《新編C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程》課件第1章

第1章C語(yǔ)言基礎(chǔ)1.1C語(yǔ)言概述1.2基本語(yǔ)法成份1.3C語(yǔ)言程序的結(jié)構(gòu)1.4C語(yǔ)言程序的實(shí)現(xiàn)1.1C語(yǔ)言概述1.1.1C語(yǔ)言的產(chǎn)生與發(fā)展1.C語(yǔ)言的產(chǎn)生

C語(yǔ)言于1972年～1973年間,誕生于美國(guó)的貝爾實(shí)驗(yàn)室,由Denis.M.Ritchie創(chuàng)建。

C語(yǔ)言的產(chǎn)生基于兩個(gè)方面的需要。一是為滿足UNIX操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的需要。UNIX操作系統(tǒng)是一個(gè)通用的、復(fù)雜的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。二是為拉近高級(jí)語(yǔ)言與硬件之間距離的需要。C語(yǔ)言集高級(jí)語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言優(yōu)點(diǎn)于一身。

C語(yǔ)言面對(duì)實(shí)際應(yīng)用的需要而產(chǎn)生,直至今日仍不改初衷。2.C語(yǔ)言的發(fā)展1960年出現(xiàn)的ALGOL語(yǔ)言是一種面向問(wèn)題的高級(jí)語(yǔ)言，遠(yuǎn)離硬件，不適于開(kāi)發(fā)系統(tǒng)軟件。1963年，英國(guó)劍橋大學(xué)推出CPL語(yǔ)言，CPL語(yǔ)言比ALGOL語(yǔ)言更接近硬件一些，但規(guī)模較大，難以實(shí)現(xiàn)。1969年，劍橋大學(xué)的MartinRichards對(duì)CPL語(yǔ)言進(jìn)行簡(jiǎn)化，推出BCPL語(yǔ)言。1970年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的KenThompson為DEC公司的PDP-7計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的一種早期UNIX操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一種類BCPL語(yǔ)言，稱為B語(yǔ)言。B語(yǔ)言規(guī)模小，接近硬件，1971年在PDP-11計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。BCPL語(yǔ)言和B語(yǔ)言都是無(wú)類型的語(yǔ)言，過(guò)于簡(jiǎn)單，功能有限。1972年～1973年間，貝爾實(shí)驗(yàn)室的D.M.Ritchie在保留B語(yǔ)言優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建了C語(yǔ)言。1973年，UNIX操作系統(tǒng)被用C語(yǔ)言改寫(xiě)，稱為UNIX第五版。最初的C語(yǔ)言只是一種UNIX操作系統(tǒng)的工作語(yǔ)言，依附于UNIX系統(tǒng)，主要在貝爾實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部使用。UNIX以后的第六版、第七版、SYSTEMⅢ和SYSTEMⅤ都是在第五版的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。這期間C語(yǔ)言也被多次改進(jìn)。1975年，UNIX的第六版公布，C語(yǔ)言開(kāi)始受到人們的普遍關(guān)注。UNIX操作系統(tǒng)的廣泛使用，促進(jìn)了C語(yǔ)言的迅速發(fā)展與普及，C語(yǔ)言的發(fā)展與普及反過(guò)來(lái)又促進(jìn)了UNIX操作系統(tǒng)的推廣。1978年，出現(xiàn)了獨(dú)立于UNIX和PDP計(jì)算機(jī)的C語(yǔ)言，從此C語(yǔ)言被迅速移植到大、中、小型與微型機(jī)上。當(dāng)年，B.W.Kernighan和D.M.Ritchie以UNIX第七版的C編譯程序?yàn)榛A(chǔ)，出版了影響深遠(yuǎn)的名著《TheCProgrammingLanguage》。

C++語(yǔ)言是C語(yǔ)言發(fā)展的新階段，是一種更好的C語(yǔ)言，是應(yīng)用廣泛的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言。目前，C語(yǔ)言已經(jīng)發(fā)展成為迄今為止最流行的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。

