第5 章 C 语言基础——“我们”不一样
第5 章 C语言基础——“我们”不一样
在第4 章中，初步了解了编程工具VS 2015 的使用，并利用VS 2015 编写了最简单
的C 语言程序：输出“Hello World”的执行结果，该程序的编译过程我们已了解。在日
常生活中，我们会接触不同的数据，例如某人年龄为20 岁，身高为162.5cm，那么在C
语言编程中，20 和162.5 的表示方式是否一样呢？
在本章中，我们将进一步探讨C 语言编程中不同数据的类型，不同类型的数据的定
义及赋值，以及类型之间的强制转换。
5.1 数 据 类 型
日常生活中，同样是数字组成的数据，例如账号、密码和余额，它们之间有什么区别呢？
账号和密码不可进行加减操作，而余额可以实现，这是为什么呢？
因为在我们的大脑里已经默默地赋予账号、密码和余额不同的类型。同样，在计算
机的世界里，每一个数据都属于不同的类型，相同类型的数据才能进行相关的操作，例如，
账号和密码不可进行加减操作。
5.1.1 常见的数据类型
C 语言包含的数据类型如图5-1 所示。
C 语言中，六种基本的数据类型包括短整型（short）、整型（int）、长整型（long）、
单精度浮点型（float）、双精度浮点型（double）、字符型（char）。在不同的系统上，这
些数据类型占用的字节长度是不同的。在32 位系统上，这些常用数据类型占用的字节
长度如表5-1 所示。
表5-1 常用数据类型的字节长度（32 位系统）
类 型类型标识符字　节　数数 值 范 围
整型int 4 字节-2 147 483 648~+2 147 483 647
短整型short 2 字节-32 768~+32 767
长整型long 4 字节-2 147 483 648~+2 147 483 647
单精度浮点型float 4 字节3.4×10-38~3.4×1038
双精度浮点型double 8 字节1.7×10-308~1.7×10308
字符型char 1 字节-128~127
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计算思维导论（C 语言实现）
图5-1　C 语言中常见的数据类型
5.1.2 变量与常量
生活中，大家常见的ATM 机，其核心部件本质是一台计算机，对于计算机以及计
算机上运行的程序而言，所操作的对象（如银行卡，包括卡号、密码、金额等），均为
数据。计算机操作的对象是数据，程序中数据有变量和常量两种常见形式。
1．变量
在ATM 机取款时，某些数据，例如银行卡的余额等，在程序运行的过程中可以改变，
这种在程序运行过程中可以发生变化的数据称为变量。通常情况下，我们都会定义一些
变量对需要监控的数据进行跟踪。
变量是计算机存储器中的一块命名的空间，可以在里面存储一个值，存储的值是可
以随时改变的，而我们需要访问或者修改的数据则是通过变量名进行访问。
1）变量的命名
变量的命名需遵守以下两个规则。
（1）变量名只能由字母、数字和下画线组成。
（2）变量名必须以字母或下画线开头。
例如，判断以下变量名是否合法。
name （√）
_name（√）
name_123（√）
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123_name （×） 　错误原因：以数字开头。
name@123（×） 　错误原因：出现无法识别的符号@。
_ name（×） 　错误原因：出现空格。
另外，变量的命名还必须注意。
（1）变量名是区分大小写的，例如age 和Age 是两个不同的变量。
（2）变量名的命名最好具有一定的含义，以便让阅读者见名知意。
（3）建议变量名的长度最好不要超过8 个字符。
2）变量的定义
所有的C 语言中的变量必须先定义，然后使用。变量定义的一般形式为：
< 类型名> < 变量列表>;
其中，< 类型名> 必须是有效的C 语言数据类型，如int、float 等；< 变量列表> 可以由
一个或多个用逗号分隔的变量名组成，如：
int number; // 定义一个整型的变量, 变量名为number
float a,b,c,d,e; // 定义a,b,c,d,e 这5 个单精度浮点型变量
3）变量的赋值
在C 语言中，赋值符号为一个等号“=”，并且在赋值的过程中，是“=”右边的值
赋值给左边的变量，如：
int a=10; // 定义了整型变量a, 并将10 赋值给a
char sex='m'; // 定义了字符型变量sex, 并将m 赋值给sex
