C語言的基本結(jié)構(gòu).ppt

1,第二章,C語言從零開始（C語言的基本結(jié)構(gòu)）,2,第二章 C語言從零開始（C語言的基本結(jié)構(gòu)）,在第一章中，相信讀者已經(jīng)熟悉如何編譯C語言程式。在本章中，我們將透過一個非常簡單的C語言程式來說明C語言的程式結(jié)構(gòu)。並且從本章開始，我們將實(shí)際撰寫每一個C語言範(fàn)例程式，在撰寫程式之前，我們必須先提醒讀者以下幾件事。 (1) 寫程式就和學(xué)數(shù)學(xué)一樣，必須親手練習(xí)，每當(dāng)讀者看完一個範(fàn)例之後，請自行動手將程式內(nèi)容一個字一個字的輸入到檔案中。並且詢問自己，本行程式的意義為何，是否可以略過以及改寫。除此之外，我們並不建議讀者強(qiáng)記各種指令敘述與語法細(xì)節(jié)，但由逐字輸入及練習(xí)撰寫程式的過程中，讀者將自然地記住這些指令敘述與語法。 (2) 寫程式就像是堆積木一樣，任何一個大型程式都是由小型程式、函式或程式區(qū)塊所組成，因此當(dāng)學(xué)習(xí)完畢本書所有範(fàn)例時，不必懼怕開發(fā)中大型程式的挑戰(zhàn)，閱讀本書完畢，您應(yīng)該具有開發(fā)1000行以上程式的能力。 【註】：開發(fā)有效率的大型程式尚須要配合軟體工程的理論以及系統(tǒng)分析的能力，此時您可能需要更多有關(guān)於這方面的訓(xùn)練。,3,大綱,2.1 最簡單的C程式範(fàn)例 2.2 註解（comment） 2.3 前置處理指令#include 2.4 C程式的進(jìn)入點(diǎn)main()函式 2.5 敘述（statement） 2.6 自由格式與空白字元 2.7 深入C語言的文法【補(bǔ)充】 2.8 本章回顧,4,下面是一個簡單的C程式範(fàn)列，請逐字將之輸入到.c的檔案中，慢慢培養(yǎng)屬於自己的程式風(fēng)格。（若您的IDE已經(jīng)幫您建立了某些預(yù)設(shè)內(nèi)容，請先將它刪除後再輸入。） 範(fàn)例2-1：ch2_01.c（檔案位於隨書光碟 ch02ch2_01.c）。,2.1 最簡單的C程式範(fàn)例,5,2.1 最簡單的C程式範(fàn)例,執(zhí)行結(jié)果： 範(fàn)例說明： 雖然範(fàn)例2-1是一個只有14行的C語言程式，但是卻說明了C程式的基本結(jié)構(gòu)如下，我們將分別加以說明。,歡迎使用C語言! 這是一個簡單的C程式. 請按任意鍵繼續(xù) . . .,6,2.1 最簡單的C程式範(fàn)例,圖2-1 C程式基本結(jié)構(gòu),7,2.2 註解（comment）,C的註解符號為/*.*/，在/*到*/之間的所有文字都將被編譯器忽略（事實(shí)上，註解將被前置處理器刪除後才輸入給編譯器），換句話說，沒有這些註解並不會影響程式的正確性。所以這些文字可以當(dāng)作說明該程式或程式片斷之用，善用註解文字將有助於日後維護(hù)程式時，快速了解程式功用。（在程式的任何地方都可以加入註解） 由於/*/具有換行功能，也就是可以將註解跨行描述，因此範(fàn)例2-1的註解可以改寫如下。,8,2.2 註解（comment）,【謬誤】： 由於/*/註解格式在編譯器中，會從第一個遇到的/*開始視為註解文字，直到遇到第一個*/為止，因此並不允許使用巢狀註解文字，例如下列的程式碼中，就犯了這個錯誤。 【C+】： C+提供了另一種單行註解符號/，凡是/之後的整行文字都會被視為註解。,錯誤的巢狀註解,9,在C語言中，前置處理指令是前面出現(xiàn)#符號的指令，嚴(yán)格說起來，前置處理指令並非C語言的指令，因?yàn)檫@些指令會在程式進(jìn)行編譯之前，先被前置處理器（preprocessor）置換成某些程式碼，因此前置處理指令又稱為假指令。