形成良好的编程风格，在书写程序时应遵循以下规则。
(1) C语言程序语句末尾需要加上分号。
(2) 一个说明或一个语句占一行。
(3) 程序中相匹配的一组左、右花括号，一般单独占一行，并上下对齐。
(4) 正确使用缩进的方式体现语句块的层次关系，嵌套的语句块向后缩进，一般用Tab键实现。
3.1.2实验部分
1. 实验目的


(1) 熟练掌握Microsoft Visual Studio 2010编译系统的常用功能。
(2) 学会使用在Microsoft Visual Studio 2010环境下创建、打开、编辑、保存、运行C语言程序。
(3) 了解C语言程序结构、基本语法规则及程序书写格式。
2. 实验内容
(1) 输入并运行程序一
功能： 要求在屏幕上输出一行“This is a C Program.”信息。代码如下： 



1#include <stdio.h>// 编译预处理命令

2int main()// main函数首部，函数值类型为int整型

3{// 函数体开始的标志 

4printf("This is a C Program.＼n"); // 输出一行指定的信息

5return 0;// 返回函数值0，函数执行完毕

6}// 函数体结束的标志




【实验提示】
① 按照第2章操作步骤创建项目，如Pro31，添加源程序文件，如31.cpp。在源程序文件编辑窗口输入源程序。
② 程序第1行stdio.h是C编译系统提供的一个有关标准输入输出信息的头文件，用#include预处理命令，将此文件写入本程序中。任何一个程序都要有结果的输出，因此任何一个程序的开始都需要“#include <stdio.h>”。
③ 程序只有一个main函数，C99标准(ISO/IEC 9899: 1999Programming languagesC的简称)建议把main函数值类型指定为int整型类型，通过函数体中的“return 0； ”语句，将函数值0返回给调用main函数的操作系统。
④ 函数体用花括号{ }括起来，两个花括号分别占用一行，与函数首部第一个字符对齐，函数体内部语句自动向后缩进一个Tab键的位置。
⑤ 函数体内调用标准输出printf函数，实现一行字符的输出，printf函数中双引号内的字符序列原样输出。
⑥ “＼n”是换行转义字符，即在输出“This is a C Program.”后，光标换至下一行。
⑦ 程序中“//”开始到本行结束为注释内容，不参与编译，可以不输入。
⑧ 去掉printf函数中的“＼n”，观察程序运行结果有何不同。
(2) 程序填空
功能： 要求在屏幕上分两行输出如下信息。
Strive to run and be the Dreamer of the new era.
Happiness comes from struggle!
请在程序的下画线处填入正确的内容，并把下画线删除，使程序得出正确的结果。
注意： 不要增行或删行，也不得更改程序结构。
代码如下： 



1#include <stdio.h>// 编译预处理命令 

2int main()// 主函数首部

3{// 函数体开始的标志

4/****************FILL*****************/

5






6/****************FILL*****************/

7

8return 0;// 返回函数值0，函数执行完毕 

9}// 函数体结束的标志




【实验提示】
① 创建项目，如Pro32，添加源程序文件，如32.cpp。在源程序文件编辑窗口输入源程序。
② 模仿第1个程序实现分两行输出指定信息。
③ 注意使用“＼n”换行。
(3) 输入并运行程序二
功能： 求两个整数之和。代码如下： 



1#include <stdio.h>// 编译预处理命令

2int main()// main函数首部 

3{// 函数体开始的标志 

4int a,b,sum;// 声明部分，定义a，b，sum为整型变量

5a = 123;// 对整型变量a赋值为123

6b = 456;// 对整型变量b赋值为456 

7sum = a + b; // 将a+b的和579赋值给整型变量sum

8printf("sum is %d＼n",sum);// 输出结果 

9return 0;// 返回函数值0，函数执行完毕

10}// 函数体结束的标志




【实验提示】
① 创建项目，如Pro33，添加源程序文件，如33.cpp。在源程序文件编辑窗口输入源程序。
② 第4行声明部分，定义a、b、sum为int整型变量。
③ 第5~7行为赋值语句，5~6行将常量赋值给变量，7行将求和表达式的值赋值给变量sum。
④ 第8行调用printf标准库函数输出结果，双引号内sum is原样输出，%d指定输出项整型变量sum对应的输出格式，输出时%d由sum值代替。
⑤ 程序中“//”开始到本行结束为注释内容，不参与编译，可以不输入。
⑥ 修改程序求两个数的差、和、积。
(4) 输入并运行程序三
功能： 从键盘输入两个整数，输出两个整数中的较大者。代码如下： 



1#include <stdio.h>// 编译预处理命令

2int main()// main函数首部 

3{// 函数体开始的标志 

4int max(int x,int y);// 对被调用max函数的声明 

5int a,b,c;// 定义变量a，b，c






6scanf("%d,%d",&a,&b);// 输入变量a和b的值

7c = max(a,b);// 调用max函数，将得到的函数值赋给c 

8printf("max=%d＼n",c);// 输出最大值

9return 0;// 返回函数值0到系统，函数执行完毕

10}// 函数体结束的标志

11

12int max(int x,int y)//max函数首部 

13{//max函数体开始的标志

14int z;// max函数中的声明部分 

15if (x > y)// max函数中的执行部分

16z = x;

17else

18z = y;

