第2章 Cx51程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

Keil Cx51是一種專為8051單片機(jī)設(shè)計(jì)的高級(jí)語(yǔ)言C編譯器，支持符合ANSI標(biāo)準(zhǔn)的C語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，同時(shí)針對(duì)8051單片機(jī)自身特點(diǎn)作了一些特殊擴(kuò)展。為了幫助以前慣于使用匯編語(yǔ)言編程的單片機(jī)用戶盡快掌握Cx51編程技術(shù)，本章對(duì)C語(yǔ)言的一些基本知識(shí)結(jié)合Cx51特點(diǎn)進(jìn)行闡述。

2.1 標(biāo)識(shí)符與關(guān)鍵字

C語(yǔ)言的標(biāo)識(shí)符是用來(lái)標(biāo)識(shí)源程序中某個(gè)對(duì)象名字的。這些對(duì)象可以是函數(shù)、變量、常量、數(shù)組、數(shù)據(jù)類型、存儲(chǔ)方式、語(yǔ)句等。一個(gè)標(biāo)識(shí)符由字母、數(shù)字和下劃線等組成，第一個(gè)字符必須是字母或下劃線。C語(yǔ)言是對(duì)大小寫字母敏感的，如“max”與“MAX”是兩個(gè)完全不同的標(biāo)識(shí)符。程序中對(duì)于標(biāo)識(shí)符的命名應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)潔明了，含義清晰，便于閱讀理解，如用標(biāo)識(shí)符“max”表示最大值，用“TIMER0”表示定時(shí)器0等。

關(guān)鍵字是一類具有固定名稱和特定含義的特殊標(biāo)識(shí)符，有時(shí)又稱為保留字。在編寫C語(yǔ)言源程序時(shí)一般不允許將關(guān)鍵字另作他用，換句話說(shuō)就是對(duì)于標(biāo)識(shí)符的命名不要與關(guān)鍵字相同。與其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)言相比，C語(yǔ)言的關(guān)鍵字是比較少的，ANSI C標(biāo)準(zhǔn)一共規(guī)定了32個(gè)關(guān)鍵字，表2-1按用途列出了ANSI C標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵字。

Keil Cx51編譯器除了支持ANSI C標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵字以外，還根據(jù)8051單片機(jī)自身特點(diǎn)擴(kuò)展了如表2-2所示的關(guān)鍵字。

2.2 Cx51程序設(shè)計(jì)的基本語(yǔ)法

雖然C語(yǔ)言對(duì)語(yǔ)法的限制不太嚴(yán)格，用戶在編寫程序時(shí)有較大的自由，但它畢竟還是一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，與其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)言一樣，采用C語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)，仍需要遵從一定的語(yǔ)法規(guī)則。

2.2.1 數(shù)據(jù)類型

任何程序設(shè)計(jì)都離不開對(duì)于數(shù)據(jù)的處理，一個(gè)程序如果沒有數(shù)據(jù)，它就無(wú)法工作。數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中的存放情況由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)決定。C語(yǔ)言的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是以數(shù)據(jù)類型出現(xiàn)的，數(shù)據(jù)類型可分為基本數(shù)據(jù)類型和復(fù)雜數(shù)據(jù)類型，復(fù)雜數(shù)據(jù)類型由基本數(shù)據(jù)類型構(gòu)造而成。C語(yǔ)言中的基本數(shù)據(jù)類型有char，int，short，long，float和double。對(duì)于Cx51編譯器來(lái)說(shuō)，short類型與int類型相同，double類型與float類型相同。

1.char：字符型

有signed char（帶符號(hào)數(shù)）和unsigned char（無(wú)符號(hào)數(shù)）之分，默認(rèn)值為signed char。它們的長(zhǎng)度均為一個(gè)字節(jié)，用于存放一個(gè)單字節(jié)的數(shù)據(jù)。對(duì)于singed char類型數(shù)據(jù)，其字節(jié)中的最高位表示該數(shù)據(jù)的符號(hào)，“0”表示正數(shù)，“1”表示負(fù)數(shù)。負(fù)數(shù)用補(bǔ)碼表示，數(shù)值的表示范圍是-128～+127；對(duì)于unsigned char類型數(shù)據(jù)，其字節(jié)中的所有位均用來(lái)表示數(shù)據(jù)的數(shù)值，數(shù)值的表示范圍是0～255。

2.int：整型

有signed int和unsigned int之分，默認(rèn)值為signed int。它們的長(zhǎng)度均為兩個(gè)字節(jié)，用于存放一個(gè)雙字節(jié)的數(shù)據(jù)。signed int是有符號(hào)整型數(shù)，字節(jié)中的最高位表示數(shù)據(jù)的符號(hào)，“0”表示正數(shù)，“1”表示負(fù)數(shù)。所能表示的數(shù)值范圍是-32768～+32767。unsigned int是無(wú)符號(hào)整型數(shù)，所能表示的數(shù)值范圍是0～65535。

3.long：長(zhǎng)整型

有signed long和unsigned long之分，默認(rèn)值為signed long。它們的長(zhǎng)度均為四個(gè)字節(jié)。signed long是有符號(hào)的長(zhǎng)整型數(shù)據(jù)，字節(jié)中的最高位表示數(shù)據(jù)的符號(hào)，“0”表示正數(shù)，“1”表示負(fù)數(shù)，數(shù)值的表示范圍是-2147 483648～+2147 483647。unsigned long是無(wú)符號(hào)長(zhǎng)整型數(shù)據(jù)，數(shù)值的表示范圍是0～4294 967295。

4.float：浮點(diǎn)型

它是符合IEEE-754標(biāo)準(zhǔn)的單精度浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)，在十進(jìn)制數(shù)中具有7位有效數(shù)字。float類型數(shù)據(jù)占用四個(gè)字節(jié)（32位二進(jìn)制數(shù)），在內(nèi)存中的存放格式如下：

其中，S為符號(hào)位，“0”表示正，“1”表示負(fù)。E為階碼，占用8位二進(jìn)制數(shù)，存放在兩個(gè)字節(jié)中。注意，階碼E值是以2為底的指數(shù)再加上偏移量127，這樣處理的目的是為了避免出現(xiàn)負(fù)的階碼值，而指數(shù)是可正可負(fù)的。階碼E的正常取值范圍是1～254，從而實(shí)際指數(shù)的取值范圍為-126～+127。M為尾數(shù)的小數(shù)部分，用23位二進(jìn)制數(shù)表示，存放在三個(gè)字節(jié)中。尾數(shù)的整數(shù)部分永遠(yuǎn)為1，因此不予保存，但它是隱含存在的。小數(shù)點(diǎn)位于隱含的整數(shù)位“1”的后面。一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)的數(shù)值范圍是(-1)S×2E-127×(1.M)。

例如，浮點(diǎn)數(shù)-12.5=0xC1480000，在內(nèi)存中的存放格式為：

需要指出的是，對(duì)于浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)除了有正常數(shù)值之外，還可能出現(xiàn)非正常數(shù)值。根據(jù)IEEE標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)取以下數(shù)值（16進(jìn)制數(shù)）時(shí)即為非正常值：

0xFFFFFFFF非數(shù)（NaN）

0x7F800000正溢出（+INF）

0xFF800000負(fù)溢出（-INF）

另外，由于8051單片機(jī)不包括捕獲浮點(diǎn)運(yùn)算錯(cuò)誤的中斷向量，因此必須由用戶自己根據(jù)可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤條件用軟件來(lái)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚怼?/p>

除了以上四種基本數(shù)據(jù)類型之外，還有以下一些數(shù)據(jù)類型。

5.*：指針型

指針型數(shù)據(jù)不同于以上四種基本數(shù)據(jù)類型，它本身是一個(gè)變量，但在這個(gè)變量中存放的不是普通數(shù)據(jù)而是指向另一個(gè)數(shù)據(jù)的地址。指針變量也要占據(jù)一定的內(nèi)存單元，在C51中指針變量的長(zhǎng)度一般為1～3個(gè)字節(jié)。指針變量也具有類型，其表示方法是在指針符號(hào)“*”的前面冠以數(shù)據(jù)類型符號(hào)，如char * point1表示point1是一個(gè)字符型的指針變量；float* point2表示point2是一個(gè)浮點(diǎn)型的指針變量。指針變量的類型表示該指針?biāo)赶虻刂分袛?shù)據(jù)的類型。使用指針型變量可以方便地對(duì)8051單片機(jī)各部分物理地址直接進(jìn)行操作。

6.bit：位類型

這是Keil Cx51編譯器的一種擴(kuò)充數(shù)據(jù)類型，利用它可定義一個(gè)位變量，但不能定義位指針，也不能定義位數(shù)組。

7.sfr：特殊功能寄存器

這也是Keil Cx51編譯器的一種擴(kuò)充數(shù)據(jù)類型，利用它可以定義8051單片機(jī)的所有內(nèi)部8位特殊功能寄存器。sfr型數(shù)據(jù)占用一個(gè)內(nèi)存單元，其取值范圍是0～255。

8.sfr16：16位特殊功能寄存器

它占用兩個(gè)內(nèi)存單元，取值范圍是0～65535，利用它可以定義8051單片機(jī)內(nèi)部16位特殊功能寄存器。

9.sbit：可尋址位

這也是Keil Cx51編譯器的一種擴(kuò)充數(shù)據(jù)類型，利用它可以定義8051單片機(jī)內(nèi)部RAM中的可尋址位或特殊功能寄存器中的可尋址位。

例如，采用如下語(yǔ)句：

sfr P0=80H;
sbit FLAG1=P0^1;

可以將8051單片機(jī)P0口地址定義為80H，將P0.1位定義為FLAG1。

表2-3列出了Keil Cx51編譯器能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)類型。

在C語(yǔ)言程序的表達(dá)式或變量賦值運(yùn)算中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)運(yùn)算對(duì)象的數(shù)據(jù)不一致的情況，C語(yǔ)言允許任何標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型之間的隱式轉(zhuǎn)換。隱式轉(zhuǎn)換按以下優(yōu)先級(jí)別自動(dòng)進(jìn)行：

bit→char→int→long→float

signed→unsigned

其中箭頭方向僅表示數(shù)據(jù)類型級(jí)別的高低，轉(zhuǎn)換時(shí)由低向高進(jìn)行，而不是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)的順序。例如，將一個(gè)bit（位類型）變量賦給一個(gè)int（整型變量）時(shí)，不需要先將bit型變量轉(zhuǎn)換成char型之后再轉(zhuǎn)換成int型，而是將bit型變量直接轉(zhuǎn)換成int型并完成賦值運(yùn)算。一般來(lái)說(shuō)，如果有幾個(gè)不同類型的數(shù)據(jù)同時(shí)參加運(yùn)算，先將低級(jí)別類型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成高級(jí)別類型，再作運(yùn)算處理，并且運(yùn)算結(jié)果為高級(jí)別類型數(shù)據(jù)。C語(yǔ)言除了能對(duì)數(shù)據(jù)類型作自動(dòng)的隱式轉(zhuǎn)換之外，還可以采用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換符“()”對(duì)數(shù)據(jù)類型作顯式轉(zhuǎn)換，強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換符“()”的應(yīng)用將在2.2.5節(jié)中介紹。