C 语言要求对变量做强制定义，有以下原因。
（1）凡未被事先定义的，不能作为变量使用。
（2）每一个变量被指定为一确定类型，在编译时就能为其分配相应的存储单元。
如指定a 和b 为int 型，一般的编译系统对其各分配4 字节，并按整数方式存储数据。
（3）指定每一变量属于一个特定的类型，这就便于在编译时，据此检查该变量所
进行的运算是否合法。
例如，整型变量a 和b 可以进行求余运算：a%b，% 是“求余”得到a/b 的余数。
如果将a 和b 指定为字符型变量，则不允许进行“求余”运算，在编译时会给出有关的
出错信息。
4）强制类型转换
可以利用强制类型转换运算符将一个表达式转换成所需类型。强制类型转换的一般
形式为：
< 类型名> < 表达式>
例 如：
(double)salary; // 将salary 转换成double 类型
(int)(x+y); // 将x+y 的值转换成int 型
(float)(5%3); // 将5%3 的值转换成float 型
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计算思维导论（C 语言实现）
【例5-1】 阅读下面的程序，了解强制类型转换。
/*example5_1.c 强制类型转换*/
#include<stdio.h>
int main()
{
float x=3.6;
int y;
y=(int)x; // 将x 转换成int 类型, 赋值给y
printf("x=%f"x);
printf("y=%d",y);
return 0;
}
运行的结果是：
x=3.600000 y=3
注意：从强制类型转换代码中可以看到，将小数强制转换成整数时，直接获取小数
点前的整数部分，而不会进行四舍五入等额外操作。
2．常量
假设ATM 取款机中，最大取款限额为10000 元。10000 元这个数据在程序运行过程
中始终不会被改变，这种在程序中永远不会被修改的数据被称为常量。
1）符号常量
C 语言允许将程序中的常量定义为一个标识符，称为符号常量。习惯上将符号常量
用大写英文字母表示，以区别于一般用小写英文字母表示的变量。符号常量在使用前必
须先定义，符号常量的定义形式为：
#define 常量名 常量值
例如，定义一个符号常量，常量名为MAX_MONEY，常量值为10000。
#define MAX_MONEY 10000
注意：常量名没有规定一定要用大写字母，但是作为一种编程规范，建议使用大写，
以区分变量与常量。
【例5-2】 了解符号常量的使用。
/*example5_2.c 常量的定义、赋值和运算*/
#include<stdio.h>
#define MAX_MONEY 10000
int main()
{
printf("MAX_MONEY=%d",MAX_MONEY);
printf("\n");
int total=MAX_MONEY*3; //对常量的计算
printf("%d",total);
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return 0;
}
注意：常量是自身不可以修改的量，因此上述代码出现MAX_MONEY = 3；类似情
况则程序都是会报错的。
符号常量的目的是为了提高程序的可读性，便于程序的调试和修改，因此在定义符
号常量名时，应使其尽可能地表达它所代表的常量的含义。此外，若要对一个程序中多
次使用的符号常量值进行修改，只需对预处理命令中定义的常量值进行修改即可。
2）字符常量
字符常量是用一对单引号括起来的单个字符，如'a'，'A'，'D'，'? ' 等都是字符常量。
注意'a' 和'A' 是不同的字符常量。
5.1.3 玩转变量
在C 语言编程中，如定义了两个整型变量a 和b，并分别赋值为12 和13，语句如下：
int a=12，b=13;
如果需要将a、b 的值互换，怎样解决呢？
我们来看一个生活中的例子，假设有两个碗，A 碗里面盛的是米饭，B 碗里面盛的
是面条，如果要交换两个碗里的东西，有什么办法可以做到呢？
显然，需要引入第3 个碗——C 碗，通过以下三个步骤就可以完成交换。
（1）将A 碗的饭倒入C 碗。
（2）将B 碗的面倒入A 碗。
（3）将C 碗的饭倒入B 碗。
同样，在C 语言编程中，实现变量a 和b 的值互换，也可以这么做，首先定义整型
变量c（int c；），然后执行以下三条语句。
c=a; //a 的值赋给c,c 的值是12
a=b; //b 的值赋给a,a 的值是13
b=c; //c 的值赋给b,b 的值是12
