第6章运算式与运算子算术与多功能计算机.ppt

第6章 運算式與運算子 算術與多功能計算機,6-1 運算式的基礎 6-2 Visual Basic的運算子 6-3 算術與連接運算子 6-4 比較與邏輯運算子 6-5 運算式的資料型態轉換 6-6 例外處理,6-1 運算式的基礎,6-1-1 運算式簡介 6-1-2 運算式的種類,6-1-1 運算式簡介-說明,運算式（Expressions）是由一序列的運算子（Operators）和運算元（Operands）組成，可以用來在程式中執行所需的運算任務。,6-1-1 運算式簡介-範例,一些Visual Basic語言的運算式範例，如下所示： A B 15 -15 A + B * 1 A = B A B And A 1 A = B + 1 運算式中的變數A、B和字面值1、15和-15是運算元，+、*、=、And和=為運算子，運算子是一個使用幾個字元組成的符號，運算元是字面值或變數，事實上，單獨運算元（不包含運算子）也是一種運算式。,6-1-1 運算式簡介-如何執行運算,當同一個運算式擁有超過一個運算子時，運算式的執行結果會因運算子的執行順序而不同。例如：一個數學運算式，如下所示： 10 * 2 + 5 上述運算式如果先執行加法，運算過程是2+5=7，然後7*10=70，結果為70。如果先執行乘法，過程是10*2=20，然後20+5=25，結果是25。 運算式如果擁有多個運算子時，運算子的執行順序是由優先順序（Precedence）和結合（Associativity）來決定。,6-1-1 運算式簡介- 優先順序（Precedence）,一般來說，程式語言提供多種不同的運算子，在同一個運算式如果使用多個運算子時，為了讓運算式能夠得到相同的運算結果，運算式是以運算子預設的優先順序來進行運算，也就是我們所熟知的先乘除後加減口訣，如下所示： A + B * 2 在上述運算式中，因為運算子的優先順序*大於+，所以先計算B*2後才和A相加。,6-1-1 運算式簡介- 結合（Associativity）,運算式的運算子都擁有相同優先順序時，運算子的執行順序是由結合（Associativity）決定。結合分為兩種，如下所示： 右左結合（Right-to-left Associativity）：運算式是從右到左執行運算子的運算，例如：運算式A-B-C是先計算B-C的結果D，然後才是A-D。 左右結合（Left-to-right Associativity）：運算式是從左到右執行運算子的運算，例如：運算式A-B-C是先計算A-B的結果D，然後才是D-C。,6-1-2 運算式的種類-1,單運算元運算式（Unary Expressions） 單運算元運算式只包含一個運算元和單運算元運算子（Unary Operator），例如：正負號是一種單運算元運算式，如下所示： -15 +10 在Visual Basic語言的-和+正負號是一種單運算元運算子。,6-1-2 運算式的種類-2,二元運算式（Binary Expressions） 二元運算式包含兩個運算元，使用一個二元運算子來分隔，Visual Basic語言的運算式大都屬於二元運算式，如下所示： A + B * 1 D + C + E 第1個運算式是使用運算子優先順序來執行運算。第2個運算式的2個運算子因為擁有相同的優先順序，所以程式語言是使用結合（Associativity）來執行運算式的計算。,6-2 Visual Basic的運算子,6-2-1 運算子的種類 6-2-2 運算子的優先順序 6-2-3 在運算式使用括號,6-2-1 運算子的種類,算術運算子（Arithmetic Operators）：執行常見數學運算的加、減、乘和除法等數值運算。 比較運算子（Comparison Operators）：執行兩個運算元的大於、等於、小於、大於等於和小於等於的運算，可以傳回布林值True或False。 字串連接運算子（Concatenation Operators）：可以連接多個字串成為一個字串，每一個字串是連接在前一個字串的最後。 邏輯運算子（Logical Operators）：可以連接比較運算式來建立更複雜的條件運算式。,6-2-2 運算子的優先順序-規則,運算式預設依其出現順序，由左到右依序的執行運算，其優先順序規則，如下所示： “( )“括號內比括號外先執行，括號的目的是為了推翻現有優先順序，在括號內依照正常的優先順序。 