第2章 C语言数据结构及其运算
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第二章数据结构及其运算考试要求:1.C的数据结构及其定义:基本类型,构造类型,指针类型,空类型2.C运算符的种类,运算优先级和结合性。
3.不同类型数据之间的转换与运算。
4.C表达式类型和求值规则:赋值表达式,算术表达式,关系表达式,逻辑表达式,条件表达式,逗号表达式。
0(整型) 1.2(实型) 244 1.414 …a‟(字符型)7070.5100 100 060 59.9Student1234561000 2 字节问:为什么要分数据类型?答:2. 不同的数据类型存储格式不同1. 不同的数据类型所实施的操作不同.第2.1节数据类型简单语句复合语句1. C的数据类型分为:基本类型,构造类型,指针类型,空类型。
2. 基本类型又包括:整型,字符型,实型(单精度型,双精度型),枚举型3. 构造类型又包括:数组类型,结构体类型和共用体类型。
C语言中的数据有常量和变量之分,但是它们都属于以上这些类型。
2.1.1 常量与变量1.常量28 168 5.1 3.14 ‘a’…y‟在程序运行中,其值不能被改变的量叫做常量。
常量可以划分为不同的类型,如12,0,-3为整型常量;4.6,-3.15为实型常量;‘a’,‟p‟为字符型常量。
也可以用一个标示符来代表一个常量。
如:#define pi 3.1415 符号常量#define afsj 1682变量area=2其值可以改变的量叫做变量。
一个变量应该有一个名字,在内存中占据一定的存储单元。
该存储单元中存放变量的值。
注意变量名和变量值。
变量名的命名规则和标示符的命名规则相同。
int a;(为a分配了一个存储单元)a=2;简单说标示符就是一个名字。
在C语言中,要求对所有用到的变量作强制定义,也就是“先定义,后使用”。
2.1.2 基本类型整型包括整形常量,整型变量。
整型常量就是整常数。
在C 中使用的整常数有:八进制,十六进制和十进制。
1. 整型整型常量1) 八进制整常数必须以0(零)开头,用0做八进制的前缀。
c语言数据结构与算法C语言是计算机编程的一种语言,广泛用于数据结构与算法的实现和分析。
数据结构是组织和存储数据的方式,而算法是一系列解决问题的步骤。
在C语言中,常见的数据结构包括数组、链表、栈、队列、树、图等,算法则包括排序、搜索、动态规划、贪心算法等。
以下是C语言中一些基本数据结构和算法的简要介绍:1. 数组:数组是连续存储的一组元素,可以通过索引来访问。
数组的大小在编译时确定,因此动态扩展能力有限。
2. 链表:链表是由一系列节点组成的数据结构,每个节点包含数据部分和指向下一个节点的指针。
链表的大小在运行时可以动态变化。
3. 栈:栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,主要操作包括压栈(push)和出栈(pop)。
栈通常用于解决递归、括号匹配等问题。
4. 队列:队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构,主要操作包括入队(enqueue)和出队(dequeue)。
队列常用于任务调度、缓冲处理等问题。
5. 树:树是由节点组成的数据结构,每个节点包含数据部分和指向子节点的指针。
树的结构可以是二叉树、平衡树(如AVL树)、红黑树等。
树常用于表示层次关系、索引等。
6. 图:图是由节点和边组成的数据结构。
节点表示实体,边表示节点之间的关系。
图的表示方法有邻接矩阵和邻接表等。
图的应用包括最短路径、拓扑排序等。
在C语言中实现数据结构和算法,可以提高编程能力,更好地理解和解决复杂问题。
常见的算法包括冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序等排序算法,以及二分搜索、深度优先搜索、广度优先搜索等搜索算法。
此外,动态规划、贪心算法等高级算法也在C语言中得到广泛应用。
