清华大学C语言教程第1章

1、第一章c语言概述，第一节c语言发展史第二节c语言功能第三节c程序机器操作第四节turbo c介绍第五节c程序基本结构本摘要练习1，计算机诞生后系统软件编写主要使用汇编语言，但用汇编语言编写的程序对计算机硬件的依赖性太强，程序可读性和可移植性较差。要改善汇编语言的这种不足，必须切换到高级语言，一般高级语言没有使汇编语言能够直观地实现硬件操作的特性。在这种情况下，第一节c语言发展史，需要具有高级和低级语言特性的语言，从而产生了c语言。c语言是典型的高级语言，结合高级语言的基本结构和低级语言的高效实用性，一方面对计算机程序语言研究具有一定的价值。另一方面，由于对整个计算机产业和应用程序的发展起到了促

2、进作用，c语言设计师获得了计算机科学界最佳奖 touling award。c语言已成为当今世界上最先进的计算机高级语言之一。c语言开发经历了几个阶段。(1)1967年，英国剑桥大学的M.Richards实施了基于组合编程语言(CPL)的基本组合编程语言(bcpl)语言(2)1970年，美国贝尔实验室的K.Thompson基于BCPL语言设计了b语言，并在PDP7机器上以b语言实施了第一个实验性UNIX操作系统。(3)1972年，美国贝尔研究所的丹尼斯m. ritchi克服了基于b语言的许多缺点，设计了c语言。(4)1973年，美国贝尔实验室的K.Thompson和Dennis M.Ritchi

3、e合作，在使用c语言的PDP11飞机上重新创建了UNIX操作系统。此后，c语言作为UNIX操作系统的标准系统开发语言，被越来越多的人接受和应用。(5)在随后的几年中，c语言进行了多次改进，但仍描述和实施了UNIX操作系统，并在贝尔实验室内使用。自1975年UNIX版本6发布以来，c语言的优点才逐渐受到关注。随后，可移植性c语言的出现不仅促进了UNIX操作系统的广泛应用，而且还迅速普及了c语言。(6)1978年，Brian W.Kernighan和Dennis M.Ritchie正式出版了著名的The C Programming Language本书，是改善c语言各种版本的基础，称为标准c语言。

4、(7)1983年，美国国家标准协会(ANSI)根据C语言的每个版本开发和扩展了C语言，开发了一个名为ANSI C的新标准。(8)目前广泛使用的C语言编译系统基于1990年国际标准化组织ISO制定的ISO C标准。目前，c语言广泛用于事务处理、科学计算、工业控制和数据库领域。c语言不仅兼具高级语言和汇编语言的优点，适合系统软件开发和应用程序编写，而且第二节c语言功能，(1)广泛应用的独特优点，使这种快速发展成为可能。不仅适用于系统软件开发，还适用于应用软件开发。(2)语言简洁明了。语言本身写起来灵活，直观，便于初学者学习和应用。(3)语言表达能力强。c语言是一种包含广泛而强大功能的结构化编程导向

5、语言。有34个运算符可以直接处理字符，通过访问内存物理地址直接操作计算机硬件，可以实现汇编语言的大部分功能。(4)丰富的数据结构。c语言具有现代语言的各种数据结构、逼真度、整数和字符结构，设计者还可以在此基础上创建许多复杂的数据结构，如关联的列表、树、堆、堆栈等。这些丰富的数据类型大大增强了c语言的功能。(5)丰富的结构化控制语句。c语言提供了强大的结构控制语句的三个基本结构：顺序结构、选择结构和循环结构。许多复杂的问题往往可以通过这三种结构的交叉使用来解决，并且根据现代编程风格的要求，程序结构很容易。(6)程序执行效率，可移植性。c语言编程速度快，程序可读性高；80%以上的代码是公用的，所以

