Objective-C 2.0 Programming: Literals

5/9/2018 Objective-C 2.0 Programming: Literals - slidepdf.com

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Objective-C 程式設計第

2 章定數（

Literals）

紀俊男（Robert Chi）[email protected]



本章大綱• 定數簡介• 整數定數• 浮點數定數

• 文字定數• 布林值定數

Objective-C Programming 第 2 章 2



定數簡介




何謂定數• 定義

o 固定不變的數值。

• 範例o

123o „A‟

o “This is a book”




種類


定數（Literals）

文字定數

(Texts)

浮點數定數(Floating Points)

整數定數(Integers)

布林值定數(Booleans)



整數定數




依照進制來分


123 十進位

0123 八進位

0x123 十六進位



依照進制來分• 如何用 printf() 印出各種進位？


printf(“Decimal: %d \ n”, 123);

printf(“Octal: %o \ n”, 0123);

printf(“Hexadecimal: %x \ n”, 0x123);



依照進制來分• %o 與 %x 的特殊旗號


printf(“Octal: %o \ n”, 0123);

printf(“Hexadecimal: %x \ n”, 0x123);

印出 123

印出 123

printf(“Octal: %#o \ n”, 0123);

printf(“Hexadecimal: %#x \ n”, 0x123);

印出 0123

印出 0x123

看不出是幾進位

看得出是幾進位



Lab 02-01• 目的

o 學習如何使用 printf()，印出不同的進制。

• 步驟o

請開啟 Lab/Practices/ 中的專案：「02-01-IntLiteralRadix」。o 請修改原始碼，讓前三個 printf() 分別印出 123, 0123, 0x123。o 請修改原始碼，把 123 分別用十進位、八進位、十六進位印出來看看。o 最後請用 %#o, %#x，代替 %o, %x，讓印出來的數字更容易辨認是幾進位。




Lab 02-01• 解答




依照有號數 / 無號數來分


123u 無號數

-123 有號數



依照有號數 / 無號數來分• 如何用 printf() 來印出有號數與無號數？


printf(“Signed: %d \ n”, -123);

printf(“Unsigned: %u \ n”, 123u);



依照有號數 / 無號數來分• 電腦如何僅用 0 與 1 表示有號數、無號數？


7（無號數）

-7（有號數）

直接化為二進位00000111

以「二補數法」表示之11111001



依照有號數 / 無號數來分• 「二補數法」（2‟s Complement）背後思維


18- 7------

11

18+ (-7)--------

11

00010010

00001011

????????----------------



依照有號數 / 無號數來分• 「二補數法」（2‟s Complement）背後思維


18+ (-7)--------

11

0001001011111001-------------000010111

11

-7



依照有號數 / 無號數來分• 「二補數法」求算流程

o 問：使用「二補數法」，求「-7」的二進位表示法。

o 答：• 去負號： -7 7

• 化為二進位： 7 00000111

• 將 0 與 1 全數顛倒： 00000111 11111000（此數稱為「一補數」（1‟s Complement））

• 將上述數字加一： 11111000 + 1 = 11111001（此數為「一補數加一」，故稱「二補數」）

• (-7) 二進位表示法 = 11111001




依照有號數 / 無號數來分• 關於「二補數」的觀察與速算法

o 根據觀察結果，所有負數的二進位表示法，最高位元都一定是「1」以後看到有號數的二進位表示法，最高位元為 1者，必為「負數」。

o 取得某個二進位之「二補數」的速算法• 從二進位的後方（低位數）往前看。• 若碰到 0，就保持不管。• 碰到第一個 1，保持為 1。

• 其後 0 / 1 全數顛倒。


有號數01001011 必為「正數」

11001010 必為「負數」

0100 000172

1011 0001-72



依照有號數 / 無號數來分• 看到一個二進位，怎知它是有號數還是無號數？

o 口訣：「電腦只有 0與 1，怎麼解釋看自己！」請記住！很重要！


1 1 0 1 0 0 1 1

= - 00101101

= - (0+0+25+0+23+22+0+20)