Keil Cx51編譯器除了能支持以上這些基本數(shù)據(jù)之外，還能支持復(fù)雜的構(gòu)造類型數(shù)據(jù)，如結(jié)構(gòu)類型、聯(lián)合類型等。這些復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型將在本書第5章詳細(xì)討論。

2.2.2 常量

常量又稱為標(biāo)量，它的值在程序執(zhí)行過(guò)程中不能改變。常量的數(shù)據(jù)類型有整型、浮點(diǎn)型、字符型和字符串型等。

1.整型常量

整型常量就是整型常數(shù)，可表示為以下幾種形式。

十進(jìn)制整數(shù)：如1234，-5678，0等。

十六進(jìn)制整數(shù)：ANSI C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定十六進(jìn)制數(shù)據(jù)以0x開頭，數(shù)字為0～9，a～f。如0x123表示十六進(jìn)制數(shù)，相當(dāng)于十進(jìn)制數(shù)291。-0x1a表示十六進(jìn)制數(shù)，相當(dāng)于十進(jìn)制數(shù)-26。

長(zhǎng)整數(shù)：在數(shù)字后面加一個(gè)字母L就構(gòu)成了長(zhǎng)整數(shù)，如2048L、0123L、0xff00L等。

2.浮點(diǎn)型常量

浮點(diǎn)型常量有十進(jìn)制數(shù)表示形式和指數(shù)表示形式。十進(jìn)制數(shù)表示形式又稱定點(diǎn)表示形式，由數(shù)字和小數(shù)點(diǎn)組成。如0.3141、.3141、314.1、3141.及0.0都是十進(jìn)制數(shù)表示形式的浮點(diǎn)型常量。在這種表示形式中，如果整數(shù)或小數(shù)部分為0可以省略不寫，但必須有小數(shù)點(diǎn)。指數(shù)表示形式為：

[±]數(shù)字[.數(shù)字]e[±]數(shù)字

其中，[ ]中的內(nèi)容為可選項(xiàng)，根據(jù)具體情況可有可無(wú)，但其余部分必須有。如123e4、5e6、-7.0e-8等都是合法的指數(shù)形式浮點(diǎn)型常量；而e9、5e4.3和e都是不合法的表示形式。

3.字符型常量

字符型常量是單引號(hào)內(nèi)的字符，如'a'，'b'等。對(duì)于不可顯示的控制字符，可以在該字符前面加一個(gè)反斜杠“\”組成轉(zhuǎn)義字符。利用轉(zhuǎn)義字符可以完成一些特殊功能和輸出時(shí)的格式控制。常用轉(zhuǎn)義字符如表2-4所示。

4.字符串型常量

字符串型常量由雙引號(hào)""內(nèi)的字符組成，如"ABCD"、"$1234"等都是字符串常量。當(dāng)雙引號(hào)內(nèi)的字符個(gè)數(shù)為0時(shí)，稱為空串常量。需要注意的是，字符串常量首尾的雙引號(hào)是界限符，當(dāng)需要表示雙引號(hào)字符串時(shí)，可用雙引號(hào)轉(zhuǎn)義字符“\"”來(lái)表示。另外，C語(yǔ)言將字符串常量作為一個(gè)字符類型數(shù)組來(lái)處理，在存儲(chǔ)字符串常量時(shí)要在字符串的尾部加一個(gè)轉(zhuǎn)義字符\0作為該字符串常量的結(jié)束符。因此不要將字符常量與字符串常量混淆，如字符常量'a'與字符串常量"a"是不一樣的。

2.2.3 變量及其存儲(chǔ)模式

變量是一種在程序執(zhí)行過(guò)程中其值能不斷變化的量。使用一個(gè)變量之前，必須進(jìn)行定義，用一個(gè)標(biāo)識(shí)符作為變量名并指出它的數(shù)據(jù)類型和存儲(chǔ)模式，以便編譯系統(tǒng)為它分配相應(yīng)的存儲(chǔ)單元。在Cx51中對(duì)變量進(jìn)行定義的格式如下：

[存儲(chǔ)種類]數(shù)據(jù)類型 [存儲(chǔ)器類型]變量名表；

其中，“存儲(chǔ)種類”和“存儲(chǔ)器類型”是可選項(xiàng)。變量的存儲(chǔ)種類有四種：自動(dòng)（auto）、外部（extern）、靜態(tài)（static）和寄存器（register）。定義一個(gè)變量時(shí)如果省略存儲(chǔ)種類選項(xiàng)，則該變量將為自動(dòng)（auto）變量。定義一個(gè)變量時(shí)除了需要說(shuō)明其數(shù)據(jù)類型之外，Keil Cx51編譯器還允許說(shuō)明變量的存儲(chǔ)器類型。Keil Cx51編譯器完全支持8051系列單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)器組織，對(duì)于每個(gè)變量可以準(zhǔn)確地賦予其存儲(chǔ)器類型，使之能夠在單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)準(zhǔn)確地定位。表2-5列出了Keil Cx51編譯器所能識(shí)別的存儲(chǔ)器類型。

定義變量時(shí)如果省略“存儲(chǔ)器類型”選項(xiàng)，則按編譯時(shí)使用的存儲(chǔ)器模式SMALL、COMPACT或LARGE來(lái)規(guī)定默認(rèn)存儲(chǔ)器類型，確定變量的存儲(chǔ)器空間，函數(shù)中不能采用寄存器傳遞的參數(shù)變量和過(guò)程變量也保存在默認(rèn)的存儲(chǔ)器空間。Keil Cx51編譯器的三種存儲(chǔ)器模式（默認(rèn)的存儲(chǔ)器類型）對(duì)變量的影響如下。

1.SMALL

變量被定義在8051單片機(jī)的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，對(duì)這種變量的訪問(wèn)速度最快。另外，所有的對(duì)象，包括堆棧，都必須位于片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，而堆棧的長(zhǎng)度是很重要的，實(shí)際棧長(zhǎng)取決于不同函數(shù)的嵌套深度。

2.COMPACT

變量被定義在分頁(yè)尋址的片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，每一頁(yè)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的長(zhǎng)度為256字節(jié)。這時(shí)對(duì)變量的訪問(wèn)是通過(guò)寄存器間接尋址（MOVX @Ri）進(jìn)行的，堆棧位于8051單片機(jī)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中。采用這種編譯模式時(shí)，變量的高8位地址由P2口確定，低8位地址由R0或R1的內(nèi)容決定。采用這種模式的同時(shí)，必須適當(dāng)改變啟動(dòng)配置文件STARTUP.A51中的參數(shù)：PDATASTART和PDATALEN；在用BL51進(jìn)行連接時(shí)還必須采用連接控制命令“PDATA”對(duì)P2口地址進(jìn)行定位，這樣才能確保P2口為所需要的高8位地址。

3.LARGE

變量被定義在片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中（最大可達(dá)64KB），使用數(shù)據(jù)指針DPTR來(lái)間接訪問(wèn)變量（MOVX @DPTR）。這種訪問(wèn)數(shù)據(jù)的方法效率是不高的，尤其是對(duì)于2個(gè)以上字節(jié)的變量，用這種方法相當(dāng)影響程序的代碼長(zhǎng)度。

需要特別指出的是，變量的存儲(chǔ)種類與存儲(chǔ)器類型是完全無(wú)關(guān)的。例如：

    static unsigned char data x;    /* 在片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中定義一個(gè)靜態(tài)無(wú)符
                                        號(hào)字符型變量x */
     int y;                         /* 定義一個(gè)自動(dòng)整型變量y，它的存儲(chǔ)器類型由
                                        編譯模式確定 */

8051系列單片機(jī)具有多種內(nèi)部寄存器，其中一些是特殊功能寄存器，如定時(shí)器方式控制寄存器TMOD、中斷允許控制寄存器IE等。為了能夠直接訪問(wèn)這些特殊功能寄存器，Keil Cx51編譯器擴(kuò)充了關(guān)鍵字sfr和sfr16，利用這種擴(kuò)充關(guān)鍵字可以在C語(yǔ)言源程序中直接對(duì)8051單片機(jī)的特殊功能寄存器進(jìn)行定義。定義方法如下：

sfr特殊功能寄存器名=地址常數(shù)；

例如：

sfr P0 = 0x80;    /* 定義I/O口P0，其地址為0x80 */

這里需要注意的是，在關(guān)鍵字sfr后面必須跟一個(gè)標(biāo)識(shí)符作為寄存器名，名字可任意選取，但應(yīng)符合一般習(xí)慣。等號(hào)后面必須是常數(shù)，不允許有帶運(yùn)算符的表達(dá)式，而且該常數(shù)必須在特殊功能寄存器的地址范圍之內(nèi)（0x80～0xFF）。在新一代的8051單片機(jī)中，特殊功能寄存器經(jīng)常組合成16位來(lái)使用。采用關(guān)鍵字sfr16可以定義這種16位的特殊功能寄存器。例如，對(duì)于8052單片機(jī)的定時(shí)器T2，可采用如下的方法來(lái)定義：

sfr16 T2 = 0xCC;   /* 定義TIMER2，其地址為T2L=0xCC，T2H=0xCD */

這里T2為特殊功能寄存器名，等號(hào)后面是它的低字節(jié)地址，其高字節(jié)地址必須在物理上直接位于低字節(jié)之后。這種定義方法適用于所有新一代的8051單片機(jī)中新增加的特殊功能寄存器。

在8051單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中經(jīng)常需要訪問(wèn)特殊功能寄存器中的某些位，Keil Cx51編譯器為此提供了一個(gè)擴(kuò)充關(guān)鍵字sbit，利用它定義可位尋址對(duì)象。定義方法有如下三種。

（1）sbit位變量名=位地址

這種方法將位的絕對(duì)地址賦給位變量，位地址必須位于0x80～0xFF之間。例如：

sbit OV = 0xD2;
sbit CY = 0xD7;

（2）sbit位變量名=特殊功能寄存器名^位位置

當(dāng)可尋址位位于特殊功能寄存器中時(shí)可采用這種方法，“位位置”是一個(gè)0～7之間的常數(shù)。例如：

sfr PSW = 0xD0;
sbit OV = PSW^2;
sbit CY = PSW^7;

（3）sbit位變量名=字節(jié)地址^位位置

這種方法以一個(gè)常數(shù)（字節(jié)地址）作為基地址，該常數(shù)必須在0x80H～0xFF之間。“位位置”是一個(gè)0～7之間的常數(shù)。例如：

sbit OV = 0xD0^2;
sbit CY = 0xD0^7;

當(dāng)位對(duì)象位于8051單片機(jī)片內(nèi)存儲(chǔ)器中可位尋址區(qū)時(shí)稱之為“可位尋址對(duì)象”。Keil Cx51編譯器提供了一個(gè)bdata存儲(chǔ)器類型，允許將具有bdata類型的對(duì)象放入8051單片機(jī)片內(nèi)可位尋址區(qū)。例如：

int bdata ibase;            /*在位尋址區(qū)定義一個(gè)整型變量ibase  */
char bdata bary[4];         /*在位尋址區(qū)定義一個(gè)數(shù)組array[4]  */