学习和掌握C语言的数据结构和算法,有助于提高编程水平,为解决实际问题奠定基础。
数据结构与算法 c语言(一)数据结构数据结构是指程序中使用的数据存储和组织的方式,是存储和组织数据以便于进行有效访问和操作的形式。
它们描述如何组织、索引、检索和存储数据,可以以图形、列表、树或任何其他形式来实现。
根据它的功能,数据结构可以分为三类:存储结构,查找结构和排序结构。
1.存储结构:存储结构定义数据的存储形式,结构的类型有线性结构、非线性结构和特殊结构。
a)线性结构:线性结构是最常用的存储结构,常见的线性结构有数组、线性表和栈。
b)非线性结构:非线性结构是存储数据的不规则结构,常用的非线性结构有森林、图、哈希表和布局。
c)特殊结构:特殊结构是一种特殊的数据结构,代表着不同的操作对象。
例如,编译器存储着源程序的语法树,在设计数据库时,系统存储着索引树以及索引文件。
2.查找结构:查找结构包括线性查找和二分查找,前者将数据成员与关键字一一比较,后者使用二叉树技术,在减少比较次数的同时,使得查找效率大大提高。
3.排序结构:排序结构按照一定的规则对存储在某个存储结构中的数据进行排序,用于快速查找数据。
常用的排序算法有插入排序、合并排序、快速排序等。
总之,数据结构可以视为数据的容器,使用不同的数据结构可以解决不同的问题,提高系统的效率。
(二)算法算法是一种排列和组合的解决问题的过程。
它使用一组定义明确的步骤,按照该步骤来执行,最终解决问题。
一般来说,算法分为三种类型:贪心算法、动态规划和分治法。
1.贪心算法:贪心算法通过采用试探性选择来求解问题,它从不考虑过去的结果,而是假设采用当前最好的结果,从而得到最优解。
如择优法、多项式时间的算法都属于贪心算法。
2.动态规划:动态规划是求解决策过程最优化的数学术语,它结合搜索技术,用最优方式选择最佳决策。
常见的动态规划算法应用有最小路径求解,最优工作调度等。
3.分治法:分治法是算法设计中比较常用的思想,它的思想很简单,就是将问题分解成多个子问题,分别解决,最后合并解决结果,得到整体的问题的最优解。
C语言中的数据结构与算法
C语言是一种高效且功能丰富的编程语言,广泛用于系统软件开发和嵌入式设备编程。
在C语言中,数据结构和算法是非常重要的概念,能够帮助程序员更好地组织和处理数据,提高程序的效率和性能。
数据结构是指在计算机中存储和组织数据的方式,常用的数据结构包括数组、链表、栈、队列、树等。
在C语言中,我们可以利用这些数据结构来存储和操作数据,使程序更加高效和易于理解。
在C语言中,常用的算法包括查找算法、排序算法、递归算法等。
这些算法能够帮助我们解决各种问题,比如在数组中查找特定元素、对数组进行排序等。
掌握这些算法可以让我们更好地设计和优化程序,提高程序的性能和可读性。
数据结构与算法的重要性在于它们不仅能够帮助我们解决具体的问题,还能够培养我们的思维能力和编程能力。
通过学习和实践数据结构与算法,我们可以更好地理解计算机科学中的基本原理和技术,提升自己的编程水平。
在学习C语言中的数据结构与算法时,我们可以通过书籍、在线教程、实践项目等方式来加深理解和掌握。
同时,可以参与一些编程挑战和竞赛,与其他程序员交流和分享经验,不断提升自己的编程技能。
总的来说,掌握C语言中的数据结构与算法是每一个程序员必备的技能,能够帮助我们更好地解决问题、提高编程效率和质量。
通过不断学习和实践,我们可以不断提升自己的编程能力,成为更优秀的程序员。
愿大家在学习数据结构与算法的过程中取得成功,不断进步!感谢阅读!。
第2章 C语言的数据和运算[目的要求]1. 了解C语言的数据类型;2. 掌握常量与变量的概念;3. 掌握整型、实型、字符型数据的常量和变量的引用方法;4. 掌握简单的输入和输出;5. 掌握变量赋初值的方法;6. 掌握各类数据的混合运算;7. 掌握算术、关系、逻辑运算符和算术、关系、逻辑表达式;8. 掌握赋值运算符和赋值表达式、逗号运算符和逗号表达式。
[基本内容]1. C语言的数据类型;2. 常量与变量;3. 简单的输入(scanf())和输出(printf());4. 运算符和表达式。
