《C語言程序設(shè)計基礎(chǔ)》課件第3章

第3章

順序結(jié)構(gòu)實現(xiàn)語句——順序結(jié)構(gòu)

程序設(shè)計3.1簡單的順序結(jié)構(gòu)語句3.2數(shù)據(jù)的輸入/輸出3.3順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計實訓(xùn)任務(wù)五

熟悉格式的輸出和輸入實訓(xùn)任務(wù)六

學(xué)習(xí)順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計的方法何謂順序結(jié)構(gòu)？計算機怎樣執(zhí)行順序結(jié)構(gòu)程序？

順序處理是人們處理問題最基本的思維方式，也是程序的基本結(jié)構(gòu)。所謂順序處理，就是按照一定的邏輯或時間順序一步一步地執(zhí)行，程序的順序結(jié)構(gòu)由順序執(zhí)行語句組成，如圖3.1所示。

順序結(jié)構(gòu)是一種最簡單的程序結(jié)構(gòu)。順序結(jié)構(gòu)語句是無條件被執(zhí)行的語句，每一個程序必包含順序結(jié)構(gòu)語句。從程序的功能上看，順序結(jié)構(gòu)語句一般包括提供基本數(shù)據(jù)的語句、簡單數(shù)據(jù)處理語句和數(shù)據(jù)輸出語句。本章從最簡單程序設(shè)計出發(fā)，介紹一些順序結(jié)構(gòu)實現(xiàn)語句與程序設(shè)計方法。

圖3.1順序結(jié)構(gòu) 3.1簡單的順序結(jié)構(gòu)語句

1.變量定義語句

在第2章已經(jīng)介紹了變量的作用、意義以及變量的定義語句。變量定義語句的一般格式為

類型符

變量名；

從程序結(jié)構(gòu)上看，變量定義語句基本上是一個程序必有的語句。因為程序中的基本數(shù)據(jù)都是通過變量來存儲的，所以成為基本的數(shù)據(jù)對象。變量定義語句一般出現(xiàn)在程序的

開始。

2.表達式語句

一個表達式末尾加上“；”就構(gòu)成表達式語句。從C語法規(guī)定來講，任何一個表達式加上“；”都可以構(gòu)成C語句。從功能作用上講，有些表達式能構(gòu)成有意義的語句，而有些表達式構(gòu)成語句是沒有意義的。

例如：

++i;

i--;

是兩個有意義的表達式語句。而

x+y;

是合法的C語句，作用是完成兩個變量值的求和，但求和的結(jié)果無法保存，這樣求和就沒有意義了。由表達式構(gòu)成有意義的表達式語句，最典型的是由一個賦值表達式構(gòu)成賦值語句。賦值表達式只能出現(xiàn)在語句中，表示語句中的一個操作。變成賦值語句就是程序中一個具有獨立功能的語句了。賦值語句是程序中最常出現(xiàn)的語句，一般用于給變量提供值，或?qū)⑻幚斫Y(jié)果存放在變量中。例如：

a=3;

u=x+y;

第1個賦值語句是給變量提供值。第2個賦值語句是將兩變量值相加的和存放在一個變量中。

3.函數(shù)調(diào)用語句與返回函數(shù)值語句

C語言中的函數(shù)是實現(xiàn)相對獨立功能模塊的基本結(jié)構(gòu)，相當于其他高級語言中的子程序或過程。函數(shù)調(diào)用語句用來引用函數(shù)的功能。函數(shù)調(diào)用語句的一般格式為

函數(shù)名(實參列表)；

函數(shù)調(diào)用的功能是將程序執(zhí)行轉(zhuǎn)到被調(diào)用函數(shù)處執(zhí)行。通過實參列表向被調(diào)用函數(shù)傳送所需要的初始數(shù)據(jù)。例如：

printf("TheisaCstatement.")；

這是一個輸出庫函數(shù)的調(diào)用語句，傳遞的參數(shù)是一個字符串常量，實現(xiàn)的功能是輸出所傳遞的字符串。

C語言中的函數(shù)有兩類。一類是將一些常用功能編寫成函數(shù)，由系統(tǒng)提供，用戶只要通過規(guī)定的格式及參數(shù)，通過函數(shù)調(diào)用語句即可使用其功能。這類函數(shù)稱為庫函數(shù)。常用的庫函數(shù)及其調(diào)用方法見附錄D。另一類是用戶自定義函數(shù)，有關(guān)自定義函數(shù)的內(nèi)容將在第7章介紹。

