第四章-数据与运算
数据的分类
计算机中存储的数据可以分为两种：静态数据和动态数据。
- 静态数据
- 概念：静态数据是指一些永久性的数据，一般存储在硬盘中。硬盘的存储空间一般都比较大，现在普通计算机的硬盘都有500G左右，因此硬盘中可以存放一些比较大的文件。
- 存储的时长：计算机关闭之后再开启，这些数据依旧还在，只要你不主动删掉或者硬盘没坏，这些数据永远都在。
- 哪些是静态数据：静态数据一般是以文件的形式存储在硬盘上，比如文档、照片、视频等。
- 动态数据（临时数据）
- 概念：动态数据指在程序运行过程中，动态产生的临时数据，一般存储在内存中。内存的存储空间一般都比较小，现在普通计算机的内存只有4G左右，因此要谨慎使用内存，不要占用太多的内存空间。
- 存储的时长：计算机关闭之后，这些临时数据就会被清除。
- 哪些是动态数据：当运行某个程序（软件）时，整个程序就会被加载到内存中，在程序运行过程中，会产生各种各样的临时数据，这些临时数据都是存储在内存中的。当程序停止运行或者计算机被强制关闭时，这个程序产生的所有临时数据都会被清除。
- 既然硬盘的存储空间这么大，为何不把所有的应用程序加载到硬盘中去执行呢？有个主要原因是内存的访问速度比硬盘快N倍。
- 数据的大小
- 不管是静态还是动态数据，都是0和1组成的。也就是说,文档/视频/语音都是有0/1组成的
- 数据越大，包含的0和1就越多
- 那么问题就来了,比如一个视频很大,那么当我们说他的大小时,难道说:他有
n个0/1组成吗?- 为了表达方便,因此定出了以下单位:
- 一个0/1就叫:比特位(bit)
- 8个0/1就叫:字节(Byte)
- 如果一个视频为30M,那么他就是由:
30*1024*1024*8个0/1组成 - 1 KB = 1024 B，1 MB = 1024 KB，1 GB = 1024 MB，1 TB = 1024 GB
- C语言中的数据类型
转义字符
常量与变量
- 常见的常量有:
- 整型(int): 3;
- 浮点型:双精度(double) 3.4;
- 单精度(float) 3.4f;
- 字符型(char): ‘3’;
- 字符串型(string): “3”;
- 注意： 为了跟double区分开来，float 型数据都是以f结尾的,比如5.43f、-2.3f、0.0f。需要注意的是，绝对不能有10f这样格式的，编译器会直接报错，只有小数才允许加上f。
- 定义常量PI的两种方式：
#define Pai 3.14159;const float pai 3.14159;- 区别：
- 第一种方式：是将Pi定义成一种符号，此时Pai只是3.14159的别名，在编译期间用3.14159去取代Pi的值,define相当于替换。
- 第二种方式：是将PI定义成变量，但告诉编译器它的值是固定不变的，如果在程序中试图去修改它的值，在编译时会报错；
- 定义变量:
- 任何变量在使用之前，必须先进行定义。
- 定义变量的目的是：在内存中分配一块存储空间给变量，方便以后存储数据。
- 如果定义了多个变量，就会为这多个变量分别分配不同的存储空间。
- 不同类型的变量占用不同大小的存储空间。内存极其有限，分配适当的存储空间
- 变量什么时间分配内存
- 如果在程序中定义了一个变量,在对程序进行编译时,系统就会个这个变量分配内存单元
- 初始化的两种形式:
- 先定义，后初始化：int a; a = 10;
- 定义的同时进行初始化：int a = 10;
- 自我理解:定义变量就是在分配存储空间,定义一个变量,意思就是分配一块存储空间,用于存储数据.注意: 变量的作用域,决定了这块存储空间什么时间被销毁
- 常量与变量的区别:都分配了一块存储空间用于存储数据,但是常量分配的只能存储那个数据,变量可以改变存储的数据
- 变量的作用域:(这里不包含static)
- 变量在函数中的作用域:从定义变量的那行开始,一直到函数结束
- 变量在代码块中的作用域:
- 代码块:
{//这就是代码块 int a = 10;},用于及时回收不在使用的变量内存,为了提升性能 - 代码块中定义变量开始,一直到代码块结束
- 总结:从定义变量的那一行开始,一直到所在的代码块结束
- 代码块:
- 变量的存储
- 所占用的字节数跟类型有关,也跟编译器环境有关(Mac是64位的)
- 变量为什么一定要初始化？
- 如果变量没有初始化，那么这个变量的值就是一个不确定的值。
- 定义完变量，就会在内存中分配一块存储中间，而此时这个内存中存储的内容是随机的垃圾数据。
