C语言高级语言程序设计(一)-第二章 C程序设计基础(二).ppt

高级语言程序设计(一) (c programming),第二讲：c程序设计基础(二),本章目标,掌握函数的定义及调用方式 掌握函数参数传递方式 掌握switch多路选择 掌握一维数组的定义和使用； 掌握简单的文件输入/输出,模块化程序设计,将复杂问题分解为简单问题的程序设计方法称为结构化程序设计，其特点为： 自顶向下（top-down design）； 逐步细化（stepwise refinement）； 模块化（modular programming）； 模块化的好处： 功能分解的需要； 代码重用；,#include main() double radius, area, perimeter; scanf(“%lf”, ,c程序设计基础,4,常量定义,所有常量可以用#define来定义，即可以给一个常量命名。如： #define pi 3.1415926 使用常量定义的好处： 可提高程序的可读性 程序的可移植性更好，可维护性更好,#include #define pi 3.1415926 main() double radius, area, perimeter; scanf(“%lf”, ,实验,c程序设计基础,5,常量定义（续）,在ansi c中，类型修饰符：const - 其变量值在程序执行中不可以通过赋值等方法对它进行修改（是定义常量的另一种方法，用#define定义的常量无类型，而用const定义的常量有类型）。如： const float pi = 3.14159;,#include const float pi = 3.14159; main() double radius, area, perimeter; scanf(“%lf”, ,# include main( ) int a, b, sum; scanf( “%d+%d”, ,标准输入/输出库函数,标准（库）函数,标准i/o库函数 #include ( scanf,printf, getchar, putchar) 标准数学函数 #include (sin, cos, sqrt) ,问题2.1,问题: 已知一组三角形的三边（如(2.0, 2.0, 2.0)、(3.0,4.0,5.0)、(2.5, 3.1, 3.8)），计算其面积。计算三角形面积的公式为：,#include #include main () double s; s = (2.0 + 2.0 + 2.0) / 2; printf(“%fn”, sqrt(s*(s-2.0)*(s-2.0)*(s-2.0); s = (3.0 + 4.0 + 5.0) / 2; printf(“%fn”, sqrt(s*(s-3.0)*(s-4.0)*(s-5.0); s = (2.5 + 3.1 + 3.8) / 2; printf(“%fn”, sqrt(s*(s-2.5)*(s-3.1)*(s-3.8); ,对于这样的有规律的重复计算，可以用更好的方法：函数 来解决,double sqrt(double x) 为标准数学库中函数，使用前应加上 #include ,定义求三角形面积函数,tri_area( ),double a,double b,double c,double, ,函数名,需要传递给函数的数据（参数）：数据类型、数据名称,函数计算结果（返回）类型 double,函数是如何对数据进行计算 (函数体）,double a, double b, double c,tri_area,计算 语句,tri_area函数定义,double tri_area(double a, double b, double c) double s,area; s = (a + b + c) / 2.0; area = sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c); return area; ,函数定义头部，其中 double 为函数类型 tri_area为函数名 a,b,c为函数参数,函数体,局部变量,函数返回(return)语句,返回计算结果,函数定义,在ansi c标准中，函数定义形式为： 类型 函数名（参数说明） 局部变量定义或说明 语句 ,0个、一个或多个参数，多个参数以逗号 , 分隔,称为 形参，格式： 数据类型 参数名,函数定义（续）,函数名一般是标识符，一个程序只有一个main函数，其它函数名可随意取，当然最好是有助于记忆的名字。 局部变量定义或说明可有可无，在ansi c标准中， 局部变量定义或说明应放在函数体的最前面。 在ansi c标准中，函数（返回值）类型不允许省略，即使是返回整型值（int），当函数无返回值时，应其类型说明为void类型。,若需要返回值： return 表达式；,若不需要返回值： return; 或者没有return语句,函数定义（续）*,在c语言中，函数不能嵌套定义。 