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第3講順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計第3講順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計1第3章順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計3.1程序設(shè)計概述3.2C語言語句3.3格式化輸出函數(shù)printf()3.4格式化輸入函數(shù)scanf()3.5單個字符的輸入/輸出函數(shù)3.6順序程序設(shè)計舉例第3章順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計3.1程序設(shè)計概述23.1程序設(shè)計概述3.1.1算法的概念簡單地說,程序的功能就是進(jìn)行數(shù)據(jù)加工。程序通常包括兩方面的內(nèi)容:對數(shù)據(jù)的描述和對加工的描述對數(shù)據(jù)的描述稱為“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”,對加工的描述稱為“算法”廣義地說,為解決某一個問題而采取的方法和步驟,就稱為“算法”。在計算機(jī)科學(xué)中,算法是指描述用計算機(jī)解決給定問題的過程。例如,計算1+2+3+…+1000的算法可表示為?3.1程序設(shè)計概述3.1.1算法的概念?3例如,計算1+2+3+…+1000的算法可表示為步驟1:0
s;步驟2:1
i;步驟3:s+i
s;步驟4:i+1
i;步驟5:如果i≤1000,轉(zhuǎn)到步驟3,否則結(jié)束。例如,計算1+2+3+…+1000的算法可表示為4在上面的算法中,符號s、i表示變量,符號“”表示給變量賦值。步驟1和步驟2表示給變量s和i賦初始值為0和1;步驟3將變量i的當(dāng)前值累加到變量s中;步驟4使變量i在原值的基礎(chǔ)上增加1;步驟5判斷i的值如果小于等于1000,重復(fù)做步驟3和步驟4,構(gòu)成一個循環(huán),而當(dāng)i的值不小于等于1000時,循環(huán)結(jié)束,這時,變量s的值就是要求的計算結(jié)果。在上面的算法中,符號s、i表示變量,符號“”表示給變量賦值53.1.2算法的特征通常,一個算法必須具備以下五個基本特征:(1)有窮性。一個算法必須在它所涉及的每一種情形下,都能在執(zhí)行有限次的操作之后結(jié)束。(2)確定性。算法的每一步,其順序和內(nèi)容都必須嚴(yán)格定義,而不能有任何的歧義。(3)有零個或多個輸入。輸入是算法實(shí)施前需要從外界取得的信息,有些算法需要有多個輸入,而有些算法不需要輸入,即零個輸入。(4)有一個或多個輸出。輸出就是算法實(shí)施后得到的結(jié)果,顯然,沒有輸出的算法是沒有意義的。(5)可行性。算法的每一步都必須是可行的,也就是說,是能夠由計算機(jī)執(zhí)行的。3.1.2算法的特征63.1.3算法的描述1.用自然語言描述自然語言就是人們?nèi)粘J褂玫恼Z言,前面的算法就是用自然語言表示的。用自然語言表示算法,通俗易懂。但是,自然語言表示的含義往往不太嚴(yán)格,要根據(jù)上下文才能判斷它的正確含義。另外,用自然語言描述分支和循環(huán)不很方便。因此,除對簡單的問題使用以外,一般不用自然語言描述算法。計算機(jī)該用何種形式來描述問題更為簡潔、明了?3.1.3算法的描述計算機(jī)該用何種形式來描述問題更72.用流程圖描述傳統(tǒng)的流程圖由圖3-1所示的幾種基本元素組成。用流程圖描述算法,形象直觀,簡單方便。例如,前面的算法用流程圖可表示為如圖3-2所示。2.用流程圖描述8圖3-1流程圖基本元素圖3-1流程圖基本元素9圖3-2計算1+2+3+…+1000的算法流程圖圖3-2計算1+2+3+…+1000的算法流程圖103.用N-S流程圖描述算法傳統(tǒng)的流程圖用流程線和流程元素表示各個處理的執(zhí)行順序,但對流程線的使用沒有嚴(yán)格的規(guī)定,因此,使用者可以不受限制地使流程轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去,這樣的流程圖使人難以理解算法的邏輯。為了解決這個問題,規(guī)定了算法的三種基本結(jié)構(gòu):順序結(jié)構(gòu)分支結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)用這些基本結(jié)構(gòu)按一定的規(guī)律組成一個算法,這樣的算法稱為結(jié)構(gòu)化算法。按照結(jié)構(gòu)化算法編寫的程序稱為結(jié)構(gòu)化程序。為了設(shè)計結(jié)構(gòu)化算法,1973年,美國學(xué)者I.Nassi和B.Shneiderman提出一種新的流程圖,稱為N-S流程圖。N-S流程圖的基本符號如圖3-3所示。3.用N-S流程圖描述算法11圖3-3N-S流程圖基本符號圖3-3N-S流程圖基本符號12圖3-4計算1+2+3+…+1000算法的N-S圖圖3-4計算1+2+3+…+1000算法的N-S圖133.1.4結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計強(qiáng)調(diào)程序設(shè)計風(fēng)格和程序結(jié)構(gòu)的規(guī)范化,提倡清晰的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的基本思路是:把一個復(fù)雜問題的解決過程分階段進(jìn)行每一個階段處理的問題都控制在人們?nèi)菀桌斫夂吞幚淼姆秶鷥?nèi)是在分析問題時采用“自頂向下,逐步細(xì)化”的方法3.1.4結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法14“自頂向下,逐步細(xì)化”是對問題的解決過程逐步具體化的一種思想方法。例如,要在一組數(shù)中找出其中的最大數(shù),首先,可以把問題的解決過程描述為(1)輸入一組數(shù)。(2)找出其中的最大數(shù)。(3)輸出最大數(shù)。“自頂向下,逐步細(xì)化”15以上三條中,第(1)、(3)兩步比較簡單,對第(2)步可以進(jìn)一步細(xì)化:(1)任取一數(shù),假設(shè)它就是最大數(shù)。