《C語言程序設(shè)計項目式教程》課件-CORE-03

學(xué)習(xí)目標(biāo)了解符號常量的用法掌握一維數(shù)組的定義和使用掌握二維數(shù)組及字符數(shù)組的定義和使用掌握邏輯運(yùn)算，學(xué)會編寫復(fù)雜條件具備函數(shù)嵌套調(diào)用，及函數(shù)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰W(xué)習(xí)路徑任務(wù)一在屏幕上顯示2019年1月的日歷，每行一周符號常量的定義

符號常量在使用之前必須先定義，其一般格式為：

其中#define是一條預(yù)處理命令（預(yù)處理命令都以"#"開頭），稱為宏定義命令，其功能是把該標(biāo)識符定義為其后的常量值。一經(jīng)定義，以后在程序中所有出現(xiàn)該標(biāo)識符的地方均代之以該常量值（雙引號括起的除外）

#define標(biāo)識符（符號常量名）常量值邏輯運(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。使用符號常量的原因?qū)τ谝粋€成熟的程序員來說，在一個程序中，反復(fù)多次使用的常量，都定義為符號常量，這是為什么呢？這主要是因為在程序中使用符號常量有明顯的好處。(1)見名知意，清晰明了。為了便于記憶，常常用一個能夠表示意義的單詞或字母組合來為符號常量命名，增強(qiáng)了程序的可讀性。(2)避免反復(fù)書寫，減少出錯率。如果一個程序中多次使用一個常量，就要多次書寫，而定義了符號常量，只需要書寫一次數(shù)值，在使用的地方用符號替代就可以了，能夠有效地減少出錯概率。(3)一改全改，方便實用。當(dāng)程序中多次出現(xiàn)同一個常量需要修改時，必須逐個修改，很可能出錯。而用符號常量，在需要修改時，只需修改定義，就可以做到“一改全改”，非常方便。任務(wù)二并排顯示2019年前3個月的日歷，每行顯示每個月的同一周為什么要用數(shù)組

C語言引入了數(shù)組的概念，是為了方便在計算機(jī)中描述事物的某些特征及這些特征之間的聯(lián)系。數(shù)組相當(dāng)于是由若干數(shù)據(jù)類型相同的變量組成的一個有序的集合，可以通過一個統(tǒng)一的數(shù)組名稱和一個位置編號的方式來訪問數(shù)組中的數(shù)據(jù)。下面通過介紹一個整型一維數(shù)組a，該數(shù)組中包含10個元素，用來表示10個學(xué)生成績。

通過數(shù)組名及其后面方括號[]內(nèi)的下標(biāo)，就可以引用數(shù)組中該元素。數(shù)組中第一個元素是下標(biāo)為0的元素。因此，數(shù)組a的第1個元素記為a[0]，數(shù)組a的第2個元素記為a[1]，依次類推，數(shù)組a的第10個元素記為a[9]，一般來說，數(shù)組a的第n個元素記為a[n-1]

一維數(shù)組的引用

聲明了數(shù)組以后，如何來使用數(shù)組中的元素呢？C語言規(guī)定只能逐個引用數(shù)組元素而不能一次引用整個數(shù)組,數(shù)組元素是組成數(shù)組的基本單元。數(shù)組元素也是一種變量，其標(biāo)識方法為在數(shù)組名后跟一個下標(biāo)，下標(biāo)表示了元素在數(shù)組中的順序號。一維數(shù)組的引用格式如下：引用一維數(shù)組時應(yīng)注意：(1)數(shù)組名是表示要引用哪一個數(shù)組中的元素，這個數(shù)組必須已經(jīng)聲明。(2)下標(biāo)用一對中括號[]括起來，它表示要引用數(shù)組中的第幾個元素,可以是變量表達(dá)式也可以是常量表達(dá)式。如為小數(shù)時，C編譯將自動取整。舉例如下代碼所示：數(shù)組名[下標(biāo)]num[3];num[i+j];num[i++];一維數(shù)組的引用

(3)C語言規(guī)定，數(shù)組下標(biāo)從0開始。一個含有n個元素的數(shù)組，數(shù)組下標(biāo)的取值范圍為[0,n-1]，舉例如下代碼所示：

其中，整型數(shù)組num的下標(biāo)只能取0、1、2三個值，即可以引用數(shù)組元素num[0]、num[1]、num[2]。

如將上述程序段中第二行改為：num[3]=k;則錯誤，引用num[3]是超界的，它表示數(shù)組中的第四個元素。C語言編譯時并不指出“下標(biāo)超界”的錯誤，而是把num[2]下面一個單元的內(nèi)容作為num[3]引用，從而引起程序潛在的錯誤。因此，引用數(shù)組元素時要特別小心。intnum[3]，k=10;num[0]=k;一維數(shù)組的初始化

與使用變量一樣，一維數(shù)組在使用之間必須進(jìn)行聲明。一維數(shù)組的聲明格式如下：數(shù)據(jù)類型數(shù)組名[常量表達(dá)式];(1)數(shù)據(jù)類型用來聲明數(shù)組中各個數(shù)據(jù)元素的類型，如int、float、char等。在任何一個數(shù)組中，數(shù)據(jù)元素的類型都是一致的。(2)數(shù)組名的命名規(guī)則與變量名的命名規(guī)則一樣。(3)數(shù)組名中存放的是一個地址常量，它代表整個數(shù)組的首地址。同一數(shù)組中的所有元素，在內(nèi)存單元中按其下標(biāo)的順序占用一段連續(xù)的存儲單元。一維數(shù)組的邏輯結(jié)構(gòu)與存儲結(jié)構(gòu)是相同的，數(shù)組a的存儲結(jié)構(gòu)為：(4)常量表達(dá)式的值表示數(shù)組元素的個數(shù)。常量表達(dá)式必須是整數(shù)或者整數(shù)表達(dá)式而不能有變量。常量表達(dá)式是放在一對中括號[]中。一維數(shù)組的初始化

數(shù)組聲明后，必須對其元素進(jìn)行初始化。數(shù)組初始化是指在數(shù)組聲明時給數(shù)組元素賦予初值?？梢栽谶\(yùn)行時顯示地初始化數(shù)組，也可以像普通變量一樣，在聲明數(shù)組同時初始化數(shù)組元素。這種方法是在編譯階段進(jìn)行的，可以減少運(yùn)行時間，提高效率。一維數(shù)組的初始格式如下：數(shù)據(jù)類型數(shù)組名[常量表達(dá)式]＝{初值表}任務(wù)三顯示2019年全年日歷，每3個月一排，每行顯示相鄰3個月的同一周二維數(shù)組的聲明

具有多個下標(biāo)的數(shù)組稱為多維數(shù)組，其中最常用的是二維數(shù)組，主要用來表示數(shù)值表格。二維數(shù)組的聲明格式如下：

聲明二維數(shù)組時應(yīng)注意：(1)與一維聲明基本相同，只多了一個常量表達(dá)式，表示二維。第一個常量表達(dá)式為行下標(biāo)，聲明了這個數(shù)組的行數(shù)，第二個常量表達(dá)式為列下標(biāo)，聲明了每行的列數(shù)。因此，元素個數(shù)=行數(shù)*列數(shù)。如上面二維數(shù)組a由3×4=12個元素組成。

數(shù)據(jù)類型數(shù)組名[常量表達(dá)式][常量表達(dá)式];二維數(shù)組的聲明(2)C語言把二維數(shù)組看成是一維數(shù)組，基元素又是一個一維數(shù)組。例如，a有三個元素a[0]，a[1]和a[2]，它們各自又可以看作為一個包含5個元素的一維數(shù)組(3)二維數(shù)組的元素在內(nèi)存中按線性方式存放，即按行存放，先存放第一行的元素，再存放第二行的元素。數(shù)組a的存放順序為：

a[0][0]→a[0][1]→a[0][2]→a[0][3]→a[1][0]→a[1][1]→a[1][2]……→a[2][3]二維數(shù)組的引用

二維數(shù)組的引用格式如下：引用二維數(shù)組元素時，對數(shù)組下標(biāo)的值要求與引用一維數(shù)組相同，即行或列下標(biāo)表達(dá)式的值只能從0到數(shù)組所規(guī)定的下標(biāo)上界之間的整數(shù)。數(shù)組名[下標(biāo)]二維數(shù)組的初始化

在聲明二維數(shù)組同時，可以用下列方法給數(shù)組元素初始化：(1)按存放順序，舉例如下：二維數(shù)組的初始化

(2)按行分段初始化，舉例如下：結(jié)果與第一種方法相同，但更為直觀。有幾組用逗號分隔的大括號，就代表二維數(shù)組有幾行，而每組大括號有幾個用逗號分隔的數(shù)值，就代表該行有幾列。最后將所有的初始化內(nèi)容用一對大括號括起來。這種方法特別適用于對數(shù)組部分元素賦初值，系統(tǒng)自動將沒有賦值的元素賦值成0，舉例如下：二維數(shù)組的初始化

(3)聲明同時對數(shù)組元素全部賦值，可省略第一維的長度，但必須指定其他維的長度，如下所示：根據(jù)初值的個數(shù)，編譯系統(tǒng)會自動確定第一維的下標(biāo)，如下所示：編譯系統(tǒng)會根據(jù)初值數(shù)據(jù)的行數(shù)自動確定第一維下標(biāo)的長度inta[][4]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};inta[][4]={{1},{},{9,10}};/*數(shù)組a中各元素如圖3-13（c）所示。*/字符數(shù)組與字符串的關(guān)系

用字符數(shù)組表示字符串時需注意：(1)'\0'代表字符串結(jié)束，處理字符數(shù)組時，一旦遇到該字符，剩下的字符就不再處理。(2)在進(jìn)行字符串處理時，'\0'不作為字符串的有效字符進(jìn)行處理，它只起到判別作用。(3)'\0'在字符數(shù)組中，仍占用一個單元，如字符串"program"的長度為7，但它卻占用了字符數(shù)組8個的單元的大小。因此，大小為n的字符數(shù)組最多只能存放長度為n-1的字符串，需要預(yù)留出字符串結(jié)束符'\0'的位置。字符數(shù)組的聲明

字符數(shù)組的聲明與前面介紹的類似。例如charc[10];/*一維字符數(shù)組，每個元素占用1個字節(jié)內(nèi)存單元*/charc[3][4];/*二維字符數(shù)組，每個元素占用1個字節(jié)內(nèi)存單元*/字符數(shù)組初始化字符數(shù)組可以使用這兩種方法來進(jìn)行初始化。使用字符常量初始化數(shù)組，舉例如下(2)使用字符串常量（字符串）初始化數(shù)組，舉例如下：charc[10]={'C','','L','a','n','g','u','a','g','e'};/*聲明同時對各個元素賦初值*/charc[]={"CLanguage"};/*此時數(shù)組c長度為11*/charc[]="CLanguage";/*大括號也可以省略*/輸入輸出字符串

在C語言中，有兩個函數(shù)可以在控制臺（顯示器）上輸出字符串，它們分別是：puts()：輸出字符串并自動換行，該函數(shù)只能輸出字符串。printf()：通過格式控制符%s輸出字符串，不能自動換行。除了字符串，printf()還能輸出其他類型的數(shù)據(jù)。同樣在C語言中，有兩個函數(shù)可以讓用戶從鍵盤上輸入字符串，它們分別是：scanf()：通過格式控制符%s輸入字符串。除了字符串，scanf()還能輸入其他類型的數(shù)據(jù)。gets()：直接輸入字符串，并且只能輸入字符串。輸入輸出字符串使用格式符“%c”，以單個字符形式輸入輸出①在用鍵盤輸入字符串時，通常以回車符或空格符結(jié)束一個字符串的輸入。如本例，當(dāng)輸入“abcdabcdabcd”時，實際存入字符數(shù)組c中的字符只有“abcd”，這一點(diǎn)請注意。②在未知字符串長度情況下，聲明字符數(shù)組長度時應(yīng)盡量長些，但這勢必會造成資源浪費(fèi)。我們可以用字符串初始化字符數(shù)組，就顯得方便多了。輸入輸出字符串使用格式符“%s”，以字符串整體形式輸入或輸出(1)輸出字符串時不包括'\0'。(2)用“%s”格式將字符串整體輸出時，在printf函數(shù)中輸出項應(yīng)是字符數(shù)組名，而不是數(shù)組元素名。如printf("%s",c[i])是錯誤的。(3)如果數(shù)組長度字符串實際長度時，printf函數(shù)也只輸出到第一個'\0'為止。(4)使用scanf輸入整個字符串時，輸入項是字符數(shù)組名，不要再加地址符&，并且它應(yīng)該是已經(jīng)被聲明過。如：scanf("%s",c[i])或scanf("%s",&c[i])都是錯誤的。(5)利用scanf函數(shù)輸入多個字符串以空格分隔。字符串處理函數(shù)gets()函數(shù)gets()函數(shù)使用時格式如下所示：(1)與使用scanf的“%s”格式輸入字符串不同，gets()函數(shù)接受的字符串可以包含空格。(2)scanf()函數(shù)可以采用多個“%s”格式可以同時輸入多個字符串，而gets()函數(shù)一次只能輸入一個字符串，以回車符作為字符輸入結(jié)束。gets(字符數(shù)組名);字符串處理函數(shù)puts()函數(shù)puts()函數(shù)使用時格式如下所示：作用：將數(shù)組中的以‘\0’結(jié)束的字符串輸出，輸出完畢自動換行。它的功能與printf()的“%s”格式的功能基本相同，只是每次只能輸出一個字符串。puts(字符數(shù)組名);字符串處理函數(shù)strcat()字符串連接函數(shù)strcat()字符串連接函數(shù)使用時格式如下所示：作用：將字符數(shù)組1中的字符串結(jié)束符'\0'刪除，將字符數(shù)組2連接到字符數(shù)組1后面，并返回字符數(shù)組1的首地址。strcat(字符數(shù)組1,字符數(shù)組2);字符串處理函數(shù)strcpy()函數(shù)strcpy()函數(shù)使用時格如下所示：作用：把字符串?dāng)?shù)組2的內(nèi)容拷貝到字符數(shù)組1中，拷貝結(jié)束后，系統(tǒng)會自動在字符數(shù)組1中加入結(jié)束符'\0'。strcpy(字符數(shù)組1,字符數(shù)組2);字符串處理函數(shù)strcmp()函數(shù)strcmp()函數(shù)使用時格式如下所示：作用：比較兩個字符串的大小，比較時對兩個字符串自左至右逐個字符按ASCII碼值大小比較，直到出現(xiàn)不同字符或'\0'為止。比較結(jié)果由函數(shù)值返回。字符串1>字符串2，函數(shù)返回值是正整數(shù)，為兩個字符串中第一個不同字符的ASCII碼值的差值。在字符串比較時，字符串結(jié)束符'\0'也參加比較。字符串1<字符串2，函數(shù)返回值是負(fù)整數(shù)，其它同上。字符串1=字符串2，函數(shù)返回值為0。C語言規(guī)定，不能使用“==”比較兩個字符串，只能用strcmp()函數(shù)來處理。strcmp(字符數(shù)組1,字符數(shù)組2);字符串處理函數(shù)strlen()函數(shù)strlen()函數(shù)使用時格式如下所示：作用：測試字符串長度，函數(shù)的返回值為字符實際長度，不包含“\0”。strlen(字符數(shù)組名/字符串);任務(wù)四輸入年份，顯示該年的日歷，每3個月一排，每行顯示相鄰3個月的同一周任務(wù)技能變量（1）變量的作用域

函數(shù)形參變量只在被調(diào)用期間才分配內(nèi)存單元，調(diào)用結(jié)束立即釋放。這一點(diǎn)表明形參變量只有在函數(shù)內(nèi)才是有效的，離開該函數(shù)就不能再使用了。這種變量有效性的范圍稱變量的作用域。不僅對于形參變量，Ｃ語言中所有的變量都有自己的作用域。變量說明的方式不同，其作用域也不同。在C語言中，按作用域范圍不同可分為局部變量和全局變量。任務(wù)技能變量（2）局部變量

局部變量也稱為內(nèi)部變量。局部變量是在函數(shù)體內(nèi)聲明的變量。其作用域僅限于函數(shù)內(nèi)，離開聲明它的函數(shù)后就失去作用。任務(wù)技能變量關(guān)于局部變量的作用域的幾點(diǎn)說明：(1)main()中定義的變量也只能在main()中使用，不能在其它函數(shù)中使用。同時，main()中也不能使用其它函數(shù)中定義的變量，因為main()也是一個函數(shù)，它與其它函數(shù)是平行關(guān)系。這一點(diǎn)與其它語言不同的，應(yīng)予以注意。(2)形參變量是屬于被調(diào)函數(shù)的局部變量，實參變量是屬于主調(diào)函數(shù)的局部變量。(3)允許在不同的函數(shù)中使用相同的變量名，它們代表不同的對象，分配不同的單元，互不干擾，也不會發(fā)生混淆。(4)在復(fù)合語句中也可定義變量，其作用域只在復(fù)合語句范圍內(nèi)。任務(wù)技能變量（3）全局變量全局變量也稱為外部變量，它是在任何一個函數(shù)體外定義的變量，它不屬于任何函數(shù)，它屬于整個源程序文件，即其作用域是從其定義之處到整個源程序結(jié)束。在一個函數(shù)中既可以使用本函數(shù)中的局部變量，又可以使用有效的全局變量。在一個函數(shù)之前定義的全局變量，在該函數(shù)內(nèi)使用可不再加以說明。任務(wù)技能變量關(guān)于局部變量和全局變量的幾點(diǎn)說明：(1)對于局部變量的定義和聲明，可以不加區(qū)分。但對于全局變量則不然，全局變量的定義和聲明有不同的涵義。全局變量的定義必須在所有函數(shù)體之外，且只能有一次。(2)全局變量可加強(qiáng)函數(shù)模塊之間的數(shù)據(jù)聯(lián)系，但是又使函數(shù)要依賴這些變量，因而使得函數(shù)的獨(dú)立性降低。從模塊化程序設(shè)計的觀點(diǎn)來看這是不利的，因此在不必要時盡量不要使用全局變量。(3)在同一源文件中，允許全局變量和局部變量同名。在局部變量的作用域內(nèi)，全局變量不起作用。(4)外部變量和全局變量是對同一類變量的兩種不同角度的提法。全局變量是從它的作用域提出的，外部變量從它的存儲方式提出的，表示了它的生存期。當(dāng)一個源程序由若干個源文件組成時，在一個源文件中定義的外部變量在其它的源文件中也有效。(5)程序在內(nèi)存中存在期間，外部變量始終存在，不會隨著函數(shù)的調(diào)用或退出而存在或消失。任務(wù)技能變量（4）變量的存儲類型變量的存儲方式可分為靜態(tài)存儲和動態(tài)存儲兩種。靜態(tài)存儲變量通常是在變量定義時就分配存儲單元并一直保持不變，直至整個程序結(jié)束。動態(tài)存儲變量是在程序執(zhí)行過程中，使用它時才分配存儲單元，使用完畢立即釋放。典型的例子是函數(shù)的形參，在函數(shù)定義時并不給形參分配存儲單元，只是在函數(shù)被調(diào)用時，才予以分配，調(diào)用函數(shù)完畢立即釋放。如果一個函數(shù)被多次調(diào)用，則反復(fù)地分配、釋放形參變量的存儲單元。從以上分析可知，靜態(tài)存儲變量是一直存在的，而動態(tài)存儲變量則時而存在時而消失。這種由于變量存儲方式不同而產(chǎn)生的特性稱變量的生存期。生存期表示了變量存在的時間。生存期和作用域是從時間和空間這兩個不同的角度來描述變量的特性，這兩者既有聯(lián)系，又有區(qū)別。一個變量究竟屬于哪一種存儲方式，并不能僅從其作用域來判斷，還應(yīng)有明確的存儲類型說明。在Ｃ語言中，對變量的存儲類型說明有四種：自動變量（auto）、靜態(tài)變量（static）、外部變量（extern）和寄存器變量（register）。自動變量和寄存器變量屬于動態(tài)存儲方式，外部變量和靜態(tài)變量屬于靜態(tài)存儲方式。在介紹了變量的存儲類型之后，可以知道對一個變量的說明不僅應(yīng)說明其數(shù)據(jù)類型，還應(yīng)說明其存儲類型。任務(wù)技能變量自動變量

自動變量具有以下特點(diǎn)：(1)自動變量的作用域僅限于定義該變量的個體內(nèi)。在函數(shù)中定義的自動變量，只在該函數(shù)內(nèi)有效。在復(fù)合語句中定義的自動變量只在該復(fù)合語句中有效。(2)自動變量屬于動態(tài)存儲方式，只有在定義該變量的函數(shù)被調(diào)用時才給它分配存儲單元，開始它的生存期。函數(shù)調(diào)用結(jié)束，釋放存儲單元，結(jié)束生存期。因此函數(shù)調(diào)用結(jié)束之后，自動變量的值不能保留。在復(fù)合語句中定義的自動變量，在退出復(fù)合語句后也不能再使用，否則將引起錯誤。(3)由于自動變量的作用域和生存期都局限于定義它的個體內(nèi)(函數(shù)或復(fù)合語句內(nèi))，因此不同的個體中允許使用同名的變量而不會混淆。即使在函數(shù)內(nèi)定義的自動變量也可與該函數(shù)內(nèi)部的復(fù)合語句中定義的自動變量同名。例如，例9-6中的變量k。任務(wù)技能變量靜態(tài)變量靜態(tài)變量的類型說明符是static，屬于靜態(tài)存儲方式。但是屬于靜態(tài)存儲方式的量不一定就是靜態(tài)變量，例如外部變量雖屬于靜態(tài)存儲方式，但不一定是靜態(tài)變量，必須由static加以定義后才能成為靜態(tài)外部變量，或稱靜態(tài)全局變量。靜態(tài)局部變量具有以下特點(diǎn)：①靜態(tài)局部變量在函數(shù)內(nèi)定義，但不象自動變量那樣，當(dāng)調(diào)用時就存在，退出函數(shù)時就消失。靜態(tài)局部變量始終存在著，也就是說它的生存期為整個源程序。②靜態(tài)局部變量的生存期雖然為整個源程序，但是其作用域仍與自動變量相同，即只能在定義該變量的函數(shù)內(nèi)使用該變量。退出該函數(shù)后，盡管該變量還繼續(xù)存在，但不能使用它。③對基本類型的靜態(tài)局部變量若在說明時未賦以初值，則系統(tǒng)自動賦予0值。而對自動變量不賦初值，則其值是不定的。任務(wù)技能變量靜態(tài)全局變量全局變量的聲明之前加上sta