= - (32+8+4+1)

= - 45

1 1 0 1 0 0 1 1

無號數有號數

1 1 0 1 0 0 1 1

= 27+26+0+24+0+0+21+20+

= 128+64+16+2+1

= 211

「二補數」

都可以！



Lab 02-02• 目的

o 學習如何使用 printf()，正確印出有號數與無號數。o 了解「電腦只有 0 與 1，怎麼解釋看自己」這件事。

• 步驟o 請開啟 Lab/Practices/ 中的專案：「02-02-IntLiteralSign」。o 請修改原始碼，讓：

• 第一個 printf() 能順利印出一個有號數。• 第二個 printf() 能順利印出一個無號數。

o 請修改後面兩個 printf()，讓它們以有號數、無號數的方法，各自印出一個負數。o 您能說明最後一個 printf() 的執行結果嗎？

• 提示：使用 Mac 上免費的工程型計算機「Magic Number Machine for Mac」，將 -123 以十進位輸入，轉以 32 bits 的二進位輸出。




Lab 02-02• 解答




依照大小來分


123

• 名稱：一般整數（Integers）• 寬度：

• 16 位元系統： 2 bytes• 32/64 位元系統： 4 bytes

• 目前：4 bytes

123L

• 名稱：長整數（Long Integers）• 寬度：

• 至少 4 bytes• 實際長度由編譯器決定


123LL

• 名稱：超長整數（Long Long Integers）• 寬度：

• 至少 8 bytes• 實際長度由編譯器決定




依照大小來分• 如何用 printf()，印出各種整數定數？


printf(“Integer: %d \ n”, 123);

printf(“Long Integer: %ld \ n”, 123L);

printf(“Long Long Integer: %lld \ n”, 123LL);



依照大小來分• 如何證實各種定數表示法，在記憶體內的大小？


sizeof( 123 )

sizeof( 123L )

sizeof( 123LL )

printf(“Size: \ n”, );%lu

註：sizeof()固定傳回「無號長整數」



Lab 02-03• 目的：

o 學習如何印出「一般整數」、「長整數」、「超長整數」。o 透過 sizeof 函數，了解上述定數在記憶體所佔的大小。

• 步驟o 請開啟 Lab/Practices/ 中的專案：「02-03-IntLiteralSize」。o 請修改原始碼，使用正確的 printf() 格式指定字，將整數、長整數、超長整數印出

來。o 請用 sizeof() 函數，計算整數、長整數、超長整數所霸佔的記憶體是多少 bytes？

並將它們印出。




Lab 02-03• 解答




小節整理• 本小節中，您已學會：

o 如何寫出不同進制、號數有無、不同長度的整數定數。o 如何使用正確的 printf() 格式指示字，將各種整數定數印出來。


不同進制號數有無不同長度123

01230x123

123123u

123123L123LL

字首特殊旗號長度字根

％＃(無)一般整數l長整數ll 超長整數

d 有號十進位u無號十進位o無號八進位x無號十六進位



浮點數定數




依照大小來分


1.23F 單精確度浮點數

1.23 雙精確度浮點數

1.23L 超長雙精確度浮點數



依照大小來分• 如何用 printf() 來顯示各種大小的浮點數？


printf(“Float: %f \ n”, 1.23F);

printf(“Double: %f \ n”, 1.23);

printf(“Long Double: %Lf \ n”, 1.23L);



依照大小來分• 各種浮點數所佔記憶體大小


1.23F（單精確度浮點數）

4 Bytes

1.23 （雙精確度浮點數） 8 Bytes

1.23L（超長雙精確度浮點數） 16 Bytes



Lab 02-04• 目的

o 學會如何使用 %f、%Lf，正確顯示 float、double、long double。o 了解 float、double、long double 各佔多少記憶體。