(2)將該數(shù)與其余各數(shù)逐一比較。(3)若發(fā)現(xiàn)有任何數(shù)大于假設(shè)的最大數(shù),則取而代之。以上三條中,第(1)、(3)兩步比較簡單,對第(2)步可以進(jìn)16再對以上過程進(jìn)一步具體化,得到如下算法:(1)輸入一組數(shù)。(2)找出其中的最大數(shù)。①令max=第一個數(shù)。②將第二個數(shù)到最后一個數(shù)依次取出。③比較x與max的大小,如果x>max,則令max=x。(3)輸出max。再對以上過程進(jìn)一步具體化,得到如下算法:17“模塊化設(shè)計”就是將比較復(fù)雜的任務(wù),分解成若干個子任務(wù)每個子任務(wù)又分解成若干個小子任務(wù)每個小子任務(wù)只完成一項簡單的功能在程序設(shè)計時,用一個個小模塊來實(shí)現(xiàn)這些功能,每個小模塊對應(yīng)一個相對獨(dú)立的子程序。對程序設(shè)計人員來說,編寫程序也就變得不再困難。“模塊化設(shè)計”就是將比較復(fù)雜的任務(wù),分解成若干個子任務(wù)18“結(jié)構(gòu)化編碼”指的是使用支持結(jié)構(gòu)化方法的高級語言編寫程序。C語言就是一種支持結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的高級語言,它直接提供了三種基本結(jié)構(gòu)的語句;提供了定義“函數(shù)”的功能,函數(shù)相當(dāng)于獨(dú)立的子程序。另外,還提供了豐富的數(shù)據(jù)類型。這些都為結(jié)構(gòu)化設(shè)計提供了有力的工具。“結(jié)構(gòu)化編碼”指的是使用支持結(jié)構(gòu)化方法的高級語言編寫程序。193.2C語言語句C語言程序是由函數(shù)構(gòu)成的,而函數(shù)又是由函數(shù)說明和函數(shù)體兩部分組成,其中,函數(shù)體是函數(shù)的核心。與其他高級語言一樣,C語言也是利用函數(shù)體中的可執(zhí)行語句,向計算機(jī)系統(tǒng)發(fā)出操作命令。按照語句功能或構(gòu)成的不同,可將C語言語句分為如下五類:控制語句\函數(shù)調(diào)用語句\表達(dá)式語句\空語句\復(fù)合語句3.2C語言語句C語言程序是由函數(shù)構(gòu)成的201.控制語句控制語句完成一定的控制功能。C語言只有9條控制語句,又可細(xì)分為三種:(1)選擇結(jié)構(gòu)控制語句:if()…else…,switch()…(2)循環(huán)結(jié)構(gòu)控制語句:do…while(),for()…,while()…,break,continue(3)其他控制語句:goto,return1.控制語句212.函數(shù)調(diào)用語句函數(shù)調(diào)用語句由一次函數(shù)調(diào)用加一個分號(語句結(jié)束標(biāo)志)構(gòu)成。例如:printf("ThisisaCProgram.");3.表達(dá)式語句表達(dá)式語句由表達(dá)式后加一個分號構(gòu)成。表達(dá)式能構(gòu)成語句是C語言的一大特色。最典型的表達(dá)式語句是在賦值表達(dá)式后加一個分號構(gòu)成的賦值語句。例如,“num=5”是一個賦值表達(dá)式,而“num=5;”卻是一個賦值語句。2.函數(shù)調(diào)用語句224.空語句
空語句僅由一個分號構(gòu)成。顯然,空語句什么操作也不執(zhí)行。5.復(fù)合語句復(fù)合語句由大括號括起來的一組(也可以是一條)語句構(gòu)成。例如:4.空語句23說明:(1)在語法上,復(fù)合語句和簡單語句相同,即簡單語句可以出現(xiàn)的地方,都可以使用復(fù)合語句。(2)復(fù)合語句可以嵌套,即復(fù)合語句中也可包含一個或多個復(fù)合語句。main(){
{inta=1,b;b=a*a-1;復(fù)合語句printf("%d",b);
} /*注意:右括號后不需要分號*/}說明:main()243.3格式化輸出函數(shù)printf()程序運(yùn)行中,有時候需要從外部設(shè)備(例如鍵盤)上得到一些原始數(shù)據(jù),程序計算結(jié)束后,通常要把計算結(jié)果發(fā)送到外部設(shè)備(例如顯示器)上,以便人們對結(jié)果進(jìn)行分析。我們把程序從外部設(shè)備上獲得數(shù)據(jù)的操作稱為“輸入”,而把程序發(fā)送數(shù)據(jù)到外部設(shè)備的操作稱為“輸出”。3.3格式化輸出函數(shù)printf()程序運(yùn)行中,有時候需25不像其他的高級語言,C語言沒有專門的輸入/輸出語句,輸入/輸出的操作是通過調(diào)用C語言的庫函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。printf()函數(shù)就是最常用的輸出函數(shù),它的作用是向計算機(jī)系統(tǒng)默認(rèn)的輸出設(shè)備(一般指顯示器)輸出一個或多個任意指定類型的數(shù)據(jù)。不像其他的高級語言,C語言沒有專門的輸入/輸出語句,輸入/輸263.3.1printf()函數(shù)的一般格式調(diào)用printf()函數(shù)的一般格式為printf("格式字符串",輸出表項);例如:printf("radius=%f\nlength=%7.2f,area=%7.2f\n",r,l,a);printf("格式字符串",輸出表項);3.3.1printf()函數(shù)的一般格式printf(27
格式字符串也稱格式控制字符串或格式轉(zhuǎn)換字符串,其中可以包含下列三種字符:(1)格式指示符:這些字符用來控制數(shù)據(jù)的輸出格式例如“%f”、“%7.2f”等(2)轉(zhuǎn)義字符:這些字符通常用來控制光標(biāo)的位置。(3)普通字符:除格式指示符和轉(zhuǎn)義字符之外的其他字符,這些字符輸出時原樣輸出例如上面例子中的“radius=”等printf("radius=%f\nlength=%7.2f,area=%7.2f\n",
