在 C 语言中处理混合类型算术运算

简介

在本实验中，你将学习如何在C编程中处理混合类型的算术运算。本实验涵盖以下步骤：

首先，你将学习如何声明和初始化整数和浮点型变量，并使用适当的格式说明符打印它们的值。然后，你将探索执行组合不同数值类型的算术运算，展示类型转换和混合算术。最后，你将打印并验证这些混合类型算术运算的结果。

完成本实验后，你将对如何在C中有效地管理和操作混合类型数据有扎实的理解，这是构建强大且通用程序的一项基本技能。

Skills Graph

声明整数和浮点型变量

在这一步中，你将学习如何在C编程中声明和初始化不同类型的数值变量。我们将重点创建整数和浮点型变量，为混合类型的算术运算做准备。

首先，让我们在项目目录中创建一个新的C源文件：

cd ~/project
nano mixed_arithmetic.c

现在，添加以下代码来声明变量：

#include <stdio.h>

int main() {
    // 声明整数变量
    int whole_number1 = 10;
    int whole_number2 = 5;

    // 声明浮点型变量
    float decimal_number1 = 7.5;
    float decimal_number2 = 3.2;

    // 打印声明的变量
    printf("整数变量:\n");
    printf("whole_number1 = %d\n", whole_number1);
    printf("whole_number2 = %d\n", whole_number2);

    printf("\n浮点型变量:\n");
    printf("decimal_number1 = %f\n", decimal_number1);
    printf("decimal_number2 = %f\n", decimal_number2);

    return 0;
}

让我们编译并运行该程序：

gcc mixed_arithmetic.c -o mixed_arithmetic
./mixed_arithmetic

示例输出：

整数变量:
whole_number1 = 10
whole_number2 = 5

浮点型变量:
decimal_number1 = 7.500000
decimal_number2 = 3.200000

在这段代码中，我们展示了：

• 使用int类型声明整数变量
• 使用float类型声明浮点型变量
• 用特定值初始化变量
• 使用printf()并结合适当的格式说明符来打印变量值
• 整数和浮点数表示形式之间的差异

执行不同类型的算术运算

在这一步中，你将学习如何在C语言中执行组合不同数值类型的算术运算，展示类型转换和混合算术。

打开之前的文件以继续我们的示例：

cd ~/project
nano mixed_arithmetic.c

用以下代码替换之前的main()函数：

#include <stdio.h>

int main() {
    // 整数变量
    int whole_number1 = 10;
    int whole_number2 = 5;

    // 浮点型变量
    float decimal_number1 = 7.5;
    float decimal_number2 = 3.2;

    // 混合类型的算术运算
    int int_result = whole_number1 + whole_number2;
    float float_result = decimal_number1 + decimal_number2;

    // 混合类型加法（整数 + 浮点数）
    float mixed_addition = whole_number1 + decimal_number1;

    // 混合类型乘法
    float mixed_multiplication = whole_number2 * decimal_number2;

    // 展示类型转换
    printf("整数加法: %d + %d = %d\n", whole_number1, whole_number2, int_result);
    printf("浮点数加法: %.1f + %.1f = %.1f\n", decimal_number1, decimal_number2, float_result);
    printf("混合加法: %d + %.1f = %.1f\n", whole_number1, decimal_number1, mixed_addition);
    printf("混合乘法: %d * %.1f = %.1f\n", whole_number2, decimal_number2, mixed_multiplication);

    return 0;
}

编译并运行程序：

gcc mixed_arithmetic.c -o mixed_arithmetic
./mixed_arithmetic

示例输出：

整数加法: 10 + 5 = 15
浮点数加法: 7.5 + 3.2 = 10.7
混合加法: 10 + 7.5 = 17.5
混合乘法: 5 * 3.2 = 16.0

此示例中的要点：

• 对同类型变量执行算术运算（整数 - 整数，浮点数 - 浮点数）
• 在混合类型运算中展示自动类型转换
• C在需要时会自动将整数转换为浮点数
• 使用格式说明符控制小数位显示

打印并验证结果

在这最后一步中，你将学习如何在C语言中格式化并验证混合类型算术运算的结果，重点在于精确输出和结果验证。

打开之前的文件以继续我们的示例：

cd ~/project
nano mixed_arithmetic.c

使用更详细的输出和结果验证来更新main()函数：

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main() {
    // 整数变量
    int whole_number1 = 10;
    int whole_number2 = 5;

    // 浮点型变量
    float decimal_number1 = 7.5;
    float decimal_number2 = 3.2;

    // 混合类型的算术运算
    float mixed_addition = whole_number1 + decimal_number1;
    float mixed_multiplication = whole_number2 * decimal_number2;
    float mixed_division = decimal_number1 / whole_number2;

    // 使用格式化进行详细结果打印
    printf("算术运算结果:\n");
    printf("1. 混合加法:        %d + %.1f = %.2f\n", whole_number1, decimal_number1, mixed_addition);
    printf("2. 混合乘法:  %d * %.1f = %.2f\n", whole_number2, decimal_number2, mixed_multiplication);
    printf("3. 混合除法:        %.1f / %d = %.2f\n", decimal_number1, whole_number2, mixed_division);

    // 结果验证
    printf("\n结果验证:\n");
    printf("混合加法验证:       %.2f == %.2f\n",
           mixed_addition, (float)whole_number1 + decimal_number1);
    printf("混合乘法验证: %.2f == %.2f\n",
           mixed_multiplication, (float)whole_number2 * decimal_number2);
    printf("混合除法验证:       %.2f == %.2f\n",
           mixed_division, decimal_number1 / whole_number2);

    return 0;
}

编译并运行程序：

gcc mixed_arithmetic.c -o mixed_arithmetic
./mixed_arithmetic

示例输出：

算术运算结果:
1. 混合加法:        10 + 7.5 = 17.50
2. 混合乘法:  5 * 3.2 = 16.00
3. 混合除法:        7.5 / 5 = 1.50

结果验证:
混合加法验证:       17.50 == 17.50
混合乘法验证: 16.00 == 16.00
混合除法验证:       1.50 == 1.50

此示例中的要点：

• 使用不同的格式说明符进行精确输出
• 展示加法、乘法和除法的混合类型算术运算
• 进行内联结果验证
• 展示算术运算中的类型转换

总结

在本实验中，你学习了如何在C编程中声明和初始化不同类型的数值变量，包括整数和浮点型变量。然后，你探索了执行组合这些不同数值类型的算术运算，展示了类型转换和混合算术。最后，你打印并验证了这些混合类型算术运算的结果。

本实验的关键学习要点包括理解整数和浮点数表示形式之间的差异、在printf()语句中使用适当的格式说明符，以及在处理不同数值类型的变量时C的类型转换和混合算术的行为。