简单的C程序设计.ppt

第三章 最简单的C程序设计,在上一章介绍了程序中用到的一些基本要素（常量、变量、运算符、表达式等），它们是构成程序的基本成份。在第一章中已经介绍了几个简单的C程序。本章将介绍为编写简单的程序所必须的一些内容。 31 C语句概述 和其它高级语言一样，C语言的语句用来向计算系统发出操作指令。一个语句经编译后产生若干条件机器指令。在C语言中只有“可执行语句”，没有“非执行语句”（BASIC有可执行语句和非执行语句之分）。一个为实现特定目的的程序应当包含若干语句。从第一章已知，一个函数包含数据定义部分，执行部分即由语句组成。C程序可以用图3。1表示。即一个C程序可以由若干个源程序文件（分别编译的文件模块）组成，一个源文件可以由若干个函数和预编译命令组成（关于“预编译命令”见第七章），一个函数由数据定义部分和执行语句组成。 在第二章中已经说明：程序应该包括数据描述（由数据定义部分来实现）和数据操作（由语句来实现）。数据描述主要定义数据结构（用数据类型型表示）和数据初值。数据操作的任务是对已提供的数据进行加工。,C 程序结构,C语句可以分为以下五类： 1控制语句，完成一定的控制功能，C只有9种控制语句，它们是： if( )else (条件语句) for ( ) （转向语句） while( ) (循环语句) dowhile ( ) (循环语句) continue （结束本次循环语句) break (中止执行switch或循环语句) switch (多分支选择语句) goto (转向语句) return （从函数返回语句） 上面9种语句中的括号（）表示其中是一个条件，表示内嵌的语句。例如：“if（ ）else”的具体语句可以写成： “if（xy）z=x;else z=y；”,2函数调用语句。由一次函数调用加一个分号构成一个语句，例如： printf （”this is a C statement”）； c=max(a,b); 3表达式语句。 由一个表达式构成一个语句。最典型的是：由赋值表达式构成一个赋值语句。 a=3 是一个赋值表达式，而 a=3; 是一个赋值语句。可以看到一个表达式的最后加一个分号就成了一个语句。一个语句必须在最后出现分号，分号是语句中不可缺少的一部分（而不像PASCAL语言那样：分号只是语句间的分隔符号）。例如： i=i十1 （是表达式，不是语句） iil； （是语句）,任何表达式都可以加上分号而成为语句，例如 i+; 是一语句，作用是使i值加1。又如 x+y; 也是一个语句，作用是完成xy的操作，它是合法的，但是并不把调xy的和赋给另一变量，所以它并无实际意义。 表达式能构成语句是C语言的一个特色。其实“函数调用语句”也是属于表达式语句，因为函数调用也属于表达式的一种，只是为了便于理解和使用，我们把“函数调用语句”和“表达式语句”分开来说明。由于C程序中大多数语句是表达式语句（包括函数调用语句），所以有人把C语言称作“表达式语言”。 4空语句。下面是一个空语句： ; 即只有一个分号的语句，它什么也不做。有时用来作被转向点，或循环语句中的循环体（循环体是空语句，表示循环体什么也不做）。,5可以用 把一些语句括起来成为复合语句，如下面是一个复合语句。 z=x+y; tZ100； printf（”%f”,t）; 注意：复合语句中最后一个语句中最后的分号不能忽略不写（这是和PASCAL不同的）。 C语言允许一行写几个语句，也允许一个语句拆开写在几行上，书写格式无固定要求 （FORTRAN、COBOL有严格要求）。,32程序的三种基本结构,近年来广泛采用结构化程序设计方法，使程序结构清晰、易读性强，以提高程序设计的质量和效率。结构化程序由若干个基本结构组成。每一个基本结构可以包含一个或若干个语句。有三种基本结构： 1顺序结构，见图32。先执行A操作，再执行B操作，两者是顺序执行的关系。图中（b）是N-S结构化流程图（下同）。,2。选择结构，见图,p代表一个条件，当p条件成立（或称为“真”）时执行A，否则执行B。注意，只能执行A或B之一。