二级C语言教材

1 第 1 章C 语言概述 1 1 进制及其进制及其相相互转换互转换 1 2 C 语言环境介绍 简介 语言环境介绍 简介 1 3 C 语言语法简介语言语法简介 1 4 C 语言数语言数据据类型类型 2 1 1 进制及其相互转换进制及其相互转换 考点 考点 1 进制的构成 2 进制间的相互转换 1 1 1 进制种类及进制构成进制种类及进制构成 日常生活中 我们在进行数值运算时 通常在进行加法时是逢十进一 在减 法中借一顶十 而这种大家所熟识的数据运算形式就是进制中的十进制 在 C 语言课程中 包含的进制除十进制外 还包括二进制 八进制 和十六进制 而对于计算机能够存放的数据而言只有二进制 各进制的组成情况 十进制 任何一个十进制数据是由 0 9 中的数字组合构成 逢 10 进 1 二进制 任何一个二进制数据是由 0 1 中的数字组合构成 逢 2 进 1 八进制 任何一个八进制数据是由 0 7 中的数字组合构成 逢 8 进 1 十六进制 任何一个十六进制数据是由 0 9 A a F f 中的符号组合构 成 逢 16 进 1 其中 A a 代表 10 B b 代表 11 进制内的一些概念 例如 用位权的形式表示十进制数 416876 的结果 按权展开 416876 4 105 1 104 6 103 8 102 7 101 6 100 位权 各位上以某数为底的多少次幂的格式 例如 上述表达式内 105等都 是位权 基 每种进制内适逢某数就会向前进一 此数为基 例如 十进制逢 10 进 1 10 为基 3 关于 C 语言中各进制的基 位权等内容如表 1 1 所示 表表 1 1 进制转换进制转换 进位制二进制八进制十进制十六进制 基数281016 规则逢 2 进 1逢 8 进 1逢 10 进 1逢 16 进 1 权2181101161 表示符号BODH 1 1 2 进制的转换进制的转换 在 C 语言课程中 进制之间的转换是我们必须了解并掌握的内容 1 二进制与十进制之间的转换二进制与十进制之间的转换 二进制转换成十进制规则 按权展开 二进制数各位上的数与其所在位的 位权乘积之和 例如 11011 2 26 10 1 24 1 23 0 22 1 21 1 20 26 十进制转换成二进制规则 除 2 取余 余数倒写连接在一起 除 2 取余法 例如 19 10 10011 2 注 例题转换方法如图 1 1 所示 4 0 1 219 4 9 2 1 2 2 2 2 1 1 0 0 1 图图 1 11 1 十进制转换成二进制十进制转换成二进制 附 按权组合法 附例 1 19 16 2 1 24 21 20 10000 2 10 2 1 2 10011 2 附例 2 78 64 8 4 26 23 22 100000 2 10000 2 100 2 110100 2 2 二进制与八进制之间的转换二进制与八进制之间的转换 3 位分隔法位分隔法 二进制转换成八进制规则 将二进制数小数点左侧部分从右向左 每三位进 行分隔后将此三位二进制数转换成对应的八进制数 将转换得到的八进制数从左 向右依次连接在一起 小数点右侧部分从左到右每三位进行分隔后将此三位二进 制数转换成对应的八进制数 将转换得到的八进制数从左向右依次连接在一起 5 例如 1100110 2 146 8 步骤 1 1 100 110 对应 1 1 100 4 110 6 2 146 为对应八进制数 八进制转换成二进制规则 将一个八进制数 每位上的数转换成对应的三位 二进制数后 将转换结果从左向右依次连接在一起 例如 766 8 111110110 2 步骤 1 7 111 6 110 6 110 2 111110110 为对应二进制 数 注 八进制数内不会出现数字 8 和 9 否则为不合法情况 二进制与八进制数的对应关系如表 1 2 所示 表表 1 2 0 7 二进制与八进制对比二进制与八进制对比 二进制二进制八进制八进制二进制二进制八进制八进制 00000011 01020113 10041015 11061117 6 3 二进制与十六进制之间的转换二进制与十六进制之间的转换 4 位分隔法位分隔法 