•步驟o 請開啟 Lab/Practices/ 中的專案：「02-04-FloatLiteralSize」。o 修改原始碼，讓前三個 printf() 能順利印出 float、double、long double 。o 修改原始碼，讓後三個 printf() 能秀出 float、double、long double 各佔多少記憶

體。




Lab 02-04• 解答




依照表示法來分


1.23 一般浮點數表示法

1.23e-10

科學記號表示法（1.23 x 10-10）



依照表示法來分• 如何用 printf() 來顯示各種大小的浮點數？


printf(“Normal: %f \ n”, 1.23);

printf(“Scientific: %e \ n”, 1.23e-5);



Lab 02-05• 目的

o 了解如何使用 %f、%e 正確顯示一般浮點數以及科學記號兩種表示法。

• 步驟o

請開啟 Lab/Practices/ 中的專案：「02-05-FloatLiteralNotation」。o 修改原始碼，讓原始碼中的前兩個 printf()，能正確顯示出一般浮點數，以及科學

記號兩種表示法。o 修改原始碼，用後一個 printf()，把原來使用科學記號表示法的浮點數，以一般表

示法顯示出來。o 再將最後一個 printf() 中的「格式指定字（specifiers）」，改為「%12.8f」，再執

行看看。o 請靜候講師講解 %12.8f 的意義。


0 . 0 0 0 0 1 2 3 0

12

8



Lab 02-05• 解答




浮點數以 0 與 1 表示• IEEE 754 格式（以最常用的「雙精確度」為例）


底數部份 – 48 bits(normalized mantissa)

指數部份 – 14 bits(exponent)

指數正負號 (Sign bit of exponent)

底數正負號 (Sign bit of mantissa)



浮點數以 0 與 1 表示• 浮點數正規化：將十進位浮點數，化為二進位的步驟

o 整數部分：化為二進位o 小數部分：化為二進位o 小數點：向左移動到第一個非零數字的左邊o 記下指數o 排入 IEEE 754 格式中

• 範例o (52.234375)10

= (110100.001111)2

= (0.110100001111)2 x 26

o IEEE 754 格式• 指數：00000000000110• 底數：000…00110100001111

• 結果：0000000000000110000…00110100001111


老話一句：• 電腦只有 0 與 1• 怎麼解釋看自己




o 如何在 Objective-C 中，表示大小、表示法不同的浮點數。o 如何使用正確的「格式指定字」，用 printf() 印出大小、表示法不同的浮點數。o 了解浮點數也是用 0 與 1 表示出來的。


大小不同表示法不同

1.23F1.231.23L

1.231.23e-5

字首總欄寬小數位數長度字根

％ 12 .8 L 超長f 單精、雙精e 科學記號



文字定數




種類


文字定數

字元定數字串定數

C 語言字串定數（SZ Format）

Objective-C 字串定數（NSString 格式）



字元定數• 以大小來分


„a‟一般字元定數• 規定之標準大小：至少 1 byte

• Mac 系統大小： 4 bytes

L„a‟

雙位元組字元定數

• 規定之標準大小：至少 2 byte• Mac 系統大小：4 bytes



字元定數• 以表示法來分


„a‟ 字元定數 (一般表示法)

„ \ 141‟字元定數（ASCII表示法）• 固定使用「八進位」表示



字元定數• 特殊字元

o 又稱「轉義序列（Escape Sequence）」


特殊字元意義

„ \ n‟ New line，可讓游標在螢幕上換新的一列。„ \ t‟ Tab，可印出一個「定位點」，讓游標往後跳若干空間。

„ \ f‟ Form feed，可讓游標跳過本頁，由下一頁開始印字。

„ \ b‟ Backspace，可讓游標倒退一格，並消除一個字元。

„ \\ ‟

印出「 \ 」這個符號，因為「 \ 」被當成「轉義序列」的起始字元，想印出「 \ 」本身，就得連寫兩次。



字元定數• 如何用 printf() 來列印各種字元定數？

o 一律用 %c ！


printf(“Char: \ n”, );%c

„a‟

L„a‟

„ \ 141‟



字元定數• 電腦底層如何用 0 與 1 來表示這些字元？

o 編碼法（Encoding）：將文字編碼成數字，再以 0 與 1 表示這些數字。o 電腦世界常見的編碼法：


ASCII

• American Standard Code for Information Interchange

（美國國家標準資訊交換碼）• 拉丁字母（歐美國家常用）• 寬度： 1 byte• 範例： „0‟（= 4810）、„A‟（= 6510）、„a‟（= 9710）、„ \ 141‟（=9710）