如，下面定义在c语言中是不充许的： f( ) g( ) ,问题2.1：代码实现,#include #include double tri_area(double a, double b, double c) double s,area; s = (a + b + c) / 2.0; area = sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c); return (area); int main( ) double area; area = tri_area(2.0,2.0,2.0); printf(“%fn”, area); area = tri_area(3.0,4.0,5.0); printf(“%fn”, area); area = tri_area(2.5,3.1,3.8); printf(“%fn”, area); return 0; ,函数调用,实验,或者： int main( ) printf(“%fn”, tri_area(2.0,2.0,2.0); printf(“%fn”, tri_area(3.0,4.0,5.0); printf(“%fn”, tri_area(2.5,3.1,3.8); return 0; ,函数调用,函数调用形式：函数名（ 实参表 ） 其中实参个数、类型、排列次序应和形参定义时一致。 函数通过return语句将值返回给调用函数。它有两种使用形式： 1）return expr; 2）return; 注意：使用return语句只能返回一个值。,函数调用可以作为单独语句，也可以出现在表达式中,函数定义与调用（续）*,注意：当一个函数带有返回值时，应保证函数每个可能执行路径上应有返回值。如下面将大写字母转换为小写字母函数： char tolower(char c) if( c = a ,问题2.1：代码实现,#include #include int main( ) printf(“%fn”, tri_area(2.0,2.0,2.0); printf(“%fn”, tri_area(3.0,4.0,5.0); printf(“%fn”, tri_area(2.5,3.1,3.8); return 0; double tri_area(double a, double b, double c) double s,area; s = (a + b + c) / 2.0; area = sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c); return (area); ,double tri_area(double a, double b, double c);,函数原型,实验,函数原型说明（prototype）：,在ansi c标准中，所有函数调用之前必须要有函数定义或原型说明，函数原型用以说明函数的返回值类型、函数参数类型、个数及次序。函数原型说明有两种形式： 直接使用函数的头部（函数头部后加分号）。如， double tri_area(double a, double b, double c); 在原型说明中仅给出类型、个数及次序，无形参变量名。如， double tri_area(double , double , double ); 注意：函数原型说明的类型、参数类型、个数及次序必须与函数定义时一致，否则会产生错误。,函数参数,void swap ( int x, int y) int temp; temp = x; x = y; y = temp; int main( ) int a = 2, b = 3; swap(a, b); return 0; ,请问a和b是否交换？,不能！,如何通过函数调用改变参数的值将在后续章节中介绍。,拷贝,：传值调用,实验,函数参数（续）,注意：c函数的参数传递全部采用传值。传值调用实际上重新拷贝了一个副本给形参。,传值的好处是传值调用不会改变调用函数实参变量的内容，因此，可避免不必要的副作用。,问题2.2：求素数,读入一个整数，求该整数范围内的所有素数。 解题步骤： 读入一个整数到n; for(m=2; m=n; i+) if(m是素数） 输出m;,可定义一个函数 int isprime(int n) 来判断一个整数是否为素数，若是返回1，否则返回0。,问题2.2：代码实现,int isprime(int n) int m; if(n=1) return 0; for( m=2; m*m = n; m+) if(n%m = 0) /*存在因子，不是素数*/ return 0; return 1; ,主函数 #include int isprime(int n); int main() int n,m; scanf(“%d”, ,实验,局部变量,局部变量（local variable）,又称自动变量：在函数（或块结构）中定义的变量。 使用范围：只在定义它的函数或块结构内有效。 定义时可加auto关键字，也可省略： auto int index; 等同于： int index; 编译程序不对局部（自动）变量给予隐含的初值，故其初值不确定。因此，每次使用前，必须明确地置初值。 