C语言程序设计课程教学大纲 22

第1章C语言导论为什么称之为C语言？这通常是C程序设计语言初学者最先提出的问题之一。答案为C语言是从B语言演变而来！但B语言不是从A语言演变而来，而是从BCPL（BasicCombinedProgrammingLanguage）语言演变而来。BCPL是由MartinRichards在1967年设计出来的，是一种无数据类型的语言，它直接处理机器系统的字和地址。在BCPL的启发下，KenThompson在1970年开发了无数据类型的程序设计语言B，B语言和汇编语言被用来开发UNIX操作系统的第一个版本。1972年，DennisRitchie设计出了C语言，该语言既吸收了BCPL和B语言的许多思想，又具备数据有类型的特色（整型、浮点型等）。直到1989年，C语言的定义还是沿用了BrianW.Kernighan和DennisM.Ritchie在TheCProgrammingLanguage（EnglewoodCliffs，NJ:Prentice-Hall，1978）一书中的描述，我们称C语言的这个版本为传统C语言。由于该语言的发展和扩充、最初定义中有一些不明确之处以及出于其他方面的考虑，1983年，美国国家标准化协会（ANSI）组织一个委员会“提供明确的和与机器无关的C语言的定义”，并于1989年通过了所制定的标准。本书介绍的C语言基于ANSIC标准，此后简称为标准C语言。本章将举例介绍一些基本的语言概念：C语言程序的结构、标识符、while和dowhile循环、条件语句（if-else）、输入、输出和文件，在以后的章节中会就这些主题展开详细描述。1.1第一个C语言程序下列程序打印输出的信息如下：ANSI--AkinderandgentlerC!/*该程序打印输出如下信息：ANSI--AkinderandgentlerC!*/#includestdio.hmain(){printf(ANSI--AkinderandgentlerC!\n);}在C语言中，符号/*标记注释行的开始，符号*/标记注释行的结束，编译器忽略注释行。如下行是一条预处理指令（preprocessordirective）：#includestdio.h它表示在把程序实际翻译成机器代码之前还需要做某个预处理动作（预处理器在编译之前执行预处理指令，将在4.6节详细介绍预处理器）。预处理指令总是以井号（#）开头。这里的#include预处理指令使得预处理器把名为stdio.h的文件内容准确地插入到#include行出现的地方，这样的文件称为头文件（headerfile），扩展名.h即来自于这种命名法。实际上，头文件stdio.h提供使用库函数printf的适当接口。附录B列出了标准所要求的头文件，附录D列出了一些有用的库函数以及对应需要的头文件。一个C语言程序由一个或多个函数（function）组成，其中必须有一个main函数。程序从main函数开始执行。任何一个函数的所有语句用一对大括号{}括起来。在本例中，程序仅由一个main函数组成，ANSIC应用程序设计·2·该main函数仅含一条语句：printf(ANSI--Akinderandgentlerc!\n);C语言中的单条语句，如：printf(ANSI--AkinderandgentlerC!\n);是以分号“;”结束的。除了特殊的字符如反斜杠“\”之外，函数printf简单地复制两个双引号里面的字符到视频显示器上。因此如下语句：printf(ANSI--AkinderandgentlerC!\n);在屏幕上打印输出：ANSI--AkinderandgentlerC!反斜杠“\”作为特殊的转义字符。字符组合\n的意思是换行，并使下一个输出从下一行的行首开始，这里下一个输出是系统提示符。像大部分现代高级语言编译器一样，C语言编译器不需要程序的语句以任何特定的格式出现。本书格式化编写的程序，尤其是采用缩排的形式，目的是便于阅读。附录F描述如何在BorlandC++和Windows下的MicrosoftVisualC++中编译、连接和运行C语言程序。附录E讨论UNIXC编译器。练习1．在你的系统上编译运行本节的程序。2．修改并运行本节的程序。尝试删除程序的某部分，例如省略如下行：#includestdio.h再如，省略一个大括号，省略一个双引号。若有错误的话，说明是什么错误，并解释这些错误。1.2应用举例：长度转换◇问题从键盘读入以码（yd）为单位的长度，把该长度转化成对应的英尺（ft）和英寸（in），并将转换后的长度输出到屏幕上。假设输入的长度是非负整数（如：0，1，2，…中的一个），程序以输入负数结束（如：-1，-2，…中的一个）。这些单位之间的换算关系如下：1yd=3ft1yd=36in◇输入/输出举例输入部分用斜体字标出，输出部分用黑体字标出，如下所示：Enternextlength22yd=第1章C语言导论·3·6ft72inEnternextlength3030yd=90ft1080inEnternextlength–99***ENDOFPROGRAM***◇用C语言实现/*程序从键盘读入以码(yd)为单位的长度，把该长度转化成对应的英尺(ft)和英寸(in)，并将转换后的长度输出到屏幕上。假设输入的长度是非负整数，程序以输入负整数结束。*/#includestdio.hmain(){intyard,foot,inch;printf(Enternextlength);scanf(%d,&yard);while(yard=0){foot=3*yard;inch=36*yard;printf(\n%dyd=\n,yard);printf(%dft\n,foot);printf(%din\n,inch);printf(Enternextlength);scanf(%d,&yard);}printf(***ENDOFPROGRAM***\n);}◇讨论在C语言中所有变量都必须在被定义后才能使用。