r,l,a);printf("格式字符串",輸出表項);格式字符串也稱格式控制字符串或格式轉(zhuǎn)換字符串,其中可以包含28輸出表項由若干個輸出項構(gòu)成,輸出項之間用逗號來分隔,每個輸出項既可以是常量、變量,也可以是表達(dá)式。有時候,調(diào)用printf()函數(shù)時,也可以沒有輸出項。在這種情況下,一般用來輸出一些提示信息,例如:printf("Hello,world!\n");printf("格式字符串",輸出表項);輸出表項printf("格式字符串",輸出表項);293.3.2格式指示符格式指示符的一般形式為%[修飾符]格式字符1.格式字符printf函數(shù)中常用的格式字符如表3-1所示。%[修飾符]格式字符3.3.2格式指示符%[修飾符]格式字符30表3-1常用的格式字符格式字符說明舉例輸出結(jié)果d帶符號十進(jìn)制整數(shù)格式printf("%d",10);10printf("%d",'A');65u無符號十進(jìn)制整數(shù)格式printf("%u",10);10printf("%u",'A');65x或X無符號十六進(jìn)制整數(shù)格式printf("%x",10);aprintf("%x",'A');41printf("%X",10);A%[修飾符]格式字符表3-1常用的格式字符格式說明舉例輸出結(jié)果d帶31o無符號八進(jìn)制整數(shù)格式printf("%o",10);12printf("%o",'A');101c字符格式printf("%c",10);換行printf("%c",'A');Af小數(shù)格式printf("%f",1.2345);1.234500e或E指數(shù)格式printf("%e",1.2345);1.23450e+00printf("%E",1.2345);1.23450E+00g或G小數(shù)形式或指數(shù)形式,使輸出寬度最小,不輸出無意義的0printf("%g",1.2345);1.2345printf("%g",0.000001);1e-06printf("%G",0.000001);1E-06%輸出%printf("%%");%s輸出字符串printf("%s","abcde");abcde%[修飾符]格式字符o無符號八進(jìn)制整數(shù)格式printf("%o",10);1322.長度修飾符長度修飾符“l(fā)”加在%號和格式字符之間。輸出長整型數(shù)據(jù)的時候,一定要加長度修飾符,否則,得不到正確的顯示結(jié)果。例如:longx=7654321;printf("x=%ld\n",x);輸出結(jié)果為:x=7654321。%[修飾符]格式字符l2.長度修飾符%[修飾符]格式字符l333.寬度修飾和精度修飾可以在%號和格式字符之間加入形如“m.n”(m、n均為整數(shù))的修飾。其中,m為寬度修飾,n為精度修飾。寬度修飾用來指定數(shù)據(jù)的輸出寬度精度修飾對不同的格式字符,n作用不同:對于格式字符f,用來指定輸出小數(shù)位的位數(shù);對于格式字符e,用來指定輸出有效數(shù)字的位數(shù);對于格式字符d,用來指定必須輸出的數(shù)字的個數(shù)。相關(guān)的例子如表3-2所示。%[修飾符]格式字符m.n3.寬度修飾和精度修飾%[修飾符]格式字符m.n34表3-2寬度修飾和精度修飾示例輸出語句輸出結(jié)果(□表示空格)printf("%5d",42);□□□42printf("%5.3d",42);□□042printf("%.3d",42);042printf("%7.2f",1.23456);□□□1.23printf("%.2f",1.23456);1.23printf("%10.2e",1.23456);□□□1.2e+00printf("%.2e",1.23456);1.2e+00表3-2寬度修飾和精度修飾示例輸出語句輸出結(jié)果(□表示354.左對齊修飾 在指定了寬度修飾時,如果指定寬度小于數(shù)據(jù)需要的實(shí)際寬度,則數(shù)據(jù)左邊補(bǔ)空格,補(bǔ)夠指定的寬度,這種對齊方式稱為“右對齊”。當(dāng)然,也可以在數(shù)據(jù)的右邊補(bǔ)空格來補(bǔ)夠指定的寬度,這種對齊方式稱為“左對齊”。指定左對齊的時候,使用左對齊修飾符“-”,例如語句:printf("%-7.2f\n",1.23456);輸出結(jié)果為1.23□□□(右邊補(bǔ)三個空格)%[修飾符]格式字符-4.左對齊修飾%[修飾符]格式字符-363.3.3使用說明(1)printf()函數(shù)可以輸出常量、變量和表達(dá)式的值。但格式控制字符串中的格式指示符必須按從左到右的順序,與輸出項表中的每個數(shù)據(jù)一一對應(yīng),否則出錯。(2)格式字符x、e、g可以用小寫字母,也可以用大寫字母。使用大寫字母時,輸出數(shù)據(jù)中包含的字母也大寫。除了x、e、g格式字符外,其他格式字符必須用小寫字母例如,“%f”不能寫成“%F”。(3)格式字符緊跟在“%”后面就作為格式字符,否則將作為普通字符使用(原樣輸出)例如,“printf("c=%c,f=%f\n",c,f);”中的第一個c和f都是普通字符。3.3.3使用說明373.4格式化輸入函數(shù)scanf()scanf()函數(shù)的功能是從計算機(jī)默認(rèn)的輸入設(shè)備(一般指鍵盤)向計算機(jī)主機(jī)輸入數(shù)據(jù)。3.4.1scanf()函數(shù)的一般格式調(diào)用scanf()函數(shù)的一般格式為scanf("格式字符串",
輸入項地址表);例如:scanf("%d%f",&i,&f);scanf("格式字符串",輸入項地址表);3.4格式化輸入函數(shù)scanf()scanf()函數(shù)的功38(1)格式字符串:格式字符串可以包含三種類型的字符:格式指示符格式指示符用來指定數(shù)據(jù)的輸入格式;空白字符(空格、跳格鍵、回車鍵)和空白字符作為相鄰兩個輸入數(shù)據(jù)的缺省分隔符;非空白字符(又稱普通字符)。非空白字符在輸入有效數(shù)據(jù)時,必須原樣一起輸入。scanf("格式字符串",輸入項地址表);(1)格式字符串:scanf("格式字符串",輸入項地址39(2)輸入項地址表:由若干個輸入項地址組成,相鄰兩個輸入項地址之間用逗號分開。輸入項地址表中的地址,可以是變量的地址,也可以是字符數(shù)組名或指針變量變量地址的表示方法為“&變量名”其中,“&”是地址運(yùn)算符。scanf("格式字符串",輸入項地址表);&變量名(2)輸入項地址表:scanf("格式字符串",輸入項地403.4.2格式指示符格式指示符的一般形式為%【修飾符】格式字符scanf函數(shù)中使用的格式字符如表3-4所示。3.4.2格式指示符41表3-4常用格式字符格式字符說明d輸入十進(jìn)制整數(shù)o輸入八進(jìn)制整數(shù)x輸入十六進(jìn)制整數(shù)u輸入無符號十進(jìn)制整數(shù)c輸入一個字符f和e輸入小數(shù)形式或指數(shù)形式的實(shí)型數(shù)據(jù)s輸入字符串表3-4常用格式字符格式字符說明d輸入十進(jìn)制整421.寬度修飾寬度修飾用來指定輸入數(shù)據(jù)所占列數(shù)例如:scanf("%3c%3c",&ch1,&ch2);假設(shè)輸入“abcdefg”則系統(tǒng)將讀取的“abc”中的“a”賦給變量ch1;讀取的“def”中的“d”賦給變量ch2。1.寬度修飾432.抑制修飾符抑制修飾符“*”表示對應(yīng)的數(shù)據(jù)讀入后,不賦給相應(yīng)的變量,該變量由下一個格式指示符輸入。例如:scanf("%2d%*2d%3d",&num1,&num2);假設(shè)輸入“123456789”,則系統(tǒng)將讀取“12”并賦值給num1;讀取“34”,但舍棄掉(“*”的作用);讀取“567”并賦值給num2。2.抑制修飾符443.長度修飾符在輸入長整型數(shù)據(jù)和雙精度實(shí)型數(shù)據(jù)時,必須使用長度修飾符“l(fā)”,否則,不能得到正確的輸入值。例如:longx;doubley;scanf("%ld%lf",&x,&y);3.長度修飾符453.4.3使用說明調(diào)用scanf()函數(shù)輸入數(shù)據(jù)時,要注意以下幾點(diǎn):(1)如果相鄰兩個格式指示符之間,不指定數(shù)據(jù)分隔符(如逗號、冒號等),則相應(yīng)的兩個輸入數(shù)據(jù)之間至少用一個空格分開,或者用Tab鍵分開,或者輸入一個數(shù)據(jù)后,按回車,然后再輸入下一個數(shù)據(jù)。例如:scanf("%d%d",&num1,&num2);假設(shè)給num1輸入10,給num2輸入20,則正確的輸入操作為 10□20↙或者: 10↙ 20↙3.4.3使用說明 10□20↙46(2)格式字符串中出現(xiàn)的普通字符(包括轉(zhuǎn)義字符形式的字符),務(wù)必原樣輸入。例如:scanf("num1=%d,num2=%d",&num1,&num2);假設(shè)給num1輸入10,給num2輸入20,正確的輸入操作為num1=10,num2=20↙另外,scanf()函數(shù)中,對于格式字符串內(nèi)的轉(zhuǎn)義字符(如:\n),系統(tǒng)并不把它當(dāng)轉(zhuǎn)義字符來解釋,從而產(chǎn)生一個控制操作,而是將其視為普通字符,所以也要原樣輸入。例如:scanf("num1=%d,num2=%d\n",&num1,&num2);假設(shè)給num1輸入10,給num2輸入20,正確的輸入操作為num1=10,num2=20\n↙(2)格式字符串中出現(xiàn)的普通字符(包括轉(zhuǎn)義字符形式的字符)47為改善人機(jī)交互性,同時簡化輸入操作,在設(shè)計輸入操作時,一般先用printf()函數(shù)輸出一個提示信息,再用scanf()函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入。例如:printf("num1=");scanf("%d",&num1);printf("num2="); scanf("%d",&num2);為改善人機(jī)交互性,同時簡化輸入操作,在設(shè)計輸入操作時,一般先48(3)輸入數(shù)據(jù)時,遇到以下情況時系統(tǒng)認(rèn)為該數(shù)據(jù)輸入結(jié)束。遇到空格,或者回車鍵,或者Tab鍵。遇到輸入域?qū)挾冉Y(jié)束。例如"%3d",只取三列。遇到非法輸入。例如,在輸入數(shù)值數(shù)據(jù)時,遇到字母等非數(shù)值符號(數(shù)值符號僅由數(shù)字字符0~9、小數(shù)點(diǎn)和正負(fù)號構(gòu)成)。(3)輸入數(shù)據(jù)時,遇到以下情況時系統(tǒng)認(rèn)為該數(shù)據(jù)輸入結(jié)束。49(4)使用格式說明符"%c"輸入單個字符時,空格和回車等均作為有效字符被輸入。例如:scanf("%c%c%c",&ch1,&ch2,&ch3);printf("ch1=%c,ch2=%c,ch3=%c\n",ch1,ch2,ch3);假設(shè)輸入:A□B↙,則系統(tǒng)將字母“A”賦值給ch1,空格賦值給ch2,“B”賦值給ch3。(4)使用格式說明符"%c"輸入單個字符時,空格和回車等均503.5單個字符的輸入/輸出函數(shù)除了使用printf()函數(shù)和scanf()函數(shù)可以輸出/輸入字符數(shù)據(jù)外,C語言還提供了putchar()和getchar()函數(shù),專門用來輸出/輸入單個字符。3.5單個字符的輸入/輸出函數(shù)除了使用printf()函51每調(diào)用putchar()函數(shù)一次,就向顯示器輸出一個字符,它的調(diào)用形式如下:putchar(ch);其中,ch是字符變量或是字符常量例如:putchar('Y');將在顯示器上輸出字符Y。每調(diào)用putchar()函數(shù)一次,就向顯示器輸出一個字符,它52每調(diào)用getchar()函數(shù)一次,就從鍵盤接收一個字符,它的調(diào)用形式如下:ch=getchar();getchar()函數(shù)是一個無參函數(shù),但調(diào)用getchar()函數(shù)時,后面的括號不能省略。getchar()函數(shù)從鍵盤接收一個字符作為它的返回值。在輸入時,空格、回車等都將作為字符讀入,而且,只有在用戶輸入回車鍵時,讀入每調(diào)用getchar()函數(shù)一次,就從鍵盤接收一個字符,它的53【例3.1】以下程序先從鍵盤接收一個字符,然后顯示在顯示器上。/*程序功能:單個字符的輸入與輸出*/
#include<stdio.h>main(){charch;ch=getchar();putchar(ch);
putchar('\n');}【例3.1】以下程序先從鍵盤接收一個字符,然后顯示在顯示器54程序的運(yùn)行情況:A↙A需要注意的是,程序中如果調(diào)用了putchar()函數(shù)或getchar()函數(shù),則在程序的開頭必須加上“#include<stdio.h>”,否則,程序編譯時會報錯。程序的運(yùn)行情況:553.6順序程序設(shè)計舉例在順序結(jié)構(gòu)程序中,各語句是按照位置的先后次序順序執(zhí)行的,且每個語句都會被執(zhí)行到?!纠?.2】編寫程序,輸入一個圓的半徑,計算這個圓的面積。3.6順序程序設(shè)計舉例在順序結(jié)構(gòu)程序中,各語句是按照位置56/*程序功能:計算圓的面積*/main(){floatpi=3.14159,r,s;printf("Inputradius:");scanf("%f",&r);s=pi*r*r;printf("areais:%7.2f\n",s);}程序的運(yùn)行情況:Inputradius:5.6↙areais:
98.47/*程序功能:計算圓的面積*/57【例3.3】編寫程序,輸入一個大寫字母,把它轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的小寫字母,然后輸出。/*程序功能:大寫字母轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的小寫字母*/#include"stdio.h"main(){charch;printf("Inputacapital:");ch=getchar();ch+=32;printf("Thelowercaseis%c\n",ch);}程序的運(yùn)行情況: Inputacapital:A↙ Thelowercaseisa【例3.3】編寫程序,輸入一個大寫字母,把它轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的小58【例3.4】編寫程序,輸入一個double類型的數(shù),保留這個數(shù)的小數(shù)點(diǎn)后兩位,對小數(shù)點(diǎn)后第三位作四舍五入處理,輸出處理后的結(jié)果。/*程序功能:實(shí)型數(shù)據(jù)四舍五入處理*/#include"stdio.h"main(){doublex;printf("Enterx:");scanf("%lf",&x);printf("Beforetransactionx=%f\n",x);x*=100;x+=0.5;x=(int)x;x/=100;printf("Aftertransactionx=%f\n",x);}【例3.4】編寫程序,輸入一個double類型的數(shù),保留這個59程序運(yùn)行情況:Enterx:5.6789↙Beforetransactionx=5.678900Aftertransactionx=5.680000程序運(yùn)行情況:60第3講順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計第3講順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計61第3章順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計3.1程序設(shè)計概述3.2C語言語句3.3格式化輸出函數(shù)printf()3.4格式化輸入函數(shù)scanf()3.5單個字符的輸入/輸出函數(shù)3.6順序程序設(shè)計舉例第3章順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計3.1程序設(shè)計概述623.1程序設(shè)計概述3.1.1算法的概念簡單地說,程序的功能就是進(jìn)行數(shù)據(jù)加工。程序通常包括兩方面的內(nèi)容:對數(shù)據(jù)的描述和對加工的描述對數(shù)據(jù)的描述稱為“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”,對加工的描述稱為“算法”廣義地說,為解決某一個問題而采取的方法和步驟,就稱為“算法”。在計算機(jī)科學(xué)中,算法是指描述用計算機(jī)解決給定問題的過程。例如,計算1+2+3+…+1000的算法可表示為?3.1程序設(shè)計概述3.1.1算法的概念?63例如,計算1+2+3+…+1000的算法可表示為步驟1:0
s;步驟2:1
i;步驟3:s+i
s;步驟4:i+1
i;步驟5:如果i≤1000,轉(zhuǎn)到步驟3,否則結(jié)束。例如,計算1+2+3+…+1000的算法可表示為64在上面的算法中,符號s、i表示變量,符號“”表示給變量賦值。步驟1和步驟2表示給變量s和i賦初始值為0和1;步驟3將變量i的當(dāng)前值累加到變量s中;步驟4使變量i在原值的基礎(chǔ)上增加1;步驟5判斷i的值如果小于等于1000,重復(fù)做步驟3和步驟4,構(gòu)成一個循環(huán),而當(dāng)i的值不小于等于1000時,循環(huán)結(jié)束,這時,變量s的值就是要求的計算結(jié)果。在上面的算法中,符號s、i表示變量,符號“”表示給變量賦值653.1.2算法的特征通常,一個算法必須具備以下五個基本特征:(1)有窮性。一個算法必須在它所涉及的每一種情形下,都能在執(zhí)行有限次的操作之后結(jié)束。(2)確定性。算法的每一步,其順序和內(nèi)容都必須嚴(yán)格定義,而不能有任何的歧義。(3)有零個或多個輸入。輸入是算法實(shí)施前需要從外界取得的信息,有些算法需要有多個輸入,而有些算法不需要輸入,即零個輸入。(4)有一個或多個輸出。輸出就是算法實(shí)施后得到的結(jié)果,顯然,沒有輸出的算法是沒有意義的。(5)可行性。算法的每一步都必須是可行的,也就是說,是能夠由計算機(jī)執(zhí)行的。3.1.2算法的特征663.1.3算法的描述1.用自然語言描述自然語言就是人們?nèi)粘J褂玫恼Z言,前面的算法就是用自然語言表示的。用自然語言表示算法,通俗易懂。但是,自然語言表示的含義往往不太嚴(yán)格,要根據(jù)上下文才能判斷它的正確含義。另外,用自然語言描述分支和循環(huán)不很方便。因此,除對簡單的問題使用以外,一般不用自然語言描述算法。計算機(jī)該用何種形式來描述問題更為簡潔、明了?3.1.3算法的描述計算機(jī)該用何種形式來描述問題更672.用流程圖描述傳統(tǒng)的流程圖由圖3-1所示的幾種基本元素組成。用流程圖描述算法,形象直觀,簡單方便。例如,前面的算法用流程圖可表示為如圖3-2所示。2.用流程圖描述68圖3-1流程圖基本元素圖3-1流程圖基本元素69圖3-2計算1+2+3+…+1000的算法流程圖圖3-2計算1+2+3+…+1000的算法流程圖703.用N-S流程圖描述算法傳統(tǒng)的流程圖用流程線和流程元素表示各個處理的執(zhí)行順序,但對流程線的使用沒有嚴(yán)格的規(guī)定,因此,使用者可以不受限制地使流程轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去,這樣的流程圖使人難以理解算法的邏輯。為了解決這個問題,規(guī)定了算法的三種基本結(jié)構(gòu):順序結(jié)構(gòu)分支結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)用這些基本結(jié)構(gòu)按一定的規(guī)律組成一個算法,這樣的算法稱為結(jié)構(gòu)化算法。按照結(jié)構(gòu)化算法編寫的程序稱為結(jié)構(gòu)化程序。為了設(shè)計結(jié)構(gòu)化算法,1973年,美國學(xué)者I.Nassi和B.Shneiderman提出一種新的流程圖,稱為N-S流程圖。N-S流程圖的基本符號如圖3-3所示。3.用N-S流程圖描述算法71圖3-3N-S流程圖基本符號圖3-3N-S流程圖基本符號72圖3-4計算1+2+3+…+1000算法的N-S圖圖3-4計算1+2+3+…+1000算法的N-S圖733.1.4結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計強(qiáng)調(diào)程序設(shè)計風(fēng)格和程序結(jié)構(gòu)的規(guī)范化,提倡清晰的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的基本思路是:把一個復(fù)雜問題的解決過程分階段進(jìn)行每一個階段處理的問題都控制在人們?nèi)菀桌斫夂吞幚淼姆秶鷥?nèi)是在分析問題時采用“自頂向下,逐步細(xì)化”的方法3.1.4結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法74“自頂向下,逐步細(xì)化”是對問題的解決過程逐步具體化的一種思想方法。例如,要在一組數(shù)中找出其中的最大數(shù),首先,可以把問題的解決過程描述為(1)輸入一組數(shù)。(2)找出其中的最大數(shù)。(3)輸出最大數(shù)?!白皂斚蛳?,逐步細(xì)化”75以上三條中,第(1)、(3)兩步比較簡單,對第(2)步可以進(jìn)一步細(xì)化:(1)任取一數(shù),假設(shè)它就是最大數(shù)。(2)將該數(shù)與其余各數(shù)逐一比較。(3)若發(fā)現(xiàn)有任何數(shù)大于假設(shè)的最大數(shù),則取而代之。以上三條中,第(1)、(3)兩步比較簡單,對第(2)步可以進(jìn)76再對以上過程進(jìn)一步具體化,得到如下算法:(1)輸入一組數(shù)。(2)找出其中的最大數(shù)。①令max=第一個數(shù)。②將第二個數(shù)到最后一個數(shù)依次取出。③比較x與max的大小,如果x>max,則令max=x。(3)輸出max。再對以上過程進(jìn)一步具體化,得到如下算法:77“模塊化設(shè)計”就是將比較復(fù)雜的任務(wù),分解成若干個子任務(wù)每個子任務(wù)又分解成若干個小子任務(wù)每個小子任務(wù)只完成一項簡單的功能在程序設(shè)計時,用一個個小模塊來實(shí)現(xiàn)這些功能,每個小模塊對應(yīng)一個相對獨(dú)立的子程序。對程序設(shè)計人員來說,編寫程序也就變得不再困難?!澳K化設(shè)計”就是將比較復(fù)雜的任務(wù),分解成若干個子任務(wù)78“結(jié)構(gòu)化編碼”指的是使用支持結(jié)構(gòu)化方法的高級語言編寫程序。C語言就是一種支持結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的高級語言,它直接提供了三種基本結(jié)構(gòu)的語句;提供了定義“函數(shù)”的功能,函數(shù)相當(dāng)于獨(dú)立的子程序。另外,還提供了豐富的數(shù)據(jù)類型。這些都為結(jié)構(gòu)化設(shè)計提供了有力的工具?!敖Y(jié)構(gòu)化編碼”指的是使用支持結(jié)構(gòu)化方法的高級語言編寫程序。793.2C語言語句C語言程序是由函數(shù)構(gòu)成的,而函數(shù)又是由函數(shù)說明和函數(shù)體兩部分組成,其中,函數(shù)體是函數(shù)的核心。與其他高級語言一樣,C語言也是利用函數(shù)體中的可執(zhí)行語句,向計算機(jī)系統(tǒng)發(fā)出操作命令。按照語句功能或構(gòu)成的不同,可將C語言語句分為如下五類:控制語句\函數(shù)調(diào)用語句\表達(dá)式語句\空語句\復(fù)合語句3.2C語言語句C語言程序是由函數(shù)構(gòu)成的801.控制語句控制語句完成一定的控制功能。C語言只有9條控制語句,又可細(xì)分為三種:(1)選擇結(jié)構(gòu)控制語句:if()…else…,switch()…(2)循環(huán)結(jié)構(gòu)控制語句:do…while(),for()…,while()…,break,continue(3)其他控制語句:goto,return1.控制語句812.函數(shù)調(diào)用語句函數(shù)調(diào)用語句由一次函數(shù)調(diào)用加一個分號(語句結(jié)束標(biāo)志)構(gòu)成。例如:printf("ThisisaCProgram.");3.表達(dá)式語句表達(dá)式語句由表達(dá)式后加一個分號構(gòu)成。表達(dá)式能構(gòu)成語句是C語言的一大特色。最典型的表達(dá)式語句是在賦值表達(dá)式后加一個分號構(gòu)成的賦值語句。例如,“num=5”是一個賦值表達(dá)式,而“num=5;”卻是一個賦值語句。2.函數(shù)調(diào)用語句824.空語句
空語句僅由一個分號構(gòu)成。顯然,空語句什么操作也不執(zhí)行。5.復(fù)合語句復(fù)合語句由大括號括起來的一組(也可以是一條)語句構(gòu)成。例如:4.空語句83說明:(1)在語法上,復(fù)合語句和簡單語句相同,即簡單語句可以出現(xiàn)的地方,都可以使用復(fù)合語句。(2)復(fù)合語句可以嵌套,即復(fù)合語句中也可包含一個或多個復(fù)合語句。main(){
{inta=1,b;b=a*a-1;復(fù)合語句printf("%d",b);
} /*注意:右括號后不需要分號*/}說明:main()843.3格式化輸出函數(shù)printf()程序運(yùn)行中,有時候需要從外部設(shè)備(例如鍵盤)上得到一些原始數(shù)據(jù),程序計算結(jié)束后,通常要把計算結(jié)果發(fā)送到外部設(shè)備(例如顯示器)上,以便人們對結(jié)果進(jìn)行分析。我們把程序從外部設(shè)備上獲得數(shù)據(jù)的操作稱為“輸入”,而把程序發(fā)送數(shù)據(jù)到外部設(shè)備的操作稱為“輸出”。3.3格式化輸出函數(shù)printf()程序運(yùn)行中,有時候需85不像其他的高級語言,C語言沒有專門的輸入/輸出語句,輸入/輸出的操作是通過調(diào)用C語言的庫函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。printf()函數(shù)就是最常用的輸出函數(shù),它的作用是向計算機(jī)系統(tǒng)默認(rèn)的輸出設(shè)備(一般指顯示器)輸出一個或多個任意指定類型的數(shù)據(jù)。不像其他的高級語言,C語言沒有專門的輸入/輸出語句,輸入/輸863.3.1printf()函數(shù)的一般格式調(diào)用printf()函數(shù)的一般格式為printf("格式字符串",輸出表項);例如:printf("radius=%f\nlength=%7.2f,area=%7.2f\n",r,l,a);printf("格式字符串",輸出表項);3.3.1printf()函數(shù)的一般格式printf(87
格式字符串也稱格式控制字符串或格式轉(zhuǎn)換字符串,其中可以包含下列三種字符:(1)格式指示符:這些字符用來控制數(shù)據(jù)的輸出格式例如“%f”、“%7.2f”等(2)轉(zhuǎn)義字符:這些字符通常用來控制光標(biāo)的位置。(3)普通字符:除格式指示符和轉(zhuǎn)義字符之外的其他字符,這些字符輸出時原樣輸出例如上面例子中的“radius=”等printf("radius=%f\nlength=%7.2f,area=%7.2f\n",
r,l,a);printf("格式字符串",輸出表項);格式字符串也稱格式控制字符串或格式轉(zhuǎn)換字符串,其中可以包含88輸出表項由若干個輸出項構(gòu)成,輸出項之間用逗號來分隔,每個輸出項既可以是常量、變量,也可以是表達(dá)式。有時候,調(diào)用printf()函數(shù)時,也可以沒有輸出項。在這種情況下,一般用來輸出一些提示信息,例如:printf("Hello,world!\n");printf("格式字符串",輸出表項);輸出表項printf("格式字符串",輸出表項);893.3.2格式指示符格式指示符的一般形式為%[修飾符]格式字符1.格式字符printf函數(shù)中常用的格式字符如表3-1所示。%[修飾符]格式字符3.3.2格式指示符%[修飾符]格式字符90表3-1常用的格式字符格式字符說明舉例輸出結(jié)果d帶符號十進(jìn)制整數(shù)格式printf("%d",10);10printf("%d",'A');65u無符號十進(jìn)制整數(shù)格式printf("%u",10);10printf("%u",'A');65x或X無符號十六進(jìn)制整數(shù)格式printf("%x",10);aprintf("%x",'A');41printf("%X",10);A%[修飾符]格式字符表3-1常用的格式字符格式說明舉例輸出結(jié)果d帶91o無符號八進(jìn)制整數(shù)格式printf("%o",10);12printf("%o",'A');101c字符格式printf("%c",10);換行printf("%c",'A');Af小數(shù)格式printf("%f",1.2345);1.234500e或E指數(shù)格式printf("%e",1.2345);1.23450e+00printf("%E",1.2345);1.23450E+00g或G小數(shù)形式或指數(shù)形式,使輸出寬度最小,不輸出無意義的0printf("%g",1.2345);1.2345printf("%g",0.000001);1e-06printf("%G",0.000001);1E-06%輸出%printf("%%");%s輸出字符串printf("%s","abcde");abcde%[修飾符]格式字符o無符號八進(jìn)制整數(shù)格式printf("%o",10);1922.長度修飾符長度修飾符“l(fā)”加在%號和格式字符之間。輸出長整型數(shù)據(jù)的時候,一定要加長度修飾符,否則,得不到正確的顯示結(jié)果。例如:longx=7654321;printf("x=%ld\n",x);輸出結(jié)果為:x=7654321。%[修飾符]格式字符l2.長度修飾符%[修飾符]格式字符l933.寬度修飾和精度修飾可以在%號和格式字符之間加入形如“m.n”(m、n均為整數(shù))的修飾。其中,m為寬度修飾,n為精度修飾。寬度修飾用來指定數(shù)據(jù)的輸出寬度精度修飾對不同的格式字符,n作用不同:對于格式字符f,用來指定輸出小數(shù)位的位數(shù);對于格式字符e,用來指定輸出有效數(shù)字的位數(shù);對于格式字符d,用來指定必須輸出的數(shù)字的個數(shù)。相關(guān)的例子如表3-2所示。%[修飾符]格式字符m.n3.寬度修飾和精度修飾%[修飾符]格式字符m.n94表3-2寬度修飾和精度修飾示例輸出語句輸出結(jié)果(□表示空格)printf("%5d",42);□□□42printf("%5.3d",42);□□042printf("%.3d",42);042printf("%7.2f",1.23456);□□□1.23printf("%.2f",1.23456);1.23printf("%10.2e",1.23456);□□□1.2e+00printf("%.2e",1.23456);1.2e+00表3-2寬度修飾和精度修飾示例輸出語句輸出結(jié)果(□表示954.左對齊修飾 在指定了寬度修飾時,如果指定寬度小于數(shù)據(jù)需要的實(shí)際寬度,則數(shù)據(jù)左邊補(bǔ)空格,補(bǔ)夠指定的寬度,這種對齊方式稱為“右對齊”。