3.C語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)與方言

C語(yǔ)言的廣泛應(yīng)用還是在不同的開(kāi)發(fā)團(tuán)體之間出現(xiàn)了問(wèn)題，各機(jī)構(gòu)推出了自己的C語(yǔ)言版本，某些執(zhí)行過(guò)程的微小差別卻不時(shí)引起C程序之間的不兼容。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ANSI)從1983年開(kāi)始經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)五年的努力，制定了C語(yǔ)言的新標(biāo)準(zhǔn)——ANSIC。現(xiàn)在提及C語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)都是指新標(biāo)準(zhǔn)。ANSIC比原標(biāo)準(zhǔn)C有很大的發(fā)展，解決了經(jīng)典定義中的二義性，給出了C語(yǔ)言的新特點(diǎn)。Kernighan和Ritchie也以新標(biāo)準(zhǔn)改寫(xiě)了他們的經(jīng)典著作。任何C程序都必須遵循ANSIC標(biāo)準(zhǔn)，本教材的主體也以ANSIC作為基礎(chǔ)。1.1.2C語(yǔ)言的特點(diǎn)

（1）C語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、緊湊,壓縮了一切不必要的成份。

(2)C語(yǔ)言運(yùn)算豐富,將括號(hào)、賦值、強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換、取變量地址等都以運(yùn)算實(shí)現(xiàn)。

(3)C語(yǔ)言數(shù)據(jù)類型豐富,具有現(xiàn)代語(yǔ)言的各種數(shù)據(jù)類型;用戶能擴(kuò)充數(shù)據(jù)類型,能夠?qū)崿F(xiàn)各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),完成各種問(wèn)題的數(shù)據(jù)描述。

(4)C語(yǔ)言是一種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,具有結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言所要求的三種基本結(jié)構(gòu)。(5)C語(yǔ)言是高級(jí)語(yǔ)言中的低級(jí)語(yǔ)言。C語(yǔ)言允許直接訪問(wèn)物理地址,能進(jìn)行位運(yùn)算，能實(shí)現(xiàn)匯編語(yǔ)言的大部分功能，能直接對(duì)硬件進(jìn)行操作。

(6)C語(yǔ)言提供編譯預(yù)處理機(jī)制，有利于大程序的編寫(xiě)和調(diào)試。

(7)C語(yǔ)言編譯系統(tǒng)小，生成的目標(biāo)代碼質(zhì)量高，程序的執(zhí)行效率高。

(8)C語(yǔ)言的輸入和輸出功能用庫(kù)函數(shù)實(shí)現(xiàn)，編寫(xiě)的程序移植性好。

(9)C語(yǔ)言語(yǔ)法限制不太嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)自由度大，對(duì)程序員要求較高。1.2基本語(yǔ)法成份1.2.1字符集

字符是可以區(qū)分的最小符號(hào),構(gòu)成程序的原始基礎(chǔ)。C語(yǔ)言字符集是ASCII字符集的一個(gè)子集,包括英文字母、數(shù)字及特殊字符:

·

英文字母：a～z和A～Z

·

數(shù)字：0～9

·

特殊字符：空格?。?^&*－-+=～<>/\｜．,:;？′″()［］{}

由字符集中的字符可以構(gòu)成C語(yǔ)言進(jìn)一步的語(yǔ)法成份,如標(biāo)識(shí)符、關(guān)鍵字、特殊的運(yùn)算符等。1.2.2標(biāo)識(shí)符

標(biāo)識(shí)符在程序中用來(lái)標(biāo)識(shí)各種程序成份,命名程序中的一些實(shí)體,如變量、常量、函數(shù)、類型、標(biāo)號(hào)等對(duì)象的名字。

C語(yǔ)言規(guī)定,標(biāo)識(shí)符必須以英文字母或下劃線開(kāi)頭,是字母、數(shù)字、下劃線的序列。以下是合法的標(biāo)識(shí)符:i，j，k，x，c，a1，a2，op，y_1，zhou_prg，radius，prime，program，sort，max，min，prg_1，cout，sun，day

以下是不合法的標(biāo)識(shí)符：

a.1，1computer，x+y，!abc，99999，$100，π，3cC語(yǔ)言中的標(biāo)識(shí)符嚴(yán)格區(qū)分字母的大小寫(xiě)，標(biāo)識(shí)符abc與標(biāo)識(shí)符ABC是不同的標(biāo)識(shí)符。習(xí)慣上，符號(hào)常量用大寫(xiě)字母表示，變量名稱用小寫(xiě)字母表示。標(biāo)準(zhǔn)C中，標(biāo)識(shí)符的長(zhǎng)度可以任意，一般有效長(zhǎng)度為8個(gè)字符，TurboC中標(biāo)識(shí)符最大長(zhǎng)度為32個(gè)字符。