使用關(guān)鍵字sbit可以獨(dú)立訪問(wèn)可位尋址對(duì)象中的某一位。例如：

sbit mybit0=ibase^0;
sbit mybit15=ibase^15;
sbit Ary07=bary[0]^7;
sbit Ary37=bary[3]^7;

采用這種方法定義可位尋址變量時(shí)要求基址對(duì)象的存儲(chǔ)器類型為bdata，操作符“^”后面“位位置”的最大值取決于指定的基地址類型，對(duì)于char類型來(lái)說(shuō)是0～7；對(duì)于int類型來(lái)說(shuō)是0～15；對(duì)于long類型來(lái)說(shuō)是0～31。

需要注意的是，sbit是一個(gè)獨(dú)立的關(guān)鍵字，不要將它與關(guān)鍵字bit相混淆。關(guān)鍵字bit是Keil Cx51編譯器的一種擴(kuò)充數(shù)據(jù)類型，用來(lái)定義一個(gè)普通位變量，它的值是二進(jìn)制數(shù)的0或1。一個(gè)函數(shù)中可以包含bit類型的參數(shù)，函數(shù)的返回值也可為bit類型。例如：

static bit direction_bit        /* 定義一個(gè)靜態(tài)位變量direction_bit */
extern bit lock_prt_port        /* 定義一個(gè)外部位變量lock_prt_port */
bit bfunc(bit b0,bit b1);       /* 定義一個(gè)返回位型值的函數(shù)bfunc，函
    {...                             數(shù)中包含有兩個(gè)位型參數(shù)b0 和b1 */
    return(b1)                  /* 返回一個(gè)位型值b1 */
}

如果在函數(shù)中禁止使用中斷（#pragma disable）或者函數(shù)中包含有明確的寄存器組切換（using n），則該函數(shù)不能返回位型值，否則在編譯時(shí)會(huì)產(chǎn)生編譯錯(cuò)誤。另外，不能定義位指針，也不能定義位數(shù)組。

上面介紹了變量及其定義方法，這在編寫C語(yǔ)言程序時(shí)是十分重要的。從變量的作用范圍來(lái)看，還有全局變量和局部變量之分。全局變量是指在程序開始處或各個(gè)功能函數(shù)的外面定義的變量，在程序開始處定義的全局變量對(duì)于整個(gè)程序都有效，可供程序中所有函數(shù)共同使用；而在各功能函數(shù)外面定義的全局變量只對(duì)從定義處開始往后的各個(gè)函數(shù)有效，只有從定義處往后的那些功能函數(shù)才可以使用該變量，定義處前面的函數(shù)則不能使用。

局部變量是指在函數(shù)內(nèi)部或以花括號(hào){ }圍起來(lái)的功能塊內(nèi)部所定義的變量，局部變量只在定義它的函數(shù)或功能塊以內(nèi)有效，在該函數(shù)或功能塊以外則不能使用。局部變量可以與全局變量同名，但在這種情況下局部變量的優(yōu)先級(jí)較高，而同名的全局變量在該功能塊內(nèi)被暫時(shí)屏蔽。

從變量的存在時(shí)間來(lái)看又可分為靜態(tài)存儲(chǔ)變量和動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)變量。

靜態(tài)存儲(chǔ)變量是指該變量在程序運(yùn)行期間其存儲(chǔ)空間固定不變；動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)變量是指該變量的存儲(chǔ)空間不確定，在程序運(yùn)行期間根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)地為該變量分配存儲(chǔ)空間。一般來(lái)說(shuō)，全局變量為靜態(tài)存儲(chǔ)變量，局部變量為動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)變量。

在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的時(shí)候經(jīng)常需要給一些變量賦以初值，C語(yǔ)言允許在定義變量的同時(shí)給變量賦初值。下面是一些變量定義的例子。

char data var1;                          /* 在data區(qū)定義字符型變量var1 */
int  idata var2;                         /* 在idata區(qū)定義整型變量var2 */
int a=5;                                 /* 定義變量a，同時(shí)賦以初值5，變量a位于
                                            由編譯模式確定的默認(rèn)存儲(chǔ)區(qū) */
char code text[ ]="ENTER PARAMETER:";    /* 在code區(qū)定義字符串?dāng)?shù)組 */
unsigned char xdata vecter [10][4][4];   /* 在xdata區(qū)定義無(wú)符號(hào)字符型三維數(shù)組
                                            變量vecter[10][4][4] */
static unsigned long xdata array [100];  /* 在xdata區(qū)定義靜態(tài)無(wú)符號(hào)長(zhǎng)整型數(shù)組
                                            變量array[100]*/
extern float idata x,y,z;                /* 在idata區(qū)定義外部浮點(diǎn)型變量x，y，z*/
char xdata * px;                         /* 在xdata區(qū)定義一個(gè)指向?qū)ο箢愋蜑?
                                            char的指針px，指針px自身在默認(rèn)存
                                            儲(chǔ)區(qū)（由編譯模式確定），長(zhǎng)度為2字節(jié)
                                           （0～0xFFFF）*/
char xdata * data pdx;                   /* 除了指針明確定位于內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器區(qū)
                                            (data)之外，與上例完全相同，由于指定
                                            了存儲(chǔ)器類型，所以與編譯模式無(wú)關(guān) */
extern bit data lock_prt_port;           /* 在data區(qū)定義一個(gè)外部位變量 */
char bdata flags;                        /* 在bdata區(qū)定義字符型變量 */
sbit flag0=flags^0;                      /* 在bdata區(qū)定義可位尋址變量 */
sfr P0=ox80;                             /* 定義特殊功能寄存器P0 */
sfr16 T2=0xCC;                           /* 定義特殊功能寄存器T2 */

2.2.4 用typedef重新定義數(shù)據(jù)類型

在C語(yǔ)言程序中除了可以采用上面所介紹的數(shù)據(jù)類型之外，用戶還可以根據(jù)自己的需要對(duì)數(shù)據(jù)類型重新定義。重新定義時(shí)需用到關(guān)鍵字typedef，定義方法如下：

typedef  已有的數(shù)據(jù)類型  新的數(shù)據(jù)類型名；

其中“已有的數(shù)據(jù)類型”是指上面所介紹的C語(yǔ)言中所有的數(shù)據(jù)類型，包括結(jié)構(gòu)、指針和數(shù)組等，“新的數(shù)據(jù)類型名”可按用戶自己的習(xí)慣或根據(jù)任務(wù)需要決定。關(guān)鍵字typedef的作用只是將C語(yǔ)言中已有的數(shù)據(jù)類型作了置換，因此可用置換后的新數(shù)據(jù)類型名來(lái)進(jìn)行變量的定義。例如：

typedef int word;       /* 定義word為新的整型數(shù)據(jù)類型名 */
word i,j;               /* 將I，j定義為int型變量 */

在這個(gè)例子中，先用關(guān)鍵字typedef將word定義為新的整型數(shù)據(jù)類型，定義的過(guò)程實(shí)際上是用word置換了int，因此下面就可以直接用word對(duì)變量i，j進(jìn)行定義，而此時(shí)word等效于int，所以i，j被定義成整型變量。例如：

typedef int NUM[100]； /* 將NUM定義為整型數(shù)組類型 */
NUM  n;                 /* 將n定義為整型數(shù)組變量 */
typedef char * POINTER; /* 將POINTER定義為字符指針類型 */
POINTER point;          /* 將point定義為字符指針變量 */

用typedef還可以定義結(jié)構(gòu)類型：

typedef struct          /* 定義結(jié)構(gòu)體 */
    { int month;
      int day;
      int year;
    } DATE;

這里DATE為一個(gè)新的數(shù)據(jù)類型（結(jié)構(gòu)類型）名，可以直接用它來(lái)定義變量：

DATE birthday;          /* 定義birthday為結(jié)構(gòu)類型變量 */
DATE * point;           /* 定義指向這個(gè)結(jié)構(gòu)類型數(shù)據(jù)的指針 */

關(guān)于結(jié)構(gòu)類型數(shù)據(jù)在本章后面還要詳細(xì)討論。一般而言，用typedef定義的新數(shù)據(jù)類型用大寫字母表示，以便與C語(yǔ)言中原有的數(shù)據(jù)類型相區(qū)別。另外還要注意，用typedef可以定義各種新的數(shù)據(jù)類型名，但不能直接用來(lái)定義變量。typedef只是對(duì)已有的數(shù)據(jù)類型作了一個(gè)名字上的置換，并沒有創(chuàng)造出一個(gè)新的數(shù)據(jù)類型，例如前面例子中的word，它只是int類型的一個(gè)新名字而已。

采用typedef來(lái)重新定義數(shù)據(jù)類型有利于程序的移植，同時(shí)還可以簡(jiǎn)化較長(zhǎng)的數(shù)據(jù)類型定義（如結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)類型等）。在采用多模塊程序設(shè)計(jì)時(shí)，如果不同的模塊程序源文件中用到同一類型的數(shù)據(jù)時(shí)（尤其是像數(shù)組、指針、結(jié)構(gòu)、聯(lián)合等復(fù)雜數(shù)據(jù)類型），經(jīng)常用typedef將這些數(shù)據(jù)重新定義并放到一個(gè)單獨(dú)的文件中，需要時(shí)再用預(yù)處理命令#include將它們包含進(jìn)來(lái)。

2.2.5 運(yùn)算符與表達(dá)式

C語(yǔ)言對(duì)數(shù)據(jù)有很強(qiáng)的表達(dá)能力，具有十分豐富的運(yùn)算符。運(yùn)算符就是完成某種特定運(yùn)算的符號(hào)，表達(dá)式則是由運(yùn)算符及運(yùn)算對(duì)象所組成的具有特定含義的一個(gè)式子。C語(yǔ)言是一種表達(dá)式語(yǔ)言，在任意一個(gè)表達(dá)式的后面加一個(gè)分號(hào)“；”就構(gòu)成了一個(gè)表達(dá)式語(yǔ)句。由運(yùn)算符和表達(dá)式可以組成C語(yǔ)言程序的各種語(yǔ)句。

運(yùn)算符按其在表達(dá)式中所起的作用，可分為賦值運(yùn)算符、算術(shù)運(yùn)算符、增量與減量運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符、位運(yùn)算符、復(fù)合賦值運(yùn)算符、逗號(hào)運(yùn)算符、條件運(yùn)算符、指針和地址運(yùn)算符、強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符和sizeof運(yùn)算符等。運(yùn)算符按其在表達(dá)式中與運(yùn)算對(duì)象的關(guān)系，又可分為單目運(yùn)算符、雙目運(yùn)算符和三目運(yùn)算符等。單目運(yùn)算符只需要有一個(gè)運(yùn)算對(duì)象，雙目運(yùn)算符要求有兩個(gè)運(yùn)算對(duì)象，三目運(yùn)算符要求有三個(gè)運(yùn)算對(duì)象。掌握各種運(yùn)算符的意義和使用規(guī)則，對(duì)于編寫正確的C語(yǔ)言程序是十分重要的。