局部（自动）变量随函数的调用而存在，函数返回后将消失，由一次调用到下一次调用之间不保持值，每次调用函数时都重新初始化。 形参是自动变量，使用范围仅限于相应函数内。,计算x的幂: #include double power(double x, int n); int main( ) int n, m, i; double f; scanf(“%d”, ,double power(double x, int n) double f; f = 1; while(n0) f = f*x; n-; return (f); ,double f;,double f;,f = 1;,实验,如何划分函数,程序中可能有重复出现的相同或相似的计算片段,可以考虑从中抽取出共同的东西,定义为函数。这样可以缩短程序代码，提高程序的可读性和易修改性。 程序中具有逻辑独立的片段定义为函数。这样做主要用于分解程序的复杂性。,#include double power(double x, int n) int i; double p; p = 1; for(i=1; i=n; +i) p = p*x; return (p); int main( ) float x; scanf(“%f”, ,#include void printpower(double x, int n) int i; double p; p = 1; for(i=1; i=n; +i) p = p*x; printf(“ x power %d = %fn”, n, p); int main( ) float x; scanf(“%f”, ,实验,27,问题2.3：简易计算器,【问题描述】 编程实现简单的交互式计算器，能进行整数的 + - * / 运算。 【输入形式】 从键盘读入如下形式的输入行，数据与运算符之间可以用一个空格分隔： 120 350 + 5 2 / 【输出形式】若是/运算， 小数点后保留两位有效数字 470 2.50,28,问题2.3：问题分析,如何读入数据及运算符？ int data1,data2; char op; scanf ( “%d%d %c”, ,29,问题2.3：算法设计,int data1,data2, result1; float result2; char op; 从标准输入中读入整数data1，整数data2及运算符op 判断op: 若为+，则result1 = data1 + data2; 若为-，则result1 = data1 - data2; 若为*，则result1 = data1 * data2; 若为/，则result2 = data1 / data2; 若op为+,-或*，输出结果result1; 若op为/，输出结果result2;,注意：由于data1和data2为整数，结果仍为整数。要用强制类型转换才能得到小数位。 result2 = (float)data1/data2;,多路选择，可使用if-else if语句实现。在此，更适合switch语句。,第三讲：程序设计方法-问题分析,30,多路选择：switch语句,基本形式： switch（表达式） case常量表达式1：语句1或空； case常量表达式2：语句2或空； case常量表达式n：语句n或空； default：语句n+1或空； 语义动作为： 先计算表达式的值； 该值与每一个case后的常量进行比较； 若匹配，则控制就转向该常量后的语句； 若不匹配，若有default，则转向default后的语句，否则什么也不做；,因此，switch语句特别适合于依据一组常量值来进行判断的多路选择。,第三讲：程序设计方法-问题分析,31,多路选择：switch语句(续),注意： 常量表达式必须是整型（if_else if可能根据任意条件来进行多路选择）； 在同一个switch中不应出现两个具有同样的常量； default语句如果有，只允许出现一次，default可出现在switch中的任何位置，通常放在最后； case和default本身不改变控制流（这与pascal中的case语句不同），中断离开switch要用break; case后的语句可以是单个语句，也可以是复合语句（但不带开头和结尾的花括号）,32,#include int main() int data1,data2, result1; float result2; char op; scanf(“%d%d %c”, ,测试数据: 120 350 + 12 12 - 35 2 * 3 2 /,break;,break;,break;,break;,break;,33,问题2.3：常见问题,在switch中遗漏break,#include int main() int data1,data2, result1; float result2; char op; scanf(“%d %c %d”, ,测试数据为: 120 + 350 结果为: 120+350=-230,why?,问题2.4,问题： “在一行上输入10个整数，在下一行上反序输出”。 