標(biāo)識(shí)符取名時(shí)不能與關(guān)鍵字同名，也不要與系統(tǒng)預(yù)先定義的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)符(如標(biāo)準(zhǔn)函數(shù))同名。系統(tǒng)使用的一些內(nèi)部標(biāo)識(shí)符往往以下劃線開(kāi)頭，為避免與系統(tǒng)使用的內(nèi)部標(biāo)識(shí)符發(fā)生沖突，用戶定義的標(biāo)識(shí)符一般也不要用下劃線開(kāi)頭。標(biāo)識(shí)符的名稱一般選用相應(yīng)的英文單詞或拼音形式縮寫(xiě)，盡量不要使用簡(jiǎn)單代數(shù)符號(hào)，如a、b、c、x、y、z等。最好能“見(jiàn)名知義”，以提高程序的可讀性。標(biāo)識(shí)符大多數(shù)采用“匈牙利”表示法，即每個(gè)單詞第一個(gè)字母大寫(xiě)，如StudentName、YearMonthDate。由系統(tǒng)預(yù)先定義的標(biāo)識(shí)符稱為標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)符，由用戶定義的標(biāo)識(shí)符稱為自定義標(biāo)識(shí)符。程序設(shè)計(jì)中往往需根據(jù)實(shí)際需要定義大量的標(biāo)識(shí)符。標(biāo)識(shí)符必須先定義，后使用。1.2.3關(guān)鍵字

關(guān)鍵字又稱為保留字,由系統(tǒng)提供,用以表示特定的語(yǔ)法成份,如類型名稱int、float,語(yǔ)句特征if、switch、while,運(yùn)算符號(hào)sizeof等,是構(gòu)成C語(yǔ)言的語(yǔ)法基礎(chǔ)。常見(jiàn)關(guān)鍵字有31個(gè),參見(jiàn)附錄A。關(guān)鍵字有特定的語(yǔ)法含義,不允許用戶重新定義。關(guān)鍵字在程序中像國(guó)家的名字一樣,絕對(duì)不能拼錯(cuò)。1.2.4運(yùn)算符運(yùn)算符實(shí)際上可以認(rèn)為是系統(tǒng)定義的函數(shù)名字，這些函數(shù)作用于運(yùn)算對(duì)象，得到一個(gè)結(jié)果值。運(yùn)算符通常由1個(gè)或多個(gè)字符構(gòu)成。C語(yǔ)言沿用了大量的常規(guī)運(yùn)算符，如加法運(yùn)算符“+”、減法運(yùn)算符“?”、地址運(yùn)算符“&”、大于運(yùn)算符“>”、不等運(yùn)算符“!=”、邏輯與運(yùn)算符“&&”、條件運(yùn)算符“?:”、點(diǎn)運(yùn)算符“.”、字節(jié)數(shù)運(yùn)算符“sizeof”等。根據(jù)運(yùn)算對(duì)象的個(gè)數(shù)不同，可分為單目運(yùn)算符、雙目運(yùn)算符和三目運(yùn)算符，又稱為一元運(yùn)算符、二元運(yùn)算符和三元運(yùn)算符。1.3C程序的結(jié)構(gòu)例1-1

在屏幕上輸出“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”。/*程序1-1,輸出″C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)″*/＃include″stdio.h″main(){printf（″C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)″）;}運(yùn)行結(jié)果:C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)例1–2

求兩個(gè)整數(shù)之和。

/*程序1-2,求兩個(gè)整數(shù)之和*/

＃include″stdio.h″main(){inta,b;intsum;printf（″請(qǐng)輸入兩個(gè)整數(shù)a,b:″）;scanf（″%d,%d″,&a,&b）;sum=a+b;printf（″和=%d\n″,sum）;}輸入數(shù)據(jù):1999,5運(yùn)行結(jié)果:和=2004例1-3