19return(z);// 将函数值z返回到main函数调用之处

20}// 函数体结束的标志




【实验提示】
① 按照第2章操作步骤创建项目，如Pro34，添加源程序文件，如34.cpp。在源程序文件编辑窗口输入源程序。
② 该程序由main函数和max子函数组成，其功能是从键盘上输入两个数，求出这两个数中的最大值并输出。
③ 程序执行过程如图32所示。



图32程序的执行过程


④ 第4行为对max子函数的声明，若子函数写在调用main函数之后，需要在main函数之前或之内对子函数进行声明，声明格式是函数首部加上分号，形参变量可以省略，但形参类型不可以省略。
⑤ 第6行，scanf函数是标准的输入函数，scanf函数中双引号内的格式控制串“%d,%d”，表示输入地址表列“&a,&b”对应的输入格式。编译链接成功后，运行窗口出现黑屏状态，此时应在光标闪烁处从键盘任意键入两个整型数，例如在键盘上输入4,9，则系统将4赋值给a，将9赋值给b。注意，因格式控制串两个%d之间有一个英文逗号，因此输入两个整型数据时一定要用英文逗号分隔。
⑥ 第7行，c=max(a,b);调用子函数，圆括号中的a和b是实际参数，相当于数学函数自变量的值，其值由scanf函数输入得到。
⑦ 第12行，max函数首部，x与y是形式参数，相当于数学函数的自变量。
⑧ 第14行，max函数体内定义的变量z用于存放函数值相当于数学函数的因变量。
⑨ 第15~18行，利用“打擂台”算法求x，y的最大值，将x与y中的最大值存放在变量z中。
⑩ 第19行，将函数值z返回到main函数第7行调用之处赋值给变量c。
3.1.3练习与思考
1. 单选题


(1) 以下叙述中不正确的一项是()。

A. C语言程序的基本组成单位是函数
B. 在C语言程序中，注释说明只能位于一条语句的后面
C. 一个C语言源程序必须包含一个main函数
D. 一个C语言源程序可由一个或多个函数组成
(2) 对于用C语言编写的代码程序，以下叙述中正确的一项是()。
A. 是一个源程序B. 可立即执行
C. 经过编译解释才能执行D. 经过编译即可执行
(3) 以下叙述中正确的一项是()。
A. C语言可以不用编译就能被计算机识别执行
B. C语言出现的最晚，具有其他语言的一切优点
C. C语言比其他语言高级
D. C语言以接近英语国家的自然语言和数学语言作为语言的表达形式
(4) 有一个命名为C001.cpp的C语言源程序，编译后得到的文件是()。
A. C001.objB. C001.cppC. C001.exeD. C001.dat
(5) C语言规定，在一个源程序中，main函数的位置()。
A. 必须在最开始B. 必须在系统调用的库函数的后面
C. 必须在最后D. 可以任意
2. 填空题
(1) C语言程序中有且只有一个，它的名称必须是。
(2) /*和*/之间的内容称为，它的作用是。
(3) 组成C语言程序的基本单位是，其组成部分包括和。
(4) 利用Microsoft Visual Studio 2010创建的项目文件的扩展名是。
(5) 一个C语言程序的执行是从开始，到函数结束。
3.1.4综合应用
1. 程序设计一


功能： 编写程序，分3行输出如下信息： 
***********************
******Very Good!******
***********************
【实验提示】
(1) 参照3.1.2节中的实验内容输入并运行程序及程序填空和编写程序。
(2) 注意正确使用“＼n”回车换行符。
2. 程序设计二
功能： 编写程序计算并输出算式(123+345+567)÷3的结果。
【实验提示】
(1) 参照3.1.2节中的实验内容(3)输入并运行程序。
(2) 算式的功能是计算3个数的平均值，需要定义3个整型变量，如a，b，c分别存放3个数，定义aver整型变量存放平均值。
(3) C语言用符号“/”实现除法运算。
(4) 请读者自行拟定一个算式，编程计算并输出其运算结果。
3. 输入并运行程序
功能： 实现两个整型数据的交换，代码如下： 



1#include <stdio.h>

2void swap(int i,int j)// swap函数首部，函数值类型为void空类型

3{// 函数体开始的标志

4inttemp;// swap函数中的声明部分

5temp=i;// 3个赋值语句，实现i与j的交换

6i=j;

7j=temp;

8printf("x=%-4dy=%-4d＼n",i,j);// 输出交换后的数据 

9}// 函数体结束的标志

10

11int main()// main函数首部 

12{// 函数体开始的标志

13intx=3,y=10;// 定义变量时分别对变量初始化

14printf("x=%-4dy=%-4d＼n",x,y);// 输出交换前的数据 

15swap(x,y);// 调用swap子函数

16return 0;// 返回函数值0到系统，函数执行完毕

17}// 函数体结束的标志




【实验提示】
(1) 该程序由main函数和swap子函数组成，swap子函数写在main函数之前，不需要对swap子函数进行声明。swap子函数的功能是借助中间变量temp，实现i与j两个数的交换。
(2) 程序的执行过程如图33所示。



图33程序的执行过程


(3) printf函数中的“%4d”表示整数的输入与输出格式，占4字符宽度，负号“-”表示左对齐，右边不足4位补空格使之占4字符宽度。
(4) 程序中“//”开始到本行结束为注释内容，不参与编译，可以不输入。
(5) 程序中两次调用printf函数，请将程序运行结果与之对应。
(6) 根据程序运行结果，理解程序的执行过程。
(7) 将程序中的“%4d”分别修改为“%4d”与“%d”，比较结果有何不同。
4. 程序填空
功能： 从键盘上输入3个整数，输出其中最大者。
请在程序的下画线处填入正确的内容，并把下画线删除，使程序得出正确的结果。
注意： 不要增行或删行，也不得更改程序结构。
代码如下： 



