C程序设计基础(共6讲).doc

C 程序设计基础(共6讲)
C 程序设计基础之一
　　数据输出语句
　　本小节介绍的是向标准输出设备显示器输出数据的语句。在C语言中，所有的数据输入/输出都是由库函数完成的。 因此都是函数语句。本小节先介绍printf函数和putchar函数。printf函数printf函数称为格式输出函数，其关键字最末一个字母f即为“格式”(format)之意。其功能是按用户指定的格式， 把指定的数据显示到显示器屏幕上。在前面的例题中我们已多次使用过这个函数。
　　一、printf函数调用的一般形式
　　printf函数是一个标准库函数，它的函数原型在头文件“stdio.h”中。但作为一个特例，不要求在使用 printf 函数之前必须包含stdio.h文件。printf函数调用的一般形式为： printf(“格式控制字符串”，输出表列)其中格式控制字符串用于指定输出格式。 格式控制串可由格式字符串和非格式字符串两种组成。格式字符串是以%开头的字符串，在%后面跟有各种格式字符，以说明输出数据的类型、形式、长度、小数位数等。如“%d”表示按十进制整型输出，“%ld”表示按十进制长整型输出，“%c”表示按字符型输出等。后面将专门给予讨论。
　　非格式字符串在输出时原样照印，在显示中起提示作用。 输出表列中给出了各个输出项， 要求格式字符串和各输出项在数量和类型上应该一一对应。
void main()
{
int a=88,b=89;
printf("%d %d\n",a,b);
printf("%d,%d\n",a,b);
printf("%c,%c\n",a,b);
printf("a=%d,b=%d",a,b);
}
a<--8,b<--89
printf("%d %d\n",a,b);
printf("%d,%d\n",a,b);
printf("%c,%c\n",a,b);
printf("a=%d,b=%d",a,b);
　　本例中四次输出了a,b的值，但由于格式控制串不同，输出的结果也不相同。第四行的输出语句格式控制串中，两格式串%d 之间加了一个空格(非格式字符)，所以输出的a,b值之间有一个空格。第五行的printf语句格式控制串中加入的是非格式字符逗号， 因此输出的a,b值之间加了一个逗号。第六行的格式串要求按字符型输出 a,b值。第七行中为了提示输出结果又增加了非格式字符串。
C 程序设计基础之二
运算符的种类、优先级和结合性
　　C语言中运算符和表达式数量之多， 在高级语言中是少见的。正是丰富的运算符和表达式使C语言功能十分完善。 这也是C语言的主要特点之一。
　　C语言的运算符不仅具有不同的优先级， 而且还有一个特点，就是它的结合性。在表达式中， 各运算量参与运算的先后顺序不仅要遵守运算符优先级别的规定，还要受运算符结合性的制约， 以便确定是自左向右进行运算还是自右向左进行运算。 这种结合性是其它高级语言的运算符所没有的，因此也增加了C语言的复杂性。
　　运算符的种类C语言的运算符可分为以下几类：
　　1.算术运算符
　　用于各类数值运算。包括加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、求余(或称模运算，%)、自增(++)、自减(--)共七种。
　　2.关系运算符
　　用于比较运算。包括大于(>)、小于(<)、等于(==)、 大于等于(>=)、小于等于(<=)和不等于(!=)六种。
　　3.逻辑运算符
　　用于逻辑运算。包括与(&&)、或(||)、非(!)三种。
　　4.位操作运算符
　　参与运算的量，按二进制位进行运算。包括位与(&)、位或(|)、位非(~)、位异或(^)、左移(<<)、右移(>>)六种。
　　5.赋值运算符
　　用于赋值运算，分为简单赋值(=)、复合算术赋值(+=,-=,*=,/=,%=)和复合位运算赋值(&=,|=,^=,>>=,<<=)三类共十一种。
　　6.条件运算符
　　这是一个三目运算符，用于条件求值(?:)。
　　7.逗号运算符
　　用于把若干表达式组合成一个表达式(，)。
　　8.指针运算符
　　用于取内容(*)和取地址(&)二种运算。
　　9.求字节数运算符
　　用于计算数据类型所占的字节数(sizeof)。
　　10.特殊运算符
　　有括号()，下标[]，成员(→，.)等几种。
C 程序设计基础之三
　　关系运算符和表达式
　　在程序中经常需要比较两个量的大小关系， 以决定程序下一步的工作。比较两个量的运算符称为关系运算符。 在C语言中有以下关系运算符：
　　< 小于
　　<= 小于或等于
　　> 大于
　　>= 大于或等于
　　== 等于
　　!= 不等于
　　关系运算符都是双目运算符，其结合性均为左结合。 关系运算符的优先级低于算术运算符，高于赋值运算符。 在六个关系运算符中，<,<=,>,>=的优先级相同，高于==和!=，==和!=的优先级相同。
　　关系表达式
　　关系表达式的一般形式为： 表达式 关系运算符 表达式 例如：a+b>c-d,x>3/2,'a'+1(b>c),a!=(c==d)等。关系表达式的值是“真”和“假”，用“1”和“0”表示。
