最经典的c语言教程谭浩强c语言第4章

4.1C语句概述4.2程序的三种基本结构4.3赋值语句4.4数据输入输出的概念及在Ｃ语言中的实现4.5字符数据的输入输出4.6格式输入与输出4.7顺序结构程序设计举例习题第4章最简单的c程序设计—顺序程序设计在上一章介绍了程序中用到的一些基本要素(常量、变量、运算符、表达式等)，它们是构成程序的基本成分。在第1章中已经介绍了几个简单的c程序。本章将介绍为编写简单的程序所必需的一些内容。4.1C语句概述和其他高级语言一样，c语言的语句用来向计算机系统发出操作指令。一个语句经编译后产生若干条机器指令。一个实际的程序应当包含若干语句。应当指出，c语句都是用来完成一定操作任务的。声明部分的内容不应称为语句。如：inta;不是一个c语句，它不产生机器操作，而只是对变量的定义。从第1章已知，一个函数包含声明部分和执行部分，执行部分即由语句组成。c程序结构可以用图4.1表示。即一个c程序可以由若干个源程序文件(分别进行编译的文件模块)组成，一个源文件可以由若干个函数和预处理命令以及全局变量声明部分组成(关于“全局变量”见第7章，“预编译命令”见第8章)，一个函数由数据定义部分和执行语句组成。图4.1在第2章中已经说明，程序应该包括数据描述(由声明部分来实现)和数据操作(由语句来实现)。数据描述主要定义数据结构(用数据类型表示)和数据初值。数据操作的任务是对已提供的数据进行加工。C语句可以分为以下5类：(1)控制语句，完成一定的控制功能。c只有9种控制语句，它们是：①if()～else～(条件语句)②for()～(循环语句)③ｗhile()～(循环语句)④do～ｗhile()(循环语句)⑤continue(结束本次循环语句)⑥break(中止执行switch或循环语句)⑦sｗitch(多分支选择语句)⑧goto(转向语句)⑨return(从函数返回语句)上面9种语句中的括号()表示其中是一个条件，～表示内嵌的语句。例如：“if()～else～”的具体语句可以写成：if(x＞y)z=x；elsez=y；(2)函数调用语句。由一次函数调用加一个分号构成一个语句，例如：printf(thisisacstateｍent．)；(3)表达式语句。由一个表达式构成一个语句，最典型的是，由赋值表达式构成一个赋值语句。a=3是一个赋值表达式，而a=3；是一个赋值语句。可以看到一个表达式的最后加一个分号就成了一个语句。一个语句必须在最后出现分号，分号是语句中不可缺少的一部分(而不像pascal语言那样，分号只是语句间的分隔符号)。例如：i=i+1(是表达式，不是语句)i=i+1；(是语句)任何表达式都可以加上分号而成为语句，例如i++；是一语句，作用是使i值加1。又如x+y；也是一个语句，作用是完成x+y的操作，它是合法的，但是并不把x+y的和赋给另一变量，所以它并无实际意义。表达式能构成语句是c语言的一个重要特色。其实“函数调用语句”也是属于表达式语句，因为函数调用(如sin(x))也属于表达式的一种。只是为了便于理解和使用，我们把“函数调用语句”和“表达式语句”分开来说明。由于c程序中大多数语句是表达式语句(包括函数调用语句)，所以有人把c语言称作“表达式语言”。(4)空语句。下面是一个空语句：；即只有一个分号的语句，它什么也不做。有时用来做被转向点，或循环语句中的循环体(循环体是空语句，表示循环体什么也不做)。(5)可以用｛｝把一些语句括起来成为复合语句，又称分程序。如下面是一个复合语句。｛z=x+y；t=z/100；printf(%f，t)；｝注意：复合语句中最后一个语句中最后的分号不能忽略不写(这是和pascal不同的)。C语言允许一行写几个语句，也允许一个语句拆开写在几行上，书写格式无固定要求(fortran、cobol有严格要求)。4.2程序的三种基本结构为了提高程序设计的质量和效率，现在普遍采用结构化程序设计方法。结构化程序由若干个基本结构组成。