二进制转换成十六进制规则 将二进制数小数点左侧部分从右向左 每四位 进行分隔后将此四位二进制数转换成对应的十六进制数 将转换得到的十六进制 数从左向右依次连接在一起 小数点右侧部分从左到右每四位进行分隔后将此四 位二进制数转换成对应的十六进制数 将转换得到的十六进制数从左向右依次连 接在一起 例如 110001100 2 18C 16 步骤 1 1 1000 1100 对应 0001 1 1000 8 1100 12 C 2 18C 为对应十六进制数 十六进制转换成二进制规则 将一个十六进制数每位上的数转换成对应的二 进制数后 将转换结果从左向右依次连接在一起 例如 3A 16 111010 2 步骤 1 3 0011 A 1010 2 00111010 简写为 111010 为对应的二进制数 注 十六进制数 10 15 的表示方法使用的是字母 a f 或 A F 在十六进 制数中不会出现 10 15 含 10 和 15 之间的数 二进制与十六进制数的对应关系如表 1 3 所示 表表 1 3 0 15 二进制与十六进制对比二进制与十六进制对比 二进制二进制十六进制十六进制二进制二进制十六进制十六进制 0000000011 0010200113 0100401015 0110601117 1000810019 7 1010 10 A1011 11 B 1100 12 C1101 13 D 1110 14 E1111 15 F 4 八进制与十进制之间的转换八进制与十进制之间的转换 自习 自习 八进制转换成十进制的规则 八进制数各位上的数与其所在位的位权乘积之 和 例如 71 8 57 10 7 81 1 80 57 十进制转换成八进制的规则 除 8 取余 余数倒写连接在一起 余数最大值 可以是 7 例如 4553 10 10711 8 注 例题转换方法如图 1 2 所示 5 十六进制与十进制之间的转换 十六进制与十进制之间的转换 自习 自习 十六进制转换成十进制的规则 十六进制数各位上的数与其所在位的位权乘 积之和 例如 12A 16 298 10 1 162 2 161 10 160 298 十进制转换成十六进制的规则 除 16 取余 余数倒写连接在一起 余数最 大值可以是 15 例如 465 10 1D1 16 注 余数内超过 10 的部分在连接书写时需要使用 a f 或 A F 表示 十六 进制数内的英文字母在参加运算时转换成其对应的数值 且例题转换方法如图 1 3 所示 8 图图 1 2 十进制转换成八进制十进制转换成八进制 图图 1 3 十进制转换成十六进制十进制转换成十六进制 试题解析 试题解析 十进制数 397 的十六进制值为 A 18D B 18E C 277 D 361 A 解析 本题考点涉及的是进制转换 将十进制转换成十六进制方法有两 种 第一种可以将十进制转换成二进制 再通过二进制转换成十六进制 另一种 将十进制直接转换成十六进制 通过除 16 取余的形式 397 16 商 24 余数 13 24 16 商 1 余数 8 1 16 商 0 余数 1 余数反写 13 对应 D 结果为 18D 附 按权组合 9 397 1 256 8 16 13 1 162 8 161 13 160 18D 16 附例 97 2 16 10 1 2 C 语言环境介绍语言环境介绍 简介简介 1 2 1 C 语言程序的开发步骤语言程序的开发步骤 1 编辑 在 C 环境窗口内创建 C 语言源程序 并以文件的形式进行存储 C 语言源 程序文件都是以 c 为后缀存储的 2 编译 通过 C 环境界面内的编译按钮 经过编译后将源程序文件转换成目标程序文 件 目标程序文件都是以 obj 为后缀存储的 3 连接 通过 C 环境界面内的连接按钮 将目标程序文件连接成执行程序文件 可执 行文件都是以 exe 为后缀存储的 4 执行 通过 C 环境界面内的执行按钮完成 在 C 语言程序的开发过程中 将出现 3 个文件 c obj exe 这 3 种文件 内可执行的只有 exe 文件 obj 和 exe 都是二进制文件而 c 文件是文本文件 1 2 2 C 语言程序环境的使用语言程序环境的使用 