　　如： 5>0的值为“真”，即为1。(a=3)>(b=5)由于3>5不成立，故其值为假，即为0。
void main(){
　char c='k';
　int i=1,j=2,k=3;
　float x=3e+5,y=0.85;
　printf("%d,%d\n",'a'+5=k+1);
　printf("%d,%d\n",1<J<5,X-5.25<=X+Y);
　printf("%d,%d\n",i+j+k==-2*j,k==j==i+5);
}
char c='k';
int i=1,j=2,k=3;
float x=3e+5,y=0.85;
printf("%d,%d\n",'a'+5=k+1);
printf("%d,%d\n",1<J<5,X-5.25<=X+Y);
printf("%d,%d\n",i+j+k==-2*j,k==j==i+5);
　　在本例中求出了各种关系运算符的值。 字符变量是以它对应的ASCII码参与运算的。对于含多个关系运算符的表达式，如k==j==i+5,根据运算符的左结合性，先计算k==j,该式不成立，其值为0，再计算0==i+5，也不成立，故表达式值为0。
　　逻辑运算符和表达式
　　逻辑运算符Ｃ语言中提供了三种逻辑运算符 && 与运算　|| 或运算　! 非运算 与运算符&&和或运算符||均为双目运算符。具有左结合性。 非运算符!为单目运算符，具有右结合性。逻辑运算符和其它运算符优先级的关系可表示如下：
　　按照运算符的优先顺序可以得出：
　　a>b && c>d等价于(a>b) && (c>d)
　　!b==c||d<A)
　　a+b>c && x+yc) && ((x+y)<B)< P>

　　switch语句
　　C语言还提供了另一种用于多分支选择的switch语句， 其一般形式为：
switch(表达式){
　case常量表达式1: 语句1;
　case常量表达式2: 语句2;
　…
　case常量表达式n: 语句n;
　default : 语句n+1;
} 
　　其语义是：计算表达式的值。 并逐个与其后的常量表达式值相比较，当表达式的值与某个常量表达式的值相等时， 即执行其后的语句，然后不再进行判断，继续执行后面所有case后的语句。 如表达式的值与所有case后的常量表达式均不相同时，则执行default后的语句。
void main(){
　int a;
　printf("input integer number: ");
　scanf("%d",&a);
　switch (a){
　　case 1:printf("Monday\n");
　　case 2:printf("Tuesday\n");
　　case 3:printf("Wednesday\n");
　　case 4:printf("Thursday\n");
　　case 5:printf("Friday\n");
　　case 6:printf("Saturday\n");
　　case 7:printf("Sunday\n");
　　default:printf("error\n");
　}　
}
　　本程序是要求输入一个数字，输出一个英文单词。但是当输入3之后，却执行了case3以及以后的所有语句，输出了Wednesday 及以后的所有单词。这当然是不希望的。为什么会出现这种情况呢?这恰恰反应了switch语句的一个特点。在switch语句中，“case 常量表达式”只相当于一个语句标号， 表达式的值和某标号相等则转向该标号执行，但不能在执行完该标号的语句后自动跳出整个switch 语句，所以出现了继续执行所有后面case语句的情况。 这是与前面介绍的if语句完全不同的，应特别注意。为了避免上述情况， Ｃ语言还提供了一种break语句，专用于跳出switch语句，break 语句只有关键字break，没有参数。在后面还将详细介绍。修改例题的程序，在每一case语句之后增加break 语句， 使每一次执行之后均可跳出switch语句，从而避免输出不应有的结果。
void main(){
　int a;
　printf("input integer number: ");
　scanf("%d",&a);
　switch (a){
　　case 1:printf("Monday\n");break;
　　case 2:printf("Tuesday\n"); break;
　　case 3:printf("Wednesday\n");break;
　　case 4:printf("Thursday\n");break;
　　case 5:printf("Friday\n");break;
　　case 6:printf("Saturday\n");break;
　　case 7:printf("Sunday\n");break;
　　default:printf("error\n");
　}
}
　　在使用switch语句时还应注意以下几点：
　　1.在case后的各常量表达式的值不能相同，否则会出现错误。
　　2.在case后，允许有多个语句，可以不用{}括起来。
　　3.各case和default子句的先后顺序可以变动，而不会影响程序执行结果。