當運算式擁有多種運算子時，算術運算子最先，接著是比較運算子，最後才是邏輯運算子，如下所示： 算術運算子 比較運算子 邏輯運算子 比較運算子擁有相同的優先順序。 算術運算子的加和減法優先順序相同，乘和除法擁有相同的優先順序，不過乘除高於加減，如下所示： 指數 (-)負號 */乘除 整數除法 Mod餘數 +-加減 & 邏輯運算子的優先順序，如下所示： Not And, AndAlso Or, OrElse Xor,6-2-2 運算子的優先順序-優先順序,Visual Basic語言運算子的預設優先順序，愈前面的列；其優先順序愈高，如下表所示：,6-2-2 運算子的優先順序-結合規則,當運算式的運算子擁有相同的優先順序時，Visual Basic語言是使用左右結合（Left-to-right Associativity）來執行D + C + E的運算，先計算D + C等於R後，計算R+E的值。,6-2-3 在運算式使用括號-括號運算式（Parenthetical Expressions）,在運算式中擁有超過2個運算子時，我們才可能使用括號來改變運算順序，例如：一個擁有乘法和加法運算子的算術運算式，如下所示： A = B * C + 10 上述運算式的運算順序是先計算B * C後，再加上字面值10，因為乘法的優先順序大於加法。如果需要先計算C + 10，我們可以使用括號來改變優先順序，如下所示： A = B * (C + 10),6-2-3 在運算式使用括號-巢狀括號運算式（Nested Parenthetical Expressions）,在運算式的括號中可以擁有其他括號，稱為巢狀括號，此時在最內層的括號擁有最高的優先順序，然後是其上一層，直到得到最後的運算結果，如下所示： A = (B * 2) (C * (D + 10) 上述運算式的運算順序是先計算最內層的D + 10，然後是上一層的(B * 2)和(C * (D + 10)，最後才計算指數的運算結果。,6-3 算術與字串連接運算子,6-3-1 算術運算子 6-3-2 使用數學公式建立運算式 ViLLE 1.3 數學公式建立運算式 6-3-3 字串連接運算子 6-3-4 再談指定敘述,6-3-1 算術運算子-種類,Visual Basic語言提供多種算術運算子來執行數學運算，其說明與範例如下表所示：,6-3-1 算術運算子-取得TextBox控制項輸入的數值,在Windows應用程式通常是使用TextBox控制項來取得使用者輸入的變數值，因為預設資料型態是字串，所以，我們需要使用資料型態轉換函數來轉換成數值，如下所示： Dim opd1, opd2 As Integer opd1 = CInt(txtOpd1.Text) opd2 = CInt(txtOpd2.Text),6-3-1 算術運算子-Visual Basic專案,Visual Basic專案：Ch6-3-1算術計算機 在Windows應用程式使用2個TextBox控制項輸入運算元的值後，使用算術運算子在Label標籤控制項顯示計算結果。其執行結果如下圖所示：,6-3-2 使用數學公式建立運算式-說明,數學公式可以轉換成算術運算式，建立Visual Basic應用程式來解決數學問題。 例如：華氏（Fahrenheit）和攝氏（Celsius）溫度的轉換公式。首先是攝氏轉華氏的公式，如下所示： F = (9.0 * C) / 5.0 + 32.0 華氏轉攝氏的公式，如下所示： C = (5.0 / 9.0) * (F 32.0) 體脂肪BMI值的計算公式，如下所示： R = Weight / Hight 2,6-3-2 使用數學公式建立運算式-Visual Basic專案,Visual Basic專案：Ch6-3-2多功能計算機 在Windows應用程式使用數學公式來建立算術運算式，可以計算BMI值，和轉換攝氏或華氏溫度。其執行結果如下圖所示：,ViLLE 1.3 數學公式建立運算式,請啟動ViLLE，在【一. 變數與運算子】目錄下，選【3. 數學公式建立運算式】，按【Run】鈕模擬執行此範例程式，如下圖所示：,6-3-3 字串連接運算子-說明,如果運算元是String字串資料型態，在Visual Basic語言提供運算子可以連接字串內容，其說明和範例如下所示：,6-3-3 字串連接運算子-Visual Basic專案,Visual Basic專案：Ch6-3-3多功能計算機 這個Windows應用程式和上一節的專案相同，只是在計算BMI值時，除了輸出計算結果外，還加上說明字串。