C51运算与构造数据类型实战

1）运算符

运算符是完成某种特定运算的符号。运算符按其表达式中运算对象与运算符的关系可分为单目运算符、双目运算符和三目运算符。单目要求有一个运算对象，双目要求有两个运算对象，三目则要求有3个运算对象。表达式是由运算及运算对象所组成的具有特定含义的式子。

（1）赋值运算符

赋值语句格式如下：

变量=表达式；

例如：

由上面的例子可以看出，赋值语句的意义就是先计算出“=”右边表达式的值，然后将得到的值赋给左边的变量，而且右边的表达式也可以是一个赋值表达式。如果赋值运算符号两边的数据类型不一致，则系统将自动进行类型转换。转换方法是把赋值符号右边的类型转换成左边的类型，具体规定如下：

①实型赋给整型：舍去小数部分。

②整型赋给实型：数值不变，必须以浮点形式存放（增加小数部分，小数部分的值为0）。

③字符型赋给整型：因为字符型为一个字节，整型为两个字节，因此需将字符的ASCII码值放到整型量的低八位中，高八位补0。

④整型赋给字符型：只把低八位赋给字符量。

（2）算术运算符

C51的算术运算符如下：

+　加或取正值运算符　-　减或取负值运算符

*　乘运算符　　/　除运算符　　%　取余运算符

其中，只有取正值和取负值运算符是单目运算符，其他都是双目运算符。注意在除法运算中，如果两个浮点数相除，其结果为浮点数，如8.0/4.0=2.0，而两个整数相除，结果为整数，如8/3=2。

算术表达式的形式如下：

表达式1　算术运算符　表达式2

例如：a+b*（10-a），（x+9）/（y-a）。

（3）关系运算符

对于关系运算符，在C中有6种关系运算符：＞（大于），<（小于），＞=（大于等于），<=（小于等于），==（等于），！=（不等于）。

在关系运算中，关系运算符的优先级别为：前四个具有相同的优先级，后两个也具有相同的优先级，但是前四个的优先级高于后两个。关系运算的结果只有“0”和“1”两种，即逻辑的真和假。

关系表达式的形式如下：

表达式1关系运算符表达式2

例如：（I=4）<（J+1）。

（4）逻辑运算符

逻辑运算符有3个：&&（逻辑与），||（逻辑或），！（逻辑非）。

逻辑运算符是对逻辑量运算的表达，结果要么是真（非0），要么是假（0）。

逻辑表达式的一般形式如下：

逻辑与：条件式1 &&条件式2。

逻辑或：条件式1||条件式2。

逻辑非：！条件式2。

逻辑运算符也有优先级别：！（逻辑非）→&&（逻辑与）→||（逻辑或），逻辑非的优先值最高。

（5）++（增量运算符）和--（减量运算符）

这两个运算符是C语言中特有的一种运算符。其作用就是对运算对象作加1和减1运算。要注意的是：运算对象在符号前和符号后，其含义都是不同的。

①i++（或i--）的含义是先使用i的值，再执行i+1（或i-1）。

②++i（或--i）的含义是先执行i+1（或i-1），再使用i的值。

（6）位运算符

位运算符的作用是按位对变量进行运算，但是并不改变参与运算的变量的值。如果要求按位改变变量的值，则要利用相应的赋值运算。注意：位运算符是不能用来对浮点型数据进行操作的。C51中共有6种位运算符。

位运算的一般表达形式如下：

变量1位　运算符　变量2

位运算符也有优先级，从高到低依次是：～（按位取反）→<<（左移）→＞＞（右移）→&（按位与）→^（按位异或）→|（按位或）。

（7）复合赋值运算符

复合赋值运算符就是在赋值运算符“=”的前面加上其他运算符。C语言中的复合赋值运算符：+=加法赋值，-=减法赋值，×=乘法赋值，/=除法赋值，%=取模赋值，&=逻辑与赋值，|=逻辑或赋值，^=逻辑异或赋值，-=逻辑非赋值，<<=左移位赋值，＞＞=右移位赋值。