　　4.default子句可以省略不用。程序举例
　　输入三个整数，输出最大数和最小数。
void main(){
　int a,b,c,max,min;
　printf("input three numbers: ");
　scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);
　if(a>b)
　{max=a;min=b;}
　else
　{max=b;min=a;}
　if(max<C)
　　max=c;
　else
　　if(min>c)
　　　min=c;
　printf("max=%d\nmin=%d",max,min);
}
　　本程序中，首先比较输入的a,b的大小，并把大数装入max， 小数装入min中，然后再与c比较，若max小于c，则把c赋予max；如果c小于min，则把c赋予min。因此max内总是最大数，而min内总是最小数。最后输出max和min的值即可。 计算器程序。用户输入运算数和四则运算符， 输出计算结果。
void main(){
float a,b,s;
char c;
printf("input expression: a+(-,*,/)b \n");
scanf("%f%c%f",&a,&c,&b);
switch(c){
case '+': printf("%f\n",a+b);break;
case '-': printf("%f\n",a-b);break;
case '*': printf("%f\n",a*b);break;
case '/': printf("%f\n",a/b);break;
default: printf("input error\n");
}
}
float a,b,s;
char c;
printf("input expression: a+(-,*,/)b \n");
scanf("%f%c%f",&a,&c,&b);
switch(c){
case '+': printf("%f\n",a+b);break;
case '-': printf("%f\n",a-b);break;
case '*': printf("%f\n",a*b);break;
case '/': printf("%f\n",a/b);break;
default: printf("input error\n");
}
　　本例可用于四则运算求值。switch语句用于判断运算符， 然后输出运算值。当输入运算符不是+,-,*,/时给出错误提示。
C 程序设计基础之四
　　从程序流程的角度来看，程序可以分为三种基本结构， 即顺序结构、分支结构、循环结构。 这三种基本结构可以组成所有的各种复杂程序。C语言提供了多种语句来实现这些程序结构。 本文将介绍这些基本语句及其应用，使读者对C程序有一个初步的认识， 为以后的学习打下基础。
　　C程序的语句
　　C程序的执行部分是由语句组成的。 程序的功能也是由执行语句实现的。
　　C语句可分为以下五类：
　　1.表达式语句
　　2.函数调用语句
　　3.控制语句
　　4.复合语句
　　5.空语句
　　1.表达式语句
　　表达式语句由表达式加上分号“；”组成。其一般形式为： 表达式； 执行表达式语句就是计算表达式的值。例如： x=y+z; 赋值语句y+z; 加法运算语句，但计算结果不能保留，无实际意义i++; 自增1语句，i值增1
　　2.函数调用语句
　　由函数名、实际参数加上分号“；”组成。其一般形式为： 函数名(实际参数表)； 执行函数语句就是调用函数体并把实际参数赋予函数定义中的形式参数，然后执行被调函数体中的语句，求取函数值。(在第五章函数中再详细介绍)例如printf("C Program");调用库函数，输出字符串。
　　3.控制语句
　　控制语句用于控制程序的流程， 以实现程序的各种结构方式。
　　它们由特定的语句定义符组成。C语言有九种控制语句。 可分成以下三类：
　　(1) 条件判断语句
　　　　if语句，switch语句
　　(2) 循环执行语句
　　　　do while语句，while语句，for语句
　　(3) 转向语句
　　　　break语句，goto语句，continue语句，return语句
　　4.复合语句
　　把多个语句用括号{}括起来组成的一个语句称复合语句。 在程序中应把复合语句看成是单条语句，而不是多条语句，例如
{
　x=y+z;
　a=b+c;
　printf(“%d%d”，x，a)；
}
　　是一条复合语句。复合语句内的各条语句都必须以分号“;”结尾，在括号“}”外不能加分号。
　　5.空语句
　　只有分号“；”组成的语句称为空语句。 空语句是什么也不执行的语句。在程序中空语句可用来作空循环体。例如 while(getchar()!='\n'); 本语句的功能是，只要从键盘输入的字符不是回车则重新输入。这里的循环体为空语句。
　　赋值语句
　　赋值语句是由赋值表达式再加上分号构成的表达式语句。 其一般形式为： 变量=表达式; 赋值语句的功能和特点都与赋值表达式相同。 它是程序中使用最多的语句之一。 在赋值语句的使用中需要注意以下几点：
