c语言学习（前四章）

第一章 c语言概述 第一节C语言的发展过程 前言：Ｃ语言是在 70 年代初问世的。一九七八年由美国电话电报公司(AT&T)贝尔实验室正式发表了Ｃ语言。同时由B.W.Kernighan和D.M.Ritchit合著了著名的“THE C PROGRAMMING LANGUAGE”一书。通常简称为《K&R》，也有人称之为《K&R》 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 。但是，在《K&R》中并没有定义一个完整的标准C 语言，后来由美国国家标准协会（American National Standards Institute）在此基础上制定了一个C 语言标准，于一九八三年发表。通常称之为ANSI C。 C语言之父——里奇 在学习C语言之前，我们先了解一下C语言的历史。 C语言是一门通用的，模块化，程序化的编程语言，被广泛应用于操作系统和应用软件的开发。由于其高效和可移植性，适应于不同硬件和软件平台，深受开发员的青睐。 C语言早期发展 1969 - 1973年在 AT&T 贝尔实验室开始了 C语言的最初研发。根据 C语言的发明者丹尼斯.里奇 (Dennis Ritchie) 说，C 语言最重要的研发时期是在 1972 年。 C语言之所以命名为C，是因为 C语言源自 Ken Thompson 发明的 B语言，而 B语言则源自 BCPL语言。 C语言的诞生是和UNIX操作系统的开发密不可分的，原先的 UNIX操作系统都是用汇编语言写的，1973年 UNIX操作系统的核心用C语言改写，从此以后，C语言成为编写操作系统的主要语言。 K&R C 1978年, Brian Kernighan 和 Dennis Ritchie 出版了一本书，名叫《The C Programming Language》(中文译名为《C程序设计语言》)。这本书被 C语言开发者们称为"K&R"，很多年来被当作 C语言的非正式的标准说明。人们称这个版本的 C语言为"K&R C"。 1988年 Brian Kernighan 和 Dennis Ritchie 修改此书，出版了《The C Programming Language》第二版，第二版涵盖了ANSI C语言标准。第二版从此成为大学计算机教育有关C语言的经典教材，多年后也没再出现过更好的版本。 ANSI C 1970到80年代，C语言被广泛应用，从大型主机到小型微机，也衍生了C语言的很多不同版本。 为统一C语言版本，1983年美国国家标准局 (American National Standards Institute，简称ANSI)成立了一个委员会，来制定 C语言标准。1989年 C语言标准被批准，被称为 ANSI X3.159-1989 "Programming Language C"。这个版本的C语言标准通常被称为ANSI C。 目前，几乎所有的开发工具都支持ANSI C标准。是C语言用得最广泛的一个标准版本。 C99 在ANSI C 标准确立之后，C语言的规范在很长一段时间内都没有大的变动。1995年 WG14小组对 C语言进行了一些修改，成为后来的 1999年发布的 ISO/IEC 9899:1999标准，通常被成为 C99。 但是各个公司对 C99的支持所表現出来的兴趣不同。当GCC和其它一些商业编译器支持C99的大部分特性的時候，微软和 Borland却似乎对此不感兴趣。 C 语言对其它语言的影响 很多编程语言都深受 C语言的影响，比如C++(原先是C语言的一个扩展)，C#，Java，PHP, Javascript, Perl，LPC 和 UNIX 的C Shell。 也正因为 C语言的影响力，掌握 C语言的人，再学其它编程语言，大多能很快上手，触类旁通。接下来，我们开始具体讲解C语言。要学好一门编程语言，一定要边学边练，你要有一个 C语言的开发工具，在此教程中，我们使用微软的Visual Studio 开发C语言程序。 第二节 C语言是当代最优秀的程序设计语言 早期的C 语言主要是用于UNIX系统。由于Ｃ语言的强大功能和各方面的优点逐渐为人们认识，到了八十年代，C开始进入其它操作系统，并很快在各类大、中、小和微型计算机上得到了广泛的使用，成为当代最优秀的程序设计语言之一。 下面，介绍一下C语言的优秀之处： 1. 语言简洁，使用方便灵活 C语言是现有程序设计语言中规模最小的语言之一，而小的语言体系往往能设计出较好的程序。C语言的关键字很少，ANSI C标准一共只有32个关键字，9种控制语句，压缩了一切不必要的成份。C语言的书写形式比较自由，表达方法简洁，使用一些简单的方法就可以构造出相当复杂的数据类型和程序结构。 2. 可移植性好 用过汇编语言的读者都知道，即使是功能完全相同的一种程序，对于不同的单片机，必须采用不同的汇编语言来编写。这是因为汇编语言完全依赖于单片机硬件。而现代社会中新器件的更新换代速度非常快，也许我们每年都要跟新的单片机打交道。如果每接触一种新的单片机就要学习一次新的汇编语言，那么也许我们将一事无成，因为每学一种新的汇编语言，少则几月，多则上年，那么我们还有多少时间真正用于产品开发呢？ C语言是通过编译来得到可执行代码的，统计资料表明，不同机器上的C语言编译程序80%的代码是公共的，C语言的编译程序便于移植，从而使在一种单片机上使用的C语言程序，可以不加修改或稍加修改即可方便地移植到另一种结构类型的单片机上去。这大大增强了我们使用各种单片机进行产品开发的能力。 3. 表达能力强 C语言具有丰富的数据结构类型，可以根据需要采用整型、实型、字符型、数组类型、指针类型、结构类型、联合类型、枚举类型等多种数据类型来实现各种复杂数据结构的运算。