1#include <stdio.h>

2int main()// main函数首部 

3{

4int max(int,int,int);// 对被调用max函数的声明

5int a,b,c,d;

6scanf("%d,%d,%d",&a,&b,&c);// 输入变量a,b,c的值

7/**************FILL****************/

8d = ;// 调用max函数求最大值






9/**************FILL****************/

10printf("max=%d＼n",);// 输出最大值

11return 0;

12}

13

14int max(int x,int y,int z)// max函数首部 

15{

16int t;// 定义变量t用于存放3个数的最大值 

17if (x > y)// 将x,y中的最大值赋给t 

18t = x; 

19else

20t = y; 

21if (z > t)// 将x,y,z中的最大值赋给t

22t = z;

23/*************FILL***************/

24return  ;// 将函数值返回到main函数调用之处 

25}




【实验提示】
(1) 参照3.1.2节中实验内容(4)输入并运行程序，实现求3个数中的最大值。
(2) 本程序中max子函数有3个形式参数x，y，z，其值来源于main函数中的a，b，c 3个实际参数。
(3) 第15~20行利用“打擂台”算法求x，y，z的最大值，先将x与y中的最大值存放在变量t中，再将变量t与变量z的最大值存放在变量t中。
(4) 第24行将所求最大值返回main函数调用之处。
(5) 程序中“//”开始到本行结束为注释内容，不参与编译，可以不输入。
(6) 修改程序实现求3个数的最小值。

3.2数据类型、运算符与表达式

计算机程序的主要任务就是对数据进行处理，计算机中的数据不单是简单的数字，计算机处理的信息，包括文字、声音、图像等都是以一定的数据形式存储的。数据在内存中存放的情况由数据类型决定。本节着重介绍C语言的基本数据类型、运算符和表达式。
3.2.1知识点介绍
1. 数据类型


C语言一个很重要的特点是数据类型十分丰富，因此，C语言程序的数据处理能力很强。C语言的数据类型，如图34所示。



图34数据类型


2. 常量
在程序运行过程中，其值不能被改变的量称为常量，按数据类型分为以下5种整型常量。
(1) 整型常量
整型常量的表示形式有十进制整型常量、八进制整型常量和十六进制整型常量，详见表33。


表33整型常量表示形式


整型常量表示形式
示例


十进制整数
如123，-456
八进制整数
以0开头的数是八进制数。如0123(相当于十进制数83)，-011(相当于十进制数-9)
十六进制整数
以0x开头的数是十六进制数。如0x123(相当于十进制数291)，-0x12(相当于十进制数-18)

(2) 实型常量
实型常量的表示形式有小数点形式和指数形式，详见表34。


表34实型常量表示形式


实型常量表示形式
示例


十进制小数
如0.34，-56.79，0.0
指数形式
格式： 尾数+字母e或E+指数，三者缺一不可，如12.34e3 (代表12.34×103) ，尾数为小数形式，字母e或E表示底数为10，指数必须为整数

(3) 字符常量
字符常量有两种形式，即普通字符和转义字符，详见表35。


表35字符常量表示形式


字符常量表示形式
示例


普通字符
用英文单引号括起来的一个字符，如'a'，'A'，'0'，'>'
转义字符
以字符＼开头的字符序列，如'＼n'，'＼t'，'＼＼'，'＼b'，'＼"，'＼"'，'＼a'

(4) 字符串常量
字符串常量是用英文双引号括起来的若干字符序列，如"China"，"123"，"I am a boy."。
(5) 符号常量
用#define预编译命令，指定用一个符号名称代表程序中需要反复使用的常量。如： 

#definePI3.14159//注意行末没有分号

经上述指定后，符号常量PI表示常量3.14159。在对程序编译前，预处理器将程序中自本行开始，所有符号常量PI置换为3.14159。
3. 变量
程序执行过程中值可以发生变化的量，称为变量。变量必须先定义才能使用。在定义变量时需要指定变量的名字，便于程序中引用变量； 还需要指定变量的类型，便于在内存中开辟相应存储空间存放变量的值。不同数据类型的变量，在内存中的存储空间和取值范围是不一样的，详见表36。


表36VS2010环境下数据类型的存储空间和取值范围


类型
符号
关键字
字节数
数的表示范围


整型
有
(signed)short
2
-32768~32767
(signed)int
4
-2147483648~2147483647
(signed)long
4
-2147483648~2147483647

无
unsigned int
2
0~65535
unsigned short
4
0~4294967295
unsigned long
4
0~4294967295

实型
有
float
4
1.2E-38~3.4E38
double
8
2.3E-308~1.7E308

字符型
有
char
1
-128~127
无
unsigned char
1
0~255

4. 标识符
标识符是用来标识常量名、变量名、函数名、数组名、类型名、文件名及标号名的有效字符序列，它是一个名字。C语言规定标识符只能由字母、数字和下画线3种字符组成，且第一个字符必须是字母或下画线。标识符分类详见表37。


