C 语言程序设计 ( 第 33 版 )) #define PI // 下面 2 行是函数的原型说明部分 double sup_area(double r); double volume(double r); // 下面是主函数部分 { double a=-5,b,c,d; b=fab

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衫众危
7 years ago
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1 第 1 章 C 语言基础与顺序结构学习目标 1. 掌握 C 语言程序的结构 2. 合理选用数据类型 3. 掌握算术运算符和赋值运算符 4. 掌握控制数据的输入输出方法 5. 掌握顺序结构以及顺序结构的流程 6. 掌握 Visual C 集成环境的使用方法 7. 掌握转换大小写字母的方法 8. 掌握产生随机整数的方法计算机由硬件系统和软件系统组成, 其中硬件是物质基础, 而软件是计算机的灵魂没有软件的计算机是什么也干不了的裸机所有软件要用计算机语言编写计算机语言是人和计算机交换信息的工具随着计算机技术的发展, 计算机语言逐步得到完善最初使用的计算机语言是用一串串 0 和 1 组成的数字表达的语言机器语言, 后来使用的计算机语言是用简洁的英文字母或符号串表达的语言汇编语言机器语言和汇编语言都是低级语言, 用这种语言编写的程序执行效率高, 但程序代码很长, 又都依赖于具体的计算机, 因此编码调试阅读程序都很困难, 通用性也差目前使用最广泛的计算机语言是用接近于人们自然语言表达的语言高级语言用高级语言编写的程序完全不依赖于计算机硬件, 编码相对短, 可读性强 C 语言属于高级语言用高级语言编写的程序叫作源程序了解 C 语言程序的构成 1.1 认识 C 语言程序任何一个 C 语言程序都是由若干个函数构成的, 所以编写一个程序的过程, 就是根据功能要求并按照 C 语言语法规则逐个编写各函数的过程下面给出一个较完整的程序, 以便读者尽早了解 C 语言程序程序中的各行含义将在后续章节中详细介绍, 在实例 6.1 中给出其执行过程实例 1.1 观察下面的程序, 认识一个完整的 C 语言程序, 了解 C 语言程序的结构 // 下面 3 行是预处理命令部分 #include <stdio.h> #include <math.h>

2 C 语言程序设计 ( 第 33 版 )) #define PI // 下面 2 行是函数的原型说明部分 double sup_area(double r); double volume(double r); // 下面是主函数部分 { double a=-5,b,c,d; b=fabs(a); c=sup_area(b); d=volume(b); printf("c=%lf,d=%lf\n",c,d); // 下面是 sup_area 函数的定义部分, 该函数的功能是计算球的表面积 double sup_area(double r) { double s; s=4*pi*r*r; return s; // 下面是 volume 函数的定义部分, 函数功能是计算球的体积 double volume (double r) { double v; v=4.0/3.0*pi*r*r*r; return v; 1. 运行结果 2. 归纳分析 (1) 任何一个 C 语言程序都由若干个函数构成, 而且必须有且仅有一个主函数 ( 函数名必须是 main), 其他函数的多少由实际情况而定, 处理简单问题时也可以没有其他函数本程序包括主函数 sup_area 函数和 volume 函数 (2) 程序中用 // 引导的部分叫作注释部分注释部分对程序的运行不起作用 2

3 第 1 章 C 语言基础与顺序结构在程序中加注释是为了便于阅读 (3)C 语言提供丰富的标准库函数以便直接使用, 但要求在程序的开头加上包含该函数信息的命令行 ( 参见附录 D) 本程序中使用了库函数 printf( 功能是输出数据, 是输出函数 ) 和 fabs( 功能是求绝对值, 是数学函数 ) C 语言系统将所有输入输出函数的信息存放在 stdio.h 文件中, 而将所有数学函数的信息存放在 math.h 文件中, 所以程序的开头加了两个命令行 #include <stdio.h> 和 #include <math.h> (4) 程序的开头除了上述两个命令行外, 又有了命令行 #define PI 有此命令行后, 程序中所用到的所有 PI 均用代替 (5) 程序中编写了 3 个函数, 除了主函数外, 在使用其他自定义的函数前, 应对这些函数逐一进行函数原型说明因此程序中加了 double sup_area(double r); 和 double volume(double r); 熟悉主函数框架在 C 语言中可以编写程序进行算术运算, 就像日常生活中人们使用计算器计算一样实例 1.2 编写程序, 计算两个整数的和与差, 要求从键盘输入两个数 1. 编程思路在 C 语言中, 数据的输入操作使用标准库函数 scanf 实现, 而通过标准库函数 printf 实现输出功能加法操作和减法操作分别使用算术运算符 + 和 - 2. 程序代码 #include <stdio.h> { int x,y,a; // 定义三个变量 printf("input x and y:"); scanf("%d%d",&x,&y); a=x+y; printf("the sum of the two numbers:%d\n",a); // 显示提示信息 // 要求从键盘输入两个整数 // 计算两个数的和 // 输出两个数的和 a=x-y; printf("the difference:%d\n",a); // 计算两个数的差 // 输出两个数的差 3. 运行结果 3. 运行结果 4. 归纳分析 (1) 本程序只包含主函数, 主函数的一般框架是 : 3