- 跟java不同，Java会给自定义的变量自动初始化为0；
-
if/switch代码注意事项:
//案例1: //错误 if(10) int a = 10; //正确 if(10){ int a = 10;} //或者 int a ; if(10) a = 10; //案例2： //错误: int a = 10; switch(a){ case 10: int b = 5; b++; break; case 2: … } //正确 int a = 10; switch(a){ case 10: { int b = 5; b++; break; } case 2: … } //或者 int a = 10; int b = 4; switch(a){ case 10: b = 5; b++; break; … } //案例3： //错误:原理同上 for(int i = 0;i<10;i++) int a = 10;- 原因分析:作用域的问题
- if中,if后面的作用域仅仅是if后面那一句话,然而重新定义了一个变量a,那么理论上a的作用域就是从定义开始到”}”结束,但是其实不是,因此冲突
- switch中,作用域仅仅是满足case后到break之间的内容,但是如果在case中定义了一个变量b,那么默认的作用域就是从定义开始到”}”结束,因此也会冲突
- 解决办法,将if/case中的语句用{}起来即可
- 原因分析:作用域的问题
break与continue区别:
break:
1.使用场合
1> switch语句：退出整个switch语句
2> 循环结构：退出当前循环结构
* while
* do while
* for
2.注意点
只对当前的循环结构有效
continue：
1.使用场合
循环结构：结束当前这次的循环体(不在执行之后的代码)，进入下一次循环体
* while
* do while
* for
2.注意点
只对当前的循环结构有效
goto语句无条件转移语句
- 一般形式：
goto 语句标号; - “语句标号”必须是合法的标识符。不能用整数作标号。
- goto语句作用：调到代码的某一段来执行，必须配合“语句标号”来使用
- 用途：
- 与if语句一起构成循环结构；
- 从多层循环体的内层循环跳到外层循环。
- 注意：
- 结构化程序设计方法主张限制使用goto语句，滥用该语句将使程序流程无规律、可读性差。
-
代码示例：
void test(){ int i = 1, sum = 0; loop: if (i <= 100) { sum = sum + i; i++; goto loop; } printf("Sum=%d", sum); }
C语言中的位运算
- 按位与: &
- 功能
- 只有对应的两个二进位均为1时，结果位才为1，否则为0。
- 举例: 比如9&5，其实就是1001&101=1，因此9&5=1
- 规律:二进制中，与1相&就保持原位，与0相&就为0
- 判断一个数的奇偶:a&1 = 1 (奇数)/ = 0(偶数)
- 功能
- 按位或:
|- 功能
- 只要对应的二个二进位有一个为1时，结果位就为1，否则为0。
-
举例: 比如 9|5，其实就是1001101=1101，因此9 5=13
- 功能
- 按位异或:^
- 功能
- 当对应的二进位相异（不相同）时，结果为1，否则为0。
- 举例: 比如9
^5，其实就是1001^101=1100，因此9^5=12 - 规律:相同整数相^的结果是0。比如5
^5=0 - (重要!!!)多个整数相
^的结果跟顺序无关。比如5^6^7=5^7^6 - 因此得出结论：a
^b^a = b
举例2: 交换两个变量的值 a = a ^ b; b = a ^ b; <=>a^b^b = a a = a ^ b; <=>a^b^a = b - 功能
- 取反: ~
- 对整数a的各二进位进行取反，符号位也取反（0变1，1变0）
- 左移:«
- a«n
- 把整数a的各二进位全部左移n位，高位丢弃，低位补0。左移n位其实就是乘以2的n次方
- 由于左移是丢弃最高位，0补最低位，所以符号位也会被丢弃，左移出来的结果值可能会改变正负性
- 规律:每向左移动一位*2
- a * 2的n次方 : a«n
- 右移:»
- a» n
- 把整数a的各二进位全部右移n位，保持符号位不变。右移n位其实就是除以2的n次方
- 为正数时， 符号位为0，最高位补0
- 为负数时，符号位为1，最高位是补0或是补1 取决于编译系统的规定
- 规律:每向右移动一位/2
- a*2的-n次方: a»n