C语言还具有多种运算符，灵活使用各种运算符可以实现其他高级语言难以实现的运算。 4. 表达方式灵活 利用C语言提供的多种运算符，可以组成各种表达式，还可采用多种方法来获得表达式的值，从而使用户在程序设计中具有更大的灵活性。C语言的语法规则不太严格，程序设计的自由度比较大，程序的书写格式自由灵活。程序主要用小写字母来编写，而小写字母是比较容易阅读的，这些充分体现了C语言灵活、方便和实用的特点。 5. 可进行结构化程序设计 C语言是以函数作为程序设计的基本单位的，C语言程序中的函数相当于汇编语言中的子程序。C语言对于输入和输出的处理也是通过函数调用来实现的。各种C语言编译器都会提供一个函数库，其中包含有许多标准函数，如各种数学函数、标准输入输出函数等。此外C语言还具有自定义函数的功能，用户可以根据自己的需要编制满足某种特殊需要的自定义函数。实际上C语言程序就是由许多个函数组成的，一个函数即相当于一个程序模块，因此C语言可以很容易地进行结构化程序设计。 6. 可以直接操作计算机硬件 C语言具有直接访问单片机物理地址的能力，可以直接访问片内或片外存储器，还可以进行各种位操作。 7. 生成的目标代码质量高 众所周知，汇编语言程序目标代码的效率是最高的，这就是为什么汇编语言仍是编写计算机系统软件的重要工具的原因。但是统计表明，对于同一个问题，用C语言编写的程序生成代码的效率仅比用汇编语言编写的程序低10%~20%。 尽管C语言具有很多的优点，但和其他任何一种程序设计语言一样也有其自身的缺点，如不能自动检查数组的边界，各种运算符的优先级别太多，某些运算符具有多种用途等。但总的来说，C语言的优点远远超过了它的缺点。经验表明，程序设计人员一旦学会使用C语言之后，就会对它爱不释手，尤其是单片机应用系统的程序设计人员更是 第三节 C语言版本概述 目前最流行的Ｃ语言有以下几种： 1、Microsoft C 或称 MS C 2、Borland Turbo C 或称 Turbo C 3、AT&T C 这些Ｃ语言版本不仅实现了ANSI C标准，而且在此基础上各自作了一些扩充，使之更加方便、完美。 ISO发布C语言标准新版本 ISO（International Organization for Standardization）于2011年4月正式公布C语言新的国际标准草案。 之前被命名为C1X的新标准将被称为ISO/IEC 9899:2011。新的标准修订了C11版本，提高了对C++的兼容性，并将新的特性增加到C语言中。 新功能包括支持多线程， 基于ISO/IEC TR 19769:2004规范下支持Unicode，提供更多用于查询浮点数类型特性的宏定义和静态声明功能。根据草案规定，最新发布的标准草案修订了许多特性，支持当前的编译器。 今年10月份，ISO ITTF（Information Technology Task Force）开始接手最终草案审查，对此未发表任何评论。 该草案的修改是基于2011年4月通过的N1570 draftPDF。 第四节 C语言的特点 1、C语言简洁、紧凑，使用方便、灵活。 ANSI C一共只有32个关键字: 1、auto 2、break 3、case 4、char 5、const 6、continue 7、default 8、do 9、double 10、else 11、enum 12、extern 13、float 14、for 15、goto 16、if 17、int 18、long 19、register 20、return 21、short 22、signed 23、static 24、sizeof 25、struct 26、switch 27、typedef 28、union 29、unsigned 30、void 31、volatile 32、while 9种控制语句，程序书写自由，主要用小写字母表示，压缩了一切不必要的成分。 Turbo C扩充了11个关键字：asm _cs _ds _es _ss cdecl far huge interrupt near pascal 注意：在C语言中，关键字都是小写的。 2、运算符丰富。 共有34种。C把括号、赋值、逗号等都作为运算符处理。从而使C的运算类型极为丰富，可以实现其他高级语言难以实现的运算。 3、数据结构类型丰富。 4、具有结构化的控制语句。 5、语法限制不太严格，程序设计自由度大。 6、C语言允许直接访问物理地址，能进行位（bit）操作，能实现汇编语言的大部分功能，可以直接对硬件进行操作。因此有人把它称为中级语言。 7、生成目标代码质量高，程序执行效率高。 8、与汇编语言相比，用C语言写的程序可移植性好。 但是，C语言对程序员要求也高，程序员用C写程序会感到限制少、灵活性大，功能强，但较其他高级语言在学习上要困难一些。 第五节 C语言面向对象的程序设计语言 首先介绍面向对象编程。 面向对象编程（Object Oriented Programming，OOP，面向对象程序设计）是一种计算机编程架构。OOP 的一条基本原则是计算机程序是由单个能够起到子程序作用的单元或对象组合而成。OOP 达到了软件工程的三个主要目标：重用性、灵活性和扩展性。为了实现整体运算，每个对象都能够接收信息、处理数据和向其它对象发送信息。 面向对象程序设计中的概念主要包括：对象、类、数据抽象、继承、动态绑定、数据封装、多态性、消息传递。通过这些概念面向对象的思想得到了具体的体现。 　　1）对象 对象是运行期的基本实体，它是一个封装了数据和操作这些数据的代码的逻辑实体。 　　2）类 类是具有相同类型的对象的抽象。一个对象所包含的所有数据和代码可以通过类来构造。 　　3）封装 封装是将数据和代码捆绑到一起，避免了外界的干扰和不确定性。