“十三五”应用型人才培养规划教材C语言程序设计案例教程

第3章简易计算器—— 数据类型、运算符、流程控制计算机能做什么呢?首先*基本的当然是数学计算! 本章通过一步一步地编写一个简易计算器程序,把C语言的变量、数据类型、运算符、分支语句、循环语句等这些重要而又基本的知识点既有逻辑性又巧妙贯穿到整个案例中,以便帮助读者逐步建立起程序设计的基本思想和思维习惯。 3.1计算两个整数之和 函数printf()除了可以输出文字信息,也可以输出数学算式,下面的例子使用函数printf()向屏幕输出算式“4+9=13”,程序代码如源代码31所示。01#include 02int main() 03{ 04printf("4 + 9 = 13"); 05return 0; 06} 源代码31SimpleCalculator_01A.c程序运行后输出结果如图31所示。4+9 = 13 图31SimpleCalculator_01A.c的运行结果上面这个计算结果是我们自己计算出来的,并不是计算机计算的。在这里,加号“+”只是函数printf()要输出的字符串的一个普通字符,按照规定要原样输出到屏幕,不具备运算功能。 1. 源代码32 要让加号“+”具备运算功能,就不能把它放到双引号里面成为字符串的一个普通字符。源代码32所示的程序代码真正实现了加号的计算功能。01#include 02int main() 03{ 04int result; 05result = 4 + 9; 06printf("4 + 9 = %d", result); 07return 0; 08} 源代码32SimpleCalculator_01B.c第4行代码: 使用关键字int定义一个名字为result的整数变量。 C语言规定,变量必须先定义后使用。定义变量的一般格式是: 数据类型变量名; 整数(Integer)类型是一种常用的数据类型,用关键字int表示。ANSI C标准规定了4种基本数据类型,如表31所示。表31C语言基本数据类型关键字数 据 类 型存 储 空 间char字符1字节(8位)int整数2字节(16位)或4字节(32位)float单精度浮点数4字节(32位)double双精度浮点数8字节(64位)变量名字的基本要求: C语言程序设计案例教程第3章简易计算器——数据类型、运算符、流程控制(1) 变量名字的**字符必须是字母或者下画线“_”,第二个字符起可以是数字、字母或者下划线; (2) 变量名是区分大小写字母的,例如y和Y是两个不同的名字; (3) 关键字(参考表21)不能用于变量名; (4) 变量名字*好能表达出变量的功能用途,做到“见名知意”; (5) 变量一般是描述事物的名称,因此变量的名字建议使用“名词”或“定语_名词”的形式命名。 这里“int result;”语句的功能是定义一个整数类型的变量result,并从计算机的内存中分配4字节的内存空间关联到该变量，这样后面的代码就可以使用变量名result来管理这些内存空间,可以存放数据到这些内存空间,也可以从这些内存空间读取数据以便使用。 提示: C语言对int类型的规定,只是要求使用不少于2字节(2字节能表示的整数范围是-215～215-1,即-32768～32767)来表示整数,具体的实现方案留给各个编译器来决定,目前主流的编译器一般都是使用4字节来表示int类型的整数。 这里所用的DevC++开发工具是使用4字节的内存分配方案,能够表示的整数范围是: -231～ 231-1,即-2147483648～2147483647。 第5行代码: 这是一个赋值语句,首先计算等号“=”右边的表达式“4+9”,然后把计算结果13保存到等号左边的变量result所关联的4个字节的内存字节中。这里4和9称为int类型的“常量” (Constant)。 等号“=”是赋值运算符,其功能是把等号右边的表达式计算出的结果保存到等号左边的变量所关联的内存字节中。 加号“+”是加法运算符,与数学上的加法一致,用于把加号左右两边的数进行加法运算。 提示: 我们需要区分清楚表达式(Expression)和语句(Statement)这两个概念: (1) “4+9”是加法运算表达式; (2) “result=4+9”是赋值运算表达式; (3) “result=4+9;”是赋值语句。 分号是语句的结束符。表达式后面加上分号就构成表达式语句。例如,“4+9;”是一个合法的表达式语句,该语句计算出4与9的和为13,但没有赋值给任何变量保存,也就是说,计算出来的结果被丢弃了。 第6行代码: 函数printf()使用格式说明符“%d”以十进制方式输出整数变量result的内容。 如果函数printf()直接输出“4+9=result”,那么就达不到我们的目的了,这里result在双引号内是属于普通字符,只能原样输出这几个字符。 