Big5• 大五碼：大千，倚天，國喬，零壹，精業• 繁體中文（台灣、香港常用）• 寬度： 2 bytes

• 範例：„乙‟ = 1010010001000001 (0xA441)

Unicode• 萬國碼（Universal Code）• 世界上所有字母（全世界通用）• 寬度：2 bytes（UTF-8、UTF-16）或 4 bytes（UTF-32）• 範例：„乙‟ = 1000111001011001（0x4E59）




字元定數• 關於 Unicode 的介紹

o 簡介• 1991 年 10 月發表。• 解決無法在同一頁面，顯示不同國家文字的困境（因：編碼法各自不同）。• 1999 年 9 月，納入 ISO-10646 標準。

o 編碼表示法• UCS-2 (Universal Character Set – 2 bytes)

o 一個字元以 2 bytes 儲存之，65536 種變化。o 以 U+hhhh（h 為一個 16 進位數字）表示，如：U+4E59。o Objective-C 以 “ \uhhhh” ，如： “ \ u4e59” ，表示。o

已足夠涵蓋世界上常見語言的「常用字集」。• UCS-4 (Universal Character Set – 4 bytes)

o 一個字元以 4 bytes 儲存之，高達 42 億種變化以上。o 以 U+hhhhhhhh 表示之，如：U+7FFFFFFF。




字元定數• 關於 Unicode 的介紹

o 實作法：一些為了節省空間，所實作出來的方法• UTF-8（實作 UCS-2）

o Universal Transformation Format（通用轉換格式），一種 Unicode 「變寬編碼法」o 原 ASCII 使用 1 bytes 儲存（U+0000 ～ U+007F）。

(00000000 00000000 0zzzzzzz 0zzzzzzz (00-7F))o 拉丁文、希臘文、希伯來文阿拉伯文… 使用 2 bytes 儲存（U+0080 ～ U+07FF）。

(00000000 00000yyy yyzzzzzz 110yyyyy 10zzzzzz)o 中、日、韓（簡稱 CJK）漢字、字母，使用 3 bytes 儲存（U+0800 ～ U+FFFF）。

(00000000 xxxxyyyy yyzzzzzz 1110xxxx 10yyyyyy 10zzzzzz)o 其它字母使用 4 bytes 儲存（U+10000 ～ U+10FFFF）(000wwwxx xxxxyyyy yyzzzzzz 11110www 10xxxxxx 10yyyyyy 10zzzzzz)o 省空間，且相容於 ASCII 編碼，故最常用。

• UTF-16 （實作 UCS-2）o ASCII、拉丁文、希臘文、中日韓字集…等，一律使用 2 bytes 儲存（U+0000 ～ U+FFFF）。

(00000000 xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx)o 其它字母使用 4 bytes 儲存（U+10000 ～ U+10FFFF）

(U+10FFFF – U+10000 = U+FFFFF 0000yyyy yyyyyyxx xxxxxxxx 110110yyyyyyyyyy 110111xxxxxxxxxx)

o 無法相容於 ASCII，需經過轉換，比較少用。

• UTF-32 （實作 UCS-4）o 一律使用 4 bytes 儲存所有字母，最標準的 Unicode 格式。o 除非想顯示罕用字、罕用語言、特殊符號…等，否則不太使用。

o Mac OS X 的 Unicode 實作法• 是 UTF-8 的變種，稱為 UTF-8-Mac。• 編碼方法承襲 UTF-8，但使用 4 bytes 來儲存每個字元。• 由於使用 4 bytes 來表示一個字元，將來擴充到 UTF-32 時會比較容易。