　　1.由于在赋值符“=”右边的表达式也可以又是一个赋值表达式，因此，下述形式 变量=(变量=表达式); 是成立的，从而形成嵌套的情形。其展开之后的一般形式为： 变量=变量=…=表达式;
　　例如：
a=b=c=d=e=5;按照赋值运算符的右接合性，因此实际上等效于：
e=5;
d=e;
c=d;
b=c;
a=b;
　　2.注意在变量说明中给变量赋初值和赋值语句的区别。给变量赋初值是变量说明的一部分，赋初值后的变量与其后的其它同类变量之间仍必须用逗号间隔，而赋值语句则必须用分号结尾。
　　3.在变量说明中，不允许连续给多个变量赋初值。 如下述说明是错误的： int a=b=c=5 必须写为 int a=5,b=5,c=5; 而赋值语句允许连续赋值。
　　4.注意赋值表达式和赋值语句的区别。赋值表达式是一种表达式，它可以出现在任何允许表达式出现的地方，而赋值语句则不能。
　　下述语句是合法的：
　　if((x=y+5)>0) z=x;
　　语句的功能是，若表达式x=y+5大于0则z=x。
　　下述语句是非法的：
　　if((x=y+5;)>0) z=x;
　　因为=y+5;是语句，不能出现在表达式中。
C 程序设计基础之五
　　“联合”与“结构”有一些相似之处。但两者有本质上的不同。在结构中各成员有各自的内存空间， 一个结构变量的总长度是各成员长度之和。而在“联合”中，各成员共享一段内存空间， 一个联合变量的长度等于各成员中最长的长度。应该说明的是， 这里所谓的共享不是指把多个成员同时装入一个联合变量内， 而是指该联合变量可被赋予任一成员值，但每次只能赋一种值， 赋入新值则冲去旧值。如前面介绍的“单位”变量， 如定义为一个可装入“班级”或“教研室”的联合后，就允许赋予整型值（班级)或字符串（教研室)。要么赋予整型值，要么赋予字符串，不能把两者同时赋予它。联合类型的定义和联合变量的说明一个联合类型必须经过定义之后， 才能把变量说明为该联合类型。

　　一、联合的定义
　　定义一个联合类型的一般形式为：
union 联合名
{
　成员表
};
　　成员表中含有若干成员，成员的一般形式为： 类型说明符 成员名 成员名的命名应符合标识符的规定。
　　例如：
union perdata
{
　int class;
　char office[10];
};
　　定义了一个名为perdata的联合类型，它含有两个成员，一个为整型，成员名为class；另一个为字符数组，数组名为office。联合定义之后，即可进行联合变量说明，被说明为perdata类型的变量，可以存放整型量class或存放字符数组office。

　　二、联合变量的说明
　　联合变量的说明和结构变量的说明方式相同， 也有三种形式。即先定义，再说明；定义同时说明和直接说明。以perdata类型为例，说明如下：
union perdata
{
　int class;
　char officae[10];
};
union perdata a,b; /*说明a,b为perdata类型*/
　　或者可同时说明为：
union perdata
{
　int class;
　char office[10];
}
　a,b;或直接说明为：
union
{
　int class;
　char office[10];
}
a,b 
　　经说明后的a,b变量均为perdata类型。 它们的内存分配示意图如图7―8所示。a,b变量的长度应等于 perdata 的成员中最长的长度， 即等于office数组的长度，共10个字节。从图中可见，a,b变量如赋予整型值时，只使用了2个字节，而赋予字符数组时，可用10个字节。
　　联合变量的赋值和使用
　　对联合变量的赋值，使用都只能是对变量的成员进行。 联合变量的成员表示为： 联合变量名.成员名 例如，a被说明为perdata类型的变量之后，可使用 a.class　a.office 不允许只用联合变量名作赋值或其它操作。 也不允许对联合变量作初始化赋值，赋值只能在程序中进行。还要再强调说明的是，一个联合变量， 每次只能赋予一个成员值。换句话说，一个联合变量的值就是联合变员的某一个成员值。
　　[例7.15]设有一个教师与学生通用的表格，教师数据有姓名，年龄，职业，教研室四项。学生有姓名，年龄，职业，班级四项。
　　编程输入人员数据， 再以表格输出。
main()
{
　struct
　{
　　char name[10];
　　int age;
　　char job;
　　union
　　{
　　　int class;
　　　char office[10];
　　} depa;
　}body[2];
　int n,i;
　for(i=0;i<2;i++)
　{
　　printf("input name,age,job and department\n");
　　scanf("%s %d %c",body[i].name,&body[i].age,&body[i].job);
　　if(body[i].job=='s')
　　　scanf("%d",&body[i].depa.class);
　　else
　　　scanf("%s",body[i].depa.office);
　}