要输出变量的内容,可以使用以百分号“%”开头的格式说明符,首先在将要输出的字符串内占个位置,然后在具体输出的时候使用对应变量的内容取代这个位置,即实现了变量内容的输出。 函数printf()规定,使用格式说明符“%d”或“%i”以十进制整数的格式输出变量内容。 提示: d是英文Decimal(十进制)的首字母,i是英文Integer(整数)的首字母。这两个格式说明符是等价的。大部分程序员习惯使用“%d”。 程序运行后输出结果与源代码31的结果是一样的,如图32所示。4 + 9 = 13 图32SimpleCalculator_01B.c的运行结果虽然是一样的输出结果,但是已经前进了一大步。源代码31的输出结果“13”是我们自己计算出来的,而本例的结果则是计算机使用加法运算自动计算出来的。 2. 源代码33 接下来,如果需要求和的两个数不是4和9,而是其他数,那怎么办呢? 比如,现在要计算7和8的和,我们需要修改第5行和第6行的代码,然后保存并重新编译和运行。这里我们发现一个问题,本来只需要把4修改为7，以及把9修改为8,但现在两行代码都需要修改,即同一个内容需要修改两次,这显然是不科学的! 要达到同一个内容只修改一次的目的,我们可以将其修改为如源代码33所示的版本。01#include 02int main() 03{ 04int number1 = 7; 05int number2 = 8; 06int result; 07result = number1 + number2; 08printf("%d + %d = %d", number1, number2, result); 09return 0; 10} 源代码33SimpleCalculator_01C.c第4～5行代码: 在定义int类型变量number1和number2的同时分别赋值7和8。 在定义变量的时候进行的赋值,称为“初始化”。第4行的代码等价于以下两行代码: int number1; number1 = 7; 初始化是一种特殊的赋值,但两者至少有以下的区别: 初始化操作只做一次,不允许重复操作,而赋值则可以反复操作。例如,以下初始化操作重复了两次,是不允许的,编译过程会提示出错。int number1 = 7; int number1 = 5; 但是赋值可以反复操作,例如,以下赋值操作是合法的: int number1; number1 = 7; number1 = 5; 第7行代码: 这是一个常规的赋值操作,首先计算赋值运算符“=”右边的表达式,即把变量number1和number2的值读取出来并相加求和,然后把计算结果复制一份到赋值运算符“=”左边的变量result中保存起来。 第8行代码: 函数printf()一次使用了3个格式说明符“%d”,同时输出3个int类型变量的内容。3个变量使用逗号分隔排列在后面,按照格式说明符“%d”出现的先后顺序替换其内容。变量number1的内容取代第1个格式说明符“%d”,变量number2的内容取代第2个格式说明符“%d”,变量result的内容取代第3个格式说明符“%d”。 字符串里面的加号、等号以及空格都是普通字符,按规定是原样输出。 程序运行后输出结果如图33所示。7 + 8 = 15 图33SimpleCalculator_01C.c的运行结果提示: 函数printf()所需要输出的字符串内,现在学习到有两种字符是特殊字符: “\\”和“%”。这两种字符默认是不会原样输出的,它们已经被赋予了特殊的含义,需要结合后面的字符才能确定其具体含义。  反斜杠“\\”用于换码序列,例如“\\n”表示换行符。  百分号“%”用于格式说明符,例如“%d”表示以十进制整数格式输出变量内容。 【练习31】 编写C语言程序,计算3个整数的和,然后按照图34所示格式输出结果到屏幕。12 + 34 + 56 = 102 图34练习31的运行结果提示: 请参考源代码33。 3.2键盘输入两个整数 源代码33的例子所求和的两个数是固定在源代码中的,我们称之为“硬编码”(Hardcoding)。每次修改不同的数值后,还需要重复进行源代码的保存、编译和运行等操作,使用上是不够方便的。 事实上,为了增加灵活性,我们可以在程序运行的时候才从键盘输入需要计算的数值。修改源代码33,增加键盘输入数据的功能以实现该目标,如源代码34所示。01#include 02int main() 03{ 04int number1; 05int number2; 06int result; 07printf("第1个数:"); 08scanf("%d", &number1); 09printf("第2个数:"); 10scanf("%d", &number2); 11result = number1 + number2; 12printf("%d + %d = %d", number1, number2, result); 13return 0; 14}