在此，我們先說明#include這個前置處理指令，至於其他的前置處理指令，則留待後面章節(jié)中再做說明。 #include的功用在於引入標(biāo)頭檔，所謂標(biāo)頭檔就是放置某些已經(jīng)撰寫完成函式內(nèi)容的函式庫檔案，這些標(biāo)頭檔可能是由編譯器所提供，也可能是自行撰寫的函式庫。我們必須先引入標(biāo)頭檔，才可以使用標(biāo)頭檔內(nèi)所提供的函式。例如：stdio.h標(biāo)頭檔中定義了printf()與scanf()函式的內(nèi)容，stdlib.h標(biāo)頭檔中定義了system()函式的內(nèi)容。因此，若我們在程式中要使用這些函式的話，就必須使用#include 及#include 將這些函式庫檔案引入。,2.3 前置處理指令#include,10,2.3 前置處理指令#include,圖2-2 包含前置指令的編譯過程,11,2.3 前置處理指令#include,#include引入標(biāo)頭檔可分為下列兩種格式： #include xxx.h為C編譯器提供的標(biāo)頭檔，並且存放在編譯器內(nèi)定的目錄中，使用此種格式，前置處理器會自動到內(nèi)定目錄中找到標(biāo)頭檔。 【註】： 目前絕大部分的C編譯器都提供了ANSI C所規(guī)範(fàn)的標(biāo)頭檔及其函式，除此之外，某些編譯器還提供了一些特別的標(biāo)頭檔函式庫，不過我們並不建議使用這些非ANSI C的函式，否則將會降低程式的可攜性。下列是所有ANSI C所規(guī)範(fàn)的函式庫標(biāo)頭檔名稱及功能 。,12,2.3 前置處理指令#include,ANSI C函式庫 標(biāo)頭檔,13,【函式庫的功能】： 引入的函式庫會在前置處理時被載入，通常函式庫會記錄許多的函式，除此之外，函式庫也可能定義了某些符號常數(shù)，例如數(shù)學(xué)的無限大在電腦中根本無法完全實(shí)現(xiàn)，因此只能用可儲存的最大值來代表，例如INT_MAX代表在int資料型態(tài)下的最大值2147483647，而INT_MAX的定義也被包含在limits.h之中。,2.3 前置處理指令#include,14,2.3 前置處理指令#include,#include “ooo.h“ ooo.h不是編譯器提供的標(biāo)頭檔，所以程式設(shè)計(jì)師必須標(biāo)明該檔案所在目錄，以便前置處理器取得該檔案。 【解析與說明】： 大多數(shù)由編譯器所提供的標(biāo)頭檔，都會使用英文縮寫來表示該檔案所包含的函式庫類型，例如：math.h就是包含數(shù)學(xué)函式庫的標(biāo)頭檔，stdio.h就是包含標(biāo)準(zhǔn)輸出入（standard input and output）的標(biāo)頭檔，您最好根據(jù)此原則來命名自行撰寫的函式庫檔案，並於檔案內(nèi)註解該檔案各函式庫的功用及各引數(shù)的規(guī)定，以便日後自行使用或提供他人使用。,15,2.4 C程式的進(jìn)入點(diǎn)main()函式,C語言屬於模組化設(shè)計(jì)的一種語言，而C語言的模組則是以函式來加以表示。換句話說，C程式是由各個不同功能的函式所組成，並且函式與函式之間可以透過呼叫以及回傳值方式加以聯(lián)繫，一個函式的基本定義格式如下： 函式的基本格式為函式名稱()，由於函式可以於被呼叫時接受呼叫者傳入引數(shù)，因此這些引數(shù)必須在()內(nèi)加以宣告，而函式也可以回傳資料給呼叫者，所以我們也必須在函式名稱前面宣告回傳值的資料型態(tài)（關(guān)於資料型態(tài)請見第三章）。函式的內(nèi)容則是包含在與 之間。