C C语言程序设计语言程序设计 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第一章 C语言概述 C语言 既可作为系统软件的程序设计语言 ，又可作为应用软件的程序设计语言。 尤其是当今计算机应用极为广泛，软件的设计 、编写质量要求高，经常与硬件部分打交道，如 ：界面设计等，所以用C语言编写是最理想的。因 而C语言也是当前计算机语言中用得最广泛的语言 之一。 1.1 C语言出现的历史背景 一、操作系统的设计语言 O.S. 操作系统，为用户使用计算机提供一个操 作环境：系统命令、语言编程等。 如：DOS. UNIX 以前：O. S .软件用汇编指令编写。汇编语言：一 种二进制指令代码的符号表示，既繁琐， 又易出错，可读性差。 改进：用C语言编写，既提高了程序的可读性， 又可与硬件打交道。 二、发展过程 1960年出现了Algol60语言，但该语言主要面 向问题，与硬件较远，故英国剑桥大学推出 了CPL(Combined Programming Language) 1967年，Matin Richards对CPL进行改进、简 化、推出了BCPL (Basic Combined Programming Language) 1970年，美国贝尔实验室Ken Thomson 以 BCPL为基础，再次简化推出了B语言，并写 了第一个UNIX系统。 美国贝尔实验室D.M. Ritchie 在B语言基础上设 计出了C语言，并用其将UNIX系统全部改写并 实现。 经进一步改进，至1977年出现了与具体机器无 关的C编译文本，从而使C语言广泛应用，各种 机器皆可使用。 1978年，美国Brain W.Kernighan与Dennis. M. Ritchie 联合出版一书The C Programming Language成为 ANSI C之基础。 1983年，美国标准化协会(ANSI) 制定了ANSI C 。 ANSI C 为基础： 不同机器有不同版本，尤其是函数均应参考 相应的机器。 1.2 C语言的特点 只有通过学习，方可理解C之特点，先简叙之： 1. 简洁、紧凑、方便、灵活 32个关键字，9种控制语句， 主要用小写字母，压缩一切不必要成分 2. 运算符丰富 除了最基本的、%等运算外，还 将括号、赋值、类型强制转换等均作为运算符， 共有34种运算符。 3. 数据结构丰富 除基本类型外, 有指针, 结构体、共同体等类型。 4. 具有结构化的控制语句 模块完整，控制中的语句可完整化。 5. 语法严格，但有灵活性 如：数据类型可相互通用：整型、字符型通用 。 6. 可与机器硬件打交道，直接访问内存地址，具 有“ 高”、“ 低”级语言之功能。 7. 生成目标代码质量高，执行效率高。 8. 可移植性优于汇编语言。 1.3 简单的C程序介绍 为了更好、更快地掌握C程序，我们先看几个C 语言程序： 例1. main( ) printf (“This is a c programn“); 例2. main ( ) /*求两个数之和*/ int a, b, sum; /*这是定义变量*/ a=123; b=456; sum=a+b; printf(“sum is %dn“, sum); 例3.main( ) /* 主函数*/ int a, b, c; /*定义变量*/ scanf(“%d, %d“, /*输入变量a和b的值*/ c=max(a, b);/*调用max函数,将得到的值赋给c*/ printf(“max=%d“,c;) /*输出c的值*/ int max (x, y) int x, y; /*对形参x、y作类型定义*/ int z; /*max函用到的变量z,也要加以定义*/ z=y; if (xy) z=x; return (z); /*将z的值返回,通过max带回调用处*/ 通过分析，初步看到： 1. C程序全部由一个一个的函数构成。至少有一个 主函数main ( )， 其它函数可被主函数调用或相互 调用。其它函数可为C 函数库中函数,也可为自己 编的函数。 上述特点称为程序的模块化. 2. 函数的构成: 函数说明+函数体 函数体： 变量定义与执行语句 可允许空函数： dump ( ) 函数说明包括: 函数名、类型、属性、参数等 3. 函数的执行一定从main ( )开始。尽管main ( )函 数位置可自由。 4. 书写自由，一个语句可多行，一行可多个语句。 5. 每一条语句必须有一个分号； 6. C语言的输入 / 出均以函数形式出现。scanf( ), printf( ). 7. 可用/ /对C语言加注释 第二章 数据类型、运算符与表达式 2.1. 数据类型 著名计算机科学家沃思提出 ： 程序数据结构算法 所以，存放数据的方式直接反映了一种语言的 数据表达能力。 数据的存储方式又称之为：数据类型。 举 一个例子：以考生各科成绩及总分排队问 题为列。 成绩的存放 以数组形式 排队方法 算法 前面已述. C数据类型丰富，分为： 基本类型 构造类型 指针类型 空类型 整型 字符型 实型 单精度 双精度 数组 结构体 共用体 数据有常量、变量之分，均为其中一种类型。 本章先学习基本类型。 枚举 2.2 常量与变量 2.2.1 常量和符号常量 常量 程序运行过程中不能被改变的量。 一般的数据显式写法均表示常量。 