在C语言中定义变量就是为特定数据类型的变量申请存储空间。本程序首先定义3个变量yard、foot和inch：intyard,foot,inch;因为这些变量被定义为int类型（整型），所以每个变量都能存储一个有符号整数。我们把类型（如：int型）对应的存储空间称为单元（cell）。定义变量yard、foot和inch的结果如图1.1（a）所示。这时，这些单元所含的值与系统有关，不能认为每个单元存储的值是零或其他特殊的值。一般说这些单元含有“垃圾数据”，因为它们现在所含的值对程序是无意义的。可以在定义变量yard、foot和inch的同时对它们进行初始化。例如，下面语句定义变量yard、foot和inch：intyard=0,foot=1,inch=8;ANSIC应用程序设计·4·同时初始化yard值为0、foot值为1和inch值为8，如图1.1所示。yardfootinch（a）分配3个存放整型数的单元yardfootinch018（b）赋初值图1.1分配3个整型单元并初始化其值为了提示用户输入长度，程序使用了在1.1节中介绍的printf函数。其中由双引号括起来的字符串称为格式字符串（formatstring），由于该格式字符串不包含特殊字符（如，反斜杠），当执行下列语句时：printf(Enternextlength);将在显示器上输出如下信息：Enternextlength其次，本程序使用库函数scanf从键盘读入一个整数，函数scanf也需要一个格式字符串。一个scanf的格式字符串包含一个或多个以百分号（%）作为标志的格式描述符（formatdescriptors），这些格式描述符决定了下一个输入项的类型（如int型）和如何存储这个值（如按二进制补码表示一个有符号整数）。跟在格式字符串之后的是那些将用于存储数据的单元的地址，符号&称为地址运算符（addressoperator）。例如，&yard的值是yard单元的地址。必须给函数scanf提供变量的地址，这样函数scanf就知道将输入的内容存储到何处，因此执行如下语句时：scanf(%d,&yard);读取下一个由用户提供的数值，将它解释成十进制整数并存储到变量yard中（位于地址&yard处）。在scanf语句之后是while循环。注意while循环的如下循环体是由大括号括起来的，右大括号后面并没有分号。foot=3*yard;inch=36*yard;printf(\n%dyd=\n,yard);printf(%dft\n,foot);printf(%din\n,inch);printf(Enternextlength);scanf(%d,&yard);若while循环的循环体只由一条语句组成，则大括号可以省略。只要while循环中的如下条件成立，就将执行while循环体：yard=0除了=（大于或等于）之外，C语言提供了如下关系运算符：大于小于=小于或等于第1章C语言导论·5·==等于!=不等于while循环体中的第一条语句如下：foot=3*yard;赋值运算符是=，乘法运算符是*。这样在执行该语句后，3和yard值的乘积被存储到变量foot中，执行该语句后的情形如图1.2所示。假设yard的值是8，如图1.2所示，foot单元存储的值是24。当执行while循环体中的如下语句后，36和yard值的乘积被存储到变量inch中：inch=36*yard;yardfootinch824图1.2执行完赋值语句foot=3*yard的情形while循环体中下一条语句如下：printf(\n%dyd=\n,yard);这时如下格式字符串包含特殊字符反斜杠（\）和百分号（%）：\n%dyd=\n在1.1节中可以看到，printf格式字符串中的字符组合\n（换行）使得下一个输出结果从下一行的第一列开始。与scanf格式字符串一样，printf格式字符串中的百分号（%）指示一个格式描述符。为了将变量的内部表示转换为可打印形式，函数printf使用格式描述符。格式描述符%d是指把printf中给出的变量（本例为yard）的值按十进制整数形式输出。随后的如下字符无特别的含义，被直接输出到屏幕上：yd=最后的字符\n使得下一个输出从下一行的第一列开始。例如，如果yard的值是2，在执行如下语句后：printf(\n%dyd=\n,yard);在下一行第一列开始，输出：2yd=并且，下一个输出将从下一行的第一列开始。注意：在scanf中的变量名前写地址运算符（&），但却不在printf中的变量名前写符号&。对printf来说，知道变量的值已足够，而无须知道其地址。例如，如果yard的值是2，就传给printf值2（在printf中包含变量yard），printf将输出2，printf无须知道2存储在何处（即yard的地址）。在执行while循环体内的如下语句时：printf(%dft\n,foot);输出foot的值，随后原样输出字母：ft并且下一个输出将从下一行的第一列开始。例如，若foot的值是6，则输出：6ftANSIC应用程序设计·6·下一个输出将从下一行的第一列开始。在执行while循环体内如下语句时：printf(%din\n,inch);输出inch的值，并随后原样输出字母：in则下一个输出将从下一行的第一列开始。例如，若inch值是72，就输出：72in下一个输出将从下一行的第一列开始。执行while循环体的最后两行语句：printf(Enternextlength);scanf(%d,&yard);再次出现提示，函数scanf用来读取yard的下一个值。只要用户输入一个负整数，while循环中如下条件就不成立：yard=0至此while循环结束。这时执行while循环之后的语句：printf(***ENDOFPROGRAM***\n);输出内容：***ENDOFPROGRAM***由于这是main函数的最后一条语