1 打开 C 环境 建立 C 语言源程序文件 1 选择 Visual C 程序打开 可以找到桌面的快捷方式 双击 或 在开始菜单 程序下 Visual C 6 0 单击 2 进入 VC 环境如图 1 4 单击 结束 11 图图 1 4 进入进入 VC 环境环境 3 新建 VC 源程序文件如图 1 5 所示 新建窗口内选择 文件 下的 C Source File 在右侧的文件框内输入文件名 文件名后加 c 后缀如图 1 6 所示 图图 1 5 C 语言文件菜单语言文件菜单 图图 1 6 VC 新建文件窗口新建文件窗口 12 4 进入源程序窗口 书写程序如图 1 7 所示 图图 1 7 VC 程序编辑界面程序编辑界面 5 编译生成目标文件 选择工具栏内的按钮单击 在以后出现的对话框内 单击 是 编译无误才可以进行连接 查看编译无误的位置在程序窗口下方如图 1 8 所示 图图 1 8 VC 6 0 输出窗口输出窗口 6 连接生成 exe 文件 选择工具栏内的按钮单击 连接后 选择工具栏内 的执行程序验证程序的正确性 13 1 3 C 语言语法简介语言语法简介 考点 考点 1 预处理命令 include define 不带参数宏定义 2 C 语言程序语句的特点 3 C 语言主函数特点 程序与函数的关系 4 注释语句注意事项 请大家阅读以下程序 通过下述程序为大家介绍 C 语言程序的简单组成 以 及各部分的特点和书写程序时的习惯 此程序完成输出变量 a c1 的值 回车换行输出字符串 I love world 后回车 换行 include stdio h main int a char c1 a 12 c1 a printf d c n a c1 printf I love world n 上述程序是一个完整的 语言程序 经过第三节我们所说的开发步骤后 执 行结果如图 1 9 所示 14 图图 1 9 VC 显示程序运行结果窗口显示程序运行结果窗口 以上述程序为例 我们通过此程序对 C 语言编写过程中的一些内容加以说明 首先 include stdio h 为编译预处理语句 所谓预处理是指在进行编译的第一遍扫描 词法扫描和语法分析 之前所做 的工作 预处理是 语言的一个重要功能 它由预处理程序负责完成 当对一个 源文件进行编译时 系统将自动引用预处理程序对源程序中的预处理部分作处理 处理完毕自动进入对源程序的编译 语言提供了多种预处理功能 如宏定义 文件包含 条件编译等 以 号 开头的命令语句是预处理命令语句 本节中主要讲的是 include 文件包含 和 define 命令 宏定义 一 一 文件包含文件包含 文件包含 是指将一个文件的全部内容 通过命令包含到另一个文件 功能 把指定的文件插入该命令行位置取代该命令行 从而把指定的文件和 当前的源程序文件连成一个源文件 文件包含命令行的一般形式为 include 文件名 或 include 以后编写 C 语言程序时比较常用到的头文件 stdio h math h string h 文件包含命令的注意事项有以下几点 1 文件包含的两种形式是有区别的 使用尖括号表示在系统指定的标准方式 的相关文件目录中去查找 标准方式的相关目录是由用户在设置环境时设置的 而不在源程序所在文件目录去查找 使用双引号则表示首先在当前的源程序文件所在目录中查找 若未找到按系 统指定的标准方式到相关目录中去查找 用户编程时可根据自己文件所在的目录 来选择某一种命令形式 2 一个 include 命令只能指定一个被包含文件 若有多个文件要包含 则需用 多个 include 命令 15 3 文件包含允许嵌套 即在一个被包含的文件中又可以包含另一个文件 二 宏定义二 宏定义 在 语言源程序中允许用一个符号 标识符 来表示一个字符串 称为 宏 被定义 宏 的标识符称为 宏名 在编译预处理时 对程序中所有出现的 宏名 都用宏定义中的字符串去替换 称为 宏展开 宏替换 宏定义命令在 C 语言中分为两类 一是符号常量定义 二是带参数的宏定义 本节主要介绍符号常量定义 符号常量定义命令行的一般形式为 define 符号常量名 字符串 功能 