表37标识符分类


分类
说明


关键字标识符
auto，break，case，char，const，continue，default，do，double，else，enum，extern，float，for，goto，if，int，long，register，return，short，signed，sizeof，static，struct，switch，typedef，union，unsigned，void，volatile，while，_bool，_Complex，_Imaginary

注意： include与define不是C语言关键字
用户定义标识符
“见名知意”，关键字不能作为用户定义标识符，区分大小写，如sum，Sum，aver

5. 运算符与表达式
运算符是用来表示某种运算的符号。表达式是用运算符和括号将运算对象(操作数)连接起来的符合C语言语法规则的式子。学习运算符与表达式要从6个方面学习，即运算符号、运算符的功能、运算对象、结合方向、优先级、表达式的值。本部分主要介绍算术运算、赋值运算、逗号运算。
(1) 算术运算
算术运算即加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、求余(%)运算，基本运算规则同数学中的算术运算，但需要注意C语言中除法与求余运算的运算规则，示例如表38所示。


表38除法与求余运算规则


运算符
运 算 规 则
示例


除法(/)运算
若参与除法运算的运算对象均为整型，则商也为整型，直接舍去小数部分； 如果运算对象中有一个是实型，则商为实型
5/3=1

5.0/3=1.666667
求余(%)运算
参与运算的运算对象均为整型数，不能对实型数进行求余运算
5%3=2

5.0%3则不合法

(2) 自增、自减运算
自增(++)、自减(--)运算符均为单目运算符，即一个运算对象，从右到左结合。运算对象只能为变量，不能为常量或表达式，自增(++)使变量增加1，自减(--)使变量减少1。自增与自减运算示例详见表39。



表39自增、自减运算示例


语句
等价的语句
执行该语句后m的值
执行该语句后n的值
说明


int m,n=3;

m=n++;
m=n;

n=n+1;
3
4
先将n的值赋给m，再使n自增1
int m,n=3;

m=n--;
m=n;

n=n-1;
3
2
先将n的值赋给m，再使n自减1
int m,n=3;

m=++n;
n=n+1;

m=n;

4
4
先使n自增1，再将n的值赋给m
int m,n=3;

m=--n;
n=n-1;

m=n;

2
2
先使n自减1，再将n的值赋给m


续表


语句
等价的语句
执行该语句后m的值
执行该语句后n的值
说明


int m=3;

m++;
m=m+1;
4—

m++与++m作为独立的表达式时，二者等价
int m=3;

--m;
m=m-1;
2—

m--与--m作为独立的表达式时，二者等价
注意： 两个“++”和两个“--”之间不能有空格。

(3) 赋值运算
赋值(=)运算符为双目运算，即两个运算对象，从右到左结合，优先级仅高于逗号运算符。用于给变量赋值，由赋值运算符连接的式子称为赋值表达式，其一般形式及示例如表310所示。


表310赋值表达式一般形式及示例



一般形式
变量=常量或变量或表达式或函数调用

功能
计算出“=”右边的值，再将值赋给左边的“变量”，赋值表达式的值即为“=”左边变量的值

示例
a=3
把常量3赋值给变量a
x=(-b+sqrt(b*b-4*a*c))/(2*a)
把算术表达式的值赋值给变量x
c=max(a,b)
把函数max的值赋值给变量c

赋值运算符具有右结合性，因此可以多重赋值，例如： a=b=c=5可理解为a=(b=(c=5))。
(4) 复合赋值运算
在赋值运算符“=”前面加上其他运算符可构成复合赋值运算符，如+=、-=、*=、/=、%=，两个运算符之间不能有空格。复合赋值运算符可以简化赋值表达式。复合赋值运算示例详见表311。



表311复合赋值运算示例


运算符
示例
等 价 形 式


+=
a += 10;

a += b - 1;
a = a + 10;

a = a + ( b - 1 );
-=
a -= 10;

a -= b - 1;
a = a - 10;

a = a - ( b - 1 );
*=
a *= 10;

a *= b - 1;
a = a * 10;

a = a * ( b - 1 );
/=
a /= 10;

a /= b - 1;
a = a / 10;

a = a / ( b - 1 );
%=
a %= 10;

a %= b - 1;
a = a % 10;

a = a % ( b - 1 );

赋值运算符可以多重赋值，复合赋值运算也可以实现多重赋值，在进行多重复合赋值运算时，不仅要考虑运算符的结合性，还要考虑运算符的优先级，多重复合赋值运算示例详见表312。


表312多重复合赋值运算示例



运算步骤
int a = 3； 

a += a -= a * a； 
int a = 3； 

a += a -= a *= a； 
第1步
计算a * a，值为9，原a的值不变，仍为3
计算a *= a，等价于a = a * a，计算得a = 9，原a的值由3变为9
第2步
计算a -= 9，等价于a = a-9，计算得a = -6

计算a -= 9，等价于a = a-9，计算得a = 0

第3步
计算a += -6，等价于a = a +(-6)，计算得a = -12 
计算a += 0，等价于a = a + 0，计算得a = 0
最后结果
a = -12
a = 0

(5) 逗号运算
C语言中的运算符类型丰富，逗号(，)也是一种运算符，称为逗号运算符。逗号运算符从左向右结合，是所有运算符中级别最低的运算符。其功能是把n个表达式连接起来组成一个表达式，称为逗号表达式。其一般形式及示例如表313所示。