[重点难点]1.重点:数据类型、表达式。
2.难点:变量、表达式。
[课时安排]4学时。
2.1 程序设计概述一个程序应包括对数据的描述和对数据处理的描述。
1.对数据的描述,即数据结构。
2.对数据处理的描述,即电脑算法。
算法是为解决一个问题而采取的方法和步骤,是程序的灵魂。
为此,著名电脑科学家沃思〔Nikiklaus Wirth〕提出一个公式:数据结构 + 算法 = 程序2.2 C语言的数据类型C语言提供的数据结构,是以数据类型形式出现的。
具体分类如下:1. 基本类型分为整型、实型〔又称浮点型〕、字符型和枚举型四种。
2. 构造类型分为数组类型、结构类型和共用类型三种。
3. 指针类型。
4. 空类型C 语言中的数据,有常量和变量之分,它们分别属于上述这些类型。
本章将介绍基本类型中的整型、实型和字符型三种数据。
2.3 常量和变量2.3.1 常量1. 常量的概念在程序运行过程中,其值不能被改变的量称为常量。
2. 常量的分类〔1〕整型常量〔2〕实型常量〔3〕字符常量。
〔4〕符号常量。
2.3.2 变量1. 变量的概念在程序运行过程中,其值可以被改变的量称为变量。
2. 变量的两个要素〔1〕变量名。
每个变量都必须有一个名字──变量名,变量命名遵循标识符命名规则。
〔2〕变量值。
在程序运行过程中,变量值存储在内存中。
在程序中,通过变量名来引用变量的值。
第二章数据结构及其运算考试要求:1.C的数据结构及其定义:基本类型,构造类型,指针类型,空类型2.C运算符的种类,运算优先级和结合性。
3.不同类型数据之间的转换与运算。
4.C表达式类型和求值规则:赋值表达式,算术表达式,关系表达式,逻辑表达式,条件表达式,逗号表达式。
0(整型) 1.2(实型) 244 1.414 …a‟(字符型)7070.5100 100 060 59.9Student1234561000 2 字节问:为什么要分数据类型?答:2. 不同的数据类型存储格式不同1. 不同的数据类型所实施的操作不同.第2.1节数据类型简单语句复合语句1. C的数据类型分为:基本类型,构造类型,指针类型,空类型。
2. 基本类型又包括:整型,字符型,实型(单精度型,双精度型),枚举型3. 构造类型又包括:数组类型,结构体类型和共用体类型。
C语言中的数据有常量和变量之分,但是它们都属于以上这些类型。
2.1.1 常量与变量1.常量28 168 5.1 3.14 ‘a’…y‟在程序运行中,其值不能被改变的量叫做常量。
常量可以划分为不同的类型,如12,0,-3为整型常量;4.6,-3.15为实型常量;‘a’,‟p‟为字符型常量。
也可以用一个标示符来代表一个常量。
如:#define pi 3.1415 符号常量#define afsj 1682变量area=2其值可以改变的量叫做变量。
一个变量应该有一个名字,在内存中占据一定的存储单元。
该存储单元中存放变量的值。
注意变量名和变量值。
变量名的命名规则和标示符的命名规则相同。
int a;(为a分配了一个存储单元)a=2;简单说标示符就是一个名字。
在C语言中,要求对所有用到的变量作强制定义,也就是“先定义,后使用”。
2.1.2 基本类型整型包括整形常量,整型变量。
整型常量就是整常数。
在C 中使用的整常数有:八进制,十六进制和十进制。
1. 整型整型常量1) 八进制整常数必须以0(零)开头,用0做八进制的前缀。
由0~7八个数字组成。
合法的八进制数有:017,0101,0177777;分别表示十进制的15,65,65535。
不合法的如:256(没有前缀),03A2(出现了非八进制数码),-0127(出现了负号)。
2) 十六进制整常数它的前缀为0X或0x。
由0~9,A~F或a~f 十个数字和六个字母组成。
合法的十六进制整常数有:0X2A,0XA0,0XFFFF;不合法的十六进制整常数有:5A(没有前缀),0Xf(出现了非十六进制数码)。
3) 十进制整常数十进制整常数没有前缀。
有0~9十个数字组成。
合法的十进制整常数有:237,-568,65533,1627。