字元定數• Unicode 在 Objective-C 上的表示與列印


printf(“Unicode: %s \ n”, “ \ u4e59”);

• 當然，也可以直接列印

printf(“Unicode: %s \ n”, “乙”);

線上求算「中文」與其「Unicode」： http://javawind.net/tools/native2ascii.jsp

http://javawind.net/tools/native2ascii.jsp

http://javawind.net/tools/native2ascii.jsp



Lab 02-06• 目的

o 學會各種字元定數表示法。o 了解字元定數所佔的記憶體大小。

• 步驟o 請開啟 Lab/Practices/ 中的專案：「02-06-CharLiteral」。o 修改原始碼，使前五個 printf() 印出 „a‟、L‟a‟、„ \ 141‟、“ \ u4e59”、與 “乙”。o 修改原始碼，使後五個 printf() 印出 „a‟、L‟a‟、„ \ 141‟、“ \ u4e59”、與 “乙” 所佔有的

記憶體大小。




Lab 02-06• 解答




字串定數


“Hello” C語言字串定數

（SZ Format）

@“Hello”

Objective-C字串定數

（NSString Format）



字串定數• 何謂「SZ Format」

o String ended with Zero Format。o C 語言原來就有的字串格式。


“This is a book”

„T‟ „h‟ „i‟ „s‟ „i‟ „s‟ „a‟ „B‟ „o‟ „o‟ „k‟ „ \ 0‟

C語言辨認字串結束的方法看到一個零



字串定數• 何謂「NSString」格式

o 是一種 Objective-C 物件（Objects）。o 包含「資料」以及操作資料的「函數」。


NSString

“Hello”

length

UTF8StringlowercaseStringuppercaseString



字串定數• 「NSString」物件內函數使用範例

o [@”Hello” length]

• 傳回字串 “Hello” 的長度，此處為 5。

o [@”Hello” UTF8String]

• 將 @”Hello” 字串物件，轉換為 C 語言的 SZ 格式傳回。

o [@”Hello” lowercaseString]

• 將字串轉成全部小寫，仍以 NSString 格式傳回。

o [@”Hello” uppercaseString]

• 將字串轉成全部大寫，仍以 NSString 格式傳回。




字串定數• 如何印出各種格式的字串定數？


SZ Format：使用 printf(“%s”)

printf(“%s \ n”, “Hello”);

NSString Format：使用 NSLog(@“%@”)

NSLog(@“%@”, @“Hello”);

註：NSLog()有能力應付 NSString各種要求。建議只要牽涉到 NSString就使用之。％＠會以人類能理解的樣子，印出所有物件的內容物。相當聰明的一個格式用字。



Lab 02-07• 目的

o 了解在 Objective-C 中，如何表達兩種字串定數，並使用何種方式將它們印出。o 體驗將字串物件化後，能直接呼叫其內函數所帶來的方便性。

• 步驟o 請開啟 Lab/Practices/ 中的專案：「02-07-StringLiteral」。o 修改原始碼，讓 Line 7 / Line 8 中的 printf() 與 NSLog() 分別印出 “Hello” 以及

@”Hello” 這兩個字串定數。o 修改原始碼，嘗試使用 NSString 物件提供之函數，執行下列動作：

• 將 @“Hello” 的長度印出。

• 將 @“Hello” 由 NSString 格式，轉換為 SZ 格式。• 將 @“Hello” 全轉為大寫字母。• 將 @“Hello” 全轉為小寫字母。




Lab 02-07• 解答





o 不同字元、字串的表示法，以及搭配的印出方法。o Unicode 的基本概念。包含能解釋 UCS-2 / UCS-4、UTF-8 / UTF-16 / UTF-32、

以及 UTF-8-Mac 等名詞。o 「物件 = 資料 + 操作函數」此一概念，並能簡單叫用 NSString 的函數。


定數表示法意義搭配印出的方法

„a‟ 一般字元定數 printf(“%c”);