表313逗号表达式一般形式及示例



一般形式
表达式1，表达式2，…，表达式n
功能
先求解表达式1，求解表达式2，…，最后求解表达式n，表达式n的值是整个逗号表达式的值

示例
a=2,b=5,a++,b++,a+b
表达式1： a=2

表达式2： b=5

表达式3： a++等价于++a等价于a=a+1计算后a=3

表达式4： b++等价于++b等价于b=b+1计算后b=6

表达式5： a+b计算得9整个逗号表达式的值即为9

6. 自动类型转换与强制类型转换
(1) 表达式中的自动类型转换
在C语言表达式中，若运算对象数据类型不一致时，C语言编译器在运算之前将所有运算对象的数据类型自动转换成取值范围较大的运算对象的数据类型，称为类型提升。类型提升规则如图35所示。


图35表达式中数据类型自动转换规则


数据类型级别的高低由数据类型在内存中所占字节数大小确定，所占字节数越大，级别越高，表示数的范围越大。图35中↓表示必然转换，即所有char和short都必须转换成int数据类型。→表示数据类型由低向高的方向自动转换。

(2) 赋值中的自动类型转换
在一个赋值表达式中，若赋值运算符左侧变量的类型与右侧表达式的数据类型不一致，系统编译时会出现警告信息，警告信息不影响程序的执行，系统将自动把右侧表达式值的数据类型转换成左侧变量的数据类型。一般情况下应尽量避免赋值运算符“=”左右两侧数据类型不一致的情况。
(3) 强制类型转换
使用强制类型转换，可以将一个表达式的值的类型，强制转换为用户指定的类型参与运算，有助于消除前面所述的两种自动类型转换而导致的警告信息。强制类型转换一般形式及示例如表314所示。


表314强制类型转换一般形式及示例



一般形式
(数据类型) (表达式)
功能
将表达式的值强制转换成指定数据类型参与运算，但并不改变表达式原有的数据类型。如果表达式为一个常量或变量时，表达式的括号可以省略

示例
float a=3.57;

int b;

b=(int)a;
把变量a的值3.57强制转换成int类型3赋值给b,但变量a仍为float类型
int a=4,b=3;

float x,y;

x=(float)a/b;

y=(float)(a/b);
x=4.0/3=1.333333

把a的值强制转换成4.0参与运算，避免了整数除以整数

y=(float)(4/3)=1.000000

表达式4/3=1，然后再将1强制转化成float型1.000000

3.2.2实验部分
1. 实验目的


(1) 进一步熟悉VS2010环境下C语言程序编辑、调试、运行的基本操作方法。
(2) 掌握C语言基本数据类型及各种类型常量、变量的表示方法。
(3) 能够正确定义变量并对其赋值，掌握不同类型数据之间赋值规律。
(4) 学会使用C语言的各种运算符和表达式。
(5) 了解C语言程序结构、基本语法规则及程序书写格式。
(6) 了解结构化程序设计中最基本的顺序结构程序。
2. 实验内容
(1) 输入并运行程序一
功能： 使用符号常量计算圆的周长和面积。代码如下： 



1#include <stdio.h>

2#define PI 3.14159//定义符号常量PI

3int main()

4{

5float r,c,s;//定义3个变量分别为float数据类型






6printf("请输入圆的半径:");

7scanf("%f",&r);//float数据类型对应的格式控制符为%f

8c=2*PI*r;//计算周长

9s=PI*r*r;//计算面积

10printf("圆的周长:%f＼n",c);//输出周长

11printf("圆的面积:%f＼n",s);//输出面积

12return 0;

13}




【实验提示】
① 计算圆的周长与面积需要用到常量3.14159，第2行定义符号常量PI表示3.14159。在编译之前，系统会自动把程序中所有PI替换成3.14159。
② 为了与变量名、函数名、关键字相区别，符号常量一般用大写字母表示。
③ 第5行定义float型变量r、c、s分别表示半径、周长、面积，float数据类型对应的输入输出格式为%f。
④ 编译时会提示第8、9行有如下警告信息： 
warning C4244: “=”表示从double转换到float，可能丢失数据。
原因是系统默认实型常量为double双精度数据类型，而赋值运算“=”的左边为float数据类型，因左右两边数据类型不一致而出现的警告信息，不影响程序的运行。
为避免警告信息的产生，可以在实型常量末尾加上专用字符“f”或“F”，强制指定实型常量为float类型。也可以将r、c、s这3个变量直接定义为double类型。
⑤ 观察程序运行结果，%f输出的数据小数位数是多少位？
(2) 输入并运行程序二
功能： 字符型数据的定义与使用。代码如下： 



1#include <stdio.h>

2int main()

3{

4char c1,c2;//定义字符变量 

5int x;

6c1=49;//ASCII码49对应的字符'1'赋给字符变量c1 

7c2='A';//字符常量'A'赋给字符变量c2 

8x=c1+c2;

9printf("c1=%c,c2=%d＼n",c1,c2);

10printf("%c,%d＼n",x,x);

11printf("%c＼t%d＼t%c＼t%c＼n", 'B', 'B', '＼102', '＼x42'); 

12printf("%s＼t%s＼n", "China", "＼"China＼"" ); 

13printf("%c%c%c＼n", '＼a', '＼a', '＼007' );

14return 0;