两条路径汇合在一起然后出口。,2。选择结构，见图,p代表一个条件，当p条件成立（或称为“真”）时执行A，否则执行B。注意，只能执行A或B之一。两条路径汇合在一起然后出口。,3循环结构，有两种循环结构： （1）当型循环结构，见图34。当p条件成立（“真”）时，反复执行A操作。直到p为“假”时才停止循环。 （2）直到型循环结构，见图35。先执行A操作，再判断p是否为“假”，若p为“假”，再执A行、如此反复，直到p为“真”为止。,由选择结构可以派生出另一种基本结构：多分支选择结构，见图36。根据k的值（k1，k2,，kn不同而决定执行A1,A2,，An之一。,已经证明，由以上基本结构组成的程序能处理任何复杂的问题。图32图3.7中方框中的A，B,A1，An，等可以是一个简单的语句，也可以又是一个基本结构。例如，图37是一个顺序结构，它由两个操作顺序组成。虚线框内是一个当型循环结构，可以用“B表示，因此图37就可以理解力图32（a）所示的顺序结构,在此不再重复。只是应当强调说明，在今后的程序设计中应当采用结构化程序设计方法。 在本章中，我们介绍了几种最基本的语句，以及用它们构成顺序结构的程序。在第四、第五章介绍选择结构和循环结构的程序设计。 33赋值语句 前已说到，赋值语句是由赋值表达式加上一个分号构成。由于赋值语句应用十分普遍，所以专门再讨论一下。,C语言的赋值语句具有其它高级语言中赋值语句的一切特点和功能。但也应当注意到它们的不同： C语言中的赋值号“=”作为赋值运算符；关于赋值表达式与赋值语句的概念，其它多数高级语言没有“赋值表达式”这一概念。作为赋值表达式可以被包括在其它表达式之中，例如 if （ab）0） ta； 按语法规定if后面的（）内是一个条件，例如可以是：“if（x0）”。现在在x的位置上换上一个赋值表达式“a=b”，其作用是：先进行赋值运算（将b的值赋给a），然后判断a是否大于，如大于是，执行t=a。在if语句中的“a=b”不是赋值语句而是赋值表达式，这样写是合法的。如果写成 if（ab;）0） ta； 就错了，在if的条件中不能包含赋值语句。由此可以看到：C把赋值语句和赋值表达式区别开来，增加了表达式的种类，使表达式的应用几乎“无孔不入”，能实现其它语言中难以实现的功能。,34数据输出 首先说明，C语言本身不提供输入输出语句，输入和输出操作是由函数来实现的。在C的标准函数库中(stdio.h)提供了一些输入输出函数，例如，printf函数和scanf函数。在使用它们时，千万不要简单地认为它们是c语言的“输入输出语句”。printf和scanf不是C语言的关键字。完全可以不用printf和scanf这两个名字，而另外编两个函数，另用其它函数名。C提供的函数以库的形式存放在系统中，它们不是C语言文本中的组成部分。因此各函数的功能和名字，在各种不同的计算机系统中有所不同。不过，有些通用的函数（如printf和scanf等），各种计算机系统都提供，成为各种计算机系统的标准函数（标准输入输出库stdio.h的一部分）。在程序编译连接时，用户程序与标准文件相连，所以在程序中可以直接使用printf和scanf函数。 在本节中先介绍两个最基本的输出函数，它们都以终端（即系统隐含指定的输出设备）为对象.它们是字符输出函数和格式输出函数。,341 putchar函数（字符输出函数） putchar函数的作用是向终端输出一个字符：例如 putchar（c）； 输出字符变量c的值。c可以是字符型变量或整型变量。在使用标准IO库函数时，要用预编译命令“include”将“stdio.h文件包括到用户源文件中。即 include “stdio.h” stdio.h是standard input b=O；c=Y； putchar（a）； putchar（b）； putchar（c）； ,运行结果： BOY 也可以输出控制字符，如putchar（n）输出一个换行符，如果将例31程序最后一行改为 putchar（a）； putchar（n）； putchar（b）； putchar（c）； putchar（n ）。