1.賦值運(yùn)算符

在C語(yǔ)言中，符號(hào)“=”是一個(gè)特殊的運(yùn)算符，稱之為賦值運(yùn)算符。賦值運(yùn)算符的作用是將一個(gè)數(shù)據(jù)的值賦給一個(gè)變量，利用賦值運(yùn)算符將一個(gè)變量與一個(gè)表達(dá)式連接起來(lái)的式子稱為賦值表達(dá)式，在賦值表達(dá)式的后面加一個(gè)分號(hào)“；”便構(gòu)成了賦值語(yǔ)句。賦值語(yǔ)句的格式如下：

變量 = 表達(dá)式；

該語(yǔ)句的意義是先計(jì)算出右邊表達(dá)式的值，然后將該值賦給左邊的變量。上式中的“表達(dá)式”還可以是另一個(gè)賦值表達(dá)式，即C語(yǔ)言允許進(jìn)行多重賦值。例如：

x=9;         /* 將常數(shù) 9 賦給變量x */
x=y=8;       /* 將常數(shù) 8 同時(shí)賦給變量x和y */

這些都是合法的賦值語(yǔ)句。在使用賦值運(yùn)算符“=”時(shí)應(yīng)注意不要與關(guān)系運(yùn)算符“= =”相混淆，運(yùn)算符“= =”用來(lái)進(jìn)行相等關(guān)系運(yùn)算。

2.算術(shù)運(yùn)算符

C語(yǔ)言中的算術(shù)運(yùn)算符有：

+ 加或取正值運(yùn)算符

- 減或取負(fù)值運(yùn)算符

* 乘運(yùn)算符

/ 除運(yùn)算符

% 取余運(yùn)算符

上面這些運(yùn)算符中加、減、乘、除為雙目運(yùn)算符，它們要求有兩個(gè)運(yùn)算對(duì)象。對(duì)于加、減和乘法符合一般的算術(shù)運(yùn)算規(guī)則。除法運(yùn)算有所不同，如果是兩個(gè)整數(shù)相除，其結(jié)果為整數(shù)，舍去小數(shù)部分，例如：5/3的結(jié)果為1，5/10的結(jié)果為0。如果是兩個(gè)浮點(diǎn)數(shù)相除，其結(jié)果為浮點(diǎn)數(shù)，例如：5.0/10.0的結(jié)果為0.5。取余運(yùn)算要求兩個(gè)運(yùn)算對(duì)象均為整型數(shù)據(jù)，例如：7%4的結(jié)果為3。取正值和取負(fù)值為單目運(yùn)算符，它們的運(yùn)算對(duì)象只有一個(gè)，分別是取運(yùn)算對(duì)象的正值和負(fù)值。

用算術(shù)運(yùn)算符將運(yùn)算對(duì)象連接起來(lái)的式子即為算術(shù)表達(dá)式。算術(shù)運(yùn)算的一般形式為：

表達(dá)式1  算術(shù)運(yùn)算符  表達(dá)式2

例如：x+y/(a-b)，(a+b)*(x-y)都是合法的算術(shù)表達(dá)式。C語(yǔ)言中規(guī)定了運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)和結(jié)合性。在求一個(gè)表達(dá)式的值時(shí)，要按運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)別進(jìn)行。算術(shù)運(yùn)算符中取負(fù)值（-）的優(yōu)先級(jí)最高，其次是乘法（*）、除法（/）和取余（%）運(yùn)算符，加法（+）和減法（-）運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)最低。

需要時(shí)可在算術(shù)表達(dá)式中采用圓括號(hào)來(lái)改變運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)，例如在計(jì)算表達(dá)式x+y/(a-b)的值時(shí)，首先計(jì)算（a-b），然后再計(jì)算y/(a-b)，最后計(jì)算x+y/(a-b)。如果在一個(gè)表達(dá)式中各個(gè)運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)別相同，則計(jì)算時(shí)按規(guī)定的結(jié)合方向進(jìn)行。例如計(jì)算表達(dá)式x+y-z的值，由于+和-優(yōu)先級(jí)別相同，計(jì)算時(shí)按“從左至右”的結(jié)合方向，先計(jì)算x+y，再計(jì)算(x+y)-z。這種“從左至右”的結(jié)合方向稱為“左結(jié)合性”，此外還有“右結(jié)合性”。

3.增量和減量運(yùn)算符

C語(yǔ)言中除了基本的加、減、乘、除運(yùn)算符之外，還提供一種特殊的運(yùn)算符：

++ 增量運(yùn)算符

-- 減量運(yùn)算符

增量和減量是C語(yǔ)言中特有的一種運(yùn)算符，它們的作用分別是對(duì)運(yùn)算對(duì)象作加1和減1運(yùn)算。例如：++i，i++，--j，j--等。

看起來(lái)++i和i++的作用都是使變量i的值加1，但是由于運(yùn)算符++所處的位置不同，使變量i加1的運(yùn)算過(guò)程也不同。++i（或--i）是先執(zhí)行i+1（或i-1）操作，再使用i的值，而i++（或i--）則是先使用i的值，再執(zhí)行i+1（或i-1）操作。

增量運(yùn)算符++和減量運(yùn)算符--只能用于變量，不能用于常數(shù)或表達(dá)式。

例2.1：使用增量“++”和減量“- -”運(yùn)算符的例子。

    #include <stdio.h>
    main(){
        int  x,y,z;
        x = y = 8;  z = ++x;
        printf("\n %d %d %d",y,z,x);
        x = y = 8;  z = x++;
        printf("\n %d %d %d",y,z,x);
        x = y = 8;  z = --x;
        printf("\n %d %d %d",y,z,x);
        x = y = 8;  z = x--;
        printf("\n %d %d %d",y,z,x);
        printf("\n");
        while(1);
    }

程序執(zhí)行結(jié)果：

    8 9 9
    8 8 9
    8 7 7
    8 8 7

在這個(gè)程序例子中使用了Keil Cx51編譯器提供的輸出庫(kù)函數(shù)printf，在C語(yǔ)言程序中凡是使用了庫(kù)函數(shù)的，都必須在程序開始處將該庫(kù)函數(shù)的預(yù)定義文件包含進(jìn)來(lái)，才能使程序得到正確的編譯和執(zhí)行。本程序在開始處使用了預(yù)處理命令#include將聲明庫(kù)函數(shù)printf原型的頭文件stdio.h包含到程序中去。另外，為了使庫(kù)函數(shù)printf能夠在μVision2仿真調(diào)試狀態(tài)下正確工作，應(yīng)在C語(yǔ)言源程序中增加對(duì)8051單片機(jī)串行口初始化的語(yǔ)句，或者將C語(yǔ)言源程序與修改后（加入了8051單片機(jī)串口初始化指令）的啟動(dòng)程序STARTUP.A51連接在一起。關(guān)于輸入輸出庫(kù)函數(shù)的詳細(xì)介紹請(qǐng)參見本書第9章。

4.關(guān)系運(yùn)算符

C語(yǔ)言中有6種關(guān)系運(yùn)算符：

> 大于

< 小于

>= 大于等于

<= 小于等于

= = 等于

!= 不等于

前4種關(guān)系運(yùn)算符具有相同的優(yōu)先級(jí)，后兩種關(guān)系運(yùn)算符也具有相同的優(yōu)先級(jí)；但前4種的優(yōu)先級(jí)高于后2種。用關(guān)系運(yùn)算符將兩個(gè)表達(dá)式連接起來(lái)即成為關(guān)系表達(dá)式。關(guān)系表達(dá)式的一般形式為：

表達(dá)式1  關(guān)系運(yùn)算符  表達(dá)式2

例如：x>y，x+y>z，(x=3)>(y=4)都是合法的關(guān)系表達(dá)式。

關(guān)系運(yùn)算符通常用來(lái)判別某個(gè)條件是否滿足，關(guān)系運(yùn)算的結(jié)果只有0和1兩種值。當(dāng)所指定的條件滿足時(shí)結(jié)果為1，條件不滿足時(shí)結(jié)果為0。

例2.2：使用關(guān)系運(yùn)算符的例子。

#include <stdio.h>
main() {
    int  x,y,z;
    printf("input data x,y ? \n");
    scanf("%d %d",&x,&y);
    printf("\n   x   y   x<y  x<=y x>y  x>=y x!=y x==y");
    printf("\n%5d%5d",x,y);
    z = x <  y; printf("%5d",z);
    z = x <= y; printf("%5d",z);
    z = x >  y; printf("%5d",z);
    z = x >= y; printf("%5d",z);
    z = x != y; printf("%5d",z);
    z = x == y; printf("%5d",z);
    printf("\n");
    while(1);
}

程序執(zhí)行結(jié)果（1）：

input data x，y ?
5  3  回車
  x   y   x<y   x<=y   x>y   x>=y   x!=y   x==y
  5   3   0     0      1     1      1      0

程序執(zhí)行結(jié)果（2）：

input data x，y ?
-5  -3 回車
  x   y   x<y   x<=y   x>y   x>=y   x!=y   x==y
  -5  -3  1     1      0     0      1      0

程序執(zhí)行結(jié)果（3）：

input data x，y ?
4  4 回車
  x   y   x<y   x<=y   x>y   x>=y   x!=y   x==y
  4   4   0     1      0     1      0      1

在本例中使用了Keil Cx51編譯器提供的輸入庫(kù)函數(shù)scanf，與printf函數(shù)一樣，scanf也是通過(guò)8051單片機(jī)的串行口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入的，它的使用方法與printf函數(shù)類似。

5.邏輯運(yùn)算符

C語(yǔ)言中有3種邏輯運(yùn)算符：

|| 邏輯或

&& 邏輯與

! 邏輯非

邏輯運(yùn)算符用來(lái)求某個(gè)條件式的邏輯值，用邏輯運(yùn)算符將關(guān)系表達(dá)式或邏輯量連接起來(lái)就是邏輯表達(dá)式。邏輯運(yùn)算的一般形式為：

邏輯與   條件式1 && 條件式2
邏輯或   條件式1 || 條件式2
邏輯非   ! 條件式

例如：x&&y，a||b，!z都是合法的邏輯表達(dá)式。

進(jìn)行邏輯與運(yùn)算時(shí)，首先對(duì)條件式1進(jìn)行判斷，如果結(jié)果為真（非0值），則繼續(xù)對(duì)條件式2進(jìn)行判斷，當(dāng)結(jié)果也為真時(shí)，表示邏輯運(yùn)算的結(jié)果為真（值為1）；反之，如果條件式1的結(jié)果為假，則不再判斷條件式2，而直接給出邏輯運(yùn)算的結(jié)果為假（值為0）。

進(jìn)行邏輯或運(yùn)算時(shí)，只要兩個(gè)條件式中有一個(gè)為真，邏輯運(yùn)算的結(jié)果便為真（值為1），只有當(dāng)條件式1和條件式2均不成立時(shí)，邏輯運(yùn)算的結(jié)果才為假（值為0）。

進(jìn)行邏輯非運(yùn)算時(shí)，對(duì)條件式的邏輯值直接取反。

邏輯運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)為（由高至低）：!（非）→&&（與）→||（或），即邏輯非的優(yōu)先級(jí)最高。