15}




【实验提示】
① 字符变量在内存中存放的不是字符本身，而是字符的ASCII码。
② 第8行，变量c1与c2存放的字符的ASCII码相加，将其和赋给整型变量x。
③ 第9行，字符型数据按“%c”格式输出字符本身，按“%d”格式输出字符对应的ASCII码。
④ 第10行，值在0~127的整型数据按“%c”格式输出整型数据ASCII码对应的字符。若ASCII码在128~255，按“%c”格式输出，在VS2010环境下会显示为“?”字符，这是因为128~255的ASCII码是扩展的编码，一般不显示。
⑤ 第11~13行，涉及转义字符的应用。'＼t'相当于Tab键，'＼102'表示八进制数102对应的ASCII码66对应的字符'B'； '＼x42'表示十六进制42对应的ASCII码66对应的字符'B'； '＼"'表示双引号字符常量； '＼a'，'＼007'代表蜂鸣声、警告声。
⑥ 第9~12行，程序运行会有对应字符信息显示输出，而第13行没有信息显示，输出的是声音，程序运行时戴上耳机可以听到3声蜂鸣声音。如果想听到更多的蜂鸣声，请问应如何修改程序？
(3) 输入并运行程序三
功能： 理解除法与求余运算。代码如下： 



1#include <stdio.h>

2int main()

3{

4inta=14,b=3;

5float x,y;

6printf("整数相除:＼n");

7printf("a/b=%d,b/a=%d＼n",a/b,b/a);

8x=a/b;

9y=b/a;

10printf("x=%f,y=%f＼n",x,y);

11printf("强制转换:＼n");

12printf("forced transform:%f,%f＼n ",(float)a/b,(float)(a/b));

13printf("求余运算:＼n");

14printf("a%%b=%d,b%%a=%d＼n", a%b,b%a);

15return 0;

16}




【实验提示】
① 除法运算，整数除以整数，商为整数。如果不能整除，舍去小数部分，只取整数。
② 求余运算的运算对象为整型数据。
③ 第8~9行赋值运算“=”左右两边类型不一致，编译时出现如下警告信息： 
warning C4244: “=”表示从int转换到float，可能丢失数据。
原因是赋值运算“=”左右两边类型不一致，int型数据赋值给float型变量时，直接在int型数据后加上“.000000”，使之成为实型数据赋值给左边的float型变量。警告信息虽不影响程序运行，但也要尽量避免，在进行赋值运算时尽量使“=”左右两边数据类型一致。
④ 第12行，强制类型转换只是将变量或表达式的值强制转换成某种数据类型参与运算，但并不改变它们实际的数据类型。有时为避免整型数除以整型数，需要将被除数或除数强制类型转换。
⑤ 如果要对表达式的值进行强制类型转换时，需要将表达式用括号括起来。请注意(float) a/b只是将变量a强制转换成float数据类型，(float)(a/b)是将表达式a/b的值强制转换成float数据类型，详见表314。
⑥ 第14行printf函数的格式控制中连续两个“%%”的作用是输出“%”字符本身。
(4) 程序改错
功能： 学习使用运算符与表达式。修改注释行下面一行程序的错误，不要增行或删行，也不得更改程序结构。代码如下： 



1#include <stdio.h>

2int main()

3{

4inta,b,c,x,y; 

5/****************ERROR*****************/

6inti=j=0,a; 

7floatf,g,h; 

8f=g=h=1.6; 

9/****************ERROR*****************/

10x=(a=10,b=100,c=50) 

11y=h; 

12/****************ERROR*****************/

13f=+(float)(x+y); 

14c=++a+b--;

15c--; 

16j=b++%--a; 

17i=g; 

18printf("x=%d,y=%d,f=%f,c=%d,j=%d,i=%d＼n",x,y,f,c++,j,i); 

19printf("float=%d,int=%d＼n",sizeof(f),sizeof(a+b)); 

20return 0;

21}




【实验提示】
① 程序中的3处错误均为语法错误，根据编译提示的错误信息修改程序中的错误。
② 第10行将逗号表达式(a=10,b=100,c=50)的值赋给变量x，逗号表达式由3个赋值表达式组成，第三个赋值表达式c=50的值50为整个逗号表达式的值，因此x=50。 
注意： 赋值运算符的优先级别高于逗号表达式，因此当把逗号表达式的值赋给某个变量时，一定要用括号括起来。
③ 第13行复合赋值运算： +=、-=、*=、/=、%=，复合赋值运算由两个运算符构成，中间不能有空格。
④ 第13行(float)(x+y)表示将表达式x+y的值强制转换成float类型。若对表达式的值强制类型转换时，表达式一定要用括号括起来，详见表314。
⑤ 第14~16行关于自增(++)与自减(--)运算的使用，自增运算符(++)和自减运算符(--)只能用于整型变量，而不能用于常量或表达式，运算规则详见表39。
⑥ 第19行sizeof是单目运算符，用于计算数据类型在内存中所占的字节数。
⑦ 程序编译时会出现如下警告信息，请思考警告信息产生的原因，应如何避免警告信息的产生？
warning C4305: “=”表示从double到float截断。
warning C4244: “=”表示从float转换到int，可能丢失数据。
3.2.3练习与思考
1. 单选题