當(dāng)然,也可以在數(shù)據(jù)的右邊補(bǔ)空格來補(bǔ)夠指定的寬度,這種對齊方式稱為“左對齊”。指定左對齊的時候,使用左對齊修飾符“-”,例如語句:printf("%-7.2f\n",1.23456);輸出結(jié)果為1.23□□□(右邊補(bǔ)三個空格)%[修飾符]格式字符-4.左對齊修飾%[修飾符]格式字符-963.3.3使用說明(1)printf()函數(shù)可以輸出常量、變量和表達(dá)式的值。但格式控制字符串中的格式指示符必須按從左到右的順序,與輸出項表中的每個數(shù)據(jù)一一對應(yīng),否則出錯。(2)格式字符x、e、g可以用小寫字母,也可以用大寫字母。使用大寫字母時,輸出數(shù)據(jù)中包含的字母也大寫。除了x、e、g格式字符外,其他格式字符必須用小寫字母例如,“%f”不能寫成“%F”。(3)格式字符緊跟在“%”后面就作為格式字符,否則將作為普通字符使用(原樣輸出)例如,“printf("c=%c,f=%f\n",c,f);”中的第一個c和f都是普通字符。3.3.3使用說明973.4格式化輸入函數(shù)scanf()scanf()函數(shù)的功能是從計算機(jī)默認(rèn)的輸入設(shè)備(一般指鍵盤)向計算機(jī)主機(jī)輸入數(shù)據(jù)。3.4.1scanf()函數(shù)的一般格式調(diào)用scanf()函數(shù)的一般格式為scanf("格式字符串",
輸入項地址表);例如:scanf("%d%f",&i,&f);scanf("格式字符串",輸入項地址表);3.4格式化輸入函數(shù)scanf()scanf()函數(shù)的功98(1)格式字符串:格式字符串可以包含三種類型的字符:格式指示符格式指示符用來指定數(shù)據(jù)的輸入格式;空白字符(空格、跳格鍵、回車鍵)和空白字符作為相鄰兩個輸入數(shù)據(jù)的缺省分隔符;非空白字符(又稱普通字符)。非空白字符在輸入有效數(shù)據(jù)時,必須原樣一起輸入。scanf("格式字符串",輸入項地址表);(1)格式字符串:scanf("格式字符串",輸入項地址99(2)輸入項地址表:由若干個輸入項地址組成,相鄰兩個輸入項地址之間用逗號分開。輸入項地址表中的地址,可以是變量的地址,也可以是字符數(shù)組名或指針變量變量地址的表示方法為“&變量名”其中,“&”是地址運(yùn)算符。scanf("格式字符串",輸入項地址表);&變量名(2)輸入項地址表:scanf("格式字符串",輸入項地1003.4.2格式指示符格式指示符的一般形式為%【修飾符】格式字符scanf函數(shù)中使用的格式字符如表3-4所示。3.4.2格式指示符101表3-4常用格式字符格式字符說明d輸入十進(jìn)制整數(shù)o輸入八進(jìn)制整數(shù)x輸入十六進(jìn)制整數(shù)u輸入無符號十進(jìn)制整數(shù)c輸入一個字符f和e輸入小數(shù)形式或指數(shù)形式的實(shí)型數(shù)據(jù)s輸入字符串表3-4常用格式字符格式字符說明d輸入十進(jìn)制整1021.寬度修飾寬度修飾用來指定輸入數(shù)據(jù)所占列數(shù)例如:scanf("%3c%3c",&ch1,&ch2);假設(shè)輸入“abcdefg”則系統(tǒng)將讀取的“abc”中的“a”賦給變量ch1;讀取的“def”中的“d”賦給變量ch2。1.寬度修飾1032.抑制修飾符抑制修飾符“*”表示對應(yīng)的數(shù)據(jù)讀入后,不賦給相應(yīng)的變量,該變量由下一個格式指示符輸入。例如:scanf("%2d%*2d%3d",&num1,&num2);假設(shè)輸入“123456789”,則系統(tǒng)將讀取“12”并賦值給num1;讀取“34”,但舍棄掉(“*”的作用);讀取“567”并賦值給num2。2.抑制修飾符1043.長度修飾符在輸入長整型數(shù)據(jù)和雙精度實(shí)型數(shù)據(jù)時,必須使用長度修飾符“l(fā)”,否則,不能得到正確的輸入值。例如:longx;doubley;scanf("%ld%lf",&x,&y);3.長度修飾符1053.4.3使用說明調(diào)用scanf()函數(shù)輸入數(shù)據(jù)時,要注意以下幾點(diǎn):(1)如果相鄰兩個格式指示符之間,不指定數(shù)據(jù)分隔符(如逗號、冒號等),則相應(yīng)的兩個輸入數(shù)據(jù)之間至少用一個空格分開,或者用Tab鍵分開,或者輸入一個數(shù)據(jù)后,按回車,然后再輸入下一個數(shù)據(jù)。例如:scanf("%d%d",&num1,&num2);假設(shè)給num1輸入10,給num2輸入20,則正確的輸入操作為 10□20↙或者: 10↙ 20↙3.4.3使用說明 10□20↙106(2)格式字符串中出現(xiàn)的普通字符(包括轉(zhuǎn)義字符形式的字符),務(wù)必原樣輸入。例如:scanf("num1=%d,num2=%d",&num1,&num2);假設(shè)給num1輸入10,給num2輸入20,正確的輸入操作為num1=10,num2=20↙另外,scanf()函數(shù)中,對于格式字符串內(nèi)的轉(zhuǎn)義字符(如:\n),系統(tǒng)并不把它當(dāng)轉(zhuǎn)義字符來解釋,從而產(chǎn)生一個控制操作,而是將其視為普通字符,所以也要原樣輸入。例如:scanf("num1=%d,num2=%d\n",&num1,&num2);假設(shè)給num1輸入10,給num2輸入20,正確的輸入操作為num1=10,num2=20\n↙(2)格式字符串中出現(xiàn)的普通字符(包括轉(zhuǎn)義字符形式的字符)107為改善人機(jī)交互性,同時簡化輸入操作,在設(shè)計輸入操作時,一般先用printf()函數(shù)輸出一個提示信息,再用scanf()函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入。例如:printf("num1=");scanf("%d",&num1);printf("num2="); scanf("%d",&num2);為改善人機(jī)交互性,同時簡化輸入操作,在設(shè)計輸入操作時,一般先108(3)輸入數(shù)據(jù)時,遇到以下
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