4 C 语言程序设计 ( 第 33 版 )) { 定义变量部分功能语句部分定义变量和功能语句部分均可以是多条, 而且每条都以 ; 结束说明 :C 99 标准提供两种主函数形式, 一种是不带参数的主函数 ; 另一种是带参数的主函数, 本书只介绍其中第一种主函数 (2) 在屏幕上显示内容要使用 printf 函数此函数有两种形式参见实例 1.8 语句 printf("input x and y:"); 的功能是屏幕上显示字符串 Input x and y:, 而语句 printf("the sum of the two numbers:%d\n",a); 的功能是在显示双引号中字符的同时, %d 的位置上用 a 的值替换 %d 是格式说明符, 在输出整数时使用, \n 是换行符 (3) 从键盘输入数据要使用 scanf 函数参见实例 1.8 语句 scanf("%d%d",&x,&y); 的功能是要求用户从键盘输入两个整数, 并把它们分别存放在变量 x 和 y 中在输入整数时也要使用格式说明符 %d (4) 编写程序后应上机验证学习者可以按照如下顺序尝试上机更多的上机操作方法将在后续章节中陆续介绍 5. 操作步骤第 1 步 : 安装 Visual C 如果已经安装, 则跳过此步第 2 步 : 启动 Visual C 为了编写 C 语言程序, 首先应启动 Visual C 集成环境, 其方法是 : 在 Windows 的开始菜单中, 依次选择程序 Microsoft Visual Studio 6.0 Microsoft Visual C++6.0, 此时弹出 Visual C 的主窗口第 3 步 : 新建 C 源程序在 Visual C 的主窗口选择文件新建命令, 出现新建对话框, 在此选择文件选项卡下的 C++ Source File, 在右侧位置栏中输入 D:\C 语言或通过单击按钮并选择 D 盘上的 C 语言文件夹, 再在文件名栏中输入实例 1_2.c ( 见图 1.1), 然后单击确定按钮, 便建立了新的 C 源程序, 如图 1.2 所示该界面的右侧为编辑窗口, 这时编辑窗口是空的图 1.1 新建对话框 4

5 第1章图 1.2 C语言基础与顺序结构新建 C 源程序后的界面第 4 步编辑源程序在编辑窗口中输入实例 1.2 的代码可以不输入注释部分第 5 步保存文件因为上机时经常会发生预料不到的事情一定要养成随时存盘的好习惯单击工具栏中的保存按钮按原名将文件存盘第 6 步编译和连接程序 C 源程序通过编译和连接之后才能运行单击编译按钮进行程序的编译在出现的提示信息框中单击是按钮系统在编译前会自动将程序保存然后进行编译如果在编译的过程中发现错误将在下方窗口中列出所有错误和警告附录 F 中提供中英文对照表双击显示错误或警告的第 1 行则光标自动跳到代码的错误行修改该错误后对程序重新进行编译若程序还有错误或警告可继续修改和编译直到没有错误为止编译本实例时没有出现任何错误和警告所以错误和警告数都为 0 如图 1.3 所示图 1.3 编译后的情况 5 zw1.indd :41:16 PM

6 C 语言程序设计 ( 第 33 版 )) 如果在图 1.1 右侧文件名栏中输入文件名时省略扩展名, 则系统建立的文件不是 C 语言程序, 而是 C++ 语言程序 ( 默认扩展名为.cpp) 单击连接按钮后, 与编译时一样, 如果在连接的过程中系统发现错误, 将在下面窗口中列出所有错误和警告修改错误后重新编译和连接, 直到编译和连接都没有错误为止第 7 步 : 运行程序单击运行按钮, 出现如图 1.4 所示的界面, 并要求用户输入 x 和 y 的值输入 1200 和 180 后按 Enter 键, 看到实例 1.2 的运行情况, 如图 1.5 所示运行程序时可以按 Shift 键切换中英文输入法按任意键回到编辑窗口图 1.4 实例 1.2 的运行界面图 1.5 实例 1.2 的运行情况如果运行结果与预期的结果不相符, 则修改程序后重复第 6 步和第 7 步的操作, 直到结果正确为止从以上操作步骤可以看到, 要得到 C 程序的运行结果, 首先选择一种集成环境, 将源程序输入计算机内, 然后把源程序翻译成机器能识别的目标程序, 再把目标程序和系统提供的库函数等链接起来产生可执行文件, 这时才可以运行程序 C 程序的编辑编译链接运行过程如图 1.6 所示图 1.6 C 程序的编辑编译链接运行过程 C 程序的编辑编译链接运行过程可以在不同的环境中进行, 而本书选用的是 Visual C 集成环境附录 E 中补充介绍 Visual C 环境如果退出 Visual C 环境后需要重新打开已建立的 C 程序实例 1_2.c, 则在资源管理器中双击实例 1_2.c, 或先启动 Visual C 环境后通过文件打开菜单项打开文件 6

7 第 1 章 C 语言基础与顺序结构 1.2 合理选用数据类型在编写 C 语言程序时, 都需要处理大量的数据, 其中最常用的数据类型为整型实型字符型, 而常用的整型又有基本整型和长整型, 常用的实型有单精度实型和双精度实型不同类型的数据有不同的特性和处理方法, 因此编写程序时合理选用相应的数据类型是至关重要的合理选用整型数据在日常生活中我们经常需要处理整数, 即不带小数点的数例如, 计算某人的年龄统计学生人数等在 C 语言中, 常用基本整型 (int) 或长整型 (long) 变量存放整型数据由于在 Visual C 环境中, 基本整型和长整型所占字节数相同 (4 字节 ), 因此本书只介绍基本整型定义变量时必须根据需要给出其类型实例 1.3 编写程序, 计算正方形铁板的面积, 铁板边长为 150, 如图 1.7 所示 1. 编程思路利用公式面积 = 边长边长计算正方形的面积, 而且定图 1.7 正方形铁板义变量 area 存放正方形的面积由于需要处理的数据是整数, 所以选用 int 型 2. 程序代码 #include <stdio.h> { int area; // 定义基本整型变量 area area=150; area=area*area; printf("area=%d\n",area); // 把 150 赋给变量 area // 计算正方形的面积 // 输出正方形的面积 3. 运行结果 4. 归纳分析 (1) 程序中使用了变量 area, 所谓变量就是在程序执行过程中其值可以变化的量 C 语言将数据分为常量和变量, 常量是在程序执行过程中其值永远不变的量变量的实质是内存中的一个存储单元, 因此在使用变量前应向系统申请存储单元, 这一过程就是定义变量的过程本程序用 int area; 定义了变量 area 定义变量的一般形式是 : 7

8 C 语言程序设计 ( 第 33 版 )) 类型名变量名 1, 变量名 2,..., 变量名 n; 变量名由编程者自己给出, 但必须遵循如下变量名的命名规则 1 变量名中只能出现数字大小写英文字母和下划线 2 变量名必须以字母或下划线开头 3 变量名与关键字不能相同 4 不提倡使用预定义字符 C 语言区分大小写, 所以变量 area 和 Area 是两个不同的变量所谓关键字是 C 语言中已有特定用途的标识符 ( 参见附录 A), 如 int float 等预定义符有 : 库函数名 ( 如 printf) 预编译处理命令 ( 如 include define) 等如果把预定义符作为变量名, 则该预定义符将失去原有的含义注意 : 变量必须先定义后使用, 定义变量后其中的值是不确定的变量如同容器, 其中可以存放数据, 也可以从中取出数据使用例如, 用 int area; 定义变量 area 后, 变量 area 中的值是不确定的, 但执行 area=150; 后,area 中的值变为 150, 再执行 area=area*area; 后,area 中的值又变为 22500, 如图 1.8 所示图 1.8 变量 area 值的变化情况编写程序时经常使用形如 area=area*area; 的语句, 其特点是运算符 = 两侧均出现相同的变量名但两侧的变量名所代表的含义是不同的例如, 该语句中, 运算符 = 右侧的 area 代表变量 area 中的值 ( 即 150), 而左侧的 area 代表存储单元该语句的执行过程是先计算 area*area 的值 ( 即 ), 再把计算结果 ( 即 22500) 存放在运算符 = 左侧的 area 中在 C 语言中 = 是赋值运算符, 参见小节 (2) 输出基本整型数据时在 printf 函数中要使用格式说明符 %d 讨论题 1.1 在实例 1.3 的程序中, 如果需要计算任意一个边长的正方形铁板面积, 应该如何修改程序? 合理选用实型数据在日常生活中也经常需要处理实型数例如, 计算学生的平均成绩统计一年的销售额等在 C 语言中, 常用 float 型或 double 型变量存放实型数据实例 1.4 编写程序, 计算半径为的圆面积要求分别使用单精度型和双精度型数据计算 1. 编程思路通过求圆面积公式 πr 2 计算单精度实型变量用 float 定义, 而双精度实型变量用 double 定义 8

9 第 1 章 C 语言基础与顺序结构 2. 程序代码 #include <stdio.h> #define PI { float s1; double s2; // 程序中的所有 PI 均用代替 s1=pi*15.67*15.67; s2=pi*15.67*15.67; printf("s1=%f,s2=%lf\n",s1,s2); 3. 运行结果 4. 归纳分析 (1) 在存储整型数据时没有误差, 但存储实型数据时就有误差例如, 通过 a=5; 将 5 赋给整型变量 a 后,a 中存放的值就是 5, 但通过 b= ; 将赋给单精度实型变量 b 后,b 中存放的值不是 , 而是带误差的值 ( 如 ) 单精度实型数据的有效位是 6 ~ 7 位, 即只保证前 6 ~ 7 位是正确的, 而双精度实型数据的有效位是 15 ~ 16 位, 它能够保证前 15 ~ 16 位是正确的从本程序的运行结果中也可以观察 (2) 在单精度实型和双精度实型中, 通常按如下原则选择使用具体数据类型即 1 当要处理 ~ 之间的实数时, 选用单精度实型 (float)( 也可以选用双精度实型, 但会浪费存储单元, 因为双精度实型占 8 字节, 单精度实型只占 4 字节 ) 2 当要处理 ~ 之间的实数时, 选用双精度实型, 不能选用单精度实型 3 当要处理的实型数据精度要求高时, 选用双精度实型注意 : 在整型变量中不能存放实型数若有 int a; a=3.6;, 则执行该程序段后,a 中存放的值是 3, 而不是 3.6 (3) 输出单精度实型数据时在 printf 函数中要使用格式说明符 %f, 而输出双精度实型数据时使用 %1f 用 %f 或 %1f 输出数据时, 小数点后总是输出六位, 若改用 %.3f 或 %.31f 形式, 则小数点后只输出三位, 若用 %.0f 或 %.01f 形式, 则不输出小数点后的数据讨论题 1.2 假设一个学生的总评成绩由平时成绩和期末成绩构成 ( 平时期末和总评成绩均为整数 ), 其中平时成绩占总评成绩的 40%, 期末成绩占总评成绩的 60% 9

10 C 语言程序设计 ( 第 33 版 )) 计算总评成绩时可按如下步骤进行 1 输入平时成绩和期末成绩计算成绩 1 : 成绩 1= 平时成绩 0.4 计算成绩 2 : 成绩 2= 期末成绩计算总评成绩总评成绩 = 成绩 1+ 成绩 2 3 输出总评成绩应需要定义哪些变量? 如何选择各变量类型? 合理选用字符型数据在日常生活中经常遇到一串串字符, 如姓名性别通信地址等, 在 C 语言中也同样需要处理大量的字符数据, 例如, 打字练习时计算正确率连接两篇文章等单个字符 ( 即字符常量 ) 要用 char 型变量存放在程序中将字符常量用单引号括起来, 如 'a' 'B' 等字符常量可以是 ASCII 码表 ( 参见附录 B) 中的任意一个字符, 它在内存中占一个字节实例 1.5 假设变量 ch 中已存放字母 'H', 编写程序, 将 ch 中的字母转换成小写字母后重新存放在该变量中 1. 编程思路要处理字符, 必须使用字符型类型, 用 char 定义字符型变量通过 'H'+32 可以得到字母 'H' 所对应的小写字母 2. 程序代码 #include <stdio.h> { char ch; ch='h'; ch=ch+32; printf("ch=%d,ch=%c\n",ch,ch); 3. 运行结果 4. 归纳分析 (1) 字符常量在内存中存放的是其 ASCII 码值, 所以像整型数据一样可以直接参与算术运算如大写字母 'H' 在内存中存的是其 ASCII 码值 72, 因此 'H'+32 的值是 104, 即为小写字母 'h' 的 ASCII 码值实际上, 所有大写字母和对应小写字母的 ASCII 码值都相差 32 (2) 按字符形式输出字符型数据时, 在 printf 函数中要使用格式说明符 %c, 在 10

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