则输出结果为： B O Y 也可以输出其它转义字符，如： putchar（101） （输出字符A） putchar（） （输出单引号字符） putchar（015） （使输出回车，不换行）,342 printf函数（格式输出函数） 在前面各章节中已用到printf函数，它的作用是向终端（或系统隐含指定的输出设备）输出若干个任意类型的数据（putchar只能输出字符，而且只能是一个字符，而printf可以输出多个数据，且为任意类型）。 一、 printf函数的一般格式为 printf（格式控制，输出表列） “格式控制”是用双引号括起来的字符串，也称“转换控制字符串”，它包括两种信息： 1格式说明，由“”，和格式字符组成，如d,f等。它的作用是将输出的数据转换为指定的格式输出。格式说明总是由“”字符开始的。,2普通字符，即需要原样输出的字符。 “输出表列”是需要输出的一些数据，可以是表达式。例如： printf （”a=d b=d”，a，b）； printf （” a+b=d ,a-b=”，a+b，a-b）； 格式说明 输出表列 在上面双引号中的字符除了“d”以外，还有非格式说明的普通字符，它们按原样输出。如果a、b值分别为3、4,则输出为 a=3 b=4 其中有下划线的字符是printf函数中的“格式控制”字符串中的普通字符原样输出的结果。3和4是a和b的值（注意3和4无前导空格和尾随空格），其数字位数由a，b值而定。假如a=12，b=123，则输出结果为 a12 b=123 由于printf是函数，因此，“格式控制”字符串和“输出表列”实际上都是函数的参数。可以表示为 printf（参数1，参数2，参数3，参数n） printf函数的功能是将参数2参数n。按参数1给定的格式输出。,二、格式字符 对不同类型的数据用不同的格式字符。有以下几种格式字符： 1d格式符。用来输出十进制整数。有以下几种用法： （1）d，按整型数据的实际长度输出（见上面）。 （2）md,m为指定的输出字段的宽度。如果数据的位数小于m，则左端补以空格，若大于m，则按实际位数输出，如 printf （“4d,4d”，a，b） 若a123，d=12345，则输出结果为: 123,12345 （3）ld，输出长整型数据。如 1ong a=135790; printf（”ld，a）； 如果用d输出，就会发生错误，对1ong型数据应当用ld格式输出。对长整型数据也可以指定字段宽度，如将上面printf函数中的“ld”改为“81d”则输出为 135790 8列 一个int型数据可以用d或ld格式输出。(举例）,2. O格式符，以8进制数形式输出整数。由于是将内存单元中的各位的值（0或1）按八进制形式输出,因此输出的数值下带符号，即将符号位也一起作为八进制数的一部分输出。例如，-在内存单元中（以补码形式存放）如下： a=-1 11 11 11 11 11 11 11 11 int a-1 printf（”d，o”，a，a）; 输出为 1，177777 不会输出带负号的八进制整数。对长整数（1ong型）可以用“1o。”格式输出。同样可以指定字段宽度，如printf（”8o”，a）输出数据为 177777。,3x格式符，以16进制数形式输出整数，同样不会出现负的十六进制数。例如： int a一1; printf（”x，0，d”，a，a,a）; 输出结果为 ffff,177777,-1 同样可以用“lx”输出长整型数，也可以指定输出字段的宽度，如“12x” 4u格式符，用来输出unsigned型数据，即无符号数，以十进制形式输出。 一个有符号整数（int型）也可以用u格式输出；反之，一个unsigned型数据也可以用d格式输出。按相互赋值的规则处理（见第二章2.9）。unsigned型数据也可用o或x格式输出。,【例32 unsigned int a=65535; int b=-2; printf（”a=%d,%o,%x,%un”，a,a,a,a）; printf（”a=%d,%o,%x,%un”,b,b,b,b）; 运行结果为： a一1，177777，ffff65535 11 11 11 11 11 11 11 11 a=65535 b一2177776,fffe，65534 11 11 11 11 11 11 11 10 b=-2 请读者自己分析。,5c格式符，用来输出一个字符。如： char ca; prinft（”c”,c）; 输出字符a，请注意：“c”中的c是格式符，逗号右边的c是变量名，不要搞混。 一个整数，只要它的值在0255范围内，也可以用字符形式输出，在输出前，将该整数转换成相应的ASCII字符；反之，一个字符数据也可以用整数形式输出。 例33】 main （ ） char c=a; int i=97; printf（”c，dn”，c,c）; printf（”c,dn”,i,i）; 运行结果为： a，97 a, 97 也可以指定输出字数宽度，如果有 printf （”3c”,c） 则输出:” a”，即c变量输出占3列，前2列补空格。,6s格式符，用来输出一个字符串。有几种用法： (1）s, 例如 printf（”%s”,”CHINA”） 输出“CHINA”字符串（不包括双引号）。 （2）ms，输出的字符串占m列，如字符串本身长度大于m，则突破m的限制，将字符串全部输出。若串长小于m，则左补空格。 （3）-ms，如果串长小于m，则在m列范围内，字符串向左靠，右补空格。 （4）m.ns，输出占m列，但只取字符串中左端n个字符。这n个字符输出在m列的右侧，左补空格。 （5）-m.ns，其中m、n含义同上，n个字符输出在m列范围的左侧，右补空格。如果nm，则m自动取n值即保证n个字符正常输出。 例34 main （ ） printf(”%3s,%7.2s,%.4s,%-5.3sn”,” CHINA”，”CHINA”，”CHINA”,”CHINA”）; 输出如下：CHINA, CH,CHIN,CHI 其中第三个输出项，格式说明为“.4s”，即只指定了n,没指定m，自动使mn=4，故占4列。,7f格式符，用来输出实数（包括单、双精度），以小数形式输出，有以下几种用法: （1）f,不指定字段宽度，由系统自动指定，使整数部分全部如数输出，并输出6位小数。应当注意，并非全部数字都是有效数字.单精度实数的有效位数一般为7位。 【例3.5】 main（ ） float x，y; x111111111； y222222222； printf（”f，x十y）； 运行结果为 333333328125 显然，只有前7位数字是有效数字。千万不要以为凡是打印出来的数字都是准确的。 双精度数也可用f格式输出，它的有效位数一般为16位，给出小数6位。,例36 main（） double x，y； x=11111111111111111111; y2222222222222.22222222; printf（”f”，x十y）； 输出结果为 3333333333333.328125 显然，双精度数也可用f格式输出，它的有效位数一般为16位，给出小数位。 可以看到最后3位小数（超过16位）是无意义的。,（2）m.nf指定输出的数据共占m列，其中有n位小数。如果数值长度小于m，则左端补空格。 （3）一m.nf基本相同，只是使输出的数值向左端靠，右端补空格。 【例37 main （ ） floatf f=123456; printf（”%f,%10f,%10.2f,%.2f,%-10.2fn”,f,f,f,f,f); 输出结果如下： 123.455994, 123.455994, 123.46, 123. 46,123.46 ,f的值应为123456，但输出为123455994，这是由于实数在内存中的存储误差引起的,8.e格式符，以指数形式输出实数。可用以下形式： （1）e不指定输出数据所占的宽度和数字部分小数位数，由系统自动指定给出6(5)位小数，指数部分占5(4)位（如e+002，e+02），其中“e”占一位，指数符号占一位，指数占3(2)位。数值按标准化指数形式输出（即小数点前必须有而且只有一位非零数字）。例如 printf（”%e”，123.456）； 输出：1.234560e002,(1.23456e+02)。也就是说用e格式输出的实数共占13(11)列宽度。,（2）m.ne和-m.ne m,n和“-”字符含义与前相同。此处n指数据的数字部分（与书上讲的不同）。若f123.456，则 printf(”%e,%10e,%10.3e,%.3e,%-10.3e,”,f,f,f,f,f）; 输出如下： 1.23456e+02,1.23456e+02, 1.23e02,1.23e02,1.23e十02 第二个输出项按10e输出，即只指定了m=10，未指定n，凡未指定n,自动使n=6,整个数据长11列，超过给定的10列，乃突破10列的限制，按实际长度输出。第三个数据共占10列，小数部分占2列。第四个数据按字“.2e”格式输出，只指定n2，未指定m，自动使m等于数据应占的长度，今为8列。第五个数据应占10列，数值只有8列，由于是“-10.2e”，数值向左靠，右补二个空格。,9g格式符，用来输出实数，它根据数值的大小，自动选f格式或e格式（选择输出时占宽度较小的一种），且不输出无意义的零。例如，若：f=123.456，则 printf（”%f,%e,%g”,f,f,f）； 输出如下： 123.456001,1.23456e+02,123.456 用f格式输出占10列，用e格式输出占11列，用g格式时，自动从上面两种格式中选择短者（今为f格式为短），故占7列，且按%f格式用小数形式输出，最后三个小数位“0”为无意义的0，不输出，g格式用得较少。,以上介绍了9种格式符，归纳如表 表3.1 printt格式字符 格式字符 说 明 d 以带符号的十进制形式输出整数（正数不输出符号）。 o 以8进制无符号形式输出整数（不输出前导符0）。 x 以16进制无符号形式输出整数（不输出前导符0x）。 u 以无符号10进制形式输出整数 c 以字符形式输出，只输出一个字符。 s 输出字符串。 f 以小数形式输出单、双精度数，隐含输出6位小数。 e 以标准指数形式输出单、双精度数，数字部分小数位数为6位。 g 选用f或e格式中输出宽度较短的一种格式，不输出无意义的0。,在格式说明中，在和上述格式字符间可以插入以下几种附加符号。 表82附加格式说明字符 字符 说 明 l用于长整型整型，可加在格式符d o x.u前面。 m(代表一个正整数)数据最小宽度。 .n（代表一个正整数）对实数，表示输出n位小数；对字符串，表示截取的字符个数。 - 输出的数字或字符在域内向左靠。,用printf函数输出时，应注意数据类型应与上述格式说明匹配，否则将会出现错误。 在使用printf函数时，还有几点要说明： 1有些系统要求格式字符要用小写字母，如d不能写成D。 2. 可以在printf函数中的“格式控制”字符串内包含第二章中的“转义字符”，如“n”、“t”、“b”、“r”、“f”、“377”等。 3上面介绍的d,o,x,c,s,f,e,g等字符，如用在“”后面就作为格式符号。一个格式说明以“”开头，以上述9个格式字符之一为结束，中间可以插入附加格式字符（也称修饰符）。例如： printf(“c=%cf=%fs=%s”,c,f,s); 第一个格式说明为”c”而不包括其后的f，第二个格式说明为“f，不包括其后的s，第三个格式说明为s。其它的字符为原样输出的普通字符。,4如果想输出字符“”，则应该在“格式控制”字符串中用连续两个表示，如 printf（”f”，103）； 输出0.333333 5不同的系统在实现格式输出时，输出结果可能会有一些小的差别，例如用e格式符输出实数时，有些系统输出的指数部分为4位（如e十02）而不是5位（e002），前面的数字部分为5位小数而不是6位等等。,35数据输入 本节介绍两个输入函数，是以终端（或系统隐含指定的输入设备）为输入设备的。 3.5.1 gefchar函数（字符输入函数） 此函数的作用是从终端（或系统隐含指定的输入设备）输入一个字符， getchar函数没有参数，其一般形式为： getchar（ ） 函数的值就是从输入设备得到的字符。例如： 例38 include “stdio.h” main （ ） char c： cgetchar(); putchar（c）； 在运行时，如果从键盘输入字符a； a （输入a后，按“回车”键，字符才送到内存） a （输出变量c的值a）,请注意，getchar（ ）只能接收一个字符。 getchar函数得到的字符可以赋给一个字符变量或整型变量，也可以下赋给任何变量，作为表达式的一部分。例如，例38第4、5行可以用下面一行代替。 putchar （getchat（）; 因为getchar（）的值为a，因此输出a，也可以甩printf函数： printf （”c”，getchar（）; 在一个函数中要用getchar函数，应该在函数的前面（或本文件开头）用 jnclude “stdio.h” 因为在使用标准i/o库中的函数时需要用到”stdio.h”文件中包含的一些信息。,3.5.2 scanf函数（格式输入函数） getchar函数只能用来输入一个字符，用scanf函数可以用来输入任何类型的多个数据。 在第一章中已初步接触到了scanf函数，在本节中再作详细介绍。 一一般形式 scanf（格式控制，地址表列） “格式控制”的含义同printf函数，“地址表列”是由若干个地址组成的表列，可以是变量的地址，或字符串的首地址。 【例39 main（ ） int a，b，c; scanf（”%d%d%d”，&a,&b,&c）；/*按照a,b,c在内存的地址将a,b,c的值存进去 */ prinrf(“%d,%d,%dn”,a,b,c）； ,运行时按以下方式输入a,b,c的值： 3 4 5 （输入a,b,c的值） 3,4,5 （输出a,b,c的值） &a,&b,&c中的“&”是地址运算符，&a指a在内存中的地址. 用“%d%d%d”格式输入时，不能用逗号(可用空格)作两个数据间的分隔符，如下面输入下合法： 3，4，5,二、格式说明 和printf函数中的格式说明相似，以开始，以一个格式字符结束，中间可以插入附加的字符。表33列出scanf用到的格式字符。表34列出scanf可以用的附加说明字符（修饰符）。 scanf格式字符 d 用来输入十进制整数。 o 用来输入八进制整数。 x 用来输入十六进制整数。 c 用来输入单个字符。 s 用来输入字符串，将字符串送到一个字符数组中，在输入时以非空白字符开始，以第一个空白字符结束。字符串以串结束标志“0”作为其最后一个字符。 f 用来输入实数，可以用小数形式或指数形式输入。 e 与f作用相同，e与f可以互相替换。,附加的格式说明字符 l 用于输入长整型数据（可用ld,lo，lr），以及double型数据（用lf或1e）。 h 用于输入短整型数据（可用hd，hO，hx）。 m 域宽（为一正整数）指定输入数据所占宽度（列数）。 * 表示本输入项在读人后不赋给相应的变量。 说明： 1标准C在scanf中不使用u说明符，对unsigned型数据，以d或o、x互格式输入。 2可以指定输入数据所占列数，系统自动按它截取所需数据。如 scanf（”3d3d”， 输入3个字符，把第一个字符赋给ch，例如输入abc，ch得到字符a。,3后的“*”附加说明符，用来表示跳过它相应的数据。例如 scanf（”2d*3d2dn”, 如果输入如下信息： 12 345 67 将12赋给a，67赋给b.第二个数据“345”被跳过不赋给任何变量。在利用现成的一批数据时，有时不需要其中某些数据，可用此法“跳过”它们。 4。输入数据时不能规定精度，例如 scanf（”%7.2f”,&a）； 是不合法的，不能企图输入1234567而使a的值为12345.67。 三、scanf函数的执行中应注意的问题 1scanf函数中的“格式控制”后面应当是变量地址，而不应是变量名。例如，如果a,b为整型变量，则 scanf（”d,d”，a,b）； 是不对的，应为&a,&b。这是C语言与其它高级语言不同的。,2如果在“格式控制”字符串中除