,函式回傳值型態(tài) 函式名稱(傳入引數(shù)) 函式內(nèi)容（敘述群） ,16,main()函式是命令列(Console Mode)C程式的進(jìn)入點(diǎn)，換句話說，當(dāng)我們在命令列式的作業(yè)系統(tǒng)中執(zhí)行由C所撰寫的應(yīng)用程式時，會先從main()函式開始執(zhí)行。 在範(fàn)例2-1中，我們將main函式宣告為main(void)，其中將void寫在()內(nèi)，代表該函式不接受傳入任何引數(shù)資料。若將之寫在函式名稱前，則代表該函式執(zhí)行完畢後不回傳任何資料，例如：void main()。大多數(shù)的編譯器都接受省略void的宣告語法（但可能會出現(xiàn)warning警告訊息），也就是當(dāng)省略宣告void時，自動判定為不接受傳入引數(shù)或函式不回傳資料。例如我們可以將範(fàn)例2-1的main函式定義改寫如下：,2.4 C程式的進(jìn)入點(diǎn)main()函式,main() . ,void main() . ,main(void) . ,void main(void) . ,17,除了上述的介紹之外，main函式還具有以下兩個特點(diǎn)： (1) 唯一性：在C函式中，任何函式都具有唯一性，main函式也是如此。 (2) 必要性：為了讓作業(yè)系統(tǒng)能夠找到程式進(jìn)入點(diǎn)，因此不可省略或缺少main函式。 【解析】：本書以命令列式的C語言程式為說明主體，也就是以純粹指令模式(console mode)下的C程式為主要說明對象，若在Windows或Mac OS上的C/C+程式，則由於作業(yè)系統(tǒng)上層還包含一層複雜架構(gòu)(Framework)，因此，如果要設(shè)計(jì)視窗程式，則必須遵循Framework的設(shè)計(jì)規(guī)範(fàn)，而這將改變C /C+程式的運(yùn)作規(guī)則，例如：Windows下的C /C+程式進(jìn)入點(diǎn)為WinMain( )函式。 【解析】：main函式的呼叫者為作業(yè)系統(tǒng)，因此範(fàn)例2-1的程式並不接受作業(yè)系統(tǒng)傳入引數(shù)，也不會回傳任何數(shù)值給作業(yè)系統(tǒng)。但有的時候作業(yè)系統(tǒng)會傳入引數(shù)給main函式，例如：我們撰寫一個可接受指定總球數(shù)及開獎球數(shù)的樂透程式，並將之編譯為lotto執(zhí)行檔，此時可以在作業(yè)提示符號後面輸入lotto 42 7，來要求該程式以最大號碼42號的基本條件開出7個隨機(jī)號碼（6個基本號+1個特別號）。這個時候，我們就必須在main的()中宣告所接受的引數(shù)資料型態(tài)了（詳見第7章）。,2.4 C程式的進(jìn)入點(diǎn)main()函式,18,C語言是模組化設(shè)計(jì)，並利用區(qū)塊來撰寫程式內(nèi)容，區(qū)塊的符號為，不論是函式、迴圈、決策都是使用區(qū)塊符號來包裝內(nèi)容。 而區(qū)塊內(nèi)容則是由敘述（statement） 所組成，每一個敘述後面必須加入; 做為結(jié)束。例如：範(fàn)例2-1中，main函式 內(nèi)容共有3個敘述，分別是 printf(“歡迎使用C語言!n“);、 printf(“這是一個簡單的C程式.n“); 及system(“pause“);。 前兩個敘述都是呼叫printf()函式， ()內(nèi)的字串則是傳入printf()函式的引數(shù)， 而printf()函式則已經(jīng)定義在標(biāo)頭檔中。 最後的敘述是呼叫system()函式，()內(nèi)的字串“pause“則是傳入system()函式的引數(shù)，代表要作業(yè)系統(tǒng)執(zhí)行pause指令，而system()則定義於標(biāo)頭檔中。執(zhí)行結(jié)果中的請按任意鍵繼續(xù) . . .