5.2 运算符和表达式
在ATM 机取款程序中，有很多运算操作，例如，余额的增减、密码的判断等。从
根本上说，计算机是由数字电路组成的运算机器，只能对数字做运算，程序之所以能做
符号运算，是因为符号在计算机内部也是用数字表示的。
C 语言常用的运算符有以下几种。
（1）算术运算符。
（2）赋值运算符。
（3）关系运算符。
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（4）逻辑运算符。
（5）条件运算符。
5.2.1 算术运算符及表达式
C 语言中的算术运算符主要用于完成变量算术运算，如加、减、乘、除等，各运算
符及其作用如表5-2 所示。
表5-2 算术运算符及其作用
运 算 符含 义作 用
++ 自增运算自增1（变量的值加1）
-- 自减运算自减1（变量的值减1）
* 乘法运算乘法
/ 除法运算除法
% 模运算模运算（整数相除，结果取余数）
+ 加法运算加法
- 减法运算减法
注意：在表5-2 中，如果参与除法运算（/）的两个变量均为整型，则结果为整除取整，
否则结果就为浮点型。另外，参与模运算（%）的两个变量只能是整型，不能是浮点型。
1．一般算术运算符
一般不提倡在一个表达式中出现很多的运算符，这样很难准确地表达真实的意图，
如果一定要在程序中使用复杂的表达式，建议采用小括号的形式将复杂的表达式明确地
分解成按指定的顺序计算，这样有助于培养良好的程序设计风格。
【例5-3】 阅读下面的程序，了解算术运算符的使用。
/*example 5_3.c 了解算术运算符的使用*/
#include<stdio.h>
int main()
{
int a=20;
int b=11;
int c=a+b;
printf("%d\n",c);
printf("%d\n",a - b);
printf("%d\n",a * b);
printf("%d\n",a / b);
printf("%d\n",a % b);
return 0;
}
注意：如果两个整数执行除法（/）运算，则结果只取整数部分，这样有可能会造成
数据“丢失”，这样会使程序的运行结果变得不正确，这是在程序设计时必须要注意的。
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2．自增/ 自减运算符
自增运算（++）和自减运算（--）与其他运算符不同，它们有一个共同点，就是
该运算符既可以出现在变量的左边，构成前置++/--，又可以出现在变量的右边，构成
后置++/--。前置++/-- 和后置++/-- 的运算说明如表5-3 所示，其中a 表示变量。
表5-3 前置++/-- 和后置++/-- 运算的说明
表　达　式含 义说 明
++a 预递增a 加1，然后返回a 的值
a++ 后递增返回a 的值，然后a 加1
--a 预递减a 减1，然后返回a 的值
a-- 后递减返回a 的值，然后a 减1
注意：（1）自增运算符和自减运算符只能用于变量，而不能用于常量或表达式，如
5++ 或(a + b)++ 都是不合法的。因为5 是常量，常量的值不能被改变。(a + b)++ 也不
能实现，假如a + b 的值为5，那么自增后得到的6 无变量可供存放。
（2）建议不要随意滥用自增、自减运算符，以避免含糊不清的表达，如“ ++a++ ；”
和“--++a；”等都是错误的表达式，但“(a++)+(++b)；”是符合语法规则的。
【例5-4】 阅读下面的程序，了解算术运算符的使用。
/*example 5_4.c 了解自增/ 自减运算符的使用*/
#include<stdio.h>
int main()
{
int a=10;
printf("%d\n",a++);
printf("%d\n",a);
a=10;
printf("%d\n",++a);
printf("%d\n",a);
a=10;
printf("%d\n",a--);
printf("%d\n",a);
a=10;
printf("%d\n",--a);
printf("%d\n",a);
return 0;
}
5.2.2 赋值运算符及表达式
赋值运算符包括=、+=、-=、*=、/=、%= 等，它们的含义如表5-4 所示。
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计算思维导论（C 语言实现）
表5-4 赋值运算符及其含义和说明
表　达　式含 义说 明
x=y x=y 将y 的值赋值给x
x+=y x=x+y 将x+y 的值赋值给x