例2.3：使用邏輯運(yùn)算符的例子。

#include <stdio.h>
main() {
    int  x,y,z;
    printf("input data x,y ? \n");
    scanf("%d %d",&x,&y);
    printf("\n   x   y     !x     x||y   x&&y");
    printf("\n%5d%5d",x,y);
    z = !x;    printf("%8d",z);
    z = x || y; printf("%8d",z);
    z = x && y; printf("%8d",z);
    printf("\n");
    while(1);
}

程序執(zhí)行結(jié)果（1）：

input data x，y ?
12  8  回車
x   y   !x   x||y   x&&y
12   8    0     1      1

程序執(zhí)行結(jié)果（2）：

input data x，y ?
9  -3  回車
x   y   !x   x||y   x&&y
9   -3   0     1      1

程序執(zhí)行結(jié)果（3）：

input data x，y ?
0  81  回車
x   y   !x   x||y   x&&y
0   81   1     1      0

程序執(zhí)行結(jié)果（4）：

input data x，y ?
-23  0  回車
x   y   !x   x||y   x&&y
-23  0    0     1      0

程序執(zhí)行結(jié)果（5）：

input data x，y ?
0   0  回車
x   y   !x   x||y   x&&y
0   0    1     0      0

6.位運(yùn)算符

能對(duì)運(yùn)算對(duì)象進(jìn)行按位操作是C語(yǔ)言的一大特點(diǎn)，正是由于這一特點(diǎn)使C語(yǔ)言具有了匯編語(yǔ)言的一些功能，從而使之能對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件直接進(jìn)行操作。C語(yǔ)言中共有6種位運(yùn)算符：

～ 按位取反

<< 左移

>> 右移

& 按位與

^ 按位異或

| 按位或

位運(yùn)算符的作用是按位對(duì)變量進(jìn)行運(yùn)算，并不改變參與運(yùn)算的變量的值。若希望按位改變運(yùn)算變量的值，則應(yīng)利用相應(yīng)的賦值運(yùn)算。另外位運(yùn)算符不能用來(lái)對(duì)浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。位運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)從高到低依次是：按位取反（～）→左移（<<）和右移（>>）→按位與（&）→按位異或（^）→按位或（|）。位運(yùn)算的一般形式如下：

變量1  位運(yùn)算符  變量2

表2-6列出了按位取反、按位與、按位或和按位異或的邏輯真值。

例2.4：位邏輯運(yùn)算。

#include <stdio.h>
main() {
    unsigned int  x = 0x57db，y = 0xb0f3;
    printf("\n   x    y   x&y   x^y   x|y   ～x");
    printf("\n%6x%6x%6x%6x%6x%6x",x,y,x&y,x^y,x|y,～x);
    printf("\n");
    while(1);
}

    x      y    x&y    x^y    x|y    ～x
    57db  b0f3   10d3   e728   f7fb   a824

程序執(zhí)行結(jié)果：

位運(yùn)算符中的移位操作比較復(fù)雜。左移（<<）運(yùn)算符是用來(lái)將變量1的二進(jìn)制位值向左移動(dòng)由變量2所指定的位數(shù)。例如：a=0x8f（即二進(jìn)制數(shù)10001111），進(jìn)行左移運(yùn)算a<<2，就是將a的全部二進(jìn)制位值一起向左移動(dòng)2位，其左端移出的位值被丟棄，并在其右端補(bǔ)以相應(yīng)位數(shù)的“0”。因此，移位的結(jié)果是a=0x3c（即二進(jìn)制數(shù)（00111100）。

右移（>>）運(yùn)算符是用來(lái)將變量1的二進(jìn)制位值向右移動(dòng)由變量2指定的位數(shù)。進(jìn)行右移運(yùn)算時(shí)，如果變量1屬于無(wú)符號(hào)類型數(shù)據(jù)，則總是在其左端補(bǔ)“0”；如果變量1屬于有符號(hào)類型數(shù)據(jù)，則在其左端補(bǔ)入原來(lái)數(shù)據(jù)的符號(hào)位（即保持原來(lái)的符號(hào)不變），其右端的移出位被丟棄。對(duì)于a= 0x8f，如果a是無(wú)符號(hào)數(shù)，則執(zhí)行a>>2之后結(jié)果為a=0x23（即二進(jìn)制數(shù)00100011）；如果a是有符號(hào)數(shù)，則執(zhí)行a>>2之后結(jié)果為a=0xe3（即二進(jìn)制數(shù)11100011）。

例2.5：移位運(yùn)算。

    #include <stdio.h>
    main() {
    int a,b;
    unsigned int  x,y;
    a = b = 0xaa55;  x = y = 0xaa55;
    printf("\n a=%4x  b=%4x  x=%4x  y=%4x",a,b,x,y);
        a = a << 1;  b = b >> 1;
        x = x << 1;  y = y >> 1;
        printf("\n a=%4x  b=%4x  x=%4x  y=%4x",a,b,x,y);
        printf("\n");
        while(1);
    }

程序執(zhí)行結(jié)果：

a=aa55   b=aa55   x=aa55   y=aa55
a=54aa   b=d52a   x=54aa   y=552a

7.復(fù)合賦值運(yùn)算符

在賦值運(yùn)算符“=”的前面加上其他運(yùn)算符，就構(gòu)成了所謂復(fù)合賦值運(yùn)算符：

+= 加法賦值

-= 減法賦值

*= 乘法賦值

/= 除法賦值

%= 取模賦值

<<= 左移位賦值

>>= 右移位賦值

&= 邏輯與賦值

|= 邏輯或賦值

^= 邏輯異或賦值

～= 邏輯非賦值

復(fù)合賦值運(yùn)算首先對(duì)變量進(jìn)行某種運(yùn)算，然后將運(yùn)算的結(jié)果再賦給該變量。復(fù)合運(yùn)算的一般形式為：

變量  復(fù)合賦值運(yùn)算符  表達(dá)式

例如：a+=3等價(jià)于a=a+3；x*=y+8等價(jià)于x=x*(y+8)。凡是二目運(yùn)算符，都可以和賦值運(yùn)算符一起組合成復(fù)合賦值運(yùn)算符。采用復(fù)合賦值運(yùn)算符，可以使程序簡(jiǎn)化，同時(shí)還可以提高程序的編譯效率。

例2.6：利用復(fù)合賦值運(yùn)算符實(shí)現(xiàn)算術(shù)運(yùn)算。

#include <stdio.h>
main() {
    int a,b,c,d,x,y,z;
    x = 634; y = 19; z = 28;
    a = 3 * (b = x/(y-4)) - z/2;
    printf("\n%10d%10d"，a，b);
    a = 100; b = 45; c = -19; d = 94; x = -2; y = 5;
    a += 6;
    b -= x;
    c *= 10;
    d /= x+y;
    z %= 8;
    printf("\n%10d%10d%10d%10d%10d",a,b,c,d,z);
    printf("\n");
    while(1);
}

程序執(zhí)行結(jié)果：

112   42
106   47   -190   31   4

例2.7：利用復(fù)合賦值運(yùn)算符實(shí)現(xiàn)位邏輯運(yùn)算。

#include <stdio.h>
main() {
    int  x,y;
    x = 2; y = 3;
    x <<= 2; printf("\n%3d",x);
    x >>= 1; printf("\n%3d",x);
    x <<= y; printf("\n%3d",x);
    x = 2;
    x &= y;  printf("\n%3d",x);
    x |= y;  printf("\n%3d",x);
    x ^= y;  printf("\n%3d",x);
    printf("\n");
    while(1);
}

程序執(zhí)行結(jié)果：

8
4
32
2
3
0

8.逗號(hào)運(yùn)算符

在C語(yǔ)言中逗號(hào)“，”是一個(gè)特殊的運(yùn)算符，可以用它將兩個(gè)（或多個(gè)）表達(dá)式連接起來(lái)，稱為逗號(hào)表達(dá)式。逗號(hào)表達(dá)式的一般形式為：

表達(dá)式1，表達(dá)式2，…，表達(dá)式n

程序運(yùn)行時(shí)對(duì)于逗號(hào)表達(dá)式的處理，是從左至右依次計(jì)算出各個(gè)表達(dá)式的值，而整個(gè)逗號(hào)表達(dá)式的值是最右邊表達(dá)式（即表達(dá)式n）的值。

例2.8：逗號(hào)運(yùn)算符的使用。

#include <stdio.h>
main() {
    int  a,b,c,w,x,y,z;
    w = ( x=5,y=-11,z=43,3);
    printf("\n%d %d %d %d",w,x,y,z);
    a = 3 * (b = w + x,c = y * ( z -10)) -6;
    printf("\n%d %d %d",a,b,c);
    printf("\n");
    while(1);
}

程序執(zhí)行結(jié)果：

3  5  -11  43
-1095  8  -363

在許多情況下，使用逗號(hào)表達(dá)式的目的只是為了分別得到各個(gè)表達(dá)式的值，而并不一定要得到和使用整個(gè)逗號(hào)表達(dá)式的值。另外還要注意，并不是在程序的任何地方出現(xiàn)的逗號(hào)，都可以認(rèn)為是逗號(hào)運(yùn)算符。例如函數(shù)中的參數(shù)也是用逗號(hào)來(lái)間隔的，上例中庫(kù)輸出函數(shù)printf("\n%d %d %d",a,b,c)中的“a,b,c”是函數(shù)的三個(gè)參數(shù)，而不是一個(gè)逗號(hào)表達(dá)式。

9.條件運(yùn)算符

條件運(yùn)算符“？：”是C語(yǔ)言中唯一的一個(gè)三目運(yùn)算符，它要求有三個(gè)運(yùn)算對(duì)象，用它可以將三個(gè)表達(dá)式連接構(gòu)成一個(gè)條件表達(dá)式。條件表達(dá)式的一般形式如下：

邏輯表達(dá)式  ?  表達(dá)式1：表達(dá)式2

其功能是首先計(jì)算邏輯表達(dá)式，當(dāng)值為真（非0值）時(shí)，將表達(dá)式1的值作為整個(gè)條件表達(dá)式的值；當(dāng)邏輯表達(dá)式的值為假（0值）時(shí)，將表達(dá)式2的值作為整個(gè)條件表達(dá)式的值。例如：條件表達(dá)式max=(a>b) ? a:b的執(zhí)行結(jié)果是將a和b中較大者賦值給變量max。另外，條件表達(dá)式中邏輯表達(dá)式的類型可以與表達(dá)式1和表達(dá)式2的類型不一樣。

10.指針和地址運(yùn)算符

指針是C語(yǔ)言中的一個(gè)十分重要的概念，在C語(yǔ)言的數(shù)據(jù)類型中專門有一種指針類型。變量的指針就是該變量的地址，還可以定義一個(gè)指向某個(gè)變量的指針變量。為了表示指針變量和它所指向的變量地址之間的關(guān)系，C語(yǔ)言提供了兩個(gè)專門的運(yùn)算符：

* 取內(nèi)容

& 取地址

取內(nèi)容和取地址運(yùn)算的一般形式分別為：

變量 = * 指針變量
指針變量 = & 目標(biāo)變量

取內(nèi)容運(yùn)算的含義是將指針變量所指向的目標(biāo)變量的值賦給左邊的變量；取地址運(yùn)算的含義是將目標(biāo)變量的地址賦給左邊的變量。需要注意的是，指針變量中只能存放地址（即指針型數(shù)據(jù)），不要將一個(gè)非指針類型的數(shù)據(jù)賦值給一個(gè)指針變量。