对象的某些数据和代码可以是私有的，不能被外界访问，以此实现对数据和代码不同级别的访问权限。 　 4）继承 继承是让某个类型的对象获得另一个类型的对象的特征。通过继承可以实现代码的重用：从已存在的类派生出的一个新类将自动具有原来那个类的特性，同时，它还可以拥有自己的新特性。 　 5）多态 多态是指不同事物具有不同表现形式的能力。多态机制使具有不同内部结构的对象可以共享相同的外部接口，通过这种方式减少代码的复杂度。 　　6）动态绑定 绑定指的是将一个过程调用与相应代码链接起来的行为。动态绑定是指与给定的过程调用相关联的代码只有在运行期才可知的一种绑定，它是多态实现的具体形式。 　　7）消息传递 对象之间需要相互沟通，沟通的途径就是对象之间收发信息。消息内容包括接收消息的对象的标识，需要调用的函数的标识，以及必要的信息。消息传递的概念使得对现实世界的描述更容易。 　　8）方法 方法（Method）是定义一个类可以做的，但不一定会去做的事。 在C的基础上，一九八三年又由贝尔实验室的Bjarne Strou-strup推出了C++。 C++进一步扩充和完善了Ｃ语言，成为一种面向对象的程序设计语言。C++目前流行的最新版本是Borland C++,Symantec C++和Microsoft VisualC++。 C++提出了一些更为深入的概念，它所支持的这些面向对象的概念容易将问题空间直接地映射到程序空间，为程序员提供了一种与传统结构程序设计不同的思维方式和编程方法。因而也增加了整个语言的复杂性，掌握起来有一定难度。 第六节 C语言和C++的区别与对比 C是C++的基础，C++语言和Ｃ语言在很多方面是兼容的。因此，掌握了Ｃ语言，再进一步学习C++就能以一种熟悉的语法来学习面向对象的语言，从而达到事半功倍的目的。 差不多是win8跟winXP的关系。C++是在C的基础上增加了新的理论，玩出了新的花样。所以叫C++。 C是一个结构化语言，它的重点在于算法和数据结构。C程序的设计首要考虑的是如何通过一个过程，对输入（或环境条件）进行运算处理得到输出（或实现过程（事务）控制）。 C++，首要考虑的是如何构造一个对象模型，让这个模型能够契合与之对应的问题域，这样就可以通过获取对象的状态信息得到输出或实现过程（事务）控制。 所以C与C++的最大区别在于它们的用于解决问题的思想方法不一样。之所以说C++比C更先进，是因为“ 设计这个概念已经被融入到C++之中 ”。 C语言与C＋＋的区别有很多，下面是简要概述： 1、全新的程序程序思维，C语言是面向过程的，而C＋＋是面向对象的。 2、C语言有标准的函数库，它们松散的，只是把功能相同的函数放在一个头文件中；而C++对于大多数的函数都是有集成的很紧密，特别是C语言中没有的C++中的API是对Window系统的大多数API有机的组合，是一个集体。但你也可能单独调用API。 3、特别是C++中的图形处理，它和C语言的图形有很大的区别。C语言中的图形处理函数基本上是不能用在C++中的。C语言标准中不包括图形处理。 4、C和C++中都有结构的概念，但是在C语言中结构只有成员变量，而没成员方法，而在C++中结构中，它可以有自己的成员变量和成员函数。但是在C语言中结构的成员是公共的，什么想访问它的都可以访问；而在VC++中它没有加限定符的为私有的。 5、C语言可以写很多方面的程序，但是C++可以写得更多更好，C++可以写基于DOS的程序，写DLL，写控件，写系统。 6、C语言对程序的文件的组织是松散的，几乎是全要程序处理；而c++对文件的组织是以工程，各文件分类明确。 7、C++中的IDE很智能，和VB一样，有的功能可能比VB还强。 8、C++对可以自动生成你想要的程序结构使你可以省很多时间。有很多可用工具如加入MFC中的类的时候，加入变量的时候等等。 9、C++中的附加工具也有很多，可以进行系统的分析，可以查看API；可以查看控件。 10、调试功能强大，并且方法多样。 第七节 简单的C程序介绍 为了说明Ｃ语言源程序结构的特点，先看以下几个程序。这几个程序由简到难，表现了Ｃ语言源程序在组成结构上的特点。虽然有关内容还未介绍，但可从这些例子中了解到组成一个C源程序的基本部分和书写格式。 【例1.1】 main() { printf("世界，您好！\n"); } 1.main是主函数的函数名，表示这是一个主函数。 2.每一个C源程序都必须有，且只能有一个主函数(main函数)。 3.函数调用语句，printf函数的功能是把要输出的内容送到显示器去显示。 4.printf函数是一个由系统定义的标准函数，可在程序中直接调用。 【例1.2】 #include #include main() { double x,s; printf("input number:\n"); scanf("%lf",&x); s=sin(x); printf("sine of %lf is %lf\n",x,s); } 1.include称为文件包含命令 2.扩展名为.h的文件称为头文件 3.定义两个实数变量，以被后面程序使用 4.显示提示信息 5.从键盘获得一个实数x 6.求x的正弦,并把它赋给变量s 7.显示程序运算结果 8.main函数结束 程序的功能是从键盘输入一个数x，求x的正弦值，然后输出结果。在main()之前的两行称为预处理命令(详见后面)。预处理命令还有其它几种，这里的include 称为文件包含命令，其意义是把尖括号<>或引号""内指定的文件包含到本程序来，成为本程序的一部分。被包含的文件通常是由系统提供的，其扩展名为.h。因此也称为头文件或首部文件。Ｃ语言的头文件中包括了各个标准库函数的函数原型。因此，凡是在程序中调用一个库函数时，都必须包含该函数原型所在的头文件。在本例中，使用了三个库函数：输入函数scanf，正弦函数sin,输出函数printf。sin函数是数学函数，其头文件为math.h文件，因此在程序的主函数前用include命令包含了math.h。scanf和printf是标准输入输出函数，其头文件为stdio.h，在主函数前也用include命令包含了stdio.h文件。 需要说明的是，C语言规定对scanf和printf这两个函数可以省去对其头文件的包含命令。所以在本例中也可以删去第二行的包含命令#include。 同样，在例1.1中使用了printf函数，也省略了包含命令。 在例题中的主函数体中又分为两部分，一部分为说明部分，另一部为分执行部分。 说明是指变量的类型说明。例题1.1中未使用任何变量，因此无说明部分。 Ｃ语言规定，源程序中所有用到的变量都必须先说明，后使用，否则将会出错。这一点是编译型高级程序设计语言的一个特点，与解释型的BASIC语言是不同的。说明部分是C源程序结构中很重要的组成部分。本例中使用了两个变量x，s，用来表示输入的自变量和sin函数值。由于sin函数要求这两个量必须是双精度浮点型，故用类型说明符double来说明这两个变量。说明部分后的四行为执行部分或称为执行语句部分，用以完成程序的功能。执行部分的第一行是输出语句，调用printf函数在显示器上输出提示字符串，请操作人员输入自变量x的值。第二行为输入语句，调用scanf函数，接受键盘上输入的数并存入变量x中。第三行是调用sin函数并把函数值送到变量s中。第四行是用printf 函数输出变量s的值，即x的正弦值。程序结束。 运行本程序时，首先在显示器屏幕上给出提示串input number，这是由执行部分的第一行完成的。用户在提示下从键盘上键入某一数，如5，按下回车键，接着在屏幕上给出计算结果。 第八节 C语言输入函数(printf)和输出函数(scanf) 在前两个例子中用到了输入和输出函数scanf和 printf，在以后要详细介绍。这里我们先简单介绍一下它们的格式，以便下面使用。 scanf和 printf这两个函数分别称为格式输入函数和格式输出函数。其意义是按指定的格式输入输出值。因此，这两个函数在括号中的参数表都由以下两部分组成：“格式控制串”，参数表。 格式控制串是一个字符串，必须用双引号括起来，它表示了输入输出量的数据类型。各种类型的格式表示法可参阅第三章。在printf函数中还可以在格式控制串内出现非格式控制字符，这时在显示屏幕上将原文照印。参数表中给出了输入或输出的量。当有多个量时，用逗号间隔。例如： printf("sine of %lf is %lf\n",x,s); 其中%lf为格式字符，表示按双精度浮点数处理。它在格式串中两次现，对应了x和s两个变量。其余字符为非格式字符则照原样输出在屏幕上。 【例1.3】 int max(int a,int b); /*函数说明*/ main() /*主函数*/ { int x,y,z; /*变量说明*/ int max(int a,int b); /*函数说明*/ printf("input two numbers:\n"); scanf("%d%d",&x,&y); /*输入x,y值*/ z=max(x,y); /*调用max函数*/ printf("maxmum=%d",z); /*输出*/ } int max(int a,int b) /*定义max函数*/ { if(a>b)return a;else return b; /*把结果返回主调函数*/ } 上面例中程序的功能是由用户输入两个整数，程序执行后输出其中较大的数。本程序由两个函数组成，主函数和max 函数。函数之间是并列关系。可从主函数中调用其它函数。max 函数的功能是比较两个数，然后把较大的数返回给主函数。max 函数是一个用户自定义函数。因此在主函数中要给出说明(程序第三行)。可见，在程序的说明部分中，不仅可以有变量说明，还可以有函数说明。关于函数的详细内容将在以后第五章介绍。在程序的每行后用/*和*/括起来的内容为注释部分，程序不执行注释部分。 上例中程序的执行过程是，首先在屏幕上显示提示串，请用户输入两个数，回车后由scanf函数语句接收这两个数送入变量x,y中，然后调用max函数，并把x,y 的值传送给max函数的参数a,b。在max函数中比较a,b的大小，把大者返回给主函数的变量z，最后在屏幕上输出z的值。 第九节 C源程序的结构特点 1.一个Ｃ语言源程序可以由一个或多个源文件组成。 2.每个源文件可由一个或多个函数组成。 3.一个源程序不论由多少个文件组成，都有一个且只能有一个main函数，即主函数。 4.源程序中可以有预处理命令(include 命令仅为其中的一种)，预处理命令通常应放在源文件或源程序的最前面。 5.每一个说明，每一个语句都必须以分号结尾。但预处理命令，函数头和花括号“}”之后不能加分号。 6.标识符，关键字之间必须至少加一个空格以示间隔。若已有明显的间隔符，也可不再加空格来间隔。 在初学C语言时，可能会遇到有些问题理解不透，或者表达方式与以往数学学习中不同（如运算符等），这就要求不气馁，不明白的地方多问多想，鼓足勇气进行学习，待学完后面的章节知识，前面的问题也就迎刃而解了，这一方面我感觉是我们同学最欠缺，大多学不好的就是因为一开始遇到困难就放弃，曾经和好多同学谈他的问题，回答是听不懂、不想听、放弃这样三个过程，我反问，这节课你听过课吗？回答又是没有，根本就没听过课，怎么说自己听不懂呢？相应的根本就没学习，又谈何学的好？ 学习C语言始终要记住“曙光在前头”和“千金难买回头看”，“千金难买回头看”是学习知识的重要方法，就是说，学习后面的知识，不要忘了回头弄清遗留下的问题和加深理解前面的知识，这是我们学生最不易做到的，然而却又是最重要的。学习C语言就是要经过几个反复，才能前后贯穿，积累应该掌握的C知识。 第十节 书写C程序时应遵循的规则 从书写清晰，便于阅读，理解，维护的角度出发，在书写程序时应遵循以下规则： 1.一个说明或一个语句占一行。 2.用{} 括起来的部分，通常表示了程序的某一层次结构。{}一般与该结构语句的第一个字母对齐，并单独占一行。 3.低一层次的语句或说明可比高一层次的语句或说明缩进若干格后书写。以便看起来更加清晰，增加程序的可读性。 在编程时应力求遵循这些规则，以养成良好的编程风格。下面给初学者分享一份软件工程中的编程规范【部分】。 1. 基本要求 1.1 程序结构清析，简单易懂，单个函数的程序行数不得超过100行。 1.2 打算干什么，要简单，直接了当，代码精简，避免垃圾程序。 1.3 尽量使用标准库函数和公共函数。 1.4 不要随意定义全局变量，尽量使用局部变量。 1.5 使用括号以避免二义性。 2.可读性要求 2.1 可读性第一，效率第二。 2.2 保持注释与代码完全一致。 2.3 每个源程序文件，都有文件头说明，说明规格见规范。 2.4 每个函数，都有函数头说明，说明规格见规范。 2.5 主要变量（结构、联合、类或对象）定义或引用时，注释能反映其含义。 2.6常量定义（DEFINE）有相应说明。 2.7 处理过程的每个阶段都有相关注释说明。 2.8 在典型算法前都有注释。 2.9 利用缩进来显示程序的逻辑结构，缩进量一致并以Tab键为单位，定义Tab为 6个字节。 2.10循环、分支层次不要超过五层。 2.11 注释可以与语句在同一行，也可以在上行。 2.12 空行和空白字符也是一种特殊注释。 2.13一目了然的语句不加注释。 2.14 注释的作用范围可以为：定义、引用、条件分支以及一段代码。 2.15 注释行数（不包括程序头和函数头说明部份）应占总行数的 1/5 到 1/3 。 3. 结构化要求 3.1 禁止出现两条等价的支路。 3.2 禁止GOTO语句。 3.3 用 IF 语句来强调只执行两组语句中的一组。禁止 ELSE GOTO 和 ELSE RETURN。 3.4 用 CASE 实现多路分支。 3.5 避免从循环引出多个出口。 3.6 函数只有一个出口。 3.7 不使用条件赋值语句。 3.8 避免不必要的分支。 3.9 不要轻易用条件分支去替换逻辑表达式。 4. 正确性与容错性要求 4.1 程序首先是正确，其次是优美 4.2 无法证明你的程序没有错误，因此在编写完一段程序后，应先回头检查。 4.3 改一个错误时可能产生新的错误，因此在修改前首先考虑对其它程序的影响。 4.4 所有变量在调用前必须被初始化。 4.5 对所有的用户输入，必须进行合法性检查。 4.6 不要比较浮点数的相等，如： 10.0 * 0.1 == 1.0 ， 不可靠 4.7 程序与环境或状态发生关系时，必须主动去处理发生的意外事件，如文件能否逻辑锁定、打印机是否联机等。 4.8 单元测试也是编程的一部份，提交联调测试的程序必须通过单元测试。 5. 可重用性要求 5.1 重复使用的完成相对独立功能的算法或代码应抽象为公共控件或类。 5.2 公共控件或类应考虑OO思想，减少外界联系，考虑独立性或封装性。 5.3 公共控件或类应建立使用 模板 个人简介word模板免费下载关于员工迟到处罚通告模板康奈尔office模板下载康奈尔 笔记本 模板 下载软件方案模板免费下载 。 第十一节 C语言字符集 字符是组成语言的最基本的元素。Ｃ语言字符集由字母，数字，空格，标点和特殊字符组成。在字符常量，字符串常量和注释中还可以使用汉字或其它可表示的图形符号。 1、字母 小写字母a～z共26个 大写字母A～Z共26个 2、数字 0～9共10个 3.空白符 空格符、制表符、换行符等统称为空白符。空白符只在字符常量和字符串常量中起作用。在其它地方出现时，只起间隔作用，编译程序对它们忽略不计。因此在程序中使用空白符与否，对程序的编译不发生影响，但在程序中适当的地方使用空白符将增加程序的清晰性和可读性。 4、标点和特殊字符 算术运算符[+ - * / % ++ --] 关系运算符[< > >= <= == !=] 逻辑运算符[&& || !] 位 运算符[& | ~ ^ >> <<] 条件运算符[? :]注意和赋值运行符[=]的区别 其他运算符[() [] {} . , ; ] 另附，C语言转义字符： 转义字符 意义 ASCII码值（十进制） \a 响铃(BEL) 007 \b 退格(BS) 008 \f 换页(FF) 012 \n 换行(LF) 010 \r 回车(CR) 013 \t 水平制表(HT) 009 \v 垂直制表(VT) 011 \\ 反斜杠 092 \' 单引号字符 039 \" 双引号字符 034 \0 空字符(NULL) 000 \ddd 任意字符 三位八进制 \xhh 任意字符 二位十六进制 第十二节 C语言词汇 在Ｃ语言中使用的词汇分为六类：标识符，关键字，运算符，分隔符，常量，注释符等。 1、标识符 在程序中使用的变量名、函数名、标号等统称为标识符。除库函数的函数名由系统定义外，其余都由用户自定义。C 规定，标识符只能是字母(A～Z，a～z)、数字(0～9)、下划线(_)组成的字符串，并且其第一个字符必须是字母或下划线。 以下标识符是合法的： a, x, x3, BOOK_1, sum5 以下标识符是非法的： 3s 以数字开头 s*T 出现非法字符* -3x 以减号开头 bowy-1 出现非法字符-(减号) 在使用标识符时还必须注意以下几点： (1)标准C不限制标识符的长度，但它受各种版本的C 语言编译系统限制，同时也受到具体机器的限制。例如在某版本C 中规定标识符前八位有效，当两个标识符前八位相同时，则被认为是同一个标识符。 (2)在标识符中，大小写是有区别的。例如BOOK和book 是两个不同的标识符。 (3)标识符虽然可由程序员随意定义，但标识符是用于标识某个量的符号。因此，命名应尽量有相应的意义，以便于阅读理解，作到“顾名思义”。 2、关键字 关键字是由Ｃ语言规定的具有特定意义的字符串，通常也称为保留字。用户定义的标识符不应与关键字相同。Ｃ语言的关键字分为以下几类： (1)类型说明符 用于定义、说明变量、函数或其它数据结构的类型。如前面例题中用到的int,double等 (2)语句定义符 用于表示一个语句的功能。如例1.3中用到的if else就是条件语句的语句定义符。 (3)预处理命令字 用于表示一个预处理命令。如前面各例中用到的include。 3、运算符 Ｃ语言中含有相当丰富的运算符。运算符与变量，函数一起组成表达式，表示各种运算功能。运算符由一个或多个字符组成。 4、分隔符 在Ｃ语言中采用的分隔符有逗号和空格两种。逗号主要用在类型说明和函数参数表中，分隔各个变量。空格多用于语句各单词之间，作间隔符。在关键字，标识符之间必须要有一个以上的空格符作间隔，否则将会出现语法错误，例如把int a;写成 inta;C编译器会把inta 当成一个标识符处理，其结果必然出错。 5、常量 C 语言中使用的常量可分为数字常量、字符常量、字符串常量、符号常量、转义字符等多种。在后面章节中将专门给予介绍。 6、注释符 C 语言的注释符是以“/*”开头并以“*/”结尾的串。在“/*”和“*/”之间的即为注释。程序编译时，不对注释作任何处理。注释可出现在程序中的任何位置。注释用来向用户提示或解释程序的意义。在调试程序中对暂不使用的语句也可用注释符括起来，使翻译跳过不作处理，待调试结束后再去掉注释符。 第二章 C语言算法 第一节 概述 一个程序应包括： 1.对数据的描述。在程序中要指定数据的类型和数据的组织形式，即数据结构（data structure）。 2.对操作的描述。即操作步骤，也就是算法（algorithm）。 Nikiklaus Wirth提出的公式：数据结构+算法=程序 教材认为：程序=算法+数据结构+程序设计方法+语言工具和环境 这4个方面是一个程序涉及人员所应具备的知识。本课程的目的是使同学知道怎样编写一个C程序，进行编写程序的初步训练，因此，只介绍算法的初步知识。 第二节 C语言算法的概念|什么是算法 做任何事情都有一定的步骤。为解决一个问题而采取的方法和步骤，就称为算法。 1.计算机算法：计算机能够执行的算法。 2.计算机算法可分为两大类：■ 数值运算算法：求解数值； ■ 非数值运算算法：事务管理领域。 第三节 简单的C语言算法举例 【例2.1】求1×2×3×4×5。 最原始方法： 步骤1：先求1×2，得到结果2。 步骤2：将步骤1得到的乘积2乘以3，得到结果6。 步骤3：将6再乘以4，得24。 步骤4：将24再乘以5，得120。 改进的算法： S1: 使t=1 S2: 使i=2 S3: 使t×i, 乘积仍然放在在变量t中，可表示为t×i→t S4: 使i的值+1，即i+1→i S5: 如果i≤5, 返回重新执行步骤S3以及其后的S4和S5；否则，算法结束。 如果计算100！只需将S5:若i≤5改成i≤100即可。 如果该求1×3×5×7×9×11，算法也只需做很少的改动： S1: 1→t S2: 3→i S3: t×i→t S4: i+2→t S5:若i≤11, 返回S3，否则，结束。 该算法不仅正确，而且是计算机较好的算法，因为计算机是高速运算的自动机器，实现循环轻而易举。 思考：若将 S5写成：S5:若i＜11, 返回S3;否则，结束。 【例2.2】有50个学生，要求将他们之中成绩在80分以上者打印出来。如果，n表示学生学号，ni表示第个学生学号；g表示学生成绩，gi表示第个学生成绩；则算法可表示如下： S1: 1→i S2: 如果gi≥80，则打印ni和gi，否则不打印 S3: i+1→i S4:若i≤50, 返回S2，否则，结束。 【例2.3】判定2000 — 2500年中的每一年是否闰年，将结果输出。润年的条件： 1. 能被4整除，但不能被100整除的年份； 2. 能被100整除，又能被400整除的年份； 设y为被检测的年份，则算法可表示如下： S1: 2000→y S2:若y不能被4整除，则输出y“不是闰年”，然后转到S6 S3:若y能被4整除，不能被100整除，则输出y“是闰年”，然后转到S6 S4:若y能被100整除，又能被400整除，输出y“是闰年” 否则输出y“不是闰年”，然后转到S6 S5:输出y“不是闰年”。 S6:y+1→y S7:当y≤2500时, 返回S2继续执行，否则，结束。 第四节 C语言算法的特性 1.有穷性：一个算法应包含有限的操作步骤而不能是无限的。 2.确定性：算法中每一个步骤应当是确定的，而不能应当是含糊的、模棱两可的。 3.有零个或多个输入。 4.有一个或多个输出。 5.有效性：算法中每一个步骤应当能有效地执行，并得到确定的结果。 对于程序设计人员，必须会设计算法，并根据算法写出程序。 第五节 怎样用C语言表示一个算法 2.1.1用自然语言表示算法 除了很简单的问题，一般不用自然语言表示算法。 2.1.2用 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 图表示算法 流程图表示算法，直观形象，易于理解。 【例2.6】将例2.1求5!的算用流程图表示。 【例2.7】将例2.2的算用流程图表示。 2.1.1三种基本结构和改进的流程图 顺序结构： 选择结构： 循环结构： 三种基本结构的共同特点： 1. 只有一个入口； 2. 只有一个出口； 3. 结构内的每一部分都有机会被执行到； 4. 结构内不存在“死循环”。 2.1.1用N-S流程图表示算法 1973年美国学者提出了一种新型流程图：N-S流程图。 顺序结构： 2.1.1用伪代码表示算法 伪代码使用介于自然语言和计算机语言之间的文字和符号来描述算法。 2.1.2用计算机语言表示算法 1. 我们的任务是用计算机解题，就是用计算机实现算法； 2. 用计算机语言表示算法必须严格遵循所用语言的语法规则。 【例2.20】求1×2×3×4×5用C语言表示。 main() {int i,t; t=1; i=2; while(i<=5) {t=t*i; i=i+1; } printf(“%d”,t); } 【例2.21】求级数的值。 main() { int sigh=1; float deno=2.0,sum=1.0,term; while(deno<=100) { sigh= -sigh; term= sigh/ deno; sum=sum+term; deno=deno+1; } printf(“%f”,sum); } 2.2结构化程序设计方法 1. 自顶向下； 2. 逐步细化； 3. 模块化设计； 4. 结构化编码。 第三章数据类型、运算符与表达式 第一节 C语言的数据类型 在第一章中，我们已经看到程序中使用的各种变量都应预先加以定义，即先定义，后使用。对变量的定义可以包括三个方面：数据类型、存储类型、作用域。 在本章中，我们只介绍数据类型的说明。其它说明在以后各章中陆续介绍。所谓数据类型是按被定义变量的性质，表示形式，占据存储空间的多少，构造特点来划分的。在Ｃ语言中，数据类型可分为：基本数据类型，构造数据类型，指针类型，空类型四大类。 1. 基本数据类型：基本数据类型最主要的特点是，其值不可以再分解为其它类型。也就是说，基本数据类型是自我说明的。 2. 构造数据类型：构造数据类型是根据已定义的一个或多个数据类型用构造的方法来定义的。也就是说，一个构造类型的值可以分解成若干个“成员”或“元素”。每个“成员”都是一个基本数据类型或又是一个构造类型。在C语言中，构造类型有以下几种：数组类型、结构体类型、共用体（联合）类型 3. 指针类型：指针是一种特殊的，同时又是具有重要作用的数据类型。其值用来表示某个变量在内存储器中的地址。虽然指针变量的取值类似于整型量，但这是两个类型完全不同的量，因此不能混为一谈。 4. 空类型：在调用函数值时，通常应向调用者返回一个函数值。这个返回的函数值是具有一定的数据类型的，应在函数定义及函数说明中给以说明，例如在例题中给出的max函数定义中，函数头为：int max(int a,int b);其中“int ”类型说明符即表示该函数的返回值为整型量。又如在例题中，使用了库函数sin，由于系统规定其函数返回值为双精度浮点型，因此在赋值语句s=sin (x);中，s 也必须是双精度浮点型，以便与sin函数的返回值一致。所以在说明部分，把s说明为双精度浮点型。但是，也有一类函数，调用后并不需要向调用者返回函数值，这种函数可以定义为“空类型”。其类型说明符为void。在后面函数中还要详细介绍。 在本章中，我们先介绍基本数据类型中的整型、浮点型和字符型。其余类型在以后各章中陆续介绍。 第二节 C语言常量与变量 对于基本数据类型量，按其取值是否可改变又分为常量和变量两种。在程序执行过程中，其值不发生改变的量称为常量，其值可变的量称为变量。它们可与数据类型结合起来分类。例如，可分为整型常量、整型变量、浮点常量、浮点变量、字符常量、字符变量、枚举常量、枚举变量。在程序中，常量是可以不经说明而直接引用的，而变量则必须先定义后使用。 整型量包括整型常量、整型变量。 3.1.1常量和符号常量 在程序执行过程中，其值不发生改变的量称为常量。 1. 直接常量(字面常量)： ■ 整型常量：12、0、-3； ■ 实型常量：4.6、-1.23； ■ 字符常量：‘a’、‘b’。 2. 标识符：用来标识变量名、符号常量名、函数名、数组名、类型名、文件名的有效字符序列。 1. 符号常量：用标示符代表一个常量。在Ｃ语言中，可以用一个标识符来表示一个常量，称之为符号常量。 符号常量在使用之前必须先定义，其一般形式为：#define 标识符 常量 其中#define也是一条预处理命令（预处理命令都以"#"开头），称为宏定义命令（在后面预处理程序中将进一步介绍），其功能是把该标识符定义为其后的常量值。一经定义，以后在程序中所有出现该标识符的地方均代之以该常量值。 1. 习惯上符号常量的标识符用大写字母，变量标识符用小写字母，以示区别。 【例3.1】符号常量的使用。 #define PRICE 30 main() { int num,total; num=10; total=num* PRICE; printf(“total=%d”,total); } ■用标识符代表一个常量，称为符号常量。 ■ 符号常量与变量不同，它的值在其作用域内不能改变，也不能再被赋值。 ■ 使用符号常量的好处是： ◦ 含义清楚； ◦ 能做到“一改全改”。 3.1.2变量 其值可以改变的量称为变量。一个变量应该有一个名字，在内存中占据一定的存储单元。变量定义必须放在变量使用之前。一般放在函数体的开头部分。要区分变量名和变量值是两个不同的概念。 第三节 C语言整型数据 3.1.1整型常量的表示方法 整型常量就是整常数。在Ｃ语言中，使用的整常数有八进制、十六进制和十进制三种。 1.十进制整常数：十进制整常数没有前缀。其数码为0～9。 以下各数是合法的十进制整常数：237、-568、65535、1627； 以下各数不是合法的十进制整常数：023 (不能有前导0)、23D (含有非十进制数码)。 在程序中是根据前缀来区分各种进制数的。因此在书写常数时不要把前缀弄错造成结果不正确。 2.八进制整常数：八进制整常数必须以0开头，即以0作为八进制数的前缀。数码取值为0～7。八进制数通常是无符号数。 以下各数是合法的八进制数：015(十进制为13)、0101(十进制为65)、0177777(十进制为65535)； 以下各数不是合法的八进制数：256(无前缀0)、03A2(包含了非八进制数码)、-0127(出现了负号)。 3.十六进制整常数：十六进制整常数的前缀为0X或0x。其数码取值为0~9，A~F或a~f。 以下各数是合法的十六进制整常数：0X2A(十进制为42)、0XA0 (十进制为160)、0XFFFF (十进制为65535)； 以下各数不是合法的十六进制整常数：5A (无前缀0X)、0X3H (含有非十六进制数码)。 4.整型常数的后缀：在16位字长的机器上，基本整型的长度也为16位，因此表示的数的范围也是有限定的。十进制无符号整常数的范围为0～65535，有符号数为-32768～+32767。八进制无符号数的表示范围为0～0177777。十六进制无符号数的表示范围为0X0～0XFFFF或0x0～0xFFFF。如果使用的数超过了上述范围，就必须用长整型数来表示。长整型数是用后缀“L”或“l”来表示的。 例如： 十进制长整常数：158L (十进制为158)、358000L (十进制为358000)； 八进制长整常数：012L (十进制为10)、077L (十进制为63)、0200000L (十进制为65536)； 十六进制长整常数：0X15L (十进制为21)、0XA5L (十进制为165)、0X10000L (十进制为65536)。 长整数158L和基本整常数158 在数值上并无区别。但对158L，因为是长整型量，Ｃ编译系统将为它分配4个字节存储空间。而对158，因为是基本整型，只分配2 个字节的存储空间。因此在运算和输出格式上要予以注意，避免出错。 无符号数也可用后缀表示，整型常数的无符号数的后缀为“U”或“u”。例如：358u,0x38Au,235Lu均为无符号数。 前缀，后缀可同时使用以表示各种类型的数。如0XA5Lu表示十六进制无符号长整数A5，其十进制为165。 3.1.2整型变量 1.整型数据在内存中的存放形式 如果定义了一个整型变量i： int i; i=10; i 10 数值是以补码表示的： ■ 正数的补码和原码相同； ■ 负数的补码：将该数的绝对值的二进制形式按位取反再加1。 例如：求-10的补码： 由此可知，左面的第一位是表示符号的。 1.整型变量的分类 1. 基本型：类型说明符为int，在内存中占2个字节。 2. 短整量：类型说明符为short int或short。所占字节和取值范围均与基本型相同。 3. 长整型：类型说明符为long int或long，在内存中占4个字节。 4. 无符号型：类型说明符为unsigned。 无符号型又可与上述三种类型匹配而构成： ■ 无符号基本型：类型说明符为unsigned int或unsigned。 ■ 无符号短整型：类型说明符为unsigned short。 ■ 无符号长整型：类型说明符为unsigned long。 各种无符号类型量所占的内存空间字节数与相应的有符号类型量相同。但由于省去了符号位，故不能表示负数。 下表列出了Turbo C中各类整型量所分配的内存字节数及数的表示范围。 类型说明符 数的范围 字节数 int -32768~32767即-215~（215-1） 2 unsigned int 0~65535即0~（216-1） 2 short int -32768~32767即-215~（215-1） 2 unsigned short int 0~65535即0~（216-1） 2 long int -2147483648~2147483647即-231~（231-1） 4 unsigned long 0~4294967295 即0~（232-1） 4 第四节 C语言实型数据 3.1.1实型常量的表示方法 实型也称为浮点型。实型常量也称为实数或者浮点数。在Ｃ语言中，实数只采用十进制。它有二种形式：十进制小数形式，指数形式。 1.十进制数形式：由数码0~ 9和小数点组成。 例如：0.0、25.0、5.789、0.13、5.0、300.、-267.8230等均为合法的实数。注意，必须有小数点。 2.指数形式：由十进制数，加阶码标志“e”或“E”以及阶码（只能为整数，可以带符号）组成。 其一般形式为：a E n（a为十进制数，n为十进制整数） 其值为 a*10n。如： 2.1E5 (等于2.1*105) 3.7E-2 (等于3.7*10-2) 0.5E7 (等于0.5*107) -2.8E-2 (等于-2.8*10-2) 以下不是合法的实数： 345 (无小数点) E7 (阶码标志E之前无数字) -5 (无阶码标志) 53.-E3 (负号位置不对) 2.7E (无阶码) 标准Ｃ允许浮点数使用后缀。后缀为“f”或“F”即表示该数为浮点数。如356f和356.是等价的。【例3.5】说明了这种情况。 main(){ printf("%f\n ",356.); printf("%f\n ",356); printf("%f\n ",356f); } 3.1.2实型变量 1.实型数据在内存中的存放形式 实型数据一般占4个字节（32位）内存空间。按指数形式存储。实数3.14159在内存中的存放形式如下： +. 314159 1 数符 小数部分 指数 1. 小数部分占的位（bit）数愈多，数的有效数字愈多