求兩個(gè)數(shù)的最大值。

/*程序1-3,求兩個(gè)數(shù)的最大值*/

＃include″stdio.h″floatmax（x,y）/*求最大值函數(shù)*/floatx,y;{floatt;if（x>y）t=x;elset=y;return(t);}main() /*主函數(shù)*/{floata,b;floatm;printf（″請(qǐng)輸入兩個(gè)數(shù):″）;scanf（″%f,%f″,&a,&b）;m=max（a,b）;/*調(diào)用求最大值的函數(shù)*/printf(″最大值=%6.2f\n″,m);}輸入數(shù)據(jù):12.1,3.45運(yùn)行結(jié)果:最大值=12.101.3.1C程序的結(jié)構(gòu)

1．函數(shù)

(1)?C語(yǔ)言程序由若干函數(shù)組成。①必須有一個(gè)且只能有一個(gè)主函數(shù)main(?)，主函數(shù)的名字為main。②可以是系統(tǒng)預(yù)定義的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，如scanf函數(shù)、printf函數(shù)等，參見(jiàn)附錄C。③大多數(shù)函數(shù)由程序員根據(jù)實(shí)際問(wèn)題的需要進(jìn)行定義，函數(shù)之間是平行的關(guān)系?；诖?，C語(yǔ)言被稱為函數(shù)式語(yǔ)言。(2)函數(shù)由函數(shù)頭（函數(shù)的說(shuō)明部分）與函數(shù)體（函數(shù)的語(yǔ)句部分）兩部分組成。①函數(shù)頭給出函數(shù)的特征描述,包括函數(shù)的屬性、類型、名字、參數(shù)及參數(shù)類型。如例1-3中的求最大值函數(shù)的函數(shù)頭:floatmax（x,y）

floatx,y; /*函數(shù)屬性缺省,函數(shù)類型實(shí)型,函數(shù)名字max,函數(shù)參數(shù)x,y,實(shí)型*/②函數(shù)體給出函數(shù)功能實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)描述和操作描述,是程序中用花括號(hào)括起的若干語(yǔ)句。如例1-1中的函數(shù)體:{printf（″C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)″）;}例1-3中求兩個(gè)數(shù)的最大值函數(shù)max的函數(shù)體：{floatt；

if(x>y)t=x；

elset=y；

return(t)；}函數(shù)體可以為空，可以沒(méi)有數(shù)據(jù)描述部分。由此可以給出理論上最小的C語(yǔ)言程序：

main(?){}2.語(yǔ)句

(1)語(yǔ)句是組成程序的基本單位,函數(shù)功能的實(shí)現(xiàn)由若干條語(yǔ)句完成。說(shuō)明性語(yǔ)句完成數(shù)據(jù)描述,執(zhí)行性語(yǔ)句完成操作描述。

(2)語(yǔ)句由若干關(guān)鍵字加以標(biāo)識(shí),如if－else語(yǔ)句、do－while語(yǔ)句等。

(3)C語(yǔ)言本身沒(méi)有輸入／輸出語(yǔ)句,C語(yǔ)言的輸入／輸出操作由scanf函數(shù)和printf函數(shù)等庫(kù)函數(shù)完成。

(4)C語(yǔ)言語(yǔ)句必須以分號(hào)結(jié)束。3.其它

1)預(yù)處理命令

C程序開(kāi)始往往含有以“?！遍_(kāi)頭的命令,它們是預(yù)處理命令。如例1-1中＃include″stdio.h″,用以指明包含文件。

2)程序注釋在程序中還有以“/*”開(kāi)始,以“*/”結(jié)束的內(nèi)容,它們是程序中的注釋部分,用以幫助閱讀程序。1.3.2C程序的書(shū)寫(xiě)(1)一行一般寫(xiě)一條語(yǔ)句。當(dāng)然一行可以寫(xiě)多條語(yǔ)句,一條語(yǔ)句也可以寫(xiě)在多行上。

(2)整個(gè)程序采用緊縮格式書(shū)寫(xiě)。表示同一層次的語(yǔ)句行對(duì)齊,縮進(jìn)同樣多的字符位置。如循環(huán)體中的語(yǔ)句要縮進(jìn)對(duì)齊,選擇體中的語(yǔ)句要縮進(jìn)對(duì)齊。

