1.1　算术表达式

计算机的“本职”工作是计算，因此下面先从算术运算入手，看看如何用计算机进行复杂的计算。

程序1-1　计算并输出1+2的值

#include<stdio.h>
int main()
{
  printf("%d\n", 1+2);
  return 0;
}

这是一段简单的程序，用于计算1+2的值，并把结果输出到屏幕。如果不知道如何编译并运行这段程序，可阅读附录A或向指导教师求助。

即使读者不明白上述程序除了“1+2”之外的其他代码，仍然可以进行以下探索：试着把“1+2”改成其他内容，而不要修改那些并不明白的代码——它们看上去工作情况良好。

下面做4个实验。

实验1：修改程序1-1，输出3-4的结果。

实验2：修改程序1-1，输出5×6的结果。

实验3：修改程序1-1，输出8÷4的结果。

实验4：修改程序1-1，输出8÷5的结果。

直接把“1+2”替换成“3-4”即可顺利解决实验1，但读者很快就会发现：无法在键盘上找到乘号和除号。解决方法是：用星号“*”代替乘号，而用正斜线“/”代替除号。这样，4个实验都顺利完成了。

等一下！实验4的输出结果居然是1，而不是正确答案1.6。这是怎么回事？计算机出问题了吗？计算机没有出问题，问题出在程序上：这段程序的实际含义并非和我们所想的一致。

在C语言中，8/5的确切含义是8除以5所得商值的整数部分。同样地，（-8）/5的值是-1。那么，如果非要得到8÷5=1.6的结果怎么办？下面是完整的程序。

程序1-2　计算并输出8/5的值，保留小数点后1位

#include<stdio.h>
int main()
{
  printf("%.1f\n", 8.0/5.0);
  return 0;
}

注意：百分号后面是一个小数点，然后是数字1，最后是小写字母f，千万不能输入错，包括大小写——在C语言中，大写和小写字母代表的含义是不同的。

再来做3个实验。

实验5：把%.1f中的数字1改成2，结果如何？能猜想出“1”的确切意思吗？如果把小数点和1都删除，%f的含义是什么？

实验6：字符串%.1f不变，把8.0/5.0改成原来的8/5，结果如何？

实验7：字符串%.1f改成原来的%d，8.0/5.0不变，结果如何？

实验5并不难解决，但实验6和实验7的答案就很难简单解释了——真正原因涉及整数和浮点数编码，相信多数初学者对此都不感兴趣。原因并不重要，重要的是规范：根据规范做事情，则一切尽在掌握中。

提示1-1：整数值用%d输出，实数用%f输出。

这里的“整数值”指的是1+2、8/5这样“整数之间的运算”。只要运算符的两边都是整数，则运算结果也会是整数。正因为这样，8/5的值才是1，而不是1.6。

8.0和5.0被看作是“实数”，或者说得更专业一点，叫“浮点数”。浮点数之间的运算结果是浮点数，因此8.0/5.0=1.6也是浮点数。注意，这里的运算符“/”其实是“多面手”，它既可以做整数除法，又可以做浮点数除法⁽¹⁾。

提示1-2：整数/整数=整数，浮点数/浮点数=浮点数。

这条规则同样适用于加法、减法和乘法，不过没有除法这么容易出错——毕竟整数乘以整数的结果本来就是整数。

算术表达式可以和数学表达式一样复杂，例如：

程序1-3　复杂的表达式计算

#include<stdio.h>
#include<math.h>
int main()
{
  printf("%.8f\n", 1+2*sqrt(3)/(5-0.1));
  return 0;
}

相信读者不难把它翻译成数学表达式。尽管如此，读者可能还是有一些疑惑：5-0.1的值是什么？“整数-浮点数”是整数还是浮点数？另外，多出来的#include<math.h>有什么作用？

第1个问题相信读者能够“猜到”结果：整数-浮点数=浮点数。但其实这个说法并不准确。确切的说法是：整数先“变”成浮点数，然后浮点数-浮点数=浮点数。

第2个问题的答案是：因为程序1-3中用到了数学函数sqrt。数学函数sqrt(x)的作用是计算x的算术平方根（若不信，可输出sqrt(9.0)的值试试）。一般来说，只要在程序中用到了数学函数，就需要在程序最开始处包含头文件math.h，并在编译时连接数学库。如果不知道如何编译并运行这段程序，可阅读本章末尾的内容。