使用符号常量名在程序内代替字符串书写 程序编译过程中将程序内 所有符号常量名的位置替换字符串进行运行 如 define E 10 例如 include stdio h define MAXnum 100 main int i sum 0 for i 0 i MAXnum i sum sum i printf MAXnum d d n MAXnum sum 此程序编译后 程序中的 MAXnum 会被替换为 100 进行运算 除 printf 函数 内双引号内的 MAXnum 外 附例 include stdio h define PI 3 14 main float r s c scanf f 16 s PI r r c 2 PI r printf r f s f c f n r s c 符号常量定义命令的注意事项有以下几点 1 符号常量的处理在程序编译阶段只是进行简单的替换工作 不作语法检 查 同一个符号常量不能重复定义 除非两个命令行完全相同 2 符号常量的结尾不应有分号 如果加分号会连同分号一起替换 如 define E 100 Max E E 替换结果为 Max 100 100 以上结果是语法错误 3 宏名在源程序中若用引号括起来 则预处理程序不对其作宏替换 其次 如程序中的 此程序完成输出变量 a c1 的值 回车换行输出字符串 I love world 后回车换行 为注释语句 在 C 语言程序中 注释语句的注意事项有如下几点 1 注释语句 注释符必须成对出现 是一对 注释语句后不需要加分号 2 注释语句在编译过程中 不进行编译 也不被执行 3 注释符不能嵌套 如 example this is first c programm 是非法的 第三 下面的是主函数 其中 内的如 int a 等都属于语句 main int a char c1 a 12 c1 a printf d c n a c1 17 printf I love world n 一个 C 语言程序是由一个或若干个函数组成的 函数的基本组成单位是语句 在 C 程序的函数内语句分为两类 声明语句和执行语句 其中需要注意的是在一 个函数内声明语句必须在执行语句的前面 如 int a char c1 都是声明语句 而 a 12 等是执行语句 一条语句在程序内可以分多行书写 同时一行内也可以写多 条语句 因此语句的后面必须以一个分号作为结束标志 C 语言函数的特点 语言函数的特点 1 函数是由函数头和函数体组成的 例如 main 就是函数头 main 是函 数名 函数名后括号必须写 函数头后不需要加分号 而 内的部分就是函数体 其必须写在 内 2 一个 C 语言程序可以由多个函数组成 C 语言程序文件内可以不包含 主函数 main 但是如果是一个可执行的 C 语言程序文件内必须有且只有一个主函 数 其函数名为 main C 语言程序在运行时 总是从主函数开始 在主函数中结 束 3 由多个函数组成的 C 语言程序 其功能是由函数之间互相调用完成的 但是主函数只能调用其他函数而不能被其他函数所调用 其他函数之间也可以相 互调用 4 在一个 C 语言源程序文件内函数的位置是任意的 任意一个函数都可以 被独立编译 最后 程序书写时的几个习惯写法 1 一个说明或一条语句占一行 2 用 括起来的部分 通常表示了程序的某一层次结构 一般与该结 构语句的第一个字母对齐 并单独占一行 3 低一层次的语句或说明可比高一层次的语句或说明缩进若干格后书写 18 以便看起来更加清晰 增加程序的可读性 在编程时应力求程序清晰 因此养成 良好的编程风格可以增强其易读性 试题解析 试题解析 1 程序中头文件 typel h 的内容如下 程序编译后运行的输出结果是 define N 5 define M1 N 3 程序 type2 c 如下 include type1 h define M2 N 2 main int i i M1 M2 printf d n i A 10B 20 C 25D 30 2 以下关于函数的叙述中正确的是 A 每个函数都可以被其他函数调用 包括 main 函数 B 每个函数都可以被单独编译 C 每个函数都可以单独运行 