168不合法的十进制整常数有:023(不能有前缀),23D(含有非十进制数码)。
整型变量整形变量可分为下面几类:基本整型(int),短整型(short int),长整型(long int),无符号型(unsigned)数据类型的定义格式:数据类型说明符变量名标示符1,变量名标示符2,….变量名标示符n ;如:int a; 表示定义一个整型变量a;int x,y,z; 表示定义整型变量x,y,z;short b; 表示定义短整型变量blong i,j,k; 表示定义长整型变量i,j,k整型变量的存储方式下表罗列了C中数据类型在内存中占用的字节数intsizeof(int)=42.实型量实型常量实型也叫浮点型.实型常量也叫实数或浮点数.在C语言中实数只采用十进制.它有两种形式:十进制数形式和指数形式.1) 十进制数形式由0~9 和小数点组成.例如:0.01,.125,5.6789,0.123,15.0,-234.54等都是合法的实数.2) 指数形式类似数学中的指数形式,C中的指数形式一般格式为:aEn(a为十进制数,n为十进制整数),如1.2E3(表示的是1.2*10)下面不是合法的实数: 345(没有小数点),E7(阶码标志E之前没有数字),-5(没有阶码标志),53.-E(负号位置不对),2.7E(没有阶码).实型变量实型变量分为两类:单精度型(float)和双精度型(double).在C中单精度占4个字节(32位)内存空间,双精度占8个字节(64位)内存空间. double a;a=2.2;3 字符型字符型量包括字符常量和字符变量.字符常量字符常量是用单引号括起来的一个字符如:‟a‟,‟c‟,‟+‟,‟=‟等都是合法的字符常量.‟&‟…‟…2‟转义字符…\n‟以反斜线‟\‟开头,后跟一个或几个字符.它具有特定的含义,不同于字符原有的意义,所以叫做转义字符.例如‟\n‟就是一个转义字符它的意义是回车换行. …t‟…a‟…~‟…#‟字符变量字符变量的取值是字符常量,即单个字符.字符变量的类型说明符是char 如: char a,b ; /*定义a,b为字符变量*/ a=‟!‟;char x1,x2;x1=‟!‟;x2=x1;float a,b;a=2.5;b=a;字符串常量它是由一对双引号括起来的字符序列.例如: ”world”,”I am a student”等””“a”…a‟字符串常量的存储方式是:字符串常量占的内存字节数等于字符串中所有字符的字节数加1.增加的一个字节中存放‟\0‟这是结束标志.;如: 字符串”sss”,一共头3个字符,在内存中要占用4个字节长度:字符串结束之前的字符个数。
由此,字符串常量和字符常量的不同:1)字符常量由单引号括起来,而字符串常量由双引号括起来.2)字符常量只能是单个字符,字符串则是n个字符组成3)可以把一个字符常量赋予一个字符变量,但不能把一个字符串常量赋予一个字符变量,因为C语言中没有相应的字符串变量;4)字符常量占一个字节的内存空间.字符串常量占的内存字节数等于字符串中所有字符的字节数加1. 如:‟a‟的内存字节数为1,而”a”的内存字节数为2.2.1.3构造类型构造类型是根据已经定义的一个或多个数据类型用构造的方法来定义的.也就是说,一个构造类型的值可以分解为若干个”成员”或”元素”.每个成员都是一个基本数据类型或又是一个构造类型.构造类型有下面几种:1)数组类型:把相同数据类型的若干变量按有序的形式组织起来.2)结构类型:是由若干相同的或不同的数据类型构造而成的3)共用体类型: 在共用体中,各成员共享用一段内存空间,所以一个共用体变量的长度等于各成员中最长的一个成员的长度2.1.4 指针类型2.1.5 空类型在调用函数时,通常应该向调用者返回一个函数值.如: int max(int a,int b)该函数的返回值是一个整型数值,但也有一类函数,调用后不需要返回函数值,这种函数可以定义为”空类型”,他的类型说明符为void 如定义一个没有返回值的函数:void fun(char a,char b)2.2运算符和表达式1+3int a,b,c;a=2;b=3;c=a+b;表达式是将运算量用运算符连接起来组成的式子,其中运算量可以是常量,变量,或函数.