《C語言程序設(shè)計項目式教程》02 繪制圖形寫字字帖

第一章第四章目繪制圖形項二學(xué)習(xí)目標(biāo)了解條件運(yùn)算及表達(dá)式和函數(shù)在結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計中的重要意義理解在解決問題過程中抽象出規(guī)律的重要性掌握for語句及循環(huán)嵌套以及程序功能設(shè)計掌握三種循環(huán)語句的區(qū)別、聯(lián)系以及使用情況具有使用switch語句實現(xiàn)簡單的菜單選擇功能的能力學(xué)習(xí)路徑任務(wù)一使用無參函數(shù)，實現(xiàn)根據(jù)不同內(nèi)容輸出不同圖形邏輯運(yùn)算（1）邏輯運(yùn)算符的分類

C語言中的邏輯運(yùn)算符只有3個，即邏輯與（&&）、邏輯或（||）和邏輯非（?。?，其中邏輯與和邏輯或是雙目運(yùn)算符，邏輯非是單目運(yùn)算符。類別運(yùn)算符含義舉例雙目&&邏輯與：只有參與運(yùn)算的兩個量都為真時，結(jié)果才為真，否則為假。1>2&&2>1的值為03>2&&2>1的值為11>2&&2>3的值為02>1&&1>2的值為0

||邏輯或：參與運(yùn)算的兩個量只要有一個為真，結(jié)果就為真。兩個量都為假時，結(jié)果為假。1>2||2>1的值為13>2||2>1的值為11>2||2>3的值為02>1||1>2的值為1單目！邏輯非：參與運(yùn)算量為真時，結(jié)果為假；參與運(yùn)算量為假時，結(jié)果為真。！1的值是0！0的值是1邏輯運(yùn)算（2）邏輯運(yùn)算符的優(yōu)先級和結(jié)合性

三個邏輯運(yùn)算符中，邏輯非“！”的優(yōu)先級最高，具有右結(jié)合性，其次是邏輯與“&&”，最后是邏輯或“||”，邏輯與和邏輯或都具有左結(jié)合性。它們的優(yōu)先級為：！>&&>||。當(dāng)一個復(fù)雜的表達(dá)式中既有算術(shù)運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算符，還有邏輯運(yùn)算符時，它們之間的優(yōu)先級如下：算術(shù)運(yùn)算符>關(guān)系運(yùn)算符>邏輯運(yùn)算符。條件運(yùn)算條件運(yùn)算符是C語言中唯一的三目運(yùn)算符，要求有三個運(yùn)算對象。由條件運(yùn)算符組成的表達(dá)式稱為條件表達(dá)式。條件表達(dá)式的一般格式如下：①條件表達(dá)式的求值規(guī)則為：若表達(dá)式1的值為真，則以表達(dá)式2的值作為條件表達(dá)式的值，否則以表達(dá)式3的值作為整個條件表達(dá)式的值。②條件運(yùn)算符?和：是一對運(yùn)算符，不能分開單獨使用。③條件運(yùn)算符的運(yùn)算優(yōu)先級低于關(guān)系運(yùn)算符和算術(shù)運(yùn)算符，但高于賦值符。④條件運(yùn)算符的結(jié)合性是自右至左，例如條件表達(dá)式嵌套：a>b?a:c>d?c:d，應(yīng)理解為a>b?a:(c>d?c:d)。表達(dá)式1?表達(dá)式2：表達(dá)式3for和do-while語句

（1）for語句簡介

C語言中的for語句使用最為靈活，它完全可以代替while語句。其流程圖和執(zhí)行過程分析可以看出，它相當(dāng)于while循環(huán)中如下形式for(表達(dá)式1;表達(dá)式2;表達(dá)式3){循環(huán)體}表達(dá)式1;while(表達(dá)式2){循環(huán)體表達(dá)式3;}for和do-while語句

該語句的執(zhí)行過程為：第一步：執(zhí)行表達(dá)式1；第二步：求表達(dá)式2的值，若其值為true（非0），則執(zhí)行一次循環(huán)體，若其值為false，（0），則結(jié)束循環(huán)，轉(zhuǎn)而執(zhí)行循環(huán)體后面的語句；第三步：執(zhí)行表達(dá)式3，然后轉(zhuǎn)到第二步繼續(xù)執(zhí)行。

for循環(huán)含義for(sum=0,i=1;i<=10;sum+=i,i++);求1+2+3+4+5+6+7+8+9+10的和for(sum=0,i=1;i<=10;sum+=i,i+=2);求1+3+5+7+9的和for(i=0;;i++);從0開始，1，2，3……不停向上遞增，永不停止for(;i<10;);當(dāng)i大于等于10時停止循環(huán)，此語句為死循環(huán)for(;(ch=getchar())!='\n';printf("%c",ch));從鍵盤讀入字符，并輸出，直到輸入字符為回車鍵時為止for和do-while語句

“表達(dá)式1”可以省略，但若使用循環(huán)控制變量，則應(yīng)事先賦初值?！氨磉_(dá)式2”可以省略，則循環(huán)判斷條件永為邏輯真，循環(huán)體中沒有其他退出語句，則循環(huán)將無終止地進(jìn)行下去?！氨磉_(dá)式3”可以省略，但一般應(yīng)另外有使循環(huán)控制變量的值趨向循環(huán)結(jié)束值的語句，以保證循環(huán)能正常結(jié)束。三個表達(dá)式都可省略，但分號不能省略表達(dá)式1中可以同時初始化多個變量，一般用逗號運(yùn)算。表達(dá)式2可以是任意表達(dá)式，只要其值為非零，就執(zhí)行循環(huán)體。表達(dá)式3可以是任意表達(dá)式，例如：逗號表達(dá)式、函數(shù)調(diào)用等。for和do-while語句

（2）do-while語句一般格式

例如，編寫程序進(jìn)行帳號與密碼檢查，直到帳號和密碼輸入正確為止

do{循環(huán)體}while(表達(dá)式)；for和do-while語句

（3）三種循環(huán)語句的比較三種循環(huán)一般情況下可以互相代替。while和do-while循環(huán)語句中，循環(huán)變量初始化的操作應(yīng)在while和dowhile語句之前完成；在while后面指定循環(huán)條件；在循環(huán)體中包含使循環(huán)趨于結(jié)束的語句(如i++，或i=i+1等)。而for語句可以在表達(dá)式1中實現(xiàn)循環(huán)變量的初始化；表達(dá)式2中是循環(huán)條件；表達(dá)式3中包含使循環(huán)趨于結(jié)束的操作，甚至可以將循環(huán)體中的操作全部放到表達(dá)式3中。for語句的功能更強(qiáng)，凡用while循環(huán)能完成的，用for循環(huán)都能實現(xiàn)。while和do-while的區(qū)別有兩點：①無論循環(huán)條件是否成立do-while語句的循環(huán)體至少執(zhí)行一次，而while語句的循環(huán)體可能一次都不執(zhí)行；②while語句中，while()后面的分號可以有也可以沒有，有和沒有表示的含義不一樣，多數(shù)情況下有分號會出現(xiàn)邏輯錯誤；do-while語句中，while()后面必須有分號，沒有則出現(xiàn)語法錯誤。

for和do-while語句

（4）嵌套循環(huán)嵌套是指一個循環(huán)體內(nèi)又包含另一個完整的循環(huán)結(jié)構(gòu)，三種循環(huán)語句(while循環(huán)、do-while循環(huán)和for循環(huán))可以互相嵌套，并且可以多層嵌套。函數(shù)概述（1）函數(shù)簡介

C語言的結(jié)構(gòu)有一個特點，它是由一個個被稱為函數(shù)的程序塊組成的。C源程序是由函數(shù)組成的。雖然在前面各章的程序中大都只有一個主函數(shù)main），但應(yīng)用程序往往是由多個函數(shù)組成。函數(shù)是C源程序的基本結(jié)構(gòu)，通過對函數(shù)的調(diào)用實現(xiàn)特定的功能。C語言不僅提供了極為豐富的庫函數(shù)，還允許用戶建立自己定義的函數(shù)。用戶可把自己的算法編成一個個相對獨立的函數(shù)結(jié)構(gòu)，然后用調(diào)用的方法來使用函數(shù)?？梢哉fC程序的全部工作都是由各式各樣的函數(shù)完成的。比如我們先前使用的輸入輸出函數(shù)等。函數(shù)概述（2）函數(shù)的優(yōu)勢對于每一個函數(shù)單獨編寫和調(diào)試，可以簡化程序設(shè)計。函數(shù)的邏輯簡單、明確，可以增加程序的可讀性，方便維護(hù)與調(diào)試。采用函數(shù)編程，C語言程序易于實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計，從而使程序的層次結(jié)構(gòu)清晰?？梢韵翊罘e木一樣，把不同函數(shù)進(jìn)行相應(yīng)組合，實現(xiàn)一個完整的應(yīng)用程序。函數(shù)的重復(fù)使用，可以避免重復(fù)勞動，提高軟件開發(fā)效率。函數(shù)具有模塊化功能，一個程序由功能不同的函數(shù)組成，可以分別編寫，利于團(tuán)隊開發(fā)，能加快程序開發(fā)速度。當(dāng)程序需要擴(kuò)充新功能時，也不會涉及整個程序的修改，從而使程序具有良好的可維護(hù)性和可用性。函數(shù)概述（3）函數(shù)的分類根據(jù)函數(shù)的概念我們可以對函數(shù)進(jìn)行分類，在C語言中可從不同的角度對函數(shù)分類從函數(shù)定義的角度看，函數(shù)可分為庫函數(shù)和用戶定義函數(shù)兩種。①庫函數(shù)由C系統(tǒng)提供，用戶無須定義，也不必在程序中作類型說明，只需在程序前包含有該函數(shù)原型的頭文件即可在程序中直接調(diào)用。例如，在之前的示例中反復(fù)用到printf()、scanf()、getchar()等函數(shù)均屬此類。C語言提供了多種庫函數(shù)，不僅數(shù)量多，而且有的還需要硬件知識才會使用，因此要想全部掌握則需要一個較長的學(xué)習(xí)過程。應(yīng)首先掌握一些最基本、最常用的庫函數(shù)，再逐步深入。由于篇幅關(guān)系，本書只介紹了很少一部分庫函數(shù)，其余部分可根據(jù)需要查閱有關(guān)手冊。函數(shù)概述①庫函數(shù)常用數(shù)學(xué)庫函數(shù)常用其他庫函數(shù)函數(shù)聲明功能intabs(inti);求整數(shù)的絕對值doubleacos(doublex);反余弦函數(shù)doubleasin(doublex);反正弦函數(shù)doubleatan(doublex);反正切函數(shù)doubleceil(doublex);向上舍入doublecos(doublex);余弦函數(shù)doubleexp(doublex);指數(shù)函數(shù)doublelog(doublex);對數(shù)函數(shù)ln(x)doublelog10(doublex);對數(shù)函數(shù)logdoublepow(doublex,doubley);指數(shù)函數(shù)(x的y次方)doublepow10(intp);指數(shù)函數(shù)(10的p次方)doublesin(doublex);正弦函數(shù)doublesqrt(doublex);計算平方根函數(shù)聲明功能void*calloc(size_tnelem,size_telsize);分配主存儲器void*malloc(unsignedsize);內(nèi)存分配函數(shù)intrandom(intnum);隨機(jī)數(shù)發(fā)生器unsignedsleep(unsignedseconds);執(zhí)行掛起一段時間voidsrand(unsignedseed);初始化隨機(jī)數(shù)發(fā)生器logntime(long*tloc);取一天的時間函數(shù)概述②用戶自定義函數(shù)由用戶按實際需要編寫的函數(shù)。對于用戶自定義函數(shù)，不僅要在程序中定義函數(shù)本身，而且一般在主調(diào)函數(shù)模塊中還必須對該被調(diào)函數(shù)進(jìn)行類型說明，然后才能使用。從主調(diào)函數(shù)和被調(diào)函數(shù)間數(shù)據(jù)傳送的角度看又可分為無參函數(shù)和有參函數(shù)兩種。①無參函數(shù)函數(shù)定義、函數(shù)說明及函數(shù)調(diào)用中均不帶參數(shù)，主調(diào)函數(shù)和被調(diào)函數(shù)之間不進(jìn)行參數(shù)傳送。此類函數(shù)通常用來完成一組指定的功能，可以返回或不返回函數(shù)值。②有參函數(shù)也稱為帶參函數(shù)。在函數(shù)定義及函數(shù)說明時都有參數(shù)，稱為形式參數(shù)(簡稱為形參)。在函數(shù)調(diào)用時也必須給出參數(shù)，稱為實際參數(shù)(簡稱為實參)。進(jìn)行函數(shù)調(diào)用時，主調(diào)函數(shù)將把實參的值傳送給相應(yīng)形參，供被調(diào)函數(shù)使用。C語言的函數(shù)兼有其它語言中的函數(shù)和過程兩種功能，從這個角度看，又可把函數(shù)分為有返回值函數(shù)和無返回值函數(shù)兩種。①有返回值函數(shù)此類函數(shù)被調(diào)用執(zhí)行完后將向調(diào)用者返回一個執(zhí)行結(jié)果，稱為函數(shù)返回值。比如數(shù)學(xué)函數(shù)即屬于此類函數(shù)。由用戶定義的這種有返回值的函數(shù)，必須在函數(shù)定義和函數(shù)說明中明確返回值的類型，有返回值的函數(shù)定義如下所示：②無返回值函數(shù)此類函數(shù)用于完成某項特定的處理任務(wù)，執(zhí)行完成后不向調(diào)用者返回函數(shù)值，這類函數(shù)類似于其它語言的過程。由于函數(shù)無須返回值，用戶在定義此類函數(shù)時可指定它的返回為“空類型”，空類型的說明符為“void”。函數(shù)聲明

在一個函數(shù)中被調(diào)用的函數(shù)（即被調(diào)用函數(shù)）需要具備如下條件：(1)被調(diào)用的函數(shù)必須是已經(jīng)存在的函數(shù)（是庫函數(shù)或用戶自定義函數(shù)）。(2)如果使用庫函數(shù)，一般應(yīng)在文件開頭用#include命令包含頭文件。如果使用用戶自己定義的函數(shù)，尤其是主調(diào)函數(shù)在前，被調(diào)函數(shù)定義在后時，必須在主調(diào)函數(shù)中對被調(diào)用函數(shù)進(jìn)行函數(shù)聲明。函數(shù)聲明，也稱函數(shù)原型，其一般格式如下所示：數(shù)據(jù)類型函數(shù)名(形參類型1形參1,形參類型2形參2……)或者：函數(shù)類型函數(shù)名(形參類型1,形參類型2……)函數(shù)的定義函數(shù)的定義可以位于源程序中預(yù)處理命令（以#開始的命令）之后的任何位置。C語言函數(shù)定義ANSI格式如下：函數(shù)定義一般有兩部分組成：函數(shù)首部和函數(shù)體。函數(shù)首部包括：數(shù)據(jù)類型，是指函數(shù)的類型，即函數(shù)返回值的類型。函數(shù)可以有返回值，也可以沒有返回值。若沒有返回值時，數(shù)據(jù)類型為void；若在函數(shù)首部沒有“數(shù)據(jù)類型”項，則表示函數(shù)返回值類型為int。函數(shù)名，是指由用戶定義的標(biāo)識符，它應(yīng)該符合標(biāo)識符起名規(guī)則，并且最好能“見名思義”。參數(shù)列表，在每個函數(shù)名的后面緊跟一對括號，注意：即使是無參函數(shù)該括號也不能缺省。若是有參函數(shù)，則分別聲明每一個形參，形參之間用逗號分隔。函數(shù)體，被一對花括號括起來，通過函數(shù)體中的語句來實現(xiàn)函數(shù)的功能。一般函數(shù)體又是由聲明部分和執(zhí)行部分組成的。聲明部分往往用于聲明屬于該函數(shù)的局部變量和該函數(shù)要調(diào)用的其他用戶自定義函數(shù)。執(zhí)行部分就是由各個所需的執(zhí)行語句組成。

[數(shù)據(jù)類型]函數(shù)名([形參類型1形參1,形參類型2形參2,……])/*函數(shù)首部*/{函數(shù)體;}無參函數(shù)的調(diào)用（1）函數(shù)調(diào)用過程

函數(shù)只有僅當(dāng)被程序調(diào)用的時候，函數(shù)中的語句才會被執(zhí)行。調(diào)用函數(shù)時，程序可以通過一個或多個參數(shù)給它傳遞信息。參數(shù)是程序傳遞給函數(shù)的數(shù)據(jù)，函數(shù)可以使用這些數(shù)據(jù)執(zhí)行任務(wù)。然后執(zhí)行函數(shù)中的語句，完成被設(shè)計的任務(wù)。函數(shù)中的語句執(zhí)行完畢后，控制權(quán)將返回調(diào)用函數(shù)的地方。函數(shù)能夠以返回值的形式將信息返回給程序。無參函數(shù)的調(diào)用（2）函數(shù)調(diào)用形式

函數(shù)調(diào)用的一般格式如下所示：在函數(shù)調(diào)用時應(yīng)注意：①函數(shù)名后的“實參表列”可以省略，但()不能省略。②實參表列可以包含多個實參，各參數(shù)間用逗號分隔。③實參與形參一一對應(yīng)，實參與形參的個數(shù)應(yīng)相等，類型應(yīng)一致或相兼容，在調(diào)用函數(shù)時實參把值傳遞給對應(yīng)的形參。④實參表列中的參數(shù)可以是常量、變量、表達(dá)式或函數(shù)。在進(jìn)行函數(shù)調(diào)用時，實參必須具有確定的值，以便把這些值傳遞給相應(yīng)形參。因此應(yīng)預(yù)先用賦值、輸入等方法使實參獲得確定值。函數(shù)名(實參表列);無參函數(shù)的調(diào)用（3）函數(shù)調(diào)用的方式

①函數(shù)作為一個單獨的語句。把函數(shù)調(diào)用作為一個語句，不要求函數(shù)有返回值。一般格式如下所示②函數(shù)作為表達(dá)式中的一項出現(xiàn)在表達(dá)式中。函數(shù)出現(xiàn)在一個表達(dá)式中，要求函數(shù)帶回一個確定的值。一般格式如下所示：③函數(shù)作為調(diào)用另一個函數(shù)時的實參一般格式如下所示：函數(shù)名(實參表列);變量名=函數(shù)表達(dá)式;result=fun4(fun4(number1,number2),number1);/*函數(shù)實參，先計算fun4(number1,number2)，再把其返回作為實參*/任務(wù)二使用有參函數(shù)，分別顯示不同圖形有參函數(shù)的調(diào)用（1）函數(shù)調(diào)用過程所有程序都是從main()開始執(zhí)行，遇到函數(shù)調(diào)用時，把當(dāng)前斷點地址壓入堆棧，執(zhí)行被調(diào)用函數(shù)，當(dāng)被調(diào)用函數(shù)執(zhí)行結(jié)束之后，由堆棧中彈出主調(diào)函數(shù)斷點地址，繼續(xù)執(zhí)行主調(diào)函數(shù)后面的語句.intadd(int,int);/*函數(shù)聲明*/main(){intsum;sum=add(10,20);

sum=add(30,40);}intadd(inta,intb){returna+b;}①⑤⑨②③⑥④⑤⑥⑦⑧⑨⑧⑦有參函數(shù)的調(diào)用（2）函數(shù)的調(diào)用形式

函數(shù)調(diào)用的一般格式如下所示：在函數(shù)調(diào)用時應(yīng)注意：①函數(shù)名后的“實參表列”可以省略，但()不能省略。②實參表列可以包含多個實參，各參數(shù)間用逗號分隔。③實參與形參一一對應(yīng)，實參與形參的個數(shù)應(yīng)相等，類型應(yīng)一致或相兼容，在調(diào)用函數(shù)時實參把值傳遞給對應(yīng)的形參。④實參表列中的參數(shù)可以是常量、變量、表達(dá)式或函數(shù)。在進(jìn)行函數(shù)調(diào)用時，實參必須具有確定的值，以便把這些值傳遞給相應(yīng)形參。因此應(yīng)預(yù)先用賦值、輸入等方法使實參獲得確定值。函數(shù)名(實參表列);有參函數(shù)的調(diào)用（3）函數(shù)調(diào)用的方式①函數(shù)作為一個單獨的語句。把函數(shù)調(diào)用作為一個語句，不要求函數(shù)有返回值。一般格式如下所示：②函數(shù)作為表達(dá)式中的一項出現(xiàn)在表達(dá)式中。函數(shù)出現(xiàn)在一個表達(dá)式中，要求函數(shù)帶回一個確定的值。一般格式如下所示：③函數(shù)作為調(diào)用另一個函數(shù)時的實參一般格式如下所示：函數(shù)名(實參表列);變量名=函數(shù)表達(dá)式;result=fun4(fun4(number1,number2),number1);/*函數(shù)實參，先計算fun4(number1,number2)，再把其返回作為實參*/形參與實參函數(shù)的形參和實參具有以下特點：(1)形參變量只有在被調(diào)用時才分配內(nèi)存單元，在調(diào)用結(jié)束時，即刻釋放所分配的內(nèi)存單元。因此，形參只有在函數(shù)內(nèi)部有效。(2)函數(shù)調(diào)用是數(shù)據(jù)單向值傳遞，即只能把實參的值傳送給形參，而不能把形參的值反向地傳送給實參。因此在函數(shù)調(diào)用過程中，形參的值可以發(fā)生改變，而實參的值不會隨之變化。任務(wù)三設(shè)計主菜單，由用戶選擇不同圖形switch語句switch語句是開關(guān)語句，也稱多分支選擇語句，用來實現(xiàn)多分支選擇結(jié)構(gòu)。其一般格式如下所示：switch(表達(dá)式)｛case常量表達(dá)式1：語句1case常量表達(dá)式2：語句2…

case常量表達(dá)式n：語句ndefault：語句n＋1｝switch語句(1)switch后面括弧內(nèi)的“表達(dá)式”只能是整型或字符型表達(dá)式。為什么？因為前面講過，float和double類型的值進(jìn)行“等于”或“不等”的判斷往往是沒有意義的。(2)每一個case的常量表達(dá)式的值必須互不相同。(3)case語句必須以冒號結(jié)尾。(4)各個case和default的出現(xiàn)次序可以是任意的。(5)執(zhí)行完一個case后面的語句后，流程控制轉(zhuǎn)移到下一個case繼續(xù)執(zhí)行。(6)break語句：終止switch語句的執(zhí)行，使流程跳出switch結(jié)構(gòu)。例如：當(dāng)score的值為85時，s的值是8，則執(zhí)行printf("B\n")，遇到break就不接著執(zhí)行下面的語句，而是直接退出switch結(jié)構(gòu)。(7)在case后面中雖然包含一個以上執(zhí)行語句，但可以不必用花括弧括起來，會自動順序執(zhí)行本case后面所有的執(zhí)行語句。當(dāng)然加上花括弧也可以。(8)多個case可以共用一組執(zhí)行語句。例如：當(dāng)s的值為10和9時都執(zhí)行同一組語句。(9)在一個switch語句中，最多只能有一個default子句。case10:case9:printf("A\n");break;函數(shù)的返回值函數(shù)的返回值是指函數(shù)被調(diào)用之后，執(zhí)行函數(shù)體中的程序段所取得的并返回給主調(diào)函數(shù)的值。例如：調(diào)用數(shù)學(xué)函數(shù)時都會取得相應(yīng)的值。函數(shù)的值只能通過return語句返回主調(diào)函數(shù)。return語句的一般格式為：return語句中的“()”可有可無。該語句的功能是計算表達(dá)式的值，并返回給主調(diào)函數(shù)。在函數(shù)中允許有多個return語句，但