(1) 以下标识符中，不能作为合法的C用户定义标识符的是()。

A. _123B. voidC. a3_b3D. IF
(2) 下列选项中，均是C语言关键字的选项是()。
A. ifstructtypeB. switchtypedefcontinue
C. signedunionscanfD. autoenuminclude
(3) 以下数据中，不正确的数值或字符常量是()。
A. 0B. o13C. 5LD. 9861
(4) 设变量a是整型，f是实型，i是双精度型，则表达式10+'a'+i*f值的数据类型为()。
A. 不确定B. doubleC. intD. float
(5) printf("%d ＼n"，(int) (2.5+3.0)/3);的输出结果是()。
A. 2B. 1
C. 有语法错误不能通过编译D. 0
(6) 若以下变量均是整型，且num=7； 则计算表达式sum = num++，sum++，++ num后sum的值为()。
A. 10B. 8C. 7D. 9
(7) 执行下列语句后，a和b的值分别为()。

inta , b;

a = 1 +'a' ;

b = 2 + 7 % (- 4) -'A' ;

A. -63-64B. 7978C. 98-60D. 1-60
(8) 若a、b、c、d都是int类型变量且初值为0，以下选项中不正确的赋值表达式是()。
A. a = b = c = 100B. d = (c = 22) - (b++)
C. d ++D. c + b
(9) 以下选项中，与k = n ++完全等价的表达式是()。
A. k = n , n = n + 1B. n = n + 1 , k = n
C. k += n + 1D. k = ++ n
(10) 若有说明语句： charc = '＼72'； 则变量c()。

A. 不合法，c的值不确定B. 包含3个字符
C. 包含1个字符D. 包含2个字符
2. 填空题
(1) 在C语言程序中，用关键字定义基本整型变量，用关键字定义单精度实型变量，用关键字定义双精度实型变量。
(2) C语言中，双精度实型类型数据在内存中占字节。
(3) 若有定义： char c='＼x42'； 则变量c所表示的字符是。
(4) 表达式18/4*sqrt(4.0)/8值的数据类型为。
(5) 表达式(int)((double)(5/2)+2.5)的值是。
(6) 若有定义： int a=7； float x=2.5，y=4.7； 则表达式x+a%3*(int)(x+y)%2/4的值是。
(7) 若有定义： double a=5.5，b=2.5； 则表达式(int)a+b/b的值是。
(8) 若有定义： int a=3； 则执行完表达式a+=a-=a*a； 后a的值是。
(9) 若有定义： int k=4； 计算表达式(j=4，k--)后，j的值为和k的值为。
(10) 已知字母a的ASCII十进制代码为97，则执行下列语句后的输出结果为。

char a='a';

a--;

printf("%d,%c＼n",a+'2'-'0',a+'3'-'0');

3.2.4综合应用
1. 程序填空


功能： 模拟超市结账时将多出的几分进行四舍五入。以下程序运行后实际应付313.86元，而抹去分后实际支付313.90元。



1#include<stdio.h>

2int main()

3{

4floatpay1=56.75f,pay2=72.91f,pay3=88.90f,pay4=26.87f,pay5=68.51f;

5floattotal;//表示商品实际应付总金额

6floatmoney;//表示抹分后实付总金额

7/****************FILL*****************/

8total =  ;

9printf("实际应付%.2f元＼n",total);

10/****************FILL*****************/

11money =  ;

12printf("抹分之后支付%.2f元＼n",money);

13return 0;

14}




请在程序的下画线处填入正确的内容，并把下画线删除，使程序得出正确的结果。
注意： 不要增行或删行，也不得更改程序结构。
【实验提示】
(1) C语言编译器默认实型常量为双精度double类型，若希望实型常量以单精度float类型参与运算，则在实型常量后添加“f”或“F”，如程序第4行所示。
(2) 第9、12行printf函数中的“%.2f”表示float型数据输出，小数位数占2位，第3位四舍五入，整数部分按实际宽度输出。
(3) 实际应付金额多出的几分实现四舍五入的计算公式： (total*10+0.5)/10，程序中需要将分子强制转换为int类型，但最后计算实际支付金额时，还需要避免整型数除以整型数。
(4) 思考： 若要将几角几分全部四舍五入抹去取整结账，该如何修改程序？
2. 输入并运行程序
功能： 阅读、理解、运行程序，写出程序运行结果。



1#include <stdio.h>

2int main()

3{

4float a;

5int b,c;

6char d,e;

7a=5.5;

8b=(int)a;

9c=b+'a';

10d=c;

11e='＼＼';

12printf("a=%f＼nb=%d＼nc=%d＼nd=%c＼ne=%c＼n",a,b,c,d,e);

13}




【实验提示】
(1) 本程序主要学习数据类型的3种转换方式： 自动转换、赋值转换和强制类型转换。
(2) 第7行，赋值转换，实型常量5.5系统默认为double类型，系统自动把5.5转换为单精度float类型，赋值给变量a，但编译时此行会提示警告信息。
(3) 第8行，强制类型转换，把a的值5.5f强制转换成int类型，即舍弃小数部分，将整数5赋给变量b，注意： 变量a的值不变，仍为5.5f。
(4) 第9行，先将字符常量'a'自动转换为ASCII码97参与运算，得到整型数102，赋给变量c。
(5) 第10行，赋值转换，将整数102转换成ASCII码对应的字符'e'，赋给字符变量d。
(6) 第11行，'＼＼'为转义字符，表示字符'＼'。
3. 程序改错
功能： 设圆半径r=1.5，圆柱高h=3，求圆球表面积、圆球体积、圆柱体积。用scanf函数输入数据，输出计算结果，输出时要求有文字说明，取小数点后2位数字。修改注释行下面一行程序的错误，不要增行或删行，也不得更改程序结构。