复合运算的一般形式如下：

变量复合赋值运算符表达式

例如：a+=56等价于a=a+56，y/=x+9等价于y=y/（x+9）。

（8）逗号运算符

C语言中逗号是一种特殊的运算符，可以用它将两个或多个表达式连接起来，形成逗号表达式。

逗号表达式的一般形式如下：

表达式1，表达式2，表达式3，…，表达式n

逗号运算符组成的表达式在程序运行时，从左到右计算出各个表达式的值，而整个用逗号运算符组成的表达式的值等于最右边表达式的值，即“表达式n”的值。例如：

程序的结果为：n=11，m=7。

（9）条件运算符

C语言中有一个三目运算符，即“？：”条件运算符，它要求有3个运算对象。

条件表达式的一般形式如下：

逻辑表达式？表达式1：表达式2

条件运算符的作用就是根据逻辑表达式的值选择使用表达式的值。当逻辑表达式的值为真（非0值）时，整个表达式的值为表达式1的值；当逻辑表达式的值为假（值为0）时，整个表达式的值为表达式2的值。例如，min=（a<b）？a：b，如果a<b成立，min=a，否则，m=b。

（10）指针和地址运算符

C语言中提供了两个专门用于指针和地址的运算符：

①*：取内容。

②&：取地址。

取内容和地址的一般形式如下：

变量=*指针变量

指针变量=&目标变量

取内容运算是将指针变量所指向的目标变量的值赋予左边的变量；取地址运算是把目标变量的地址赋予左边的变量。

2）C51的构造数据类型

（1）数组

数组就是一组具有相同数据类型的数的有序集合。其特点是数组中的数必须是同一种类型，这些数必须按照一定次序存放，数组的下标表示数的存放次序。数组可分为一维、二维、三维和多维数组。

例如，数组a[10]的元数分别是：

a[0],a[1],a[2],…,a[9]。

①一维数组。一维数组的定义方式如下：

数据类型　数组名[常量表达式]；

数据类型说明数组中各个元素的类型；数组名是整个数组的标识符，它的定名方法与变量一样；常量表达式说明了该数组的长度，必须用[]括起来，且不能含有变量。

数组必须先定义，后使用。C语言规定只能逐个引用数组元素，而不能一次引用整个数组。

一维数组在计算机内是怎样存储的呢？在编译时，系统根据数组的定义为数组分配一个连续的存储区域，数组中的元素按照下标由小到大的次序连续存放，下标为0的元素排在前面，每个元素占据的存储空间大小与同类型的简单变量相同。例如：(www.xing528.com)

int a[5];

数组a中每个元素在内存中占2个字节的存储空间，其示意图如下：

对数组进行如下初始化：

将各数组元素的初值写在花括号中，用逗号隔开，并从数组的0号元素开始依次赋值给数组的各个元素。例如，int a[10]={0，1，2，3，4，5，6，7，8，9}，经过定义和初始化之后，a[0]=0，a[1]=1，a[2]=2，a[3]=3，a[4]=4，a[5]=5，a[6]=6，a[7]=7，a[8]=8，a[9]=9。

②二维数组。二维数组的定义方式如下：

类型说明符　数组名[常量表达式1][常量表达式2]；

例如：

int a[3][4],b[5][5];

定义a为3×4（3行4列）的数组，b为5×5（5行5列）的数组。注意不要写成：

int a[3,4],b[5,5];

在C语言中，可以把二维数组看成一种特殊的一维数组，它的元素是一个一维数组。例如，int a[3][4]，可以把a看作一个一维数组，它有3个元素a[0]、a[1]、a[2]，每个元素又是一个包含4个元素的一维数组，即

在内存中，二维数组元素的存放顺序是按行存放，即在内存中先顺序存放第一行的元素，再存放第二行的元素，依次类推。例如，int a[3][4]，数组a中每个元素在内存中占2个字节的存储空间，其示意图如下：

③字符数组。字符数组的定义和其他数组的定义相类似。类型说明符为char。

三维数组的定义方式如下：

char　数组名[下标]；

例如：

char b[10];

b[0]=‘T’;b[1]=‘h’;b[2]=‘a’;b[3]=‘n’;b[4]=‘k’;b[5]=‘’;b[6]=‘y’;b[7]=‘o’;b[8]=‘u’;b[9]=‘!’;

此例中用赋值语句给字符数组赋初值。

字符数组的每一个元素只能存放一个字符（包括转义字符）。数组在内存中的存储状态如下：

字符是以ASCII码的形式存储在内存中的，字符数组的任一元素相当于一个字符变量。

在C语言中，不提供字符串数据类型，字符串是存放在字符数组中的。C语言规定：以“\0”作为字符串结束标志。因此，在用字符数组存放字符串时，系统自动在最后一个字符后加上结束标志“\0”，表示字符串到此结束。因此，在定义字符数组时，数组长度至少要比字符串中字符个数多1，以便保存字符“\0”。