(3)花括號(hào)的書(shū)寫(xiě)方法較多,本書(shū)采用花括號(hào)對(duì)齊的書(shū)寫(xiě)方式,左邊花括號(hào)處于第一條語(yǔ)句的開(kāi)始位置，右邊花括號(hào)獨(dú)占一行,與左邊花括號(hào)對(duì)齊。

(4)在程序中恰當(dāng)?shù)厥褂每招?，分隔程序中的語(yǔ)句塊,增加程序的可讀性。1.4C程序的實(shí)現(xiàn)1.4.1實(shí)現(xiàn)步驟C程序在計(jì)算機(jī)上的實(shí)現(xiàn)與其它高級(jí)語(yǔ)言程序的實(shí)現(xiàn)一樣,一般要經(jīng)過(guò)編輯、編譯、連接、運(yùn)行四個(gè)步驟，如圖1-1所示。圖1-11.4.2程序的執(zhí)行C程序的執(zhí)行總是從主函數(shù)main()開(kāi)始,不管主函數(shù)在程序中什么位置。其它函數(shù)通過(guò)被調(diào)用執(zhí)行。函數(shù)中的語(yǔ)句依先后順序執(zhí)行,除非改變了程序的執(zhí)行流程。1.4.3TURBOC上機(jī)操作1．啟動(dòng)TurboC

只需執(zhí)行TC.EXE文件，即可啟動(dòng)TurboC，進(jìn)入TurboC的操作界面。

TC是DOS程序，現(xiàn)在一般運(yùn)行在Windows下的DOS環(huán)境。如需使用中文，還需先將計(jì)算機(jī)置于中文操作系統(tǒng)管理下。用TC加源程序文件名可快速啟動(dòng)TurboC，立即進(jìn)入編輯操作。2.TURBOC操作界面圖1-2TurboC的主操作界面1)主操作界面

TurboC主操作界面由主菜單區(qū)、編輯窗口區(qū)、信息窗口區(qū)及熱鍵區(qū)四部分組成。

TurboC的操作采用菜單驅(qū)動(dòng)，主菜單包括File(文件操作)、Edit(編輯操作)、Run(運(yùn)行操作)、Complie(編譯操作)、Project(工程文件)、Options(編譯選擇)及Debug(跟蹤排錯(cuò))各項(xiàng)。熱鍵區(qū)提供常用操作的快速功能鍵方式，如F1(幫助)、F2(保存文件)、F3(裝入文件)、F5(縮放窗口)、F6(切換窗口)、Alt+F5(用戶屏幕)、Alt+X(退出TurboC)等。2)主窗口當(dāng)前操作窗口為主窗口（工作窗口）,主窗口為雙線框表示,按F6可切換主窗口,按F5可縮放主窗口。

3)菜單選擇方式一:按F10進(jìn)入主菜單區(qū),通過(guò)菜單項(xiàng)的大寫(xiě)字母選擇相應(yīng)菜單項(xiàng),或通過(guò)光標(biāo)控制鍵（→、←、↑、↓）移動(dòng)高亮度光棒至相應(yīng)菜單項(xiàng),按回車(chē)選擇相應(yīng)菜單項(xiàng)。方式二:用熱鍵ALT加相應(yīng)菜單項(xiàng)的大寫(xiě)字母,選擇相應(yīng)菜單項(xiàng)。對(duì)子菜單項(xiàng)的選擇,操作方法類似。3.編輯

編輯在編輯窗口中進(jìn)行,有多種方式進(jìn)入編輯環(huán)境:

方式一:選擇Edit項(xiàng)。方式二:選擇File項(xiàng)的子項(xiàng)New,用于編輯新程序。方式三:選擇File項(xiàng)的子項(xiàng)Load,裝入要修改的程序,用于修改程序。方式四:啟動(dòng)時(shí)采用快速啟動(dòng)方式。

TURBOC的編輯操作是Wordstar、WPS等字處理軟件編輯操作的子集,它與Wordstar、WPS的編輯操作完全類似。

4.編譯

TURBOC將編譯、連接一道完成。按熱鍵F9或選擇Compile項(xiàng)進(jìn)入編譯。編譯時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤,返回編輯步驟，修改程序后,再編譯程序。

5.運(yùn)行