例2.9：指針及地址運(yùn)算符的使用。

#include <stdio.h>
main() {
    int i;
    int *int_ptr;
    int_ptr = &i;
    *int_ptr = 5;
    printf("\n i = %d",i);
    while(1);
}

程序執(zhí)行結(jié)果：

i=5

11.強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符

C語(yǔ)言中的圓括號(hào)“()”也可作為一種運(yùn)算符使用，這就是強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符，它的作用是將表達(dá)式或變量的類型強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成為所指定的類型。在C語(yǔ)言程序中進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算時(shí)，需要注意數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換。有兩種數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換方式，即隱式轉(zhuǎn)換和顯式轉(zhuǎn)換。隱式轉(zhuǎn)換是在對(duì)程序進(jìn)行編譯時(shí)由編譯器自動(dòng)處理的。隱式轉(zhuǎn)換遵循以下規(guī)則。

① 所有char型的操作數(shù)轉(zhuǎn)換成int型。

② 用運(yùn)算符連接的兩個(gè)操作數(shù)如果具有不同的數(shù)據(jù)類型，按以下次序進(jìn)行轉(zhuǎn)換：如果一個(gè)操作數(shù)是float類型，則另一個(gè)操作數(shù)也轉(zhuǎn)換成float類型；如果一個(gè)操作數(shù)是long類型，則另一個(gè)操作數(shù)也轉(zhuǎn)換成long類型；如果一個(gè)操作數(shù)是unsigned類型，則另一個(gè)操作數(shù)也轉(zhuǎn)換成unsigned類型。

③ 在對(duì)變量賦值時(shí)發(fā)生的隱式轉(zhuǎn)換，將賦值號(hào)“=”右邊的表達(dá)式類型轉(zhuǎn)換成賦值號(hào)左邊變量的類型。例如，把整型數(shù)賦值給字符型變量，則整型數(shù)的高8位將喪失；把浮點(diǎn)數(shù)賦值給整型變量，則小數(shù)部分將喪失。在C語(yǔ)言中只有基本數(shù)據(jù)類型（即char、int、long和float）可以進(jìn)行隱式轉(zhuǎn)換。其余的數(shù)據(jù)類型不能進(jìn)行隱式轉(zhuǎn)換，例如，我們不能把一個(gè)整型數(shù)利用隱式轉(zhuǎn)換賦值給一個(gè)指針變量，在這種情況下就必須利用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符來(lái)進(jìn)行顯式轉(zhuǎn)換。強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符的一般使用形式為：

（類型）=表達(dá)式

顯式類型轉(zhuǎn)換在給指針變量賦值時(shí)特別有用。例如，預(yù)先在8051單片機(jī)的片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（xdata）中定義了一個(gè)字符型指針變量px，如果想給這個(gè)指針變量賦一初值0xB000，可以寫成：px=(char xdata *)0xB000；這種方法特別適合于用標(biāo)識(shí)符來(lái)存取絕對(duì)地址。

例2.10：強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符的使用。

#include <stdio.h>
main() {
    char xdata * px;
    char q;
    int   x = 0xf32a;
    long  y = 0x901af364;
    float z = 3.14159;
    px=(char xdata *)0xB000;
    * px='A';
    q=*((char xdata *)0xB000);
    printf("\n%bx  %x  %d  %c",(char)x,(int)y,(int)z,q) ;
    while(1);
}

程序執(zhí)行結(jié)果：

2a  f364  3  A

12.sizeof運(yùn)算符

C語(yǔ)言中提供了一種用于求取數(shù)據(jù)類型、變量以及表達(dá)式的字節(jié)數(shù)的運(yùn)算符：sizeof，該運(yùn)算符的一般使用形式為：

sizeof（表達(dá)式）或sizeof（數(shù)據(jù)類型）

應(yīng)該注意的是，sizeof是一種特殊的運(yùn)算符，不要錯(cuò)誤地認(rèn)為它是一個(gè)函數(shù)。實(shí)際上，字節(jié)數(shù)的計(jì)算在程序編譯時(shí)就完成了，而不是在程序執(zhí)行的過(guò)程中才計(jì)算出來(lái)的。

例2.11：sizeof運(yùn)算符的使用。

#include <stdio.h>
main() {
    printf("\n    char: %bd byte",sizeof(char));
    printf("\n     int: %bd bytes",sizeof(int));
    printf("\n    long: %bd bytes",sizeof(long));
    printf("\n   float: %bd bytes",sizeof(float));
    while(1);
}

程序執(zhí)行結(jié)果：

char: 1 byte
int:  2 bytes
long: 4 bytes
float:4 bytes

前面對(duì)C語(yǔ)言中的各種運(yùn)算符分別作了介紹，此外還有三個(gè)運(yùn)算符：數(shù)組下標(biāo)運(yùn)算符“[ ]”、存取結(jié)構(gòu)或聯(lián)合中變量的運(yùn)算符“->”或“.”，它們將在第5章予以介紹。表2-7給出了這些運(yùn)算符在使用過(guò)程中的優(yōu)先級(jí)和結(jié)合性。

2.3 Cx51程序的基本語(yǔ)句

2.3.1 表達(dá)式語(yǔ)句

C語(yǔ)言是一種結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它提供了十分豐富的程序控制語(yǔ)句。表達(dá)式語(yǔ)句是最基本的一種語(yǔ)句。在表達(dá)式的后邊加一個(gè)分號(hào)“；”就構(gòu)成了表達(dá)式語(yǔ)句。下面的語(yǔ)句都是合法的表達(dá)式語(yǔ)句：

a=++b*9;
x=8; y=7;
z=(x+y)/a;
++i;

表達(dá)式語(yǔ)句也可以僅由一個(gè)分號(hào)“；”組成，這種語(yǔ)句稱為空語(yǔ)句。空語(yǔ)句是表達(dá)式語(yǔ)句的一個(gè)特例。空語(yǔ)句在程序設(shè)計(jì)中有時(shí)是很有用的，當(dāng)程序在語(yǔ)法上需要有一個(gè)語(yǔ)句，但在語(yǔ)義上并不要求有具體的動(dòng)作時(shí)，便可以采用空語(yǔ)句。空語(yǔ)句通常有以下兩種用法。

① 在程序中為有關(guān)語(yǔ)句提供標(biāo)號(hào)，用以標(biāo)記程序執(zhí)行的位置。例如，采用下面的語(yǔ)句可以構(gòu)成一個(gè)循環(huán)。

repeat:;
        ..
      goto repeat ;

② 在用while語(yǔ)句構(gòu)成的循環(huán)語(yǔ)句后面加一個(gè)分號(hào)，形成一個(gè)不執(zhí)行其他操作的空循環(huán)體。這種空語(yǔ)句在等待某個(gè)事件發(fā)生時(shí)特別有用。例如，下面這段程序是讀取8051單片機(jī)串行口數(shù)據(jù)的函數(shù)，其中就用了一個(gè)空語(yǔ)句while (!RI)；來(lái)等待單片機(jī)串行口接收結(jié)束。

#include <reg51.h>      /* 插入8051單片機(jī)的預(yù)定義文件 */
char _getkey ()         /* 函數(shù)定義 */
{                       /* 函數(shù)體開始 */
char c;                 /* 定義變量 */
while (!RI);            /* 空語(yǔ)句，等待8051單片機(jī)串行口接收結(jié)束 */
c = SBUF;               /* 讀串行口內(nèi)容 */
RI = 0;                 /* 清除串行口接收標(biāo)志 */
return (c);             /* 返回 */
}                       /* 函數(shù)體結(jié)束 */

采用分號(hào)“；”作為空語(yǔ)句使用時(shí)，要注意與簡(jiǎn)單語(yǔ)句中有效組成部分的分號(hào)相區(qū)別。不能濫用空語(yǔ)句，以免引起程序的誤操作，甚至造成程序語(yǔ)法上的錯(cuò)誤。

2.3.2 復(fù)合語(yǔ)句

復(fù)合語(yǔ)句是由若干條語(yǔ)句組合而成的一種語(yǔ)句，它是用一個(gè)大括號(hào)“{}”將若干條語(yǔ)句組合在一起而形成的一種功能塊。復(fù)合語(yǔ)句不需要以分號(hào)“；”結(jié)束，但它內(nèi)部的各條單語(yǔ)句仍需以分號(hào)“；”結(jié)束。復(fù)合語(yǔ)句的一般形式為：

{
  局部變量定義;
  語(yǔ)句1;
  語(yǔ)句2;
  …
  語(yǔ)句n;
}

復(fù)合語(yǔ)句在執(zhí)行時(shí)，其中的各條單語(yǔ)句依次順序執(zhí)行。整個(gè)復(fù)合語(yǔ)句在語(yǔ)法上等價(jià)于一條單語(yǔ)句，因此在C語(yǔ)言程序中可以將復(fù)合語(yǔ)句視為一條單語(yǔ)句。復(fù)合語(yǔ)句允許嵌套，即在復(fù)合語(yǔ)句內(nèi)部還可以包含別的復(fù)合語(yǔ)句。通常復(fù)合語(yǔ)句都出現(xiàn)在函數(shù)中，實(shí)際上，函數(shù)的執(zhí)行部分（即函數(shù)體）就是一個(gè)復(fù)合語(yǔ)句。復(fù)合語(yǔ)句中的單語(yǔ)句一般是可執(zhí)行語(yǔ)句，此外還可以是變量的定義語(yǔ)句（說(shuō)明變量的數(shù)據(jù)類型）。

在復(fù)合語(yǔ)句內(nèi)所定義的變量，稱為該復(fù)合語(yǔ)句中的局部變量，它僅在當(dāng)前這個(gè)復(fù)合語(yǔ)句中有效。利用復(fù)合語(yǔ)句將多條單語(yǔ)句組合在一起，以及在復(fù)合語(yǔ)句中進(jìn)行局部變量定義是C語(yǔ)言的一個(gè)重要特征。

例2.12：復(fù)合語(yǔ)句及其局部變量的使用。

#include <stdio.h>
main() {                 /* 主函數(shù)體開始 */
    int a,b,c,d;         /* 定義變量a，b，c，d，它們?cè)谡麄€(gè)主函數(shù)中有效 */
    a = 1; b = 2; c = 3; d = 4;
    printf("\nX: %d %d %d %d",a,b,c,d);
    {                    /* 復(fù)合語(yǔ)句1 */
      int b,m;           /* 定義局部變量b，m，它們僅在復(fù)合語(yǔ)句1 中有效 */
      b = 8; m = 100;
      printf("\nY: %d %d %d %d | %d",a,b,c,d,m);
      {                  /* 復(fù)合語(yǔ)句2 */
      int c,n;           /* 定義局部變量c，n，它們僅在復(fù)合語(yǔ)句2中有效 */
      c = 9; n = 150;
      printf("\nZ: %d %d %d %d | %d %d",a,b,c,d,m,n);
      }                  /* 復(fù)合語(yǔ)句2 結(jié)束 */
      printf("\nY: %d %d %d %d | %d",a,b,c,d,m);
  }                      /* 復(fù)合語(yǔ)句1 結(jié)束 */
  printf("\nX: %d %d %d %d",a,b,c,d);
  printf("\n");
  while(1);
}                        /* 主函數(shù)體結(jié)束 */