查表是数组的一个常用的功能。例如，摄氏温度转换成华氏温度：

（2）指针

指针变量的定义与一般变量的定义类似，其形式如下：

数据类型[存储器类型1]*[存储器类型2]标识符；

[存储器类型1]表示被定义为基于存储器的指针，无此选项时，被定义为一般指针。这两种指针的区别在于其存储字节不同。一般指针在内存中占用3个字节，第一个字节存放该指针存储器类型的编码（在编译时由编译模式的默认值确定），第二和第三字节分别存放该指针的高位和低位地址偏移量。

[存储器类型2]用于指定指针本身的存储器空间。存储器类型的编码值如下：

C51支持一般指针和存储器指针。

①一般指针。一般指针的声明和标准C一样，不过声明的同时可以说明指针的存储类型。例如：

long*state；　　　//指向long型整数的指针，而state本身依存储模式存放

char*xdata　ptr；//指向char型数据的指针，而ptr本身存放于外部RAM

上述定义的是一般指针，ptr指向的是一个char型变量，char型变量所在的区域和编译时编译模式的默认值有关，如果是Memory Model—Variable—Large：XDATA，那么这个char型变量位于xdata区；如果是Memory Model—Variable—Compact：PDATA，那么这个char型变量位于pdata区；如果是Memory Model—Variable—Small：DATA，那么这个char型变量位于data区。指针state变量本身位于片内数据存储区中。

②存储器指针。存储器指针在说明时就指定了存储类型。例如：

char data*str；//str指向data区中的char型数据

int　xdata*p；//p指向外部RAM的int型整数

这种指针存放时，因为只需要存放偏移量，所以只需要1或2个字节。

下面介绍指针与数组存在的关系。例如：

{int arr[10];int*pr;pr=arr;}

由于pr=arr等价于pr=&arr[0]，那么就有*（pr+1）==arr[1]，*（pr+2）==arr[2]，*（arr+3）==arr[3]，*（arr+4）==arr[4]，或者pr[0]，pr[1]，…代表arr[0]，arr[1]，…。

可以用*pr++（等价于*（pr++））来访问所有数组元素，而用*arr++是不行的。因为arr是常量，所以不能进行++运算。

下面介绍指针的应用。指针变量的初始化如下：

（3）结构体

因为结构体类型描述的是类型不相同的数据，所以其描述无法像数组一样统一进行，只能对各数据成员逐一进行描述。结构体类型定义用关键字struct标识。定义一个结构体的一般形式如下：

struct结构名

{结构元素列表}；

其中，结构名是结构体类型名的主体，定义的结构体类型由“struct结构名”标识；结构元素列表又称域表、字段表，由若干个结构元素组成，每个结构元素都是该结构的一个组成部分。对每个结构元素也必须作类型说明，其形式如下：

类型说明符　结构元素名

例如，定义一个student的结构体：

注意：结构元素名的命名应符合标识符的书写规定。

①结构体变量的定义。结构体变量的定义是在结构体定义之后加上变量名。例如：

如果结构体变量超过3个，则采用数组的形式，比如stu[5]。

②结构体变量的初始化。当结构体变量为全局变量或静态变量时，可以在定义结构体类型时给它赋值，但不能够给自动存储种类的动态局部结构变量赋值。例如：

自动结构变量不能在定义时赋初值，只能在程序中用赋值语句为各结构元素分别赋值。结构体变量初值的个数必须小于或等于结构体变量中元素的个数。

③结构体变量的引用。结构体变量的引用是通过所属的结构元素的引用来实现的。其形式如下：

结构体变量名.结构元素

例如，stu1.score=（stu2.score+stu3.score）/2。

④结构型指针。定义结构型指针的形式如下：

struct结构类型标识符　*结构指针标识符

其中，结构指针标识符是所定义的结构型指针变量的名字，结构类型标识符是该指针所指向的结构变量的具体名称。例如：

struct　mepoint　*mp;

用结构型指针可以引用结构元素，形式如下：

结构指针→结构元素

例如，mp-＞pressure等价于（*mp）.pressure。

指针和结构体有什么关系呢？现通过一个例子来介绍指针和结构体的关系。例如：

开辟一个外RAM空间，确保这个空间足够容纳所需要的内容，程序如下：

此时，结构体指针指向这个数组的开头，操作如下：

操作后变量就位于XDATA中了。注意：定义的my_data[MAX_STR]不能随便被操作，它只是开始的时候用来开辟内存的。

（4）共用体

共用体与结构体的定义相类似，只是定义时把关键词struct换成union。共用体类型变量的定义形式如下：

①共用体变量的定义。共用体变量的定义为在共用体定义后面直接给出的变量。例如：

②共用体变量的引用。共用体变量的引用形式如下：

共用体变量名.共用体元素

例如：data1.i、data2.ch、data3.f等。