　printf("name\tage job class/office\n");
　for(i=0;i<2;i++)
　{
　　if(body[i].job=='s')
　　　printf("%s\t%3d %3c %d\n",body[i].name,body[i].age,body[i].job,body[i].depa.class);
　　else
　　　printf("%s\t%3d %3c %s\n",body[i].name,body[i].age,
　　　body[i].job,body[i].depa.office);
　}
}
　　本例程序用一个结构数组body来存放人员数据， 该结构共有四个成员。其中成员项depa是一个联合类型， 这个联合又由两个成员组成，一个为整型量class，一个为字符数组office。在程序的第一个for语句中，输入人员的各项数据，先输入结构的前三个成员name,age和job，然后判别job成员项，如为"s"则对联合depa?class输入(对学生赋班级编号)否则对depa?office输入(对教师赋教研组名)。
　　在用scanf语句输入时要注意，凡为数组类型的成员，无论是结构成员还是联合成员，在该项前不能再加"&"运算符。如程序第18行中
body[i].name是一个数组类型，第22行中的body[i].depa.office也是数组类型，因此在这两项之间不能加"&"运算符。程序中的第二个for语句用于输出各成员项的值。
C 程序设计基础之六
    在实际问题中， 有些变量的取值被限定在一个有限的范围内。例如，一个星期内只有七天，一年只有十二个月， 一个班每周有六门课程等等。如果把这些量说明为整型， 字符型或其它类型显然是不妥当的。 为此，C语言提供了一种称为“枚举”的类型。在“枚举”类型的定义中列举出所有可能的取值， 被说明为该“枚举”类型的变量取值不能超过定义的范围。应该说明的是， 枚举类型是一种基本数据类型，而不是一种构造类型， 因为它不能再分解为任何基本类型。
　　枚举类型的定义和枚举变量的说明
　　一、枚举的定义
　　枚举类型定义的一般形式为：
enum 枚举名
{
　枚举值表
};
　　在枚举值表中应罗列出所有可用值。这些值也称为枚举元素。
　　例如：
enum weekday
{
　sun,mou,tue,wed,thu,fri,sat
};
　　该枚举名为weekday，枚举值共有7个，即一周中的七天。 凡被说明为weekday类型变量的取值只能是七天中的某一天。
　　二、枚举变量的说明
　　如同结构和联合一样，枚举变量也可用不同的方式说明， 即先定义后说明，同时定义说明或直接说明。设有变量a,b,c被说明为上述的weekday，可采用下述任一种方式：
enum weekday
{
......
};
enum weekday a,b,c;或者为： enum weekday
{
......
}a,b,c;或者为： enum
{
......
}a,b,c;
　　枚举类型变量的赋值和使用
　　枚举类型在使用中有以下规定：
　　1. 枚举值是常量，不是变量。不能在程序中用赋值语句再对它赋值。例如对枚举weekday的元素再作以下赋值： sun=5;mon=2;sun=mon; 都是错误的。
　　2. 枚举元素本身由系统定义了一个表示序号的数值，从0 开始顺序定义为0，1，2…。如在weekday中，sun值为0，mon值为1， …,sat值为6。
main(){
　enum weekday
　{
　　sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat
　} a,b,c;
　a=sun;
　b=mon;
　c=tue;
　printf("%d,%d,%d",a,b,c);
}
　　3. 只能把枚举值赋予枚举变量，不能把元素的数值直接赋予枚举变量。如： a=sum;b=mon; 是正确的。而： a=0;b=1; 是错误的。如一定要把数值赋予枚举变量，则必须用强制类型转换，如： a=(enum weekday)2;其意义是将顺序号为2的枚举元素赋予枚举变量a，相当于： a=tue; 还应该说明的是枚举元素不是字符常量也不是字符串常量， 使用时不要加单、双引号。
main(){
　enum body
　{
　　a,b,c,d
　} month[31],j;
　int i;
　j=a;
　for(i=1;i<=30;i++){
　　month[i]=j;
　　j++;
　　if (j>d) j=a;
　}
　for(i=1;i<=30;i++){
　　switch(month[i])
　　{
　　　case a:printf(" %2d %c\t",i,'a'); break;
　　　case b:printf(" %2d %c\t",i,'b'); break;
　　　case c:printf(" %2d %c\t",i,'c'); break;
　　　case d:printf(" %2d %c\t",i,'d'); break;
　　　default:break;
　　}
　}
　printf("\n");
}