其執行結果如下圖所示：,6-3-4 再談指定敘述,在Visual Basic語言除了使用=等號建立指定敘述外，還可以配合其他運算子來簡化運算式的撰寫，建立更簡潔的算術運算式，如下表所示：,6-4 比較與邏輯運算子,6-4-1 比較運算子 6-4-2 邏輯運算子,6-4-1 比較運算子,比較運算子沒有優先順序的分別，通常是使用在迴圈和條件敘述作為判斷條件，運算結果是布林值的True或False，其說明和範例如下表所示：,6-4-2 邏輯運算子-種類,在迴圈和條件敘述的判斷條件如果不只一個，我們需要使用邏輯運算子來連接多個比較運算式，其說明如下表所示：,6-4-2 邏輯運算子-範例,對於複雜的比較運算式可以使用邏輯運算子連接，一些實際的運算式範例，如下表所示：,6-5 運算式的資料型態轉換,6-5-1 隱含型態轉換 6-5-2 明顯型態轉換,6-5 運算式的資料型態轉換,資料型態轉換（Type Conversions）是因為同一個運算式可能有多個不同資料型態的變數或字面值。例如：在運算式擁有整數和浮點數的變數或字面值時，就需要執行型態轉換。 資料型態轉換是指轉換變數儲存的資料，而不是變數本身的資料型態，因為不同型態佔用的位元組數不同，所以在進行資料型態轉換時。例如：Double轉換成Single，變數資料有可能損失資料或精確度。,6-5-1 隱含型態轉換-說明,隱含型態轉換（Implicit Conversions）並不需要特別語法，在運算式或指定敘述兩端，如果有不同型態的變數，就會將儲存資料自動轉換成相同的資料型態。 在指定敘述右邊運算式的結果會自動轉換成與左邊變數相同的資料型態。一些運算式範例和說明，如下表所示：,6-5-1 隱含型態轉換-Visual Basic專案,Visual Basic專案：Ch6-5-1我的主控台程式 這個Windows應用程式是直接使用第5-4-1節的【我的主控台程式】，可以建立運算式來測試隱含型態轉換。其執行結果如下圖所示：,6-5-2 明顯型態轉換-說明,隱含型態轉換對於程式設計者來說，並不需要任何額外處理。不過，因為是自動轉換，有時可能造成未知的型態轉換錯誤。例如：上一節範例程式，如果準備將字串轉換成整數後再相加，運算式num=str1+str2結果的值應該是375，而不是250125。 明顯型態轉換（Explicit Conversions）是在進行運算前，自行使用資料型態轉換函數來轉換成相同的資料型態。,6-5-2 明顯型態轉換-資料型態轉換函數,6-5-2 明顯型態轉換-明顯型態轉換,當運算式或指定敘述兩端的資料型態不相同時，就可以使用上表函數自行轉換成相同資料型態，如下所示： intValue = CInt(longValue) num = CInt(str1) + num1 str = CStr(CInt(str1) + num1),6-5-2 明顯型態轉換-Visual Basic專案,Visual Basic專案：Ch6-5-2我的主控台程式 這個Windows應用程式是直接使用第6-5-1節的【我的主控台程式】，可以建立運算式來測試明顯型態轉換，對於不同型態的變數，需要自行使用型態轉換函數來轉換型態。其執行結果如下圖所示：,6-6 例外處理-說明,例外處理是指在程式執行時，如果發生不正常執行狀態時，我們可以在程式碼處理這些錯誤。例外處理的目的是為了讓程式能夠更強壯（Robust）。當程式遇到不尋常情況，也不會造成程式崩潰（Crashing），進而導致整個系統當機的情況。,6-6 例外處理-語法,Visual Basic語言提供結構化的例外處理程式敘述，即Try/End Try，其語法如下所示： Try ' 測試錯誤的程式碼 程式區塊 Catch ex As Exception ' 例外處理的程式碼 程式區塊 Finally 程式區塊 End Try,6-6 例外處理-語法說明,例外處理敘述可以分為三個部分，其說明如下表所示：,6-6 例外處理-Visual Basic專案,Visual Basic專案：Ch6-6算術計算機 這個Windows應用程式是修改第6-3-1節的【算術計算機】，在除法運算建立Try/End Try例外處理敘述，可以處理除以0導致溢位的運算錯誤。其執行結果如下圖所示：,End,