D 在一个函数内部可以定义另一个函数 3 下面四个程序中 完全正确的是 A include stdio h B include stdio h main main programming programming printf programming n printf programming n C include stdio h D include stdio h main main programming programming printf programming n printf programming n 19 1 C 解析 本题所涉及的考点是编译预处理语句 编译预处理语句以 开头 其中包含 文件包含 宏定义等 本题首先建立了一个头文件 type1 h 在 type2 c 的开头使用文件包含命令 include 将 type1 h 的内容包含在 type2 c 内 使得 type2 c 编译后其形式表示为 define N 5 define M1 N 3 define M2 N 2 程序编译时 程序内的宏名被替换为表达式后参加运算 i M1 M2 替换的结 果为 i N 3 N 2 5 3 5 2 25 选项 C 是正确的 2 C 解析 本题所涉及的考点是函数的特点 应为 B 3 B 解析 本题所涉及的考点是 C 语言程序的书写特点 编译预处理 语句后没有分号 函数名后没有分号 注释语句后没有分号 注释语句不可以嵌 套 编译预处理语句必须以 开头 因此选项 B 是正确的 附例 1 一个 C 程序的执行是从 A 本程序的 main 函数开始 到 main 函数结束 B 本程序文件的第一个函数开始 到本程序文件的最后一个函数结束 C 本程序的 main 函数开始 到本程序文件的最后一个函数结束 D 本程序文件的第一个函数开始 到本程序 main 函数结束 2 以下叙述正确的是 A 在 C 程序中 main 函数必须位于程序的最前面 B C 程序的每行中只能写一条语句 C C 语言本身没有输入 输出语句 D 在对一个 C 程序进行编译的过程中 可发现注释中的拼写错误 3 以下叙述不正确的是 A 一个 C 源程序可由一个或多个函数组成 B 一个 C 源程序必须包含一个 main 函数 20 C C 程序的基本组成单位是函数 D 在 C 程序中 注释说明只能位于一条语句的后面 4 C 源程序的基本单位是 一个 C 源程序中至少应包括 一个 5 C 语言的编译系统对宏命令的处理是 A 在程序运行时进行的 B 在程序连接时进行的 C 和 C 程序的其它语句同时进行编译的 D 在对源程序中其它成份正式编译之前进行的 21 1 4 C 语言数据类型语言数据类型 考点 考点 1 标识符组成及命名规则 2 常量类型及常量表示方法 1 4 1 C 语言字符集语言字符集 字符是组成 C 语言的最基本的元素 C 语言字符集由字母 数字 空格 标 点和特殊字符组成 在注释中还可以使用汉字或其他可表示的图形符号 1 字母 小写字母 26 个 a z 大写字母 26 个 A Z 2 数字 0 9 共 10 个 3 空白符 空格符 制表符和换行符等统称空白符 空白符只在字符常量和字符 串常量中起作用 除此之外适时使用主要起到分隔的作用 可以增加程序清晰性 和可读性 1 4 2 C 语言的数据类型及数据类型内的基本概念语言的数据类型及数据类型内的基本概念 在 C 语言中 数据是指常量 变量及函数等作为程序的基本操作对象 在 C 语言中的数据按照其性质 表示形式 存储空间的多少和构造的特点来划分 就 是所谓的数据类型 C 语言中的数据类型非常丰富 可分为 基本数据类型 整型 实型 字符 型 构造数据类型 数组 结构 共用体 指针类型和空类型四大类 在未来学习 C 语言的语法和语句书写形式后 C 语言的程序编写过程中会涉 及一些基本概念 22 1 标识符标识符 所谓标识符 指程序中所使用的变量名 函数名 类型名 数组名等有效字 符 在 C 语言中 标识符的命名必须遵循以下规则 1 必须由字母 a z A Z 数字 0 9 及下划线组成 2 第一个字符不允许是数字 3 标识符内的字母 