x-=y x=x-y 将x-y 的值赋值给x
x*=y x=x*y 将x*y 的值赋值给x
x/=y x=x/y 将x/y 的值赋值给x
x%=y x=x%y 将x%y 的值赋值给x
【例5-5】 阅读下面的程序，了解赋值运算符的使用。
/*example 5_5.c 了解赋值运算符的使用*/
#include<stdio.h>
int main()
{
int a,b;
a=b=5; // 将5 同时赋值给a 和b
a+=b; // 将a+b 的值赋值给变量a
printf("%d\n",a);
a-=b;
printf("%d\n",a);
a*=b;
printf("%d\n",a);
a/=b;
printf("%d\n",a);
a%=b;
printf("%d\n",a);
return 0;
}
5.2.3 关系运算符及表达式
C 语言中关系运算符主要用于判断条件表达，关系运算符及其含义和优先级如表5-5
所示。
表5-5 关系运算符及其含义和说明
关系运算符含 义说 明
x == y 等于如果 x 等于 y，则返回 1
x != y 不等于如果 x 不等于 y，则返回1
x > y 大于如果 x 大于 y，则返回1
x < y 小于如果 x 小于 y，则返回1
x >= y 大于或等于如果 x 大于或等于 y，则返回1
x <= y 小于或等于如果 x 小于或等于 y，则返回1
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第5 章 C 语言基础——“我们”不一样
【例5-6】 阅读下面的程序，了解关系运算符的使用。
/*example 5_6.c 了解关系运算符的使用*/
#include<stdio.h>
int main()
{
printf("%d",3==5); //0
printf("%d\n",3!=5); //1
printf("%d\n",3>=5); //0
printf("%d\n",3<=5); //1
printf("%d\n",3>5); //0
printf("%d\n",3<5); //1
return 0;
}
注意：关系运算是用来确定两个数之间的关系，得到的值为零或非零，零表示假，
非零表示真。
5.2.4 逻辑运算符及表达式
C 语言中的逻辑运算符主要用于判断条件中的逻辑关系，逻辑运算符及其说明如
表5-6 所示。
表5-6 逻辑运算符及其含义和说明
关系运算符含 义说 明
x && y 逻辑与如果 x 和 y 都为真，则返回1
x || y 逻辑或如果 x 和 y 至少有一个为真，则返回1
!x 逻辑非如果 x 不为假，则返回1
【例5-7】 阅读下面的程序，了解逻辑运算符的使用。
/*example 5_7.c 了解逻辑运算符的使用*/
#include<stdio.h>
int main()
{
printf("%d",3==5 && 3<5); //0
printf("%d\n",3==5 || 3<5); //1
printf("%d\n",!0); //1
return 0;
}
注意：逻辑运算先将比较的两边的数据转换成布尔类型，再执行它们的关系运算，
得到的值为布尔值。
5.2.5 条件运算符及表达式
条件运算符又称为三目运算符，由问号“？”和冒号“：”组成，“三目”指的是操
作数的个数有三个，由三目运算符构成条件表达式，它的一般形式为：
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计算思维导论（C 语言实现）
逻辑表达式? 表达式1：表达式2;
条件表达式的语法规则为：逻辑表达式的值若为非零（即为真），则条件表达式的
值等于表达式1 的值；若逻辑表达式的值为零（即为假），则条件表达式的值等于表达
式2 的值。
【例5-8】 阅读下面的程序，了解条件运算符的使用。
/*example 5_8.c 了解条件运算符的使用*/
#include<stdio.h>
int main()
{
int a=3>5?10:20;
printf("%d",a);
return 0;
}
5.2.6 关于运算符的优先级
上述所讲的运算符之间的优先级关系如图5-2 所示。
优先级顺序为：! > 算术运算符 > 关系运算符 > && 和
|| > 赋值运算符，也就是当这些运算符混在一起的时候，
按照优先级的顺序，优先计算优先级较高的值。例如表达
式：!x||a==b 的默认运算顺序是 (!x)||(a==b)，而不是((!x)||a)==b