如果調(diào)用一個函數(shù)要求有一個返回值，要通過返回語句來實現(xiàn)。返回語句的一般格式為

return(返回數(shù)據(jù));

返回語句的功能是將括號中的數(shù)據(jù)從被調(diào)函數(shù)帶回主調(diào)函數(shù)。括號中的“返回數(shù)據(jù)”一般是一個變量或表達式。返回語句一般用在函數(shù)體的末尾。

main()函數(shù)無返回值，但C99提倡在函數(shù)末尾加“return0;”語句，表示函數(shù)正常返回。如果不加，則編譯系統(tǒng)自動添加，程序也能編譯運行。

4.空語句

空語句是指程序語句行只有“；”?！?；”是C語句的唯一標識，只要出現(xiàn)一個“；”就認為是一條語句。因分號前無內(nèi)容，所以稱為空語句。從形式上看，空語句好像沒有什么意義，但還是有其用途的。如用程序?qū)崿F(xiàn)一段延時，延時中不要求做什么，只耗費一段時間，就可以采用空語句的循環(huán)來實現(xiàn)。

5.復(fù)合語句

C語言中，把用{}界定的一個語句集合稱為復(fù)合語句。例如：

{

z=x+y;

t=z/100;

printf("%f",t);

}

這是一個復(fù)合語句。復(fù)合語句中包含若干個C語句，也可能包含非順序語句，但作為一個語句看，它仍屬于順序語句。

6.無條件轉(zhuǎn)向語句

無條件轉(zhuǎn)向語句的一般形式為

goto目標語句標號；

執(zhí)行該語句，則程序執(zhí)行流轉(zhuǎn)向目標語句標號處執(zhí)行。

注意：結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計不提倡使用無條件轉(zhuǎn)向語句。

3.2數(shù)據(jù)的輸入/輸出

3.2.1數(shù)據(jù)格式輸出函數(shù)(printf)

1．調(diào)用格式

printf函數(shù)調(diào)用的一般格式為

printf("格式控制字符串"，輸出數(shù)據(jù)列表);

其中，printf是庫函數(shù)名，作為系統(tǒng)使用的關(guān)鍵字，調(diào)用語句必須嚴格使用此函數(shù)名，否則不能實現(xiàn)調(diào)用。

格式控制字符串是用雙撇號界定的一個字符序列，用于控制輸出數(shù)據(jù)的形式和數(shù)據(jù)的格式。格式控制字符串一般包含格式字符、非格式字符和轉(zhuǎn)義字符三部分。

(1)格式字符用于控制所對應(yīng)輸出對象的數(shù)據(jù)形式。C語言中常用的格式字符見表3.1。格式字符必須以“%”開始，如%d、%i、%u、%o、%x、%X、%c、%s、%f、%e、%E、%g、%G。

表3.1常用的格式字符

(2)非格式字符指需要照原樣輸出的字符，如“printf("helloworld!");”，則輸出“helloworld!”字符串。

(3)轉(zhuǎn)義字符用于控制輸出數(shù)據(jù)的格式。例如：“\n”表示回車換行；“\t”表示輸出跳到下一個制表位。其他轉(zhuǎn)義字符見表2.1。

輸出數(shù)據(jù)列表是用逗號分隔的變量、常量、表達式、函數(shù)等，每個輸出項依次與格式控制符匹配。分析：

(1)格式控制字符串于開始使用\t，使數(shù)據(jù)從行首的第2個制表位置輸出，即行首空8個字符位。第1個printf函數(shù)的控制符使用\n\n，使兩行數(shù)據(jù)之間有一個空行。其他非格式字符按出現(xiàn)順序原樣輸出。

(2)定義a為無符號整型變量，分別以%d、%o、%X、%u格式輸出，按照數(shù)據(jù)實際值分別以十進制、八進制、十六進制、無符號數(shù)的形式輸出。

(3)定義b為帶符號整型變量，在計算機內(nèi)部以二進制補碼形式存儲，存儲結(jié)構(gòu)如圖3.2所示。以%d控制b以十進制整數(shù)值形式輸出，即把內(nèi)部的二進制補碼轉(zhuǎn)換成二進制原碼，再轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)值輸出；以%o、%X、%u分別控制b以八進制、十六進制和十進制無符號數(shù)形式輸出，也就是把機內(nèi)存儲補碼的符號位作數(shù)值位，分別轉(zhuǎn)換為八進制、十六進制和十進制數(shù)輸出。

圖3.2變量b值的原碼與補碼分析：從運行結(jié)果可以看出，%f控制符號使實型數(shù)據(jù)的整數(shù)部分按實際數(shù)位輸出，小數(shù)部分采用系統(tǒng)默認的6位有效數(shù)字，第6位小數(shù)位是系統(tǒng)對小數(shù)第7位按四舍五入處理后的數(shù)值。%e、%E控制符輸出的實數(shù)形式是一樣的，僅是底數(shù)的表示字母不同而已，小數(shù)部分采用規(guī)范化形式，默認6位有效數(shù)字，指數(shù)部分符號占一位，指數(shù)占3位。%g、%G控制符輸出的實數(shù)形式也是一樣的，以最小寬度輸出實型數(shù)據(jù)。

分析：

%s控制輸出對象以字符串的形式輸出，要求輸出對象是一個字符串，按字符串的實際長度輸出。

%c控制輸出對象以字符的形式輸出，輸出對象可以是字符型數(shù)據(jù)，也可以是整型數(shù)據(jù)。輸出對象是整型數(shù)據(jù)，則看作字符的ASCII碼，取值范圍是0～255。

從本例又可以看出，字符型數(shù)據(jù)與整型數(shù)據(jù)可以通用。字符型數(shù)據(jù)可以用%d格式輸出，則輸出的是字符的ASCII碼值。整型數(shù)據(jù)(0～255)可以用%c格式輸出，則輸出的是十進制整數(shù)ASCII碼值所表示的字符。

2．附加說明符的使用

格式字符前可以插入附加說明符或加上一個數(shù)字，控制寬度以及小數(shù)位數(shù)，以說明輸出數(shù)據(jù)的類型、形式、長度、小數(shù)位數(shù)等。常用的附加說明符見表3.2。

表3.2常用的附加說明符在格式字符前插入附加說明符，能進一步控制輸出數(shù)據(jù)的格式，可更好地滿足用戶的需求。

下面對表3.1中所列的格式字符作進一步說明。

(1)?%d表示按十進制整型數(shù)據(jù)的實際長度輸出，對long型數(shù)據(jù)，應(yīng)當用%ld或%Ld格式。還可以在%與格式字符之間插入一個數(shù)字，來控制數(shù)據(jù)的輸出長度，如%md、%mld、%mLd、%-md、%-mld、%-mLd等。

分析：從程序的執(zhí)行結(jié)果可以看出，在格式控制符中插入數(shù)字“10”，使輸出數(shù)據(jù)占10列寬度。不加對齊格式符(或加“+”)，數(shù)據(jù)在輸出域內(nèi)右對齊。加對齊格式符“-”，數(shù)據(jù)在輸出域內(nèi)左對齊。

(2)?%f格式使實數(shù)的整數(shù)部分全部輸出，小數(shù)部分輸出6位有效數(shù)字。還可以在%與f之間插入“m.n”，來控制數(shù)據(jù)的輸出長度及小數(shù)點位數(shù)。其中，m表示數(shù)據(jù)所占列數(shù)(包括符號和小數(shù)點)，n表示小數(shù)部分所占位數(shù)(不包括小數(shù)點)，如果數(shù)據(jù)長度小于m，則左補空格。還可以加對齊方式字符。也可以只規(guī)定數(shù)據(jù)寬度m，或只規(guī)定小數(shù)位數(shù).n。例如%m.nf、%-m.nf、%mf、%-mf、%.nf、%-.nf等。

分析：

%f控制整數(shù)部分按實際位數(shù)輸出，系統(tǒng)默認輸出6位小數(shù)，與實際小數(shù)不一樣，是由系統(tǒng)在內(nèi)存中的存儲誤差引起的。

%10.2f控制輸出數(shù)據(jù)占10個字符位、兩位小數(shù)，并按默認方式右對齊，規(guī)定的兩位小數(shù)系統(tǒng)按第3位小數(shù)四舍五入處理后輸出，因?qū)嶋H的數(shù)據(jù)位數(shù)小于設(shè)定的數(shù)據(jù)寬度，所以左補空格。

%-10.2f控制的輸出數(shù)據(jù)，其寬度、小數(shù)點位數(shù)同%10.2f，但要求左對齊，因?qū)嶋H的數(shù)據(jù)位數(shù)小于設(shè)定的數(shù)據(jù)寬度，所以右補空格。

%10f只設(shè)定輸出數(shù)據(jù)的寬度，因整數(shù)和小數(shù)點占4個字符位，剩下6位則作小數(shù)的輸出位數(shù)。

%.2f只設(shè)定輸出小數(shù)部分的寬度，整數(shù)部分則按實際數(shù)位輸出。

(3)?%e或%E格式下，系統(tǒng)默認6位小數(shù)，指數(shù)部分占5位(如e+003)，“e”占一位，指數(shù)符號占一位，指數(shù)占3位，數(shù)值按標準化指數(shù)輸出?？梢栽?與e(E)之間插入“m.n”，來控制數(shù)據(jù)的輸出長度及小數(shù)點位數(shù)。其作用及使用方式同%f。也可以加對齊方式字符。

分析：

%e按系統(tǒng)默認的指數(shù)形式輸出。

%10.2e控制輸出數(shù)據(jù)占10個字符位，小數(shù)部分采用規(guī)范化形式，占2位，指數(shù)部分采用系統(tǒng)默認形式；按設(shè)定格式，數(shù)據(jù)有9個字符位，所以左補一個空格。

%-10.2e同%10.2e，只要求左對齊。

%10e只設(shè)定輸出數(shù)據(jù)的寬度，其他格式采用系統(tǒng)默認形式。

%.2e只設(shè)定輸出數(shù)據(jù)的小數(shù)點位數(shù)，其他格式采用系統(tǒng)默認形式。

(4)?%s格式下，輸出字符串的實際字符?？梢栽?與s之間插入“m.n”，其作用是：輸出的字符串占ｍ列，但只截取字符串中左端n個字符輸出。如字符串本身長度大于m，即突破ｍ的限制，將字符串全部輸出。若串長小于m，則左補空格。也可以插入對齊方式字符。例如，%m.ns、%-m.ns、%ms、%-ms。

分析：

%s控制字符串按實際長度輸出。

%15s控制字符串占15個字符位，默認右對齊；因字符串的實際長度小于15，所以左補空格。

%15.3s控制字符串占15個字符位，只截取前3個字符輸出，默認右對齊，左補12個空格。

%-15.3s同%15.3s，要求左對齊，右補12個空格。3.2.2數(shù)據(jù)格式輸入函數(shù)(scanf)

1．調(diào)用格式

scanf函數(shù)調(diào)用的一般格式為

scanf("格式控制符"，地址列表);

scanf是庫函數(shù)名，作為系統(tǒng)使用的關(guān)鍵字，調(diào)用語句必須嚴格使用此函數(shù)名，否則不能實現(xiàn)調(diào)用。

格式控制字符串是用雙撇號界定的一個字符序列，用于控制輸入數(shù)據(jù)的形式和格式。格式控制字符串一般包含格式字符、非格式字符兩部分。

(1)格式字符用于指定輸入數(shù)據(jù)的形式。常用的格式字符見表3.3。格式字符以“%”開始，在%和格式字符之間也可以插入附加說明符。常用的附加說明符見表3.4。表3.3常用的格式符表3.4常用的附加說明符

(2)在格式控制字符串中出現(xiàn)非格式字符時，在輸入數(shù)據(jù)時要照樣輸入。

地址列表是取輸入數(shù)據(jù)存放變量的地址。

例如：

scanf("%d%d%d"，&a,&b,&c);

2．調(diào)用執(zhí)行與數(shù)據(jù)輸入

調(diào)用執(zhí)行scanf函數(shù)時，光標停留在一個位置閃爍，等待輸入數(shù)據(jù)。用戶應(yīng)按格式控制字符串中設(shè)定的格式和地址列表中變量的順序依次輸入數(shù)據(jù)。如果格式控制字符串中沒有插入非格式字符，每輸入一個數(shù)據(jù)，應(yīng)按結(jié)束鍵，計算機每取得一個數(shù)據(jù)就賦給對應(yīng)變量，直到地址列表中所有變量都取得數(shù)據(jù)，則scanf函數(shù)調(diào)用結(jié)束。結(jié)束一個數(shù)據(jù)的按鍵有：“回車鍵”或“空格間”或“tab鍵”。如果格式控制字符串中插入非格式字符，作為數(shù)據(jù)的間隔符號，則每輸入一個數(shù)據(jù)應(yīng)輸入設(shè)定的間隔符號，輸入完畢則按“回車鍵”。如執(zhí)行“scanf("%d,%d,%d"，&a,&b,&c);”時，則應(yīng)按如下形式輸入：

12,34,56↙

即格式控制字符串中插入的非格式字符必須照原樣輸入。

分析：3個scanf函數(shù)調(diào)用語句前都用了一個printf，輸出一個字符串信息，提示輸入數(shù)據(jù)，這是為了提高界面的“友好”性；輸入數(shù)據(jù)的類型要與格式控制符對應(yīng)；非格式字符要照原樣輸入；系統(tǒng)按輸入數(shù)據(jù)的順序依次賦給scanf中的變量。

3．關(guān)于scanf函數(shù)調(diào)用的幾點說明

(1)可以指定輸入數(shù)據(jù)的長度，系統(tǒng)按指定長度截取數(shù)據(jù)，賦給對應(yīng)變量。例如：

scanf("%3d%3d",&a,&b);

輸入：

123456789↙

系統(tǒng)將123賦給a，456賦給b。

(2)插入“*”附加說明符，表示系統(tǒng)給變量賦值要跳過一個數(shù)據(jù)。例如：

scanf("%d%*3d%2d",&a,&b);

輸入：

12└┘345└┘67↙

系統(tǒng)將12賦給a，跳過345，將67賦給b。

(3)格式控制字符串中若包含非格式字符，這些字符要按出現(xiàn)順序照原樣輸入。例如：

scanf("%d:%d:%d",&h,&m,&s);

應(yīng)輸入：

12:23:38↙3.2.3字符輸出函數(shù)(putchar)

C語言庫函數(shù)中提供了一個用于字符輸出的函數(shù)。其調(diào)用的一般形式為

putchar(ch)；

其中，ch是輸出的字符型數(shù)據(jù)對象，可以是字符常量、字符變量、整型常量和整型變量。

分析：putchar調(diào)用一次只輸出一個字符，連續(xù)調(diào)用4次則輸出4個字符，且在同一行，最后一次putchar調(diào)用輸出?'\n'，實際是控制換行。

3.2.4字符輸入函數(shù)(getchar)

C語言庫函數(shù)中提供了一個用于字符輸入的函數(shù)。其調(diào)用的一般形式為

getchar();

調(diào)用執(zhí)行該函數(shù)時，光標停留在一個位置閃爍，等待輸入字符，從鍵盤上輸入一字符后按回車鍵，則將得到的字符作為返回值。

3.3順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計

簡單順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計應(yīng)考慮哪些問題？

順序結(jié)構(gòu)程序是最簡單的程序，設(shè)計時，只要把解決問題的步驟按順序列出，再寫出實現(xiàn)每一步的C語句。一般來說，一個程序要包含存放數(shù)據(jù)的變量定義、數(shù)據(jù)處理和輸出結(jié)果三個部分。

解決問題的步驟稱為算法。編程之前，算法應(yīng)用流程圖描述出來。流程圖是按約定的圖形符號繪制的。

例3.11輸入三角形的三邊長，求三角形面積。

編程思路：已知三邊，求解三角形面積的數(shù)學(xué)公式為

算法可用流程圖表示，如圖3.3所示。C語言庫函數(shù)中提供了一個求平方根的函數(shù)sqrt(floatx)。程序中要調(diào)用輸入/輸出函數(shù)和數(shù)學(xué)公式計算庫函數(shù)，所以在程序開頭應(yīng)使用預(yù)處理命令將stdio.h和math.h頭文件包含進來。

圖3.3例3.11流程圖分析：根據(jù)程序中處理的數(shù)據(jù)，定義實型變量a、b、c,用于存放三角形三邊數(shù)據(jù)，定義實型變量s、area，用于存放中間計算結(jié)果和三角形面積。程序按順序先輸入三角形三邊數(shù)據(jù)，計算三邊之和的二分之一，按公式計算面積，最后將結(jié)果輸出。

例3.12從鍵盤