其實(shí)就是執(zhí)行system(“pause“)的效果，它會等待使用者按下任意鍵之後才會繼續(xù)後面的動作，您可以開啟一個Dos環(huán)境，並且單獨(dú)輸入pause指令，看看會有什麼結(jié)果。,2.5 敘述（statement）,19,2.5 敘述（statement）,C語言的敘述除了函式呼叫之外，還有以下幾種類型，我們將在後面章節(jié)中加以說明： 算式敘述 (Expression Statement) 複合敘述 (Compound Statement) 選擇敘述 (Selection Statement) 迴圈敘述 (Iteration Statement) 標(biāo)籤敘述 (Labeled Statement) 跳躍敘述 (Jump Statement) 算式敘述的結(jié)束符號非常重要不可省略，因?yàn)榫幾g器將以;做為一般敘述的結(jié)束（也有例外，例如for迴圈敘述），而不是以換行符號做為算式敘述的結(jié)束。而在範(fàn)例2-1中，#include 沒有算式敘述結(jié)束符號，這是因?yàn)?include並非一個C算式敘述，而是前置處理指令，因此到了編譯階段時，並不存在該行程式碼。,20,2.6 自由格式與空白字元,C語言採用自由格式撰寫，換句話說，您可以去除程式中各敘述間的所有空白字元(spaces、tabs等等)及換行符號（carriage、return），編譯器仍會正確編譯程式，例如：您可以將範(fàn)例2-1中main的內(nèi)容改寫如下： 雖然省略空白字元以及換行符號能夠使得程式行數(shù)減少，但並不會加速程式的執(zhí)行效率，因?yàn)椴徽撌枪?fàn)例2-1的表示方法或上述表示方法，編譯器都將產(chǎn)生相同的輸出結(jié)果。不過上述的撰寫格式，則比範(fàn)例2-1更難以閱讀。因此，為了日後維護(hù)的方便，強(qiáng)烈建議讀者應(yīng)該培養(yǎng)程式碼縮排及適當(dāng)換行的習(xí)慣。,21,2.6 自由格式與空白字元,【解析】： “內(nèi)的空白字元則不會被編譯器忽略，因?yàn)椤霸贑語言中，是用來表示字串。 【常見的錯誤】： C程式和Unix/Linux作業(yè)系統(tǒng)一樣，對於字元的大小寫是有所區(qū)別的，因此您不能將main(void)改寫為Main(void)或MAIN(VOID)。,22,2.7 深入C語言的文法【補(bǔ)充】,C語言程式基本上仍舊是一個純文字檔案，因此是由眾多字元所構(gòu)成，這些字元將會被編譯器的掃描程式分割為句元(Token)。這些句元可能代表的是關(guān)鍵字、保留字、識別字、運(yùn)算子、變數(shù)名稱或資料值。 眾多句元又可以組合成敘述(statement)，敘述的結(jié)尾則是;。而眾多的敘述則成為函式內(nèi)容。編譯器的剖析程式(parser)會針對C程式的敘述是否符合C語言的文法(Grammar)加以判斷，若不符合文法，則會產(chǎn)生錯誤訊息。 至於ANSI C語言的文法則列於附錄E中，它使用特殊的描述語法來表示，對於初次接觸程式語言的讀者來說，並不容易理解，因此，我們將在後面章節(jié)中，使用比較容易理解的格式來解說這些語法，讀者可以於學(xué)習(xí)完C語言後再回頭來看完整的C語言文法。,23,在本章中，我們學(xué)習(xí)到C程式的基本結(jié)構(gòu)。本章所學(xué)習(xí)到的內(nèi)容如下： (1) C程式的基本結(jié)構(gòu)包含3大部分： 程式註解、前置處理指令、函式及敘述 (2) 在C程式中，可使用/*/做為註解符號。 (3) 純文字模式的C程式進(jìn)入點(diǎn)為 main( )函式。 (4) 一般敘述以;做結(jié)尾。 (5) C語言的輸出函式printf( )的簡單使用方法如下（我們