或者!(x||a==b) 等其他形式，其他形式的运算顺序是错误的。
5.3 表　达　式
5.3.1 表达式的概念
表达式就是由一系列操作符和操作数组成的具有一个确定结果（值）的一个式子。
下面我们来看几个合法的表达式。
4
4+21
a*(b + c/d)/20
q=5*2
x=++q%3
q > 3
"hello world"
可以看到：
（1）一个表达式也可以没有操作符，例如，“4”这种形式就是最简单的表达式形式，
即最简单的表达式只有一个常量或一个变量名称而没有操作符。
（2）一些表达式是多个较小的表达式的组合，这些小的表达式被称为子表达式
图5-2　运算符的优先级
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第5 章 C 语言基础——“我们”不一样
（subexpression）。例如，表达式c/d 是表达式a * (b + c/d) / 20 的子表达式。
5.3.2 表达式的作用
表达式的作用有如下几个。
1．计算数值
这是表达式的主要作用。例如，表达式“3+2”的目的就是计算数值3 和2 的和。
与此同时，表达式同时也表示这个计算所得到的值。
2．指明数据对象或者函数
例如程序中有“int i；”声明语句，那么表达式“i=3；”中的i 就指代变量i 所代
表的那个对象，即一块连续的内存空间。
3．产生副作用
副作用就是运行时对数据对象或文件的修改。来看几个例子。
（1）表达式“i = 50；”的副作用是将变量i 的值设置为50，这样说是不是让你感
到惊讶？这怎么可能是副作用，看起来更像是主要目的！ 然而，从C 语言的角度来看，
主要的目的却是对表达式求值。
（2） 表达式printf("ABC") 的副作用就是在标准输出设备上连续打印字符A、B
和C。
注意：并不是所有的表达式都有副作用，表达式2+3 的值为5，但是没有任何副作用。
4．以上作用的结合
5.3.3 表达式的属性
任何表达式都有值和类型两个基本属性。任何一个表达式都要有一个确定的结果值。
C 语言中表达式的种类较多，主要有以下类型。
1．算术表达式
例如，算术运算的表达式：x+5*y；关系表达式：x>=5，x<6，x==8。
2．逻辑表达式
例如，c=='y' || c=='Y'，与、或、非三种逻辑运算的表达式。
3．赋值表达式
例如，x=6+y，进行变量赋值的表达式。
4．条件表达式
例如，x>y?1:0，如果x>y 则取1，否则取0。
5．逗号表达式
逗号表达式是由逗号运算符“，”将两个表达式连接起来组成的一个表达式，逗号
表达式的一般形式为：
表达式1, 表达式2;
逗号表达式的语法规则是：先计算表达式1 的值，再计算表达式2 的值。逗号表达
式的最后结果为表达式2 的计算结果。例如：
b=(3*5,b*4);
根据逗号表达式的运算规则，变量b 的值最终为60。
5.4 本 章 小 结
本章首先介绍了六种基本的数据类型，包括短整型、整型、长整型、单精度浮点型、
双精度浮点型、字符类型。讲解了这些数据类型所占的字节数及表示范围；又介绍了变
量和常量，包括变量和常量的定义、命名和赋值。接着详细介绍了C 语言中常用的运算
符，包括算术运算符、赋值运算符、关系运算符、逻辑运算符以及条件运算符。最后介
绍了表达式的概念、作用和属性。
关键点概括如下。
1．数据类型
常用数据类型占用的字节长度如表5-1 所示。
2．变量和常量
变量是指值可以发生变化的量，常量是指值不能发生变化的量。变量和常量都要先
定义后使用。
3．运算符
C 语言中基本的运算符包括：算术运算符、赋值运算符、关系运算符、逻辑运算符
以及条件运算符，要注意各种运算符之间的优先级。
4．表达式
表达式就是由一系列操作符和操作数组成的具有确定结果（值）的一个式子。
5.5 本 章 习 题
1．为什么C 语言的字符型可以进行数值运算？
2．简述'a' 和"a" 的区别。
3．有程序语句如下：
int a=12;
a=15;
运行该程序语句后，a 的值是多少？为什么？
4．华氏温度F 与摄氏温度C 的转换公式为C=(F-32)*5/9，则以下语句是其对应的
C 语言表达式吗？如果不是，为什么？
float C,F;
C=5/9*(F-32);
5．已知a=10，b=20，则表达式！a<b 的值是多少？
6．若圆的半径为r，用C 语言的表达式格式写出圆的面积公式。
7．请写出判断一个字符变量c 是否是英文字符的表达式。
8．请写出判断一个字符变量c 是否是数字字符的表达式。
9．设x 和y 均为整型变量，且x=1，y=2，则表达式1.0+x/y 的值是多少？