如程序中： 20 整型常量 15.8 实型常量 a 字符常量 例: #define PRICE 30 main ( ) int num, total; num=10; total=num*PRICE; printf(“total=%d“,total); 还可用一个符号表示一个常量 符号常量 符号常量(一般用大写,以区分变量) 再如: =3.1415629 #define PAI 3.1415629 #define PRICE 30 2.2.2变量 程序执行中可以改变的量称为变量。变量包括 变量名和变量值。 变量名 用标识符命名,对应一定数量的内存存贮 单元,其单元数视变量类型而定。 标识符 由字母、数字、下划线组成且由字母或 下划线开头的字符串。 标识符可用来命名变量及作为常量名、函数名 、类型名、文件名等，一个程序内不得有重复名 。 如: _sum, sum, student_name, price等 习惯上,变量名、函数名等用小写字母表示。 常量名用大写字母表示(以增加可读性)。 另: 需注意标识符长度,视不同系统而定。 设允许8个字符。 则: student_ name student_ number 为同一名字。 C语言中, 变量须先定义,后使用 如: int student student=30; 则若写成student=30, 则未定义, 编译时指出其错 。 一旦变量被定义,即可在编译时为其分配相应 数量的单元。 一旦变量被定义, 其类型便确定。则可检查其 运算的合法性。 如: a % b 表示a整除以b的余,则a,b必须为整型量。 2.32.3整型数据整型数据 2.3.1 整型常量 整型常量 整型常数 C语言提供了三种形式 十进制 如: 256, 308, 120等 八进制 以数字0开头表示的整数 例：0235, 0146 012等. 0235=28238515710 014618248610210 012(182）1010 十六进制 以“0x“开头的整型数 如： 0x16， 0x28 2.3.2 整型变量 一、分类： 分为四种：基本型、短整型、长整型、无符号型 2.短整型： 用“short int“或 “short“定义 3.长整型： 用“long “或 “long int “定义 1.基本型： 用“int“定义 4.无符号型： 不存放符号，则不带符号数. 又分无符号整型,无符号短整型, 无符号长整型。 上述各种类型所占内存单元数及取值范围视 不同机器而不同。详见P13。 二、定义方法 整型变量分别以下列方式定义 2. 短整型 short int 或 short a, b, c; 3. 长整型 long int 或 long a, b, c; 1. 基本整型: int a, b, c; 4. 无符号型 unsigned a, b, c; unsigned short a, b, c; unsigned long a, b, c; 例: main ( ) int a, b, c, d; /*指定a, b, c, d为整型变量*/ unsignd u; /*指定u为无符号整型变量*/ a=12; b= 24; u=10; c=a+u; d=b+u; printf(“a+u=%d, b+u=%dn“,c,d); 由此看到: 不同类型的整型数据可进行算术运算。 但有一定规则,见2.7. 运行结果为 a+u=22, b+u= 14 三、关于整型常量 程序中出现的整型常数, 系统按以下规则分配 变量(内存单元)或赋值给相应变量 2. 若超越,而在21474836482147483647之间,则 可赋给 long int 变量。 1. 当常数(量)在 3276832767之间,则可赋给int, long int 变量。 4. 一个非负整数, =, , , , , 又如: (int) (x+y) 若省略: (int)x+y会变成将x转成 整型. (int)x; 则x本身仍为实型,而(int)x由一个中间变 量(整)存放x的整数部分。 例: main ( ) float x; int i; x=3.6; i= (int) x; printf (“x=%d“, x, i); 则: x=3.600000, i=3. 总结以上类型转换,有二种: 1. 强制 另: 强制类型转换运算优先于算术运算符. 2. 系统自动 如: 若x为float, 则x%3不合法。 但可用(int)x%3来解决。(附录III介绍了优先级) 四、自增,自减运算符 设有int i = 3; + + 自增1 自减1 则: + +i, i+都会使i变为4,但有区别: +i: 先使i值+1,再使用i值; i+: 先使用i值,再使i值+1. j= +i; j=4, i=4. (i=i+1; j=i;) j=i+; j=3, i=4. (j=i; i=i+1) 同理: i, i ,均使i值1,但: 又如: printf (“i=%dn“, i+); 结果: i=3 若: printf (“i=%dn“, +i); 结果: i=4 i: 先使i值1,再使用i值; i : 先使用i值,再使i值1 i=3; 几点注意: 1. +和 运算法只能用于变量,不得用于常量和表 达式. 2. +, ,的结合性为从右至左,而一般算术运算符 为从左至右。如: 如 5+ +, (a+b)+ +均为不合法. i+ “和“+ +“为同一优先级. i+相当于(i+) 若 i=3, 则结果为3, i为4. +, 主要用于循环变量自增或自减。 1. 要慎用+、 运算符。 五、有关表达式使用中的问题说明 则:先对i进行3次自加,为6，然后三个i相加为18,而i为6。 如: 表达式(i+)+(i+)+(i+) (i=3) 一般认为: 从左至右: 3+4+5=12，i6. 但Turbo C. MSC 都是先取三个原值 相加: