第1章 C語言概述

第1章C語言概述C語言簡介程序和程序設(shè)計(jì)語言C語言的發(fā)展史C語言的特點(diǎn)C語言的語法成分C語言程序的基本構(gòu)成C語言程序的編譯過程

從本章開始我們正式進(jìn)入C語言程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，也許大家會(huì)問：為什么我們要學(xué)習(xí)C語言呢？理由1：因?yàn)镃語言流行.

理由2:因?yàn)镃語言在各種程序考試中必考。理由3：因?yàn)樗潜匦拚n，是老師逼的，不學(xué)不能拿學(xué)分。

……

理由n：……別急！讓我想想……

這些理由都只是從表面上來回答，其實(shí)要真正來回答這一問題，我們有必要了解程序、計(jì)算機(jī)語言、知道C語言是屬于哪種類型的語言；C語言是如何產(chǎn)生和發(fā)展的，C語言的特點(diǎn)有哪些，它應(yīng)用在哪些方面等，這樣我們就可以做到學(xué)習(xí)目的明確，才能有意識(shí)地去學(xué)好C語言程序設(shè)計(jì)。

問……什么是計(jì)算機(jī)程序？什么是計(jì)算機(jī)語言？什么是C語言？（C的發(fā)展）為什么要學(xué)程序設(shè)計(jì)？為什么選C語言？……了解程序設(shè)計(jì)語言的發(fā)展及其特點(diǎn)；掌握機(jī)器語言、匯編語言和高級(jí)語言的差異；了解C語言的發(fā)展歷史及特點(diǎn)和應(yīng)用；掌握C語言程序的基本結(jié)構(gòu)；掌握編寫C程序的基本步驟和調(diào)試過程。學(xué)習(xí)目標(biāo)

程序設(shè)計(jì)語言的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：

機(jī)器語言是用二進(jìn)制表示的，計(jì)算機(jī)能直接識(shí)別和執(zhí)行的語言

如：10000000（加）10010000（減），機(jī)器語言執(zhí)行速度最快。由于用二進(jìn)制表示，因而程序可讀性差，非專業(yè)人員難于掌握二進(jìn)制指令通過符號(hào)化

如ADDA,B匯編程序

機(jī)器語言匯編語言高級(jí)語言面向過程面向?qū)ο?/p>

高級(jí)語言表達(dá)方式接近被描述的問題，接近于自然語言和數(shù)學(xué)表達(dá)式，易于人們接受和掌握1.C語言發(fā)展史(丹尼斯·里奇與肯·湯普遜)ALGOL60語言

CPL語言

CombinedProgrammingLanguage1963年，劍橋大學(xué)BCPL語言

1967年，劍橋大學(xué)的MatinRichards對(duì)CPL語言進(jìn)行了簡化B語言

C語言

1970年，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的KenThompson將BCPL進(jìn)行了修改將CPL語言煮干，提煉出它的精華1973年，B語言也給人“煮”了一下，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的D.M.RITCHIE在B語言的基礎(chǔ)上最終設(shè)計(jì)出了一種新的語言BCPL的第二個(gè)字母作為這種語言的名字，這就是C語言

C++

在C的基礎(chǔ)上，1983年又由貝爾實(shí)驗(yàn)室的BjarneStrou-strup推出了C++

C語言發(fā)展史產(chǎn)生背景產(chǎn)生過程時(shí)間:1972～1973

地點(diǎn):美國貝爾實(shí)驗(yàn)室目的:UNIX操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)人:Ken.Thompson和Dennis.M.RitchieC標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)C:K&R合著《TheCProgrammingLanguage》ANSIC:1983年

89ANSIC:1989年

1990年國際標(biāo)準(zhǔn)的ANSIC99ANSIC:1999年2.C語言的特點(diǎn)（1）高效性：C程序往往緊湊且運(yùn)行速度快。（2）移植性：C程序不經(jīng)修改或很少修改就可以到其他系統(tǒng)上運(yùn)行。（3）運(yùn)算符豐富：有算術(shù)、關(guān)系、邏輯、位、自增/自減、賦值運(yùn)算符等等。（4）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富：數(shù)據(jù)類型有整型、實(shí)型、字符、數(shù)組、指針、結(jié)構(gòu)體等，能實(shí)現(xiàn)如鏈表、樹、棧等結(jié)構(gòu)運(yùn)算。（5）標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)豐富：它的標(biāo)準(zhǔn)庫包含了數(shù)百個(gè)函數(shù)。

（6）對(duì)硬件操作：能直接訪問內(nèi)存的物理地址，并進(jìn)行位操作。（7）自由度大：語法限制不嚴(yán)格。如：不檢查數(shù)組下標(biāo)是否越界，整型與字符型可通用，條件可用0和非0表示假與真，指針操作靈活等。1.Ｃ語言的字符集2.標(biāo)識(shí)符3.關(guān)鍵字4.運(yùn)算符5.分隔符6.注釋符基本語法成分在程序中使用的變量名、函數(shù)名、標(biāo)號(hào)等統(tǒng)稱為標(biāo)識(shí)符，用來標(biāo)識(shí)各種程序成分。除庫函數(shù)的函數(shù)名由系統(tǒng)定義外，其余都由用戶自定義。C語言規(guī)定，標(biāo)識(shí)符只能是由字母(A～Z，a～z)、數(shù)字(0～9)、下劃線(_)組成的字符串，并且其第一個(gè)字符必須是字母或下劃線。在使用標(biāo)識(shí)符時(shí)還必須注意以下幾點(diǎn)：(1)在標(biāo)識(shí)符中，大小寫是有區(qū)別的。例如BOOK和book是兩個(gè)不同的標(biāo)識(shí)符。習(xí)慣上符號(hào)常量用大寫字母表示，而變量名等用小寫字母表示。(2)標(biāo)識(shí)符雖然可由程序員隨意定義，但不能與關(guān)鍵字同名，也不能與系統(tǒng)預(yù)先定義的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)符（如標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)）同名關(guān)鍵字是由Ｃ語言規(guī)定的具有特定意義的字符串，通常也稱為保留字。如類型說明符int,double等；語句特征if、switch、while等；預(yù)處理命令include、define等。關(guān)鍵字是構(gòu)成C語言的語法基礎(chǔ)，用戶定義的標(biāo)識(shí)符不應(yīng)與關(guān)鍵字相同，也不能對(duì)關(guān)鍵字進(jìn)行重新定義。Ｃ語言中含有相當(dāng)豐富的運(yùn)算符。運(yùn)算符與變量、函數(shù)一起組成表達(dá)式，表示各種運(yùn)算功能。運(yùn)算符由一個(gè)或多個(gè)字符組成。根據(jù)參加運(yùn)算對(duì)象的個(gè)數(shù)，運(yùn)算符可分為單目運(yùn)算符、雙目運(yùn)算符和三目運(yùn)算符。C語言中的分隔符有逗號(hào)和空格兩種，逗號(hào)主要用在類型說明和函數(shù)參數(shù)表中，分隔各個(gè)變量?？崭穸嘤糜谡Z句各單詞之間，作間隔符。在關(guān)鍵字、標(biāo)識(shí)符之間必須要有一個(gè)以上的空格符作間隔，否則將會(huì)出現(xiàn)語法錯(cuò)誤。例如把“inta;”，寫成“inta;”，C編譯器會(huì)把“inta”當(dāng)成一個(gè)標(biāo)識(shí)符處理，其結(jié)果必然出錯(cuò)。

關(guān)鍵字注釋符是以“/*”開頭并以“*/”結(jié)尾的串。在“/*”和“*/”之間的即為注釋。程序編譯時(shí)，不對(duì)注釋作任何處理。注釋可出現(xiàn)在程序中的任何位置。注釋用來向用戶提示或解釋程序的意義。在調(diào)試程序時(shí)，對(duì)暫不使用的語句也可用注釋符括起來，使編譯跳過不作處理，待調(diào)試結(jié)束后再去掉注釋符。也可使用“//”

作單行注釋。表1.1C語言中的關(guān)鍵字autobreakcasecharconstcontinuedefaultdodoubleelseenumexternfloatforgotoifintlongregisterreturnshortsignedsizeofstaticstructswitchtypedefunsignedunionvoidvolatilewhile關(guān)鍵字為小寫字母；不允許使用關(guān)鍵字為變量、數(shù)組和函數(shù)等操作對(duì)象命名。

標(biāo)識(shí)符練習(xí)1、下列選項(xiàng)中，可以作為Ｃ語言標(biāo)識(shí)符的是（）

A）3stuB）#stuC）stu3D）stu.32、以下不能定義為用戶標(biāo)識(shí)符的是（） A）MainB）_0C）_intD）int3、以下敘述中錯(cuò)誤的是() A）用戶所定義的標(biāo)識(shí)符允許使用關(guān)鍵字B）用戶所定義的標(biāo)識(shí)符應(yīng)盡量做到“見名知意” C）用戶所定義的標(biāo)識(shí)符必須以字母或下劃線開頭 D）用戶定義的標(biāo)識(shí)符中，大、小寫字母代表不同標(biāo)識(shí)4、下列選項(xiàng)中，不可以作為Ｃ語言標(biāo)識(shí)符的是（）

A）numB）turbo-_cC）printfD）student35、以下不合法的用戶標(biāo)識(shí)符是() A)j2_KEYB)DoubleC)4dD)_8_6、合法的Ｃ語言標(biāo)識(shí)符是（）。

A）_a1B）a+bC）3abcD）AB,CD7、以下選項(xiàng)中不合法的用戶標(biāo)識(shí)符是：（）

A）_xyzB）IntC）a_123D）1238、以下選項(xiàng)中合法的用戶標(biāo)識(shí)符是：（） A）_123B）intC）si%D）1_ads9、以下選項(xiàng)中合法的用戶標(biāo)識(shí)符是：（）

A)sinedB)printfC)aa$D)a－1.C語言程序的基本結(jié)構(gòu)

了解了C語言的基本特性及其應(yīng)用以后，接下來就來看看C語言程序是什么樣子。一個(gè)C語言程序可以是非常簡單的，也可以是特別復(fù)雜的，這取決于程序所要實(shí)現(xiàn)的功能。我們先來認(rèn)識(shí)一個(gè)最為簡單的C程序?！纠?】最簡單的C程序。#include<stdio.h>intmain(){printf(“Hello,我是C語言，謝謝你關(guān)注我哦!\n");

return0;}函數(shù)體語句結(jié)束標(biāo)志

運(yùn)行結(jié)果：Hello,我是C語言，謝謝你關(guān)注我哦!main是主函數(shù)的函數(shù)名，表示這是一個(gè)主函數(shù)。每一個(gè)C源程序都必須有，并且只能有一個(gè)主函數(shù)(main函數(shù))，這是整個(gè)C程序運(yùn)行的入口點(diǎn)

printf是C語言中的輸出函數(shù)，是一個(gè)由系統(tǒng)定義的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，可在程序中直接調(diào)用，它的功能是把要輸出的內(nèi)容送到顯示器去顯示。雙引號(hào)內(nèi)字符串原樣輸出，“\n”是回車換行符。

C語言規(guī)定：語句以分號(hào)結(jié)束【例2】計(jì)算輸入的兩個(gè)整數(shù)的和。/*求兩數(shù)的和。*/#include<stdio.h>intmain(){inta,b,sum;/*這是定義變量*/a=12;b=34;sum=a+b;printf("Thesumis%d\n",sum);

return0;}數(shù)據(jù)類型名定義的變量名，以“,”分隔兩個(gè)賦值語句，使a和b的值分別為12和34調(diào)用內(nèi)部函數(shù)，輸出計(jì)算的和數(shù)求和的值給sum運(yùn)行結(jié)果：thesumis46“%d”是輸入輸出的格式字符串，用來指定輸入輸出時(shí)的數(shù)據(jù)類型和格式

【例3】計(jì)算輸入的兩個(gè)整數(shù)的最大值。/*ThisisthethirdCprogram*/#include<stdio.h>intmax(inta,intb);intmain(){intx,y,z;printf("Inputtwonumbers:\n");scanf("%d%d",&x,&y);z=max(x,y);printf("maxnum=%d\n",z);

return0;}intmax(inta,intb){

if(a>b)

returna;elsereturnb;

}自定義函數(shù)聲明自定義函數(shù)調(diào)用自定義函數(shù)max帶兩個(gè)形參返回a、b中最大值返回值為整型數(shù)假設(shè)輸入：1020↙

運(yùn)行結(jié)果：max=20調(diào)用內(nèi)部函數(shù)，接受鍵盤輸入數(shù)據(jù)通過以上例子可以看出：1.一個(gè)Ｃ語言源程序可以由一個(gè)或多個(gè)源文件組成,每個(gè)源文件以“.c”作為擴(kuò)展名。