„ \ 141‟ 字元定數 – ASCII 表示法 printf(“%c”);

L„a‟ 雙字元定數 printf(“%c”);

“ \ u4e59” Unicode 字元定數 printf(“%s”);

“Hello” 字串定數 – SZ 格式 printf(“%s”);

@“Hello” 字串定數 – NSString 格式 NSLog(@“%@”);



布林值定數




何謂布林值• 僅包含「真（true）」、「假（false）」兩種值。• 由英國數學家 George Boole 提出。


George Boole (1815 ~ 1864)

False



布林值定數


真

假

• true （源自 C語言）• TRUE（源自 C語言）

• YES （Objective-C創造）

• false （源自 C語言）

• FALSE（源自 C語言）• NO （Objective-C創造）



布林值定數• 電腦如何用 0 與 1 來表示布林值？


真

假

• true = TRUE = YES = 1•但所有「非零整數」，都會被視為「真」。

• sizeof(true) = sizeof(TRUE) = 4 bytes• sizeof(YES) = 1 byte

• false = FALSE = NO = 0•電腦以「零」，來代表「假」。

• sizeof(false) = sizeof(FALSE) = 4 bytes• sizeof(NO) = 1 byte




如何印出布林值• 只能使用「整數」印出


printf(“True: %d \ n”, true);

printf(“True: %d \ n”, TRUE);

printf(“True: %d \ n”, YES);



Lab 02-08• 目的

o 練習 Objective-C 內，各種布林值定數的表示法。o 了解電腦如何用 0 與 1，來表示各種布林值變數。o 了解各種布林值定數各佔多少記憶體。

• 步驟o 請開啟 Lab/Practices/ 中的專案：「02-08-BoolLiteral」o 修改程式碼，讓前六個 printf() 印出布林值定數六種不同表示法。o 修改程式碼，讓後六個 printf() 印出六種布林值定數所佔的記憶體大小。




Lab 02-08• 解答





o Objective-C 中，不同的布林值定數表示法、所佔記憶體大小、底層表達方法、以及將它們印出的方法。


布林值定數記憶體大小底層表達方式列印方法true 4 bytes 1 printf(“%d”);

false 4 bytes 0 printf(“%d”);

TRUE 4 bytes 1 printf(“%d”);

FALSE 4 bytes 0 printf(“%d”);

YES 1 bytes 1 printf(“%d”);

NO 1 bytes 0 printf(“%d”);



總整理• 本章希望您學會的，是各種定數的：

o 表示法o 列印時的格式指定字o 佔用記憶體大小o 電腦底層的編碼方法


整數定數格式指定字佔用記憶體編碼方法

123 %d 4 二進位 / 二補數

0123 %o 4 二進位

0x123 %x 4 二進位

123u %u 4 二進位

123L %ld 4 二進位 / 二補數

123LL %lld 8 二進位 / 二補數



總整理


浮點數定數格式指定字佔用記憶體編碼方法

1.23F %f 4 IEEE 754

1.23 %f 8 IEEE 754

1.23L %Lf 16 IEEE 754

1.23e-5 %e 4 / 8 / 16 IEEE 754



總整理


文字定數格式指定字佔用記憶體編碼方法

„a‟ %c 4 ASCII / Unicode

„ \ 141‟ %c 4 ASCII

„ \ n‟, „ \ t‟, … %c 4 ASCII / Unicode

L„a‟ %c 4 ASCII / Unicode

“ \ u4e59” %s 4 Unicode

“Hello” %sN/A

(length, not size)SZ format

@“Hello”%@

(NSLog() only)N/A

(length, not size)NSString format



總整理


布林值定數格式指定字佔用記憶體編碼方法

true %d 4 1

false %d 4 0

TRUE %d 4 1

FALSE %d 4 0

YES %d 1 1

NO %d 1 0

Objective-C 2.0 Programming: Literals

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