大小写相互区别 即大小写字母代表不同字符 4 不允许使用关键字作为用户自定义标识符 通过上述标识符的命名规则 以下标识符是合法的 x3 point line vok 1 Atok ATOK a 注 其中注意 Atok 与 ATOK 是不同的标识符 以下标识符是非法的 a1 k 5d a 1 注 在 C 语言中 标识符的长度是受各种版本的 C 语言编译系统和具体机器 的限制 本书以标识符前八位有效为准 用户标识符可以由程序员随意定义 但 为了以后维护的方便 尽量做到 顾名思义 2 分隔符分隔符 在 C 语言中采用的分隔符有两种 即逗号和空格 逗号主要用于类型说明和 函数参数表中 分隔各个变量 空格主要用于间隔符 在某些情况下间隔符必须 存在 否则会出现语法错误 3 关键字关键字 在 C 语言中有一类符号 它们本身具有特定的含义 这就是关键字又称为系 统保留字 在 C 语言中有 32 个关键字 C 语言中的关键字按其功能不同可以分为 以下几类 1 类型说明符 23 用于定义 说明变量 函数或其他数据结构类型 如 基本数据类型内的整 型 如果定义整型变量时需要用到 int 为类型说明符 2 存储类型符 如 auto static 等 3 语句控制符 书写语句时所需要用到的语句命令词 例如表示如果的语句命令词 if 等 注 C 语言中的关键字都是小写的 且不可以再用作其他功能 例如 int 与 INT 是不同字符 int 不可以作为变量名等 附 INT include 是合法的标识符 Int if 是非法的标识符 4 常量 变量常量 变量 常量 在 C 语言程序运行过程中 其值及表现形式不发生变化 例如 数值 1 无论 1 1 还是 1 1 其本身不会自动变化 这就是常量 变量 与常量相反 在 C 语言程序运行过程中 其值及表现形式可以发生变 化 1 4 3 常量常量 在 语言中 常量分为 整型常量 实型常量 字符型常量及字符串 符号 常量等 1 整型常量整型常量 在 C 语言中 整型常量指的是整数 不带小数点的数 整型常量可以用三 种进制形式表示 八进制 十六进制和十进制 其中各进制整数的表示形式我们在第一节里已经讨论过了 但是需要大家注 意的是 在 C 语言中 使用八进制和十六进制表示整型数据时 八进制整型常量 前加前导 0 十六进制整型常量前加前导 0 x 0X 例如 077 是八进制整型常量 77 是十进制整型常量 0 x77 是十六进制整型常量 其中整型常量包括有基本整型 常量 长整型 短整型和无符号整型常量 其中长整型常量在书写表示时在数据 24 后使用 l L 作后缀 无符号整型常量在书写表示时通常在数据后使用 u U 如 12L 表示长整型常量 26u 表示无符号整型常量 附例 int a b a 020 b a 10 2 实型常量实型常量 在 C 语言中 实型常量指的是实数 带小数点的数 实型常量有两种表示 形式 1 小数形式 数据是由数字和小数点组成 实型常量内必须具备小数点 如 3 14 8 7 10 2 0 32 等都是合法的实型常量 2 指数形式 数据使用科学记数法的形式表示的 如 2 1 105表示成指 数形式为 2 1E5 使用 E 来代表底数 10 也可以使用 e 用指数形式表示实型常 量需要注意以下几项 a E e 的前后必须有数字 b E e 后面的数字必须是整数 正整数或负整数都可以 c E e 与数字之间不允许有空格 如 1 2e5 1e5 1 5e 3 都是合法的 e e5 1 2e 5 0e6 1 3 5 e 2 都是非法的 3 字符型常量及字符串字符型常量及字符串 在 C 语言中 字符常量用于存放单个字符 它的书写形式是由一对单引号引 起来单个字符表示的 如 a 5 都是合法的 其中字符常量需要注意的是 字符常量所使用的单引号不可以连写如 两个单引号连写 是非法的 其次 单引号内只能有一个字符 如 ab 是非法的 字符常量在内存中存储时存放的是其 对应的 ASCII 码值 那么 二级考试过程中比较常见并需要同学记忆的有以下几个常见的 ASCII 25 码值 如 A 65 a 97 0 48 0 0 字符常量可以与整型