C程序有且僅有一個(gè)main函數(shù)，用戶也可以自己根據(jù)需要設(shè)計(jì)自己的函數(shù)，像上面的max()函數(shù)。2.一個(gè)可執(zhí)行的C語言程序總是從main函數(shù)開始執(zhí)行，并在main函數(shù)中結(jié)束，而不論其在整個(gè)程序中的位置如何。3.每條語句和數(shù)據(jù)定義的最后必須有一個(gè)分號(hào)(;)。說明：在以下三種情況下不允許有分號(hào)：

a.函數(shù)頭后面不使用分號(hào)；

b.在右花括號(hào)“}”后面不使用分號(hào)；

c.預(yù)處理語句后面不使用分號(hào)。while(i<=100){i++;s=s+i;};max();{……}#include<math.h>;4.C語言中沒有專門的輸入、輸出語句。輸入輸出是通過scanf和printf兩個(gè)庫函數(shù)實(shí)現(xiàn)的。5.C程序書寫格式自由，一行內(nèi)可以寫幾個(gè)語句，一個(gè)語句也可以分寫在多行上。6.可用/*……*/對(duì)C程序中的任何部分作注釋，注釋可以寫在程序的任何位置上，“/*”與“*/”也可不在同一行上。也可用“//”注釋1行。7.在C語言中，大小寫字母是有區(qū)分的(即大小寫敏感)。由前得出一般C語言程序的構(gòu)成如下:#include<stdio.h>intmain()/*主函數(shù)*/{

變量定義部分；

[變量賦初值部分；]

語句執(zhí)行部分；

return0;}1.3C程序的執(zhí)行過程1.編輯：選擇適當(dāng)?shù)木庉嫵绦?將C語言源程序通過鍵盤輸入到計(jì)算機(jī)中,并以文件的形式存入到磁盤中（.C）2.編譯：即將源程序翻譯成機(jī)器語言程序的過程。編譯出來的程序稱為目標(biāo)程序（.OBJ）3.鏈接：編譯后生成的目標(biāo)文件經(jīng)過鏈接后生成最終的可執(zhí)行程序（.EXE）4.運(yùn)行：運(yùn)行是將可執(zhí)行的目標(biāo)程序投入運(yùn)行，以獲取程序的運(yùn)行結(jié)果；在操作系統(tǒng)中可以直接執(zhí)行擴(kuò)展名為.EXE的文件編輯程序代碼的錄入，生成源程序*.c編譯語法分析查錯(cuò)，翻譯生成目標(biāo)程序*.obj鏈接與其它目標(biāo)程序或庫鏈接裝配,生成可執(zhí)行程序*.exe運(yùn)行開始編輯編譯有錯(cuò)？鏈接執(zhí)行結(jié)果正確？結(jié)束源程序file.c目標(biāo)程序file.obj庫函數(shù)和其它目標(biāo)程序可執(zhí)行程序file.exe不正確正確有無

調(diào)試C程序的流程Ｃ語言的編輯、編譯和運(yùn)行1.

找出下列程序中的錯(cuò)誤。#include<stdio.h>intmain(){ printf("你有沒有覺得C語言萌萌噠？\n") return0}2.下面程序的功能是：打印輸出一個(gè)由“*”構(gòu)成的矩形圖案。請(qǐng)分析錯(cuò)誤。intmain() { printf("******\n"); printf("******\n"); printf("******\n"); printf("******\n"); return0; } 3..

找出下列程序中的錯(cuò)誤。#include<stdio.h>intmain(){ intprice1,price2=2500; price1=2500; price2=price1/2; PRINTF("price2=%d\n"); return0;}C語言第1次上機(jī)作業(yè)輸出以下字符：Hello,我是C，請(qǐng)為我點(diǎn)贊!輸出如下圖形：*********從鍵盤上輸入兩個(gè)整數(shù)a和b，輸出a與b的和。從鍵盤上輸入兩個(gè)兩位整數(shù)，將它們合并為一個(gè)整數(shù)。例如，輸入12和34，輸出1234。編程輸入/輸出你的個(gè)人信息。看看下面程序的運(yùn)行結(jié)果是什么。。。#include<stdio.h>intmain(){intx,y;x=3;y=6;printf(“%d,%d,%d”,x+y,x-y,x*y);printf(“\n”);return0;}1.4程序與算法程序包括:

(1)對(duì)數(shù)據(jù)的描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

(2)對(duì)數(shù)據(jù)處理的描述算法算法(algorithm)是對(duì)特定問題求解步驟的一種描述?？蓪⒊绦蚩偨Y(jié)為：

程序=算法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+程序設(shè)計(jì)方法+語言工具和環(huán)境人們使用計(jì)算機(jī)，就是要利用計(jì)算機(jī)處理各種不同的問題，而要做到這一點(diǎn)，人們就必須事先對(duì)各類問題進(jìn)行分析，確定解決問題的具體方法和步驟，再編制好一組讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令即程序，讓計(jì)算機(jī)按人們指定的步驟有效地工作。這些具體的方法和步驟，其實(shí)就是解決一個(gè)問題的算法。根據(jù)算法，依據(jù)某種規(guī)則編寫計(jì)算機(jī)執(zhí)行的命令序列，就是編制程序，而書寫時(shí)所應(yīng)遵守的規(guī)則，即為某種語言的語法.1算法（Algorithm）的概念

【例1】輸入3個(gè)數(shù)，求其最大值。問題分析：設(shè)num1,num2,num3存放3個(gè)數(shù)，max存放其最大值。為求最大值，就必須對(duì)3個(gè)數(shù)進(jìn)行比較，可按如下步驟去做：⑴輸入3個(gè)數(shù)num1,num2,num3。⑵先把第1個(gè)數(shù)num1的值賦給max。⑶將第2個(gè)數(shù)num2與max比較，如果num2>max，則把第2個(gè)數(shù)num2的值賦給max（否則不做任何工作）。⑷將第3個(gè)數(shù)num3與max比較，如果num3>max，則把第3個(gè)數(shù)num3的值賦給max（否則不做任何工作）。⑸輸出max的值，即最大值。2算法的基本特征

一個(gè)算法應(yīng)具有以下5個(gè)基本特征：有窮性確定性有效性有零個(gè)或多個(gè)輸入有一個(gè)或多個(gè)輸出

算法必須總是在執(zhí)行有限個(gè)操作步驟和可以接受的時(shí)間內(nèi)完成其執(zhí)行過程。也就是說，對(duì)于一個(gè)算法，要求其在時(shí)間和空間上均是有窮的。例如：一個(gè)采集氣象數(shù)據(jù)并加以計(jì)算進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)的應(yīng)用程序，如果不能及時(shí)得到結(jié)果，超出了可以接受的時(shí)間，就起不到天氣預(yù)報(bào)的作用。

算法中的每一步都必須有明確的含義，不允許存在二義性。例如：“將成績優(yōu)秀的同學(xué)名單打印輸出”，在這一描述中“成績優(yōu)秀”就很不明確，是每門功課均為95分以上？還是指總成績在多少分以上？

算法中描述的每一步操作都應(yīng)能有效地執(zhí)行，并最終得到確定的結(jié)果。例如：當(dāng)Y=0時(shí)，X/Y是不能有效執(zhí)行的。

3算法的表示

用自然語言表示用流程圖表示用偽代碼表示計(jì)算機(jī)語言表示算法

自然語言可以是中文、英文、數(shù)學(xué)表達(dá)式等。用自然語言表示通俗易懂，缺點(diǎn)是可能文字過長，不太嚴(yán)格，表達(dá)分支和循環(huán)的結(jié)構(gòu)不很方便?！纠?】求1+2+…+100的值s。

偽代碼是用介于自然語言和計(jì)算機(jī)語言之間的文字和符號(hào)來描述算法的，它不用圖形符號(hào)，因此，書寫方便，格式緊湊，也容易懂，同時(shí)也便于向計(jì)算機(jī)語言算法的轉(zhuǎn)換?！纠?】用偽代碼表示求10！的算法。begin(開始)

置t的初值為1（1t）置i的初值為2（2i）當(dāng)（while）i<=10，執(zhí)行（do）

begin

使t=ti

使i=i+1end

打印t的值（printt）end（結(jié)束）。

計(jì)算機(jī)是無法識(shí)別流程圖和偽代碼形式，只有用計(jì)算機(jī)語言編寫的程序才能被計(jì)算機(jī)執(zhí)行。因此在用流程圖和偽代碼形式描述出算法后，還要將它轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)語言程序?！纠?】用C語言程