1#include<stdio.h>

2#define PI 3.14159

3int main()

4{






5floatr, h, sq, vq, vz;

6printf("请输入圆半径r,圆柱高h:");

7/****************ERROR*****************/

8scanf("%f,%f",r,h);

9sq=4*PI*r*r;

10/****************ERROR*****************/

11vq=3/4*PI*r*r*r;

12vz=PI*r*r*h;

13printf("圆球表面积为： sq=%6.2f＼n",sq);

14printf("圆球体积为： vq=%6.2f＼n",vq);

15printf("圆柱体积为： vz=%6.2f＼n",vz);

16return 0;

17}




【实验提示】
(1) 第2行，程序中反复用到常量3.14159，因此定义符号常量PI。
(2) 第8行，根据scanf函数的语法规则，正确使用scanf函数。
(3) 第11行，要注意避免整型数除以整型数。
(4) 第13~15行，“%6.2f”表示float型数据输出的格式，小数位2位，总的宽度6位，实际宽度不足6位，左边补空格； 若实际宽度超过6位，按实际宽度输出。
4. 程序设计
功能： 从键盘输入一个4位正整数，将4位正整数的个位、十位、百位、千位分离出来，求各位数之和，并将各位数逆序组成一个新的4位数，如输入1234，各位数之和为10，逆序组成新的4位数为4321。请将下列程序补充完整。



1#include<stdio.h>

2int main()

3{

4int a,b;//存放输入的数及逆序得到的新数

5int ge,shi,bai,qian;//存放分离的每一位数

6int sum;//存放各位数之和

7/*****************BEGIN********************/

8

9

10/*******************END********************/

11return 0;

12}




【实验提示】
(1) 分析题目，将题目中的信息进行抽象，需要定义7个整型变量，例如用a、b分别表示输入的数和逆序得到的新数，ge、shi、bai、qian分别表示各位数，sum表示各位数之和。
(2) 在分离每一位时，要用到除法运算中整型除以整型商为整型及求余运算，例如： 
千位： 3478/1000=3百位： 3478/100%10=4
十位： 3478/10%10=7个位： 3478%10=8
(3) 逆序得到的新数： 个位×1000 ＋十位×100 ＋百位×10 ＋千位。
(4) 程序最后输出各位数之和及逆序得到的新数。


3.3实践拓展

经过前面“单词”“短语”“句子”“段落”的学习、练习与应用，应该可以独立地写一篇精彩的“文章”了。为了让文章更好看、更实用，在这里通过两个拓展练习学习如何设置好看的运行窗口和打印有趣的图案。
3.3.1设置运行窗口字体及背景颜色
C语言运行窗口默认设置为黑底白字，其实计算机的输出可以是彩色的，右击运行窗口标题栏，打开“属性”对话框可以设置窗口字体及背景颜色。另外，还可以编程调用Windows系统命令实现窗口字体及背景颜色的设置。输入并运行如下程序： 



1#include <stdio.h>

2#include <stdlib.h>

3/*十六进制数表示颜色

40-黑1-蓝2-绿3-浅绿4-红5-紫6-黄7-白8-灰 

59-淡蓝A-淡绿B-淡浅绿C-淡红D-淡紫E-淡黄F-亮白*/ 

6int main()

7{

8system("title 劝学");//设置运行窗口标题 

9system("mode con cols=80 lines=40");//设置窗口大小,宽度为80px，高度为40px

10system("color F4");//设置运行窗口背景色为F-亮白，文字颜色为4-红 

11printf("＼t《劝学》＼n＼n"); 

12printf("＼t颜真卿＼n＼n"); 

13printf("＼t三更灯火五更鸡，＼n＼n"); 

14printf("＼t正是男儿读书时。＼n＼n"); 

15printf("＼t黑发不知勤学早，＼n＼n"); 

16printf("＼t白首方悔读书迟。＼n＼n"); 

17printf("＼n"); 

18return 0; 

19}




【实验提示】
(1) 利用system函数调用Windows系统命令，来设置C语言运行窗口的字体及背景颜色，它包含在头文件#include <stdlib.h>中。
(2) 第3~5行，多行注释，说明用十六进制数表示的各种颜色。
(3) 第8行，利用system函数调用Windows系统外部命令title，设置运行窗口标题为“劝学”。
(4) 第9行，利用system函数调用Windows系统外部命令mode con，设置窗口宽度为80px，高度为40px。
(5) 第10行，利用system函数调用Windows系统外部命令color，设置颜色。color命令后面有两个十六进制数，第一个十六进制数表示背景颜色，如F表示背景颜色为亮白色，第二个十六进制数表示文字颜色，如4表示红色。如果color后面只有一个十六进制数，则该数表示文字颜色，背景默认为黑色。
(6) 第11~17行，输出唐朝诗人颜真卿的著名诗篇《劝学》，程序中转义字符'＼t'相当于Tab键，将当前位置移到一个Tab键位置。
3.3.2打印绿底白字小飞机图案
读者可以利用前面所学的知识，尝试以编程的方式让计算机打印如图36所示的绿底白字小飞机图案。


图36绿底白字小飞机图案


【实验提示】
(1) 模仿3.3.1节的程序，利用system函数设置运行窗口的标题、背景颜色、文字颜色。
(2) 分9行输出模拟飞机形状，合理使用转义字符'＼t'，'＼n'。
(3) 修改程序实现一面小红旗、五角星等图案的输出显示。