程序執(zhí)行結(jié)果：

X: 1 2 3 4
Y: 1 8 3 4 | 100
Z: 1 8 9 4 | 100150
Y: 1 8 3 4 | 100
X: 1 2 3 4

在這個(gè)程序的主函數(shù)體開始處，定義了變量a，b，c，d，它們?cè)谡麄€(gè)主函數(shù)體中都是有效的，在主函數(shù)體中的復(fù)合語(yǔ)句1和復(fù)合語(yǔ)句2中都可以使用它們。另外，在復(fù)合語(yǔ)句1中又定義了局部變量m和與主函數(shù)體中定義的變量同名的局部變量b，這種局部變量m和b僅在定義它的復(fù)合語(yǔ)句1中有效，而且局部變量b的優(yōu)先級(jí)高于在主函數(shù)體中定義的同名變量b。因此在復(fù)合語(yǔ)句1中執(zhí)行printf函數(shù)輸出的b值為8，而不是2。

同樣，在復(fù)合語(yǔ)句2中定義了一個(gè)與主函數(shù)體中同名的局部變量c，在復(fù)合語(yǔ)句2中執(zhí)行printf函數(shù)輸出的c值為9，而不是3。一旦出了復(fù)合語(yǔ)句，則其中的局部變量立即失效。如果有同名的局部變量，則恢復(fù)該變量在上一層位置所定義的初值。讀者可以通過(guò)仔細(xì)分析本程序的執(zhí)行結(jié)果來(lái)弄清各個(gè)變量的作用范圍。

2.3.3 條件語(yǔ)句

條件語(yǔ)句又稱為分支語(yǔ)句，它是用關(guān)鍵字if構(gòu)成的。C語(yǔ)言提供了三種形式的條件語(yǔ)句。

（1）if（條件表達(dá)式）語(yǔ)句

其含義為：若條件表達(dá)式的結(jié)果為真（非0值），就執(zhí)行后面的語(yǔ)句；反之若條件表達(dá)式的結(jié)果為假（0值），就不執(zhí)行后面的語(yǔ)句。這里的語(yǔ)句也可以是復(fù)合語(yǔ)句。這種條件語(yǔ)句的執(zhí)行過(guò)程如圖2.1（a）所示。

（2）if（條件表達(dá)式）語(yǔ)句1

else語(yǔ)句2

其含義為：若條件表達(dá)式的結(jié)果為真（非0值），就執(zhí)行語(yǔ)句1；反之若條件表達(dá)式的結(jié)果為假（0值），就執(zhí)行語(yǔ)句2。這里的語(yǔ)句1和語(yǔ)句2均可以是復(fù)合語(yǔ)句。這種條件語(yǔ)句的執(zhí)行過(guò)程如圖2.1（b）所示。

（3）if（條件表達(dá)式1）語(yǔ)句1

else if（條件式表達(dá)2）語(yǔ)句2

else if（條件式表達(dá)3）語(yǔ)句3

… …

else if（條件表達(dá)式n）語(yǔ)句m

else語(yǔ)句n

這種條件語(yǔ)句常用來(lái)實(shí)現(xiàn)多方向條件分支，其執(zhí)行過(guò)程如圖2.2所示。

例2.13：條件語(yǔ)句的使用——求一元二次方程的根。

#include <stdio.h>
#include <math.h>
main() {
  float a,b,c,x1,x2;
  float r,s;
  a = 2.0; b = 3.0; c = 4.0;
  r = b * b -4.0 * a * c;
  if( r > 0.0 )
    {
      s = sqrt(r);
      x1 = (-b + s) / (2.0 * a);
      x2 = (-b - s) / (2.0 * a);
      printf("real: x1 =%15.7f,x2 =%15.7f\n",x1,x2);
    }
  else if( r == 0.0 )
      printf("double: x1,x2 =%15.7f\n",-b/(2.0*a));
  else
    {
      x1 = -b / (2.0 * a);
      x2 = sqrt(-r) / (2.0 * a);
      printf("complex: Re=%15.7f,Im=%15.7f\n",x1,x2);
    }
    while(1);
}

程序執(zhí)行結(jié)果：

complex: Re= -0.7500000，Im= 1.1989580

在這個(gè)程序中使用了庫(kù)函數(shù)sqrt(r)來(lái)求方程的根，sqrt是一個(gè)算術(shù)庫(kù)函數(shù)。為了使程序能得到正確的編譯和執(zhí)行，在本程序的開始處使用了預(yù)處理命令#include將庫(kù)函數(shù)sqrt所在的預(yù)處理文件math.h包含到程序中去。

2.3.4 開關(guān)語(yǔ)句

開關(guān)語(yǔ)句也是一種用來(lái)實(shí)現(xiàn)多方向條件分支的語(yǔ)句。雖然采用條件語(yǔ)句也可以實(shí)現(xiàn)多方向條件分支，但是當(dāng)分支較多時(shí)會(huì)使條件語(yǔ)句的嵌套層次太多，程序冗長(zhǎng)，可讀性降低。開關(guān)語(yǔ)句直接處理多分支選擇，使程序結(jié)構(gòu)清晰，使用方便。開關(guān)語(yǔ)句是用關(guān)鍵字switch構(gòu)成的，它的一般形式如下：

switch (表達(dá)式)
  {
    case  常量表達(dá)式1：語(yǔ)句1
                    break;
    case  常量表達(dá)式2：語(yǔ)句2
                    break;
  …              …
    case  常量表達(dá)式n：語(yǔ)句n
                    break;
    default:語(yǔ)句d
    }

開關(guān)語(yǔ)句的執(zhí)行過(guò)程是：將switch后面表達(dá)式的值與case后面各個(gè)常量表達(dá)式的值逐個(gè)進(jìn)行比較，若遇到匹配時(shí)，就執(zhí)行相應(yīng)case后面的語(yǔ)句，然后執(zhí)行break語(yǔ)句，break語(yǔ)句又稱間斷語(yǔ)句，它的功能是中止當(dāng)前語(yǔ)句的執(zhí)行，使程序跳出switch語(yǔ)句。若無(wú)匹配的情況，則只執(zhí)行語(yǔ)句d。開關(guān)語(yǔ)句的執(zhí)行過(guò)程如圖2.3所示。

例2.14：開關(guān)語(yǔ)句的使用。

本程序按照輸入的年份year和月份month，計(jì)算該月有多少天。程序需要判斷該年是否為閏年。閏年的2月有29天，平年的2月只有28天。閏年的條件是：年份數(shù)year能被4整除，但不能被100整除；或者年份數(shù)year能被400整除。這個(gè)條件可以用一個(gè)邏輯關(guān)系式來(lái)表達(dá)：

year%4= =0 && year%100 != 0 || year%400 = = 0

當(dāng)這個(gè)表達(dá)式的值為真（非0值）時(shí)，year為閏年，否則為平年。

#include <stdio.h>
main() {
    int year,month,len;
    while(1){
      printf("Enter year & month: \n");
          scanf("%d%d",&year,&month);
      switch(month) {
          case 1:  len=31; break;
          case 3:  len=31; break;
          case 5:  len=31; break;
          case 7:  len=31; break;
          case 8:  len=31; break;
          case 10: len=31; break;
          case 12: len=31; break;
          case 4:  len=30; break;
          case 6:  len=30; break;
          case 9:  len=30; break;
          case 11: len=30; break;
          case 2:  if(year%4==0&&year%100 != 0||year%400==0) len=29;
                  else len=28;
                      break;
              default: printf("Input error \n");
                      len=0;
                      break;
      }
          if(len != 0)
              printf("The lenth of%d,%dis %d \n",year,month,len);
    }
}

程序執(zhí)行結(jié)果：

Enter year & month:
1996  2 回車
The lenth of 1996，2 is 29

2.3.5 循環(huán)語(yǔ)句

實(shí)際應(yīng)用中很多地方需要用到循環(huán)控制，如需要反復(fù)進(jìn)行某種操作等，這時(shí)可以用循環(huán)語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)。在C語(yǔ)言程序中用來(lái)構(gòu)成循環(huán)控制的語(yǔ)句有：while語(yǔ)句、do-while語(yǔ)句、for語(yǔ)句以及goto語(yǔ)句，分述如下。

① 采用while語(yǔ)句構(gòu)成循環(huán)結(jié)構(gòu)的一般形式如下：

while（條件表達(dá)式） 語(yǔ)句；

其意義為，當(dāng)條件表達(dá)式的結(jié)果為真（非0值）時(shí)，程序就重復(fù)執(zhí)行后面的語(yǔ)句，一直執(zhí)行到條件表達(dá)式的結(jié)果變?yōu)榧伲?值）時(shí)為止。這種循環(huán)結(jié)構(gòu)是先檢查條件表達(dá)式所給出的條件，再根據(jù)檢查的結(jié)果決定是否執(zhí)行后面的語(yǔ)句。如果條件表達(dá)式的結(jié)果一開始就為假，則后面的語(yǔ)句一次也不會(huì)被執(zhí)行。這里的語(yǔ)句可以是復(fù)合語(yǔ)句。圖2.4所示為while語(yǔ)句的執(zhí)行過(guò)程。

例2.15：使用while語(yǔ)句計(jì)算自然數(shù)1～100的累加和。

#include<stdio.h>
main() {
    int i,s=0;
    i=1;
    while (i<=100)
    {                    /* 復(fù)合語(yǔ)句循環(huán)體 */
      s=s+i;
      i++;
    }                    /* 循環(huán)體結(jié)束 */
    printf("1+2+ … +100 = %d\n",s);
    while(1);
}

程序執(zhí)行結(jié)果：

1+2+ … +100 = 5050

② 采用do-while語(yǔ)句構(gòu)成循環(huán)結(jié)構(gòu)的一般形式如下：

do語(yǔ)句while（條件表達(dá)式）；

這種循環(huán)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是先執(zhí)行給定的循環(huán)體語(yǔ)句，然后再檢查條件表達(dá)式的結(jié)果。當(dāng)條件表達(dá)式的值為真（非0值）時(shí)，則重復(fù)執(zhí)行循環(huán)體語(yǔ)句，直到條件表達(dá)式的值變?yōu)榧伲?值）時(shí)為止。因此，用do-while語(yǔ)句構(gòu)成的循環(huán)結(jié)構(gòu)在任何條件下，循環(huán)體語(yǔ)句至少會(huì)被執(zhí)行一次。圖2.5給出了這種循環(huán)結(jié)構(gòu)的流程圖。

例2.16：用do-while語(yǔ)句構(gòu)成的循環(huán)計(jì)算自然數(shù)1～100的累加和。

#include<stdio.h>
main() {
    int i,s=0;
    i=1;
    do
      {                 /* 復(fù)合語(yǔ)句循環(huán)體 */
      s=s+i;
      i++;
    }                   /* 循環(huán)體結(jié)束 */
  while(i<=100);
  printf("1+2+ … +100 = %d\n",s);
  while(1);
}

