《程序設(shè)計(jì)與C語言》課件第2章

第2章C程序簡介2.1C語言的歷史及其特點(diǎn)2.2C程序示例2.3printf和scanf的一般使用2.4C程序的運(yùn)行習(xí)題22.1C語言的歷史及其特點(diǎn)

C語言是從BCPL(BasicCombinedProgrammingLanguage)語言和B(取BCPL的第一個(gè)字母)語言的基礎(chǔ)上演化而來的。BCPL和B語言最初都是為編寫操作系統(tǒng)軟件和編譯器而開發(fā)的語言，它們都是“數(shù)據(jù)無類型”語言，即每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)都占用內(nèi)存中的一個(gè)字，處理具體數(shù)據(jù)項(xiàng)的責(zé)任是由程序員來承擔(dān)的。貝爾實(shí)驗(yàn)室在B語言的基礎(chǔ)上開發(fā)出的C語言，最初是用來編寫Unix操作系統(tǒng)的。但由于C語言具有嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，與具體硬件無關(guān)及其他許多優(yōu)點(diǎn)，使它的應(yīng)用很快就超越了貝爾實(shí)驗(yàn)室的范圍，迅速地在全球傳播。C語言之所以備受青睞，是和它具有的許多優(yōu)點(diǎn)分不開的。這些優(yōu)點(diǎn)主要有：

(1)豐富的數(shù)據(jù)類型。它不僅有基本類型，而且還有構(gòu)造類型、指針類型等，能用來實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

(2)豐富的運(yùn)算符。C語言運(yùn)算符相當(dāng)多，許多操作都可以用運(yùn)算符表示。由運(yùn)算符和運(yùn)算對象可以組成表達(dá)式，因而C語言中表達(dá)式的類型也是相當(dāng)豐富的。

(3)具有結(jié)構(gòu)化的控制語句。三種類型的結(jié)構(gòu)化控制在C語言中都有相應(yīng)的語句加以體現(xiàn)，因此可以用C語言進(jìn)行結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)。C語言還以函數(shù)作為程序的基本單位，便于實(shí)現(xiàn)程序的模塊化。

(4)具有位(bit)操作的功能，可以直接對硬件進(jìn)行操作。這使得C語言既具有高級語言的所有優(yōu)點(diǎn)，又具有低級語言的許多功能，成為所謂的“中間語言”。用C語言編寫的程序質(zhì)量好，目標(biāo)代碼執(zhí)行的效率高。

(5)C語言簡潔緊湊。它只有32個(gè)關(guān)鍵字和9種控制語句，而且書寫形式自由，所以C語言入門比較容易。正因?yàn)镃語言具有諸多優(yōu)點(diǎn)，它才能夠風(fēng)靡全球，成為世界上應(yīng)用最廣泛的幾種計(jì)算機(jī)語言之一。它不僅可用于編寫系統(tǒng)軟件，而且也可以用于編寫應(yīng)用軟件。2.2C程序示例

C語言所用的表述方式對沒有編過計(jì)算機(jī)程序的人來說可能是陌生的，因此我們先通過一些簡單的例子來初識C語言。

【例2-1】打印一行文本。＃include<stdio.h>main(){printf(″WelcometoC!＼n″);return0;}運(yùn)行輸出：WelcometoC!

C語言程序是由函數(shù)組成的，任何C程序都有且只有一個(gè)主函數(shù)main()，它是程序的入口，也是程序的出口。函數(shù)的內(nèi)容(稱為函數(shù)體)由一對花括號括起來。本程序只有一條輸出語句，其中，printf是函數(shù)名，圓括號中用雙引號引起來的字符串是它的參數(shù)。該函數(shù)的功能是把這個(gè)字符串打印出來。圓括號后面的分號是語句的標(biāo)志，任何語句都必須以分號結(jié)束。字符串中的“＼n”是一個(gè)不可顯示的字符，輸出時(shí)看不見，它是個(gè)控制字符，控制換行。因此一個(gè)printf語句可以把一個(gè)字符串分多行輸出，而多個(gè)printf語句也可以只輸出在一行上。如語句

printf(″China＼nBeijing＼nTiananmen＼n″)；的輸出為ChinaBeijingTiananmen這就是由于＼n的控制作用產(chǎn)生的結(jié)果。下列三個(gè)語句printf(″China″);printf(″Beijing″);printf(″Tiananmen″)；的輸出為ChinaBeijingTiananmen因?yàn)樽址袩o“＼n”控制符，所以在用printf輸出一個(gè)字符串后并不換行，下一個(gè)printf語句就跟著在同一行輸出。

【例2-2】求兩個(gè)整數(shù)的和。＃include<stdio.h>main(){intint1,int2,sum;printf(″Inputaninteger＼n″);scanf(″%d″,&int1);printf(″Inputanotherinteger＼n″);scanf(″%d″,&int2);sum=int1+int2;printf(″sum=%d＼n″,sum);return0;}在main函數(shù)體中的第一行

intint1,int2,sum;是一條聲明語句，其作用是定義變量。變量是內(nèi)存中的存儲(chǔ)單元，它能夠存儲(chǔ)供程序使用的值。所有的變量在使用之前都必須先定義，定義的方法是在一個(gè)類型名后面寫上變量名。這里的“int”是類型名，代表整數(shù)類型，它規(guī)定后面的變量都是整數(shù)類型，因此int1,int2和sum是三個(gè)整型變量。語句

printf(″Inputaninteger＼n″)；執(zhí)行后會(huì)在屏幕上打印出“Inputaninteger”并把光標(biāo)定位在下一行的開始位置。這條語句的作用是提示用戶采取指定的動(dòng)作。語句

scanf(″%d″,&int1)；是用函數(shù)scanf讀取用戶輸入的值。scanf函數(shù)用于讀取來自標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備(通常是鍵盤)的內(nèi)容。上述scanf函數(shù)有兩個(gè)參數(shù)：″%d″和&int1。第一個(gè)參數(shù)稱為格式控制串(formatcontolstring)，指示用戶應(yīng)該輸入的數(shù)據(jù)類型，其中的轉(zhuǎn)換說明符(conversionspecifier)“%d”說明輸入的數(shù)據(jù)應(yīng)該是一個(gè)整數(shù)。第二個(gè)參數(shù)以“&”開頭，在C語言中，&稱為地址運(yùn)算符。&和int1連用是把存儲(chǔ)int1的地址告訴scanf函數(shù)，則計(jì)算機(jī)就把int1的值存儲(chǔ)到這個(gè)地址單元。初學(xué)者和使用慣其他不需要這種表示方法的程序設(shè)計(jì)語言的程序員經(jīng)常把&用錯(cuò)(最常見的錯(cuò)誤是丟掉&)?，F(xiàn)在只要記住scanf語句中每個(gè)變量名的前面都加上一個(gè)&即可(指針變量等例外情況以后會(huì)提到)。執(zhí)行這兩個(gè)語句時(shí)，屏幕上會(huì)提示你輸入一個(gè)整數(shù)，且光標(biāo)在閃動(dòng)，當(dāng)你輸入一個(gè)整數(shù)并按回車之后，輸入的整數(shù)就被存到變量int1之中。語句

sum=int1+int2;是一個(gè)賦值語句，它的作用是首先計(jì)算“=”右邊的表達(dá)式，再把計(jì)算結(jié)果賦給左邊的變量?！?”是個(gè)賦值號，不是等號，C語言中等號有另外的表示形式。C語言中大多數(shù)計(jì)算都是用賦值語句完成的。語句

printf(″sum=%d＼n″,sum);在屏幕上打印出“sum=”和變量sum的內(nèi)容。這里printf函數(shù)有兩個(gè)參數(shù)：第一個(gè)參數(shù)“sum=%d＼n”是格式控制串，其中包含直接顯示的字符“sum=”和指示打印整數(shù)的轉(zhuǎn)換說明符“%d”；第二個(gè)參數(shù)sum代表要打印的值。語句

return0;是一個(gè)返回語句。這里是把整數(shù)0傳送給運(yùn)行該程序的操作系統(tǒng)環(huán)境，其作用是把程序成功執(zhí)行完畢這一消息通知給操作系統(tǒng)，標(biāo)志著程序的終止。該程序的運(yùn)行結(jié)果：

Inputaninteger 8↙ Inputanotherinteger 7↙ sum=15

【例2-3】求半徑為r的圓的面積。/*calculatingtheareaofacircle*/＃include<stdio.h>＃definePI3.14main(){floatr,area;printf(″Inputr=?＼n″);scanf(″%f″,&r);area=PI*r*r;printf(″Thearea=%f＼n″,area);return0;}運(yùn)行輸出：

Inputr=? 7.1↙ Thearea=158.2874在這個(gè)程序中出現(xiàn)了一些新的東西。

/*calculatingtheareaofacircle*/稱為注解，說明該程序的作用。C語言中注解用“/*”和“*/”括起來，編譯時(shí)不予處理。第二行的 ＃include<stdio.h>是一條預(yù)處理指令。在源程序被編譯之前，凡由“＃”開頭的代碼都先由預(yù)處理程序進(jìn)行處理。上述的代碼行是通知預(yù)處理程序把標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出頭文件(stdio.h)中的內(nèi)容包括到程序中。頭文件stdio.h不僅包含了編譯程序在編譯標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出庫函數(shù)(如printf、scanf等)時(shí)要用到的信息，還包含了確定對庫函數(shù)的調(diào)用是否正確的信息。 ＃definePI3.14是一條宏定義指令，也是由預(yù)處理程序處理的。其作用是定義一個(gè)常量標(biāo)識符“PI”，在程序中以它代替3.14，這樣做的目的是增加程序的可讀性與可移植性。語句

floatr,area;中的“float”是數(shù)據(jù)類型名，稱為浮點(diǎn)型或?qū)嵭?，?guī)定其后的變量可以取小數(shù)值。

【例2-4】用函數(shù)計(jì)算兩個(gè)整數(shù)的最大值。＃include<stdio.h>main(){inta,b,c;intmax(int,int);printf(″Input2integers＼n″);scanf(″%d%d″,&a,&b);c=max(a,b);printf(″max=%d＼n″,c);return0;}intmax(intx,inty){intz;if(x>y)z=x;elsez=y;returnz;}運(yùn)行輸出：Input2integers812↙max=12這個(gè)程序中除主函數(shù)main外，又定義了一個(gè)max函數(shù)。其中： intmax(intx,inty)稱為函數(shù)頭，max為函數(shù)名，前面的int為函數(shù)返回值的類型，圓括號中的x、y稱為參數(shù)，它們前面的int規(guī)定了參數(shù)的類型。在max函數(shù)體中，語句

intz;定義了一個(gè)臨時(shí)工作變量，它只在這個(gè)函數(shù)中使用，其作用是接收x、y中的最大者，最后返回給調(diào)用函數(shù)。if(x>y)z=x;elsez=y;是一個(gè)完整的if語句，不要認(rèn)為是兩個(gè)語句。這是一個(gè)雙分支語句，首先判斷x是否大于y，如結(jié)果為真，則把x賦給z，否則把y賦給z。函數(shù)max頭中的x、y稱為形式參數(shù)，其本身并沒有值，只有在調(diào)用max函數(shù)時(shí)由調(diào)用者提供值，調(diào)用者提供的值稱為實(shí)在參數(shù)。這里調(diào)用max函數(shù)的調(diào)用者是main函數(shù)，它所提供的實(shí)在參數(shù)是a,b。a和b都是在主函數(shù)中從鍵盤輸入的值。調(diào)用和返回的關(guān)系是： main函數(shù)abc↓↓↑

max函數(shù)xyz在main函數(shù)體中的第二個(gè)語句 intmax(int,int)；稱為函數(shù)聲明。函數(shù)聲明指明函數(shù)名、函數(shù)返回值的類型、函數(shù)的參數(shù)個(gè)數(shù)及每個(gè)參數(shù)的類型，這里可以不出現(xiàn)參數(shù)名，只用類型名即可。因?yàn)閙ax函數(shù)的完整定義出現(xiàn)在main函數(shù)之后，在main函數(shù)體中使用max時(shí)還不知它為何物，因此必須預(yù)先聲明max函數(shù)的性質(zhì)，才能使用它。2.3printf和scanf的一般使用在前面的例子中，我們已經(jīng)用scanf函數(shù)和printf函數(shù)進(jìn)行了輸入/輸出。這兩個(gè)函數(shù)是由系統(tǒng)提供的內(nèi)部函數(shù)，它們的聲明包含在頭文件stdio.h中，因此在使用它們之前必須在程序首部增加“＃include<stdio.h>”這條預(yù)處理命令。本節(jié)先對這兩個(gè)函數(shù)作一個(gè)簡要的介紹，更詳細(xì)的內(nèi)容在后面章節(jié)中討論。

1.printf函數(shù)

printf函數(shù)的功能是按照指定的格式控制把相應(yīng)的參數(shù)值在標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備上(通常是終端)顯示出來。printf函數(shù)的一般使用格式是：

printf(格式控制串，參數(shù)1，參數(shù)2，…)；其參數(shù)的個(gè)數(shù)是可變的，例如：

printf(″a=%d***b=%d***max=%d＼n″,a,b,max)；printf函數(shù)中有4個(gè)參數(shù)，第一個(gè)參數(shù)為格式控制串，后三個(gè)參數(shù)a、b、max為要輸出的值。格式控制串中有兩類字符，一類是轉(zhuǎn)換說明符，另一類是非轉(zhuǎn)換說明符。對非轉(zhuǎn)換說明符均按原樣輸出，而每一個(gè)轉(zhuǎn)換說明符都要和后面的一個(gè)參數(shù)相對應(yīng)，才能發(fā)揮它的作用；反之，后面每一個(gè)要輸出值的參數(shù)必須在前面的格式控制串中有一個(gè)轉(zhuǎn)換說明符對它加以限制才能輸出。因此上面語句的輸出是(設(shè)a為8，b為12，max為其最大者)：

a=8***b=12***max=12轉(zhuǎn)換說明符由百分號“%”和控制字符構(gòu)成。我們已見過的控制字符有“d”(代表十進(jìn)制整數(shù))、“f”(代表實(shí)數(shù))，當(dāng)然還有其他的控制字符，如c、o、x等，我們在后面會(huì)詳細(xì)介紹。

2.scanf函數(shù)

scanf函數(shù)的功能是接收用戶從鍵盤上輸入的數(shù)據(jù)，按照格式控制符的要求進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后送到由對應(yīng)參數(shù)指示的變量單元中去。scanf函數(shù)的一般使用格式是：

scanf(格式控制串，參數(shù)1，參數(shù)2，…)；其參數(shù)個(gè)數(shù)也是可變的，每一個(gè)參數(shù)都必須是一般變量的地址，也就是說其表示形式為一般變量名前面加上取地址運(yùn)算符“&”。例如：

scanf(″%d%d%f″,&a,&b,&x)；其中：a、b是整型變量，x是實(shí)型變量，它們分別由前面格式控制串中的“%d”、“%d”和“%f”來限定。轉(zhuǎn)換說明符和變量地址之間構(gòu)成前后一一對應(yīng)的關(guān)系。同樣，格式控制字符也還有其他的字符。執(zhí)行上面的輸入語句，用戶可以從鍵盤上敲入：

8123.1416↙即各數(shù)之間用空格分開，最后按回車鍵，則變量a、b、x中就有了相應(yīng)的值：

a=8,b=12,x=3.14162.4C程序的運(yùn)行由于C語言的優(yōu)點(diǎn)和其應(yīng)用的普及性，因而產(chǎn)生了不少的版本和編譯系統(tǒng)。本書是按照ANSIC(美國國家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)制定的C標(biāo)準(zhǔn))來介紹C語言的。在微機(jī)上使用的C編譯系統(tǒng)有：TurboC、BorlandC、MicrosoftC、QuickC等，它們在具體實(shí)現(xiàn)上略有差別。另外，還可以使用可視化的編譯工具VisualC++。上面所列的幾種C編譯系統(tǒng)都是在DOS環(huán)境下工作的，而VC++是在Windows環(huán)境下工作的。

1.DOS環(huán)境下對于在DOS環(huán)境下運(yùn)行的系統(tǒng)，我們以TurboC為例來介紹如何運(yùn)行一個(gè)C程序。其操作步驟如下：

(1)打開TurboC編譯器。如TurboC安裝在C盤上，則在DOS狀態(tài)下執(zhí)行以下命令：

C:＼〉CDTC↙

C:＼TC〉CDBIN↙ C:＼TC＼BIN〉TC↙于是打開C編譯器，出現(xiàn)TurboC的集成開發(fā)環(huán)境。其主菜單如下：

(2)選擇“File/New”命令打開一個(gè)新文件；或選擇“File/Open”命令，則系統(tǒng)會(huì)提示輸入一個(gè)文件名，如輸入的文件名不存在，則就相當(dāng)于打開一個(gè)新文件，比如file1.c，文件的擴(kuò)展名為.c。

(3)輸入源程序內(nèi)容。

(4)編譯源程序。有以下兩種方法可以使用：①運(yùn)行“Compile/Compile”命令。②用〈F9〉快捷鍵。如果源程序沒有錯(cuò)誤，則出現(xiàn)Success(成功)提示，然后按任意鍵繼續(xù)。如果源程序中有錯(cuò)誤，則出現(xiàn)Error(錯(cuò)誤)提示，按任意鍵后光標(biāo)會(huì)停留在出錯(cuò)的地方，同時(shí)在屏幕下方的Message(信息)窗口會(huì)出現(xiàn)對該錯(cuò)誤的英文解釋。你可以根據(jù)提示信息作相應(yīng)的修改，然后再進(jìn)行編譯，直至把所有的錯(cuò)誤都排除為止。

(5)運(yùn)行程序。這也有兩種操作可供選擇：①運(yùn)行“Run/Run”命令。②用〈Ctrl〉+〈F9〉快捷鍵。如果有數(shù)據(jù)要輸入，則光標(biāo)會(huì)不停地閃動(dòng)，當(dāng)輸入完必要的數(shù)據(jù)之后，按回車鍵，則返回程序畫面，說明程序已經(jīng)運(yùn)行完畢。

(6)查看運(yùn)行結(jié)果。也有兩種操作可供選擇：①運(yùn)行“Window/Userscreen”命令。②用〈Alt〉+〈F5〉快捷鍵。此時(shí)程序畫面消失，出現(xiàn)運(yùn)行結(jié)果畫面，當(dāng)查看之后，按任意鍵即返回源程序窗口。

(7)文件的保存。可用兩種方法將程序以文件的形式保存起來:①執(zhí)行“File/Save”命令，此時(shí)會(huì)顯示當(dāng)前目錄并提示你輸入文件名。目錄可以改變。②執(zhí)行“File/Saveas…”命令，這時(shí)會(huì)提示你輸入新文件名，但不顯示目錄。當(dāng)輸入完新文件名后點(diǎn)擊OK按鈕或按回車鍵，文件就以新輸入的名字被保存起來。

(8)在DOS提示符下運(yùn)行程序。在執(zhí)行完“Compile/Make”命令之后，即產(chǎn)生一個(gè)擴(kuò)展名為.exe的可執(zhí)行文件，如file1.exe。在DOS提示符下，可以把file1作為一個(gè)命令加以執(zhí)行：

C:＼TC＼BIN〉file1↙

(9)在編輯狀態(tài)下按〈F10〉就可返回主菜單。執(zhí)行“File/DOSShell”命令就可進(jìn)入DOS狀態(tài)。在DOS狀態(tài)下，在命令提示符后輸入exit命令可以退出DOS狀態(tài)。執(zhí)行“File/Quit”命令則退出TurboC環(huán)境。

2.VC++環(huán)境下在VisualC++環(huán)境下運(yùn)行一個(gè)C程序的步驟如下：

(1)按照“開始”→“所有程序”→“MicrosoftVisualStudio6.0”→“MicrosoftVisualC++”的順序啟動(dòng)VC6.0集成開發(fā)環(huán)境，關(guān)閉其中的“TipoftheDay”對話框后，出現(xiàn)如圖2-1所示的窗口。圖2-1“MicrosoftVisualC++”窗口

(2)打開“File/New”菜單，出現(xiàn)“New(新建)”對話框。其中有四個(gè)標(biāo)簽：Files(文件)、Project(工程)、Workspace(工作區(qū))、OtherDocuments(其他文檔)。單擊“Files”標(biāo)簽后，在左邊的列表框中選擇“C++SourceFile”，在右邊的File下面輸入文件名，比如mypro.c，則該文件所在位置自動(dòng)列在“Location(目標(biāo))”框中顯示的目錄下，這個(gè)位置可以修改，見圖2-2。圖2-2“New”對話框

(3)單擊“OK”按鈕，出現(xiàn)程序區(qū)，光標(biāo)在程序區(qū)的左上角閃動(dòng)。可在此輸入程序，比如：＃include<stdio.h>main(){printf(″ThisismyfirstCprogram＼n″);return0;}程序輸入完后，選擇菜單“Build/Compilemypro.c”，如圖2-3所示。圖2-3程序的輸入與編譯這是對源程序的編譯，可生成.Obj目標(biāo)文件。此時(shí)在屏幕下方的調(diào)試信息窗口里顯示出編譯的結(jié)果：指出有多少致命性的錯(cuò)誤(error(s))和警告性的錯(cuò)誤(warning(s))。同時(shí)在屏幕的右下角顯示出光標(biāo)所在的行(Ln)和列(Col)。在調(diào)試程序時(shí)，可以根據(jù)這里顯示的行數(shù)和編譯后給出的錯(cuò)誤信息所在的行號盡快地找到錯(cuò)誤的語句。當(dāng)編譯無誤后，接著執(zhí)行菜單“Build/Buildmypro.exe”可生成可執(zhí)行文件(.exe)。如圖2-4所示。圖2-4可執(zhí)行文件的生成

(4)運(yùn)行可執(zhí)行程序。執(zhí)行菜單“Build/Execute