6、可以通过一些修改将其移植到各种计算机模型上。但是c语言也因为运算符和运算优先级过高，语法定义不严格，编程自由度大，编译程序的错误确认、错误更正能力有限，给不熟练的程序员带来了一定的困难。总之，c语言是成功的系统说明语言和编程语言，这种双重性越来越受到设计师的欢迎。现在国内外越来越多的人研究和使用c语言，随优秀的c语言版本提供的工具软件不断出现，为学习c语言提供了广泛的平台。编写c程序只是程序设计工作的一个步骤，编写的程序需要在计算机上执行调试工作，直到获得正确的执行结果。c程序的操作通常需要4个阶段，如图1.3.1所示，其中包括编辑、编译、链接和执行。iii c部分程序机器操作、图1.3.1

7、C程序操作、(1)编辑：用户将已编辑的C程序源代码输入计算机，并在本地磁盘(文件1.c、t.c等)上创建文本文件(后缀：c)。编辑c程序的典型文字处理软件包括Word、EditPlus、记事本等。(2)编译：编译c程序是以二进制命令表示c语言源程序的目标程序(后缀)。obj)。编译过程由c编译系统提供的编译器完成。(3)链接c程序使用系统提供的链接程序将目标文件、库函数和其他目标文件链接指向可执行目标程序(后缀)。exe)。(4)运行：运行c程序是运行可以运行以获得程序运行结果的目标程序。Borland International的Turbo C和Microsoft的Microsoft C、Q

8、uick C是PC上常用的C语言编译系统。以下是使用Turbo C 2.0集成开发环境的简要说明：有关详细的使用说明，请参阅相关的c语言机器指南书。Turbo C是Borland在DOS操作系统上运行的C语言程序开发软件。编辑、编译、链接和执行融为一体，具有用户界面和丰富的库功能，具有快速执行速度、高效率和强大的功能，使用起来非常方便。本书中的C程序都在Turbo C 2.0环境中实现。第4部分Turbo C简介，1，Turbo C 2.0的集成环境必须在使用Turbo C 2.0集成开发环境之前安装到本地硬盘上，并根据系统磁盘上的提示运行安装程序，逐步安装到本地磁盘上。安装后，Turbo C

9、文件包含两个子文件：INCLUDE文件(Turbo C系统头文件)和LIB文件(Turbo C系统库文件)。您可以双击TC目录下的主可执行文件TC打开Turbo C集成开发环境，如图1.4.1所示。图1.4.1 Turbo C 2.0集成开发环境，Turbo C 2.0定义了两种屏幕状态：开发环境和用户屏幕，它们相互独立。Turbo C通常位于开发环境中，只有在运行用户程序时才能进入用户屏幕，因此开发环境称为主屏幕。程序的编辑、编译和链接都在主屏幕下完成，只有程序的输入和输出在用户屏幕下完成。如图1.4.1所示，turbo c 2.0的主屏幕由四部分组成。1 .主菜单主菜单包含八个项目：Fil

10、e、Edit、Run、Compile、Project、Options、Debug和Break/watch。其中，除Edit外，其他菜单项都有下拉菜单。2.“编辑”窗口“编辑”窗口是执行源程序所有编辑任务的平台，包含两部分：“编辑状态提示行”和“编辑/修改源程序”窗口。，3 .信息窗口信息窗口用于显示程序运行结果的错误和警告信息。4.提示行提示行位于屏幕底部，说明了Turbo C 2.0集成开发环境中常用功能键的含义。表1.1列出了Turbo C 2.0集成开发环境中所有热键的功能。表1.1 turbo c 2.0集成开发环境中的所有热键和功能，第二，源程序的编辑、编译、链接和执行turbo c

11、 2.0开发环境中不允许鼠标操作，但可以通过光标键选择5947和菜单并通过enter键选择。1 .按编辑 F10 键激活主菜单，按 f 键，从弹出菜单中选择FileLoad命令，然后按enter键以指示已调用现有源文件，如图1.4.2所示。选择FileNew命令，然后按enter键，以指示要生成新的c源程序。图1.4.2调用Turbo C源文件，2 .编译，编辑完链接源程序后，按“F10”键，激活主菜单，然后按“c”键，从弹出下拉菜单中选择“compile”“compile to obj”命令，以编译并生成目标文件，如图1.4.3所示。然后，选择CompileLink EXE file命令进行