输入样例： 2332 455 5 67 78 9 10 467 3 23 输出样例： 23 3 467 10 9 78 67 5 455 2332,问题2.4：问题分析,首先遇到的问题是如何保存输入的数据？ 以目前所学的知识，我们可以设置10个变量来存储输入如： int data1, data2, , data10; 这样做的缺点： 程序处理数据非常烦琐，如我们必须依次读入每个数据（不能用循环）； 程序不具扩展性，如果我们要处理100个、1000个甚至更多的数据，怎么办？ 如何 存储类型相同并且紧密相关的一组数据？,使用数组,数组的定义与初始化,数组是变量的有序集合，数组的所有成员（数组元素）都具有相同的数据类型。 数组定义一般采用如下格式： 类型 数组名长度； 长度为常量表达式,数组的定义与初始化（续）,例如： int a50; a0 a49,数组元素的下标是从0开始，即数组中第一个元素的下标为0,数组的定义与初始化（续）,注意：c语言不支持动态数组，即数组的长度必须在编译时确定下来，而不是在运行中根据需要临时决定。但c语言提供了动态分配存贮函数，利用它可实现动态申请空间。,int length; scanf(“%d”,长度必须是常量表达式,实验,数组的定义与初始化（续）,数组初始化：可以在定义时初始化一个数组。下面是一些数组初始化实例： double sales5 = 12.25, 32.50, 16.90, 23, 45.68; double sales = 12.25, 32.50, 16.90, 23, 45.68; int list5 = 6, 5, 12 ; 相当于： int list5 = 6,5,12,0,0,以实际元素的个数决定数组的大小,实验,char string10 = h, e, l, l, o, 0 char string10 = “hello”; char string = “hello”; 注意：用字符串常量初始化一个字符数组时，其长度应至少比字符个数多1。,数组的定义与初始化（续）,实验,数组元素的访问,初始化数组 int array10, i; for(i=0; i10; i+) arrayi = 1; 读入数组元素 int array10, i; for(i=0; i10; i+) scanf(“%d”, ,注意：不要将循环条件写为i=10。这是初学者常犯的错误。如果一个数组的长度为n，则遍历数组的循环常写为： for(i=0; in; i+) 或 for(i=0; i=n-1; i+),编译器不提供数组下标越界检查，下标越界时可以通过编译，但运行时会出错,格式：数组名下标,实验,数组元素的访问（续）,求数组中最大元素 maxindex = 0; /*maxindex记录最大元素的下标*/ for(i=0; in; i+) if(arraymaxindex arrayi) maxindex = i; maxelement = arraymaxindex;,实验,或者： maxelement = array0; for(i=1; in; i+) if(maxelement arrayi) maxelement = arrayi;,数组处理的限制,在c中不允许对数组进行整体操作。下面用法是错误的： int x10, y10; scanf(“%d”, x); y = x; if( x = y ) y= 1,2,3,4,5;,比较数组,正确做法是： for(i=0; i10; i+) if(xi != yi) ,正确做法是： for(i=0; i10; i+) scanf(“%d”,正确做法是： for(i=0; i10; i+) yi = xi;,复制数组,只能在定义数组时整体初始化，不能整体赋值。,实验,问题2.4,问题： “在一行上输入10个整数，在下一行上反序输出”。 输入样例： 2332 455 5 67 78 9 10 467 3 23 输出样例： 23 3 467 10 9 78 67 5 455 2332,问题2.4：解题步骤,1、定义保存数据的数组data10和下标变量index； 2、index设为数组第一个元素的下标； 3、while index小于10 3.1、读入数据并保存到下标为index的数组元素中； 3.2、index增1； 4、index设为最后一个元素的下标； 5、while index大于等于0 5.1、打印下标为index的数组元素； 5.2、index减1；,问题2.4程序实现：,# include int main( ) int data10; int index; for(index =0; index =0; index- -) printf(“%d “, dataindex ); return 0; ,实验,问题2.5,问题：统计输入中每个数字字符的出现次数 分析： 方法一：显然可以使用10个int型变量来分别存储每个数字字符的出现次数。然后在程序中，使用if_else if来分别统计每个数字字符的出现次数。（该方法太笨拙）,问题2.5 ：分析（续）,方法二 可以使用数组来存储每个数字字符的出现次数。如： int digit10; 如何将输入的数字字符与相应数组下标对应？ 表达式： c 0 可将数字字符c转换为相应整数。因此，下面语句可统计每个数字字符的出现次数： digitc- 0+;,问题2.5 ：代码实现,#include int main() int i, c, digit10 = 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0; while(c = getchar() ) != eof) if(c = 0 ,如何将打印整数数组 封装成一个函数？,实验,例：打印整数数组函数,void print(int a10) int i; for(i=0; i10; i+) printf(“ %dn”, ai); ,void print( int a , int length) int i; for(i=0; ilength; i+) printf(“ %dn”, ai); ,数组长度一般作为单独参数传递给函数,注意：1、数组长度一般不写在 一维数组形参内，因为编译器 不作检查。 2、该函数不能打印任意长度的 整数数组。,int main() int i, c, digit10 = 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0; while(c = getchar() ) != eof) if(c = 0 ,数组作为实参，只写数组名，千万不要写成digit10,#include void print( int a , int length) int i; for(i=0; ilength; i+) printf(“ %dn”, ai); ,能否将统计功能也 封装成函数呢？,实验,void count( int a ) int c; while(c = getchar() ) != eof) if(c = 0 ,例：统计数字出现次数函数,数组中的值能 传递回来吗？,实验,数组作为函数参数,数组可以作为参数传递给函数。实际上传递的是数组的首地址（即数组第一个元素的地址，将在指针部分说明），我们可以这样理解数组作为参数传递：形参数组与实参数组是一对共享同一数据区的数组，即它们是同一个数组，而不是对实参数组的拷贝。 数组作为参数时，函数的定义形式： void fun( int array , int size) 数组作为参数时，函数的调用形式： main() int a10; . fun(a, 10); . ,注意：定义数组形参时，数组长度可省略，同时，还应在形参中指定数组元素个数。,注意：函数调用时，用数组名作实参。,字符数组,数组元素的类型是char。 char mes = “c language”; char line100 = “programming”; 字符数组有如下特点： 数组元素跟一般变量一样可赋值、比较、计算等。 数组下标也是从0 n-1（n为数组长度）。 字符数组长度可以显式给出，也可以隐式得到。 由双引号括起来的的字符串常量具有静态字符串数组类型。 对数组初始化时，编译程序以0作为结束符添加到字符串最后。因此，数组长度要比字符串长度多1。,问题2.6：将数字字符串转换成整数,n =0 while si为数字字符 n = 10*n + si 0;,“123”,1-0= 1,1*10 + 2-0 = 12,12*10 + 3-0 = 123,方法分析,问题2.6：代码实现,int atoi(char s ) int i, n, sign; for(i=0; si = = | si = = n | si = = t; i+) ; /* skip white space */ sign = 1; if(si = = + | si = = -) sign = (si+ = = +)?1:-1; for(n=0; si = 0 ,字符数组。,空语句,条件运算符： ? : 先计算表达式1，若其值为非零，则整个表达式结果为表达式2的值，否则就为表达式3的值。,#include int atoi(char s ); main() char s20; scanf(“%s”, s); printf(“%dn”, atoi(s); ,实验,问题2.7：将字符串颠倒,“”,方法分析,交换,问题2.7：代码实现,void reverse(char s ) int c, i, j; for(i=0, j=str_len(s)-1; i j ; i+,j-) c = si; si = sj; sj = c; ,int str_len(char s ) int i=0; while(si != 0) +i; return (i); ,#include int reverse(char s ); int str_len(char s ); main() char s20; scanf(“%s”, s); reverse(s); printf(“%sn”,s); ,字符数组作为函数参数传递时，不需要同时传递数组长度。因为字符数组中字符串是以0结束的。,实验,问题2.8：将文件in.txt拷贝至新文件out.txt中。,问题分析： 如何读取、保存文件内容？,将标准输入拷贝到标准输出非常简单： #include int main() int c; while(c=getchar() != eof) putchar(c); return 0; ,文件,文件操作,文件操作基本过程,打开文件,首先在程序文件的头部应有如下语句： #include ,stream （流，读写通道）,程序结束前应该关闭文件,！,程序,文件,文件,打开文件,file * fp; fp = fopen( 文件名，文件使用方式）；,file 是文件中定义的结构数据类型，包含文件有关信息： 读或写工作方式；当前读/写位置等等。一般用户不必关心。,若成功打开指定文件，则fopen返回指向该文件的file类型指针； 若打开文件失败，则返回 null。,文件指针：与打开的文件绑定在一起，以后将使用该指针实现对文件的所有操作,文件,打开文件（续）,fp = fopen( 文件名，文件使用方式）；,文件名： 字符串，可以只写文件名，也可以包含路径。 只写文件名时，表示文件在当前目录下，当前目录是指： 从vc运行时，工程文件和源程序所在目录。 双击*.exe程序运行时，该*.exe程序所在目录。,包含路径实例： “c:temptext.txt”,“c:temptext.txt”,文件,打开文件（续）,fp = fopen(文件名，文件使用方式)； 使用方式也是字符串，表示打开文件的方式，字符流方式包括： “r”： 表示读； “w”： 表示写； “a”： 表示添加； “r+”： 表示读写已有文件； “w+”： 表示读写新文件； “a+” ： 表示读及添加；,文件,打开文件（续）,用“w”或“a”方式调用fopen打开一个不存在的文件，系统会首先自动创建该文件。然后再把它打开。 用“w”方式打一个已存在的文件，则该文件原有内容全部消失。 用“a”方式打开一个已存在的文件，则原文件内容保留不变，新添加的内容将加到它的后面去。 用 “r”方式打开一个已存在的文件是正常的使用文件，若用“r”方式而打开一个尚未存在的文件，则会出错，此时返回null。因此，一个好的程序设计风格，应判断打开文件的返回值，并进行处理。,一个打开文件的典型用法： if ( ( fp = fopen(filename, “r”) ) = null ) printf(“cant open file %s!n”,filename); return -1; ,文件,“r+”是对一个已存在的文件进行读和写操作。 “w+”同样对一个已存在的文件打开时，原数据消失，因此，修改一个已有文件的内容时，必须以“r+”方式打开。 “a+”写入的数据均在文件最后，而数据却可由文件任何位置上读取。,打开文件（续）,注意：文件必须打开后，才可进行读写。,文件,打开文件（续）,例如：以只读方式打开一个文件“hello.c”。 fp = fopen(“hello.c”, “r”); 例如：以写方式打开一个文件“output.dat”，该将文件位于c：盘根目录下。 fp = fopen(“c:output.dat”, “w”);,文件,读写文件,字符输入函数： int fgetc (file * fp ); 从fp所指向的文件中读取一个字符并返回。若文件结束或调用失败，返回eof 字符输出函数： int fputc ( int ch, file * fp ); 将字符ch写入fp所指向的文件。若成功，则返回写入的字符；若失败，返回eof,文件,关闭文件,关闭文件函数： int fclose (file* fp ); 关闭fp文件指针所指向的文件，并释放fp文件指针。若成功关闭，返回0，否则返回eof,注意： fp必须是fopen返回的指针，并且调用关闭函数后，fp被释放掉，不能再利用fp进行读写文件操作。 若文件不再使用，应及时关闭文件。在程序结束前，应该关闭所有打开的文件（否则有可能丢失数据）。,问题2.8：将文件in.txt拷贝至新文件out.txt中。,算法分析： 打开文件in.txt。 打开文件out.txt。 从文件in.txt读取一个字符保存到ch中。 是否到达文件尾部？ 4.1 将ch保存到out.txt中。 4.2 再从in.txt读取一个字符保存到ch中。 关闭文件。,文件,#include int main() char ch; file * in, * out; if(in=fopen(“in.txt“,“r“)=null) printf(“cant open in.txt!“); return -1; if(out=fopen(“out.txt“,“w“)=null) printf(“cant open out.txt!“); return -1; while( (ch = fgetc(in) !=eof ) fputc(ch,out); fclose(in); fclose(out); return 0; ,问题2.8：测试,首先在该程序工程文件（即.dsp文件）目录下准备一个包含一定内容的inp