每一个基本结构可以包含一个或若干个语句。有三种基本结构:(1)顺序结构,见图4.2。先执行a操作,再执行b操作,两者是顺序执行的关系。图中(b)是ns结构化流程图(下同)。图4.2图4.3(2)选择结构,见图4.3。p代表一个条件,当p条件成立(或称为“真”)时执行a,否则执行b。注意,只能执行a或b之一。两条路径汇合在一起然后出口。(3)循环结构,有两种循环结构:①当型循环结构,见图4.4。当p条件成立(“真”)时,反复执行a操作。直到p为“假”时才停止循环。②直到型循环结构,见图4.5。先执行a操作,再判断p是否为“假”,若p为“假”,再执行a,如此反复,直到p为“真”为止。图4.4图4.5由选择结构可以派生出另一种基本结构:多分支选择结构,见图4.6。根据k的值(k1,k2,…,kn)不同而决定执行a1,a2,…,an之一。已经证明,由以上基本结构组成的程序能处理任何复杂的问题。上面图4.2~图4.7中方框中的a,b,a1,…,an等可以是一个简单的语句,也可以又是一个基本结构。例如,图4.7是一个顺序结构,它由两个操作顺序组成。虚线框内是一个当型循环结构,可以用“b”表示,因此图4.7就可以理解为图4.2(a)所示的顺序结构。图4.6图4.7关于三种基本结构的特征以及结构化程序设计方法,读者可能已在学习其他高级语言程序设计时学习过,在此不再重复。只是应当强调说明,在今后的程序设计中应当采用结构化程序设计方法。在本章中,我们将介绍几种最基本的语句,以及用它们构成顺序结构的程序。在第4、第5章介绍选择结构和循环结构的程序设计。4.3赋值语句前已介绍，赋值语句是由赋值表达式加上一个分号构成。由于赋值语句应用十分普遍，所以专门再讨论一下。C语言的赋值语句具有其他高级语言的赋值语句的一切特点和功能。但也应当注意到它们的不同：(1)C语言中的赋值号“=”是一个运算符，在其他大多数语言中赋值号不是运算符。(2)关于赋值表达式与赋值语句的概念，其他多数高级语言没有“赋值表达式”一概念。作为赋值表达式可以包括在其他表达式之中，例如：if((a=b)＞0)t=a；按语法规定if后面的()内是一个条件，例如可以是：“if(x＞0)…”。现在在x的位置上换上一个赋值表达式“a=b”，其作用是：先进行赋值运算(将b的值赋给a)，然后判断a是否大于0，如大于0，执行t=a。在if语句中的“a=b”不是赋值语句而是赋值表达式，这样写是合法的。如果写成if((a=b；)＞0)t=a；就错了。在if的条件中不能包含赋值语句。由此可以看到，c把赋值语句和赋值表达式区别开来，增加了表达式的种类，使表达式的应用几乎“无孔不入”，能实现其他语言中难以实现的功能.4.4数据输入输出的概念及在C语言中的实现(1)所谓输入输出是以计算机主机为主体而言的。从计算机向外部输出设备(如显示屏、打印机、磁盘等)输出数据称为“输出”，从外部向输入设备(如键盘、磁盘、光盘、扫描仪等)输入数据称为“输入”。(2)C语言本身不提供输入输出语句，输入和输出操作是由函数来实现的。在c标准函数库中提供了一些输入输出函数，例如，printf函数和scanf函数。读者在使用它们时，千万不要误认为它们是C语言提供的“输入输出语句”。printf和scanf不是C语言的关键字，而只是函数的名字。实际上完全可以不用printf和scanf这两个名字，而另外编两个输入输出函数，用其他的函数名。C提供的函数以库的形式存放在系统中，它们不是c语言文本中的组成部分。在第1章中曾介绍，不把输入输出作为C语言提供的语句的目的是使C语言编译系统简单，因为将语句翻译成二进制的指令是在编译阶段完成的，没有输入输出语句就可以避免在编译阶段处理与硬件有关的问题，可以使编译系统简化，而且通用性强，可移植性好，对各种型号的计算机都适用，便于在各种计算机上实现。各种版本的C语言函数库是各计算机厂商(或软件开发公司)针对某一类型计算机的情况编写的，并且已编译成目标文件(.obj文件)。它们在连接阶段与由源程序经编译而得到的目标文件相连接，生成一个可执行的目标程序。如果在源程序中有printf函数，在编译时并不把它翻译成目标指令，而是在执行阶段中调用已被连接的函数库中的printf函数。由于c编译系统与c函数库是分别进行设计的，因此不同的计算机系统所提供函数的数量、名字和功能是不完全相同的。不过，有些通用的函数(如printf和scanf等)，各种计算机系统都提供，成为各种计算机系统的标准函数。c语言函数库中有一批“标准输入输出函数”，它是以标准的输入输出设备(一般为终端设备)为输入输出对象的。其中有：putchar(输出字符)，getchar(输入字符)，printf(格式输出)，scanf(格式输入)，puts(输出字符串)，gets(输入字符串)。在本章中介绍前面4个最基本的输入输出函数。(3)在使用c语言库函数时，要用预编译命令“＃include”将有关的“头文件”包括到用户源文件中。在头文件中包含了与用到的函数有关的信息。例如使用标准输入输出库函数时，要用到“stdio.h”文件。文件后缀“h”是head的缩写，#include命令都是放在程序的开头，因此这类文件被称为“头文件”。在调用标准输入输出库函数时，文件开头应有以下预编译命令：#includestudio.h或#includestudio.hstudio．h是standardinput&output的缩写，它包含了与标准i/o库有关的变量定义和宏定义(有关预编译命令见第7章)。考虑到printf和scanf函数使用频繁，系统允许在使用这两个函数时可不加#include命令。4.5字符数据的输入输出我们先介绍c标准i/o函数库中最简单的、也是最容易理解的字符输入输出函数putchar()和getchar()，再介绍格式输入输出函数printf()和scanf()函数。4.5.1putchar函数(字符输出函数)putchar函数的作用是向终端输出一个字符：例如putchar(c)；它输出字符变量c的值。c可以是字符型变量或整型变量。例4.1输出单个字符。#includestduio．hmain()｛chara，b，c；a='b'；b='o'；c='y'；putchar(a)；putchar(b)；putchar(c)；｝运行结果：boy也可以输出控制字符，如putchar(‘\n’)输出一个换行符，使输出的当前位置移到下一行的开头。如果将例4.1程序最后一行改为putchar(a);putchar(‘\n’);putchar(b);putchar(‘\n’);putchar(c);putchar(‘\n’);则输出结果为：boy也可以输出其他转义字符，如：putchar('\101')(输出字符'a')putchar('\'')(输出单引号字符')putchar('\015')(输出回车，不换行，使输出的当前位置移到本行开头)4.5.2getchar函数(字符输入函数)此函数的作用是从终端(或系统隐含指定的输入设备)输入一个字符。getchar函数没有参数，其一般形式为getchar()函数的值就是从输入设备得到的字符。例如：例4.2输入单个字符#includestdio．hmain()｛charc；c=getchar()；putchar(c)；｝在运行时，如果从键盘输入字符‘a’并按回车键，就会在屏幕上看到输出的字符‘a’。a(输入'a'后，按“回车”键，字符才送到内存)a(输出变量c的值'a')请注意，getchar()只能接收一个字符。getchar函数得到的字符可以赋给一个字符变量或整型变量，也可以不赋给任何变量，作为表达式的一部分。例如，例4.2第4、5行可以用下面一行代替：putchar(getchar())；因为getchar()的值为‘a’，因此putchar函数输出‘a’。也可以用printf函数输出：printf(”%c，getchar())；请不要忘记，如果在一个函数中(今为main函数