程序執(zhí)行結(jié)果：

1+2+ ··· +100 = 5050

例2.16的程序與例2.15的程序十分相似。它們的區(qū)別僅僅是執(zhí)行循環(huán)體語(yǔ)句和判斷條件表達(dá)式的結(jié)果的順序不同。另外，用do-while語(yǔ)句構(gòu)成的循環(huán)結(jié)構(gòu)中，while（條件表達(dá)式）的后面必須有一個(gè)分號(hào)，而用while語(yǔ)句構(gòu)成的循環(huán)結(jié)構(gòu)中while（條件表達(dá)式）后面是沒有分號(hào)的。這一點(diǎn)在寫程序時(shí)一定要注意。

③ 采用for語(yǔ)句構(gòu)成循環(huán)結(jié)構(gòu)的一般形式如下：

for（[初值設(shè)定表達(dá)式]；[循環(huán)條件表達(dá)式]；[更新表達(dá)式]）語(yǔ)句

for語(yǔ)句的執(zhí)行過(guò)程是：先計(jì)算出初值設(shè)定表達(dá)式的值，以此作為循環(huán)控制變量的初值，再檢查循環(huán)條件表達(dá)式的結(jié)果，當(dāng)滿足條件時(shí)就執(zhí)行循環(huán)體語(yǔ)句并計(jì)算更新表達(dá)式，然后再根據(jù)更新表達(dá)式的計(jì)算結(jié)果來(lái)判斷循環(huán)條件是否滿足，一直進(jìn)行到循環(huán)條件表達(dá)式的結(jié)果為假（0值）時(shí)退出循環(huán)體。for語(yǔ)句的執(zhí)行過(guò)程如圖2.6所示。

例2.17：用for語(yǔ)句構(gòu)成的循環(huán)計(jì)算自然數(shù)1～100的累加和。

#include<stdio.h>
main() {
    int i,s=0;
    for (i=1; i<=100; i++)
      s=s+i;                  /* 循環(huán)體語(yǔ)句 */
    printf("1+2+ … +100 = %d\n",s);
    while(1);
}

程序執(zhí)行結(jié)果：

1+2+…+100 = 5050

在C語(yǔ)言程序的循環(huán)結(jié)構(gòu)中，for語(yǔ)句的使用最為靈活，它不僅可以用于循環(huán)次數(shù)已經(jīng)確定的情況，而且可以用于循環(huán)次數(shù)不確定而只給出循環(huán)結(jié)束條件的情況。另外，for語(yǔ)句中的三個(gè)表達(dá)式是相互獨(dú)立的，并不一定要求三個(gè)表達(dá)式之間有依賴關(guān)系。并且for語(yǔ)句中的三個(gè)表達(dá)式都可能缺省，但無(wú)論缺省哪一個(gè)表達(dá)式，其中的兩個(gè)分號(hào)都不能缺省。一般不要缺省循環(huán)條件表達(dá)式，以免形成死循環(huán)。

例2.18：for語(yǔ)句中缺省表達(dá)式的例子——計(jì)算自然數(shù)1～100的累加和。

#include<stdio.h>
main() {
    int i,s=0;
    i=1;                    /* 設(shè)置循環(huán)初值 */
    for ( ；i<=100 ；) {    /* 缺省初值設(shè)定表達(dá)式和更新表達(dá)式 */
      s=s+i;                /* 循環(huán)體語(yǔ)句 */
      i++;                  /* 循環(huán)控制變量更新 */
      }
    printf("1+2+ … +100 = %d\n",s);
    while(1);
}

程序執(zhí)行結(jié)果：

1+2+…+100 = 5050

④ goto語(yǔ)句是一個(gè)無(wú)條件轉(zhuǎn)向語(yǔ)句，它的一般形式為：

goto語(yǔ)句標(biāo)號(hào);

其中語(yǔ)句標(biāo)號(hào)是一個(gè)帶冒號(hào)“：”的標(biāo)識(shí)符。將goto語(yǔ)句和if語(yǔ)句一起使用，可以構(gòu)成一個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)。但更常見的是在C語(yǔ)言程序中采用goto語(yǔ)句來(lái)跳出多重循環(huán)，需要注意的是只能用goto語(yǔ)句從內(nèi)層循環(huán)跳到外層循環(huán)，而不允許從外層循環(huán)跳到內(nèi)層循環(huán)。

例2.19：使用goto語(yǔ)句跳出循環(huán)結(jié)構(gòu)。

本程序采用循環(huán)結(jié)構(gòu)來(lái)求一整數(shù)的等差數(shù)列，該數(shù)列滿足條件：頭四個(gè)數(shù)的和值為26，積值為880。該數(shù)列的公差應(yīng)為正整數(shù)，否則將產(chǎn)生負(fù)的項(xiàng)，此外該數(shù)列的首項(xiàng)數(shù)必須小于5，且其公差也應(yīng)小于5，否則頭四項(xiàng)的和值將大于26。

#include<stdio.h>
main() {
    int a,b,c,d,i;
    for(a=1; a<5; ++a) {
      for(d=1; d<5; ++d) {
        b=a+(a+d)+(a+2*d)+(a+3*d);
        c=a*(a+d)*(a+2*d)*(a+3*d);
        if(b==26 && c==880)
          goto pt;
      }
    }
    pt: for(i=0; i<=10; ++i)
          printf("%d,",a+i*d);
    printf("…\n");
    while(1);
}

程序執(zhí)行結(jié)果:

2,5,8,11,14,17,20,23,26,29，…

在這個(gè)程序中采用for語(yǔ)句構(gòu)成了兩重循環(huán)嵌套，即在第一個(gè)for語(yǔ)句的循環(huán)體中又出現(xiàn)了另一個(gè)for語(yǔ)句的循環(huán)體，需要時(shí)還可以構(gòu)成多重循環(huán)結(jié)構(gòu)。程序在最內(nèi)層循環(huán)體中采用了一個(gè)goto語(yǔ)句，它的作用是直接跳出兩層循環(huán)，即跳到第一層循環(huán)體外邊由標(biāo)號(hào)pt:所指出的地方。前面在介紹開關(guān)語(yǔ)句時(shí)提到采用break語(yǔ)句可以跳出開關(guān)語(yǔ)句，break語(yǔ)句還可以用于跳出循環(huán)語(yǔ)句。對(duì)于上面的例子，也可以采用break語(yǔ)句來(lái)終止循環(huán)。

例2.20：用break語(yǔ)句終止循環(huán)。

#include<stdio.h>
main() {
    int a,b,c,d,i;
    for(a=1; a<5; ++a) {
      for(d=1; d<5; ++d) {
        b=a+(a+d)+(a+2*d)+(a+3*d);
        c=a*(a+d)*(a+2*d)*(a+3*d);
        if(b==26 && c==880)
          break;
        }
        if(b==26 && c==880)
          break;
      }
    for(i=0; i<=10; ++i)
      printf("%d,",a+i*d);
    printf("…\n");
    while(1);
}

程序執(zhí)行結(jié)果：

2,5,8,11,14,17,20,23,26,29，…

從例2.20可以看到，對(duì)于多重循環(huán)的情況，break語(yǔ)句只能跳出它所處的那一層循環(huán)，而不像goto語(yǔ)句可以直接從最內(nèi)層循環(huán)中跳出來(lái)。由此可見，要退出多重循環(huán)時(shí)，采用goto語(yǔ)句比較方便。需要指出的是，break語(yǔ)句只能用于開關(guān)語(yǔ)句和循環(huán)語(yǔ)句之中，它是一種具有特殊功能的無(wú)條件轉(zhuǎn)移語(yǔ)句。另外還要注意，在進(jìn)行實(shí)際程序設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證程序具有良好的結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)盡可能少地采用goto語(yǔ)句，以使程序結(jié)構(gòu)清晰易讀。

在循環(huán)結(jié)構(gòu)中還可以使用一種中斷語(yǔ)句continue，它的功能是結(jié)束本次循環(huán)，即跳過(guò)循環(huán)體中下面尚未執(zhí)行的語(yǔ)句，把程序流程轉(zhuǎn)移到當(dāng)前循環(huán)語(yǔ)句的下一個(gè)循環(huán)周期，并根據(jù)循環(huán)控制條件決定是否重復(fù)執(zhí)行該循環(huán)體。continue語(yǔ)句的一般形式為：

continue;

continue語(yǔ)句通常和條件語(yǔ)句一起用在由while、do-while和for語(yǔ)句構(gòu)成的循環(huán)結(jié)構(gòu)中，它也是一種具有特殊功能的無(wú)條件轉(zhuǎn)移語(yǔ)句，但與break語(yǔ)句不同，continue語(yǔ)句并不跳出循環(huán)體，而只是根據(jù)循環(huán)控制條件確定是否繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)語(yǔ)句。

例2.21：利用continue語(yǔ)句把10～20之間不能被3整除的數(shù)輸出。

#include<stdio.h>
main() {
    int n;
    for(n=10; n<=20; n++) {
      if(n%3==0)
        continue;
      printf("%d ",n);
      }
    while(1);
}

程序執(zhí)行結(jié)果：

10  11  13  14  16  17  19  20

2.3.6 返回語(yǔ)句

返回語(yǔ)句用于終止函數(shù)的執(zhí)行，并控制程序返回到調(diào)用該函數(shù)時(shí)所處的位置。返回語(yǔ)句有兩種形式：

return（表達(dá)式）；
或者return；

如果return語(yǔ)句后邊帶有表達(dá)式，則要計(jì)算表達(dá)式的值，并將表達(dá)式的值作為該函數(shù)的返回值。若使用不帶表達(dá)式的第2種形式，則被調(diào)用函數(shù)返回主調(diào)用函數(shù)時(shí)，函數(shù)值不確定。一個(gè)函數(shù)的內(nèi)部可以含有多個(gè)return語(yǔ)句，但程序僅執(zhí)行其中的一個(gè)return語(yǔ)句而返回主調(diào)用函數(shù)。一個(gè)函數(shù)的內(nèi)部也可以沒有return語(yǔ)句，在這種情況下，當(dāng)程序執(zhí)行到最后一個(gè)界限符“}”處時(shí)，就自動(dòng)返回主調(diào)用函數(shù)。

例2.22：return語(yǔ)句的使用。

#include <stdio.h>
main() {                                 /* 主函數(shù)體 */
    int x,n,p,power(int x,int n);
    printf("calculate X to the power of N\n please input X and N ? ");
    scanf("%d%d",&x,&n);
    p = power(x,n);                      /* 在此處調(diào)用函數(shù) */
    printf("%d to the power of %d = %d\n",x,n,p);
    while(1);
}
int power(int x,int n)                   /* 被調(diào)用函數(shù) */
int x,n;
{
    int i,p = 1;
    for( i=0; i<n; ++i ) p *= x;
    return( p );                         /* 帶值返回到調(diào)用處 */
}

程序執(zhí)行結(jié)果：

calculate X to the power of N
please input X and N ?  5 3  回車
5 to the power of 3 = 125