+-*/% 算术运算符> < == 关系运算符&& || ! 逻辑运算符2.2.1优先级和结合性+- */%+*优先级最底的是逗号2.2.2算术运算用在各类数值运算.包括加,减,乘,除,求余,自增,自减1)双目运算符1+2运算符必须连接两个运算量.+,-,*,/,%2)单目运算符号是指运算符只能连接一个运算量.++,--(在原来的基础上加1或减1;)int a,b,c;b=4;3a=5;6c=++a+(b--);10++,-- 在前,先操作,再引用;++-- 在后,先引用,再操作;算术表达式是用算术运算符连接起来的有常量,变量,函数组合起来的式子.一个表达式要有一个值和他的类型如:2.2.3 赋值运算1)赋值运算符分为简单赋值(=)和复合算术赋值(+=,-=,*=,/=,%=)和复合位运算赋值(&=,|=等等)int a;a=3;a+=3; 6a/=4; a=6/4a=12)赋值表达式用”=”连接起来的式子.它一般的格式为:变量=表达式注意:赋值运算中的类型转换在C中的赋值表达式中, 赋值号右边的值先转换成与赋值号左边的变量相同的类型,然后进行赋值(不要四舍五入,直接截去小数部分)。
int a;a=2.8;2.2.4 逗号表达式C语言中的逗号也是一种运算符,叫做逗号运算符,它的功能是把多个表达式连接起来组成一个表达式。
逗号表达式的一般格式为:表达式1,表达式2….. 表达式n其求值过程是:先计算表达式1,在计算表达式2…..最后计算表达式n.并且最后一个表达式n的的值为整个逗号表达式的结果如:int a,b,c;a=1;b=2;c=a++,b++,++a;2.2.5 关系运算和逻辑运算1)关系运算符和关系表达式作用:在程序中经常需要比较两个量的大小关系,来决定程序的下一步的工作.比较两个量大小的运算符称为关系运算符.主要有:>, <,==, >=, <=, != 六种关系运算符关系运算符都是双目运算符,其结合性都是左结合.由关系运算符组成的表达式叫做关系表达式.例如:a>=b,c>3/2等等,他们的值是”真”和”假”,用”1”和”0”来表示.例如:5>0的值为”真”,就是1.注意:当关系运算符两边的值类型不一致时,如果一边是整型,一边是实型,C系统将自动把整型转换为实型数,然后进行比较.2)逻辑运算符和逻辑表达式C语言中提供了三种逻辑运算符与(&&),或(||),非(!),其中逻辑与和逻辑或是双目运算,而逻辑非是单目运算.由逻辑运算符和运算对象所组成的表达式叫做逻辑表达式.逻辑运算的值也是”真”和”假”,分别用”1”和”0”来表示.三种逻辑运算的求值规则为:例如:!(5>0)的结果为假,用0来表示,所以它的值为0.嵌套的逻辑表达式,如(a&&b)&&c等等2.2.6 测试数据长度运算符sizeof 运算符是一个单目运算符功能: 用于计算数据类型所占用的字节数,它的返回值为变量或类型的字节长度.例如:sizeof(int); /*返回值是2*/sizeof(float); /*返回值是4*/sizeof(double); /*返回值是8*/也可以求已经定义的变量如:float h;int x;x=sizeof(h);那么x的值为42.2.7 数据类型的转换转换方法有两种:自动转换和强制转换.1. 自动转换自动转换遵循以下规则:1)如果参与运算的的数据类型不同,则需要先转换成相同的类型,然后进行运算.2)数据类型的转换按数据长度增加的方向进行,以保证数据的精度不降低,例如:int型和long型进行运算时,先把前者转换成后者再进行运算.3)所有的浮点运算都是以双精度进行的,即使仅含float单精度型的表达式,也要先转换成双精度型再进行运算. 4)char和short型参与运算时先转换成int型5)在赋值运算时,如果赋值号两边的数据类型不一样时, 赋值号右边量的数据类型先转换成赋值号左边量的数据类型,假如右边量的数据类型长度比左边长,将丢失一部分数据,这样会降低精度,丢失的部分按四舍五入向前舍入2.强制类型转换格式:(类型说明符)(表达式)作用:把表达式的运算结果强制转换成类型说明符所表示的类型。