12、链接时，扩展名将为.可以获取exe的可执行文件。通常，您可以将编译和链接合并为单个步骤，并通过选择CompileMake EXE file命令或直接按F9键来执行此操作。图1.4.3 Turbo C源文件的编译，3 .按执行 F10 键激活主菜单，然后按 r 键，从弹出下拉菜单中选择 run run 命令，或按 Ctrl F9 键链接。运行exe文件。运行可执行文件时，系统会自动切换到用户屏幕，用户在该程序中输入数据后，将获得程序运行后输出的结果。按 F10 键，激活主菜单，然后按 r 键，从弹出下拉菜单中选择 run user screen 命令，或按 Alt F5 键切换到用户屏幕以查看运

13、行结果，如图1.4.4所示。图1.4.4 Turbo C源文件的执行结果，以C语言编写的程序称为C程序。本节通过简单的c程序示例介绍c程序的基本配置和结构，使读者对c程序有初步的了解。v c部分程序基本结构，示例1.1输出当前系统的日期和时间。程序#include /*预编译命令*/#include /*预编译命令*/main() /*主函数*/*主函数正文起始行*/struct date d；/*定义结构变量d*/struct time t。/*结构变量定义t*/getdate(/*获取当前系统的日期*/，gettime(/*字符串数据输出*/，printf( date :% d-% d-%

14、 d-)/*日期格式输出*/printf (time :% d-%d-%d n ，y.ti _ hour，y.ti _ min，y.ti _/*时间格式输出*/输出，分析此程序的主函数main()中的两个结构变量d和t；然后调用系统日期函数getdate和时间函数gettime，以获取当前系统的日期和时间。最后，调用子函数function。在子函数function中，首先定义两个形参数x和y的数据类型。然后调用字符串输出函数puts和格式输出函数printf，以输出当前系统的日期和时间。使用c语言标准库函数时，必须使用预编译的命令“#include”在用户源文件中包含相关标题文件，并在标题文件

15、中包含有关所用函数的信息。I，c程序的基本组件示例如1.1所示，完整的c程序使用main() /*主函数*/变量定义执行语句组子函数名1(参数)/*子函数1*/，变量定义执行语句组子函数名2(参数(1)在c语言中，每个程序都由主函数main()和多个子函数组成。其中，主函数是特殊函数，是程序启动的唯一入口点。子函数由用户自定义，可以是默认值。(2)函数由函数说明和函数正文两部分组成。函数说明是函数名称、函数类型、形式参数等的定义和说明，在函数运行时不起作用。在函数体中，变量的定义和执行程序的两个部分用大括号括起来。(3)C程序写作形式的自由。语句可以写在单行或多行上。可以在行内创建一个语句，也

16、可以写多个语句。(4)在c语言中，可以在任何地方添加注释文字以提高程序的可读性。c语言的注释以“/*”开头，以“*/”结尾。注释可以独立或相互交叉，注释对程序的正常编译和操作没有影响，因此，给程序添加注释是编程的好习惯。第二，标准库函数标准库函数是c编译系统提供的一些有用的功能函数，通常存储在其他头文件中。Turbo C编译系统提供了400多个库函数，包括数学函数、字符串函数、输入和输出函数、时间函数和随机函数。如果在用户程序中仅包含头文件，则可以直接调用相应的库函数。include或#include“头文件名”标准库函数是c语言的重要软件资源，在编程过程中可以执行更多的任务。本章首先简要介绍c语言的发展史、c语言的特点等。重点介绍了c语言的机器操作步骤和turbo c集成开发环境的配置。最后，结合实例介绍了c语言程序的基本结构和标准库函数的调用。本章摘要，1 .c语言的特征是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _从编写c语言程序的成功到实现已建立的功能，需要经历的基本环节是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _