Posted on 2008-04-19 23:41
silentneil 閱讀(414)
評論(0) 編輯 收藏 引用
第1章 C語言概述
1.1 C語言出現的歷史背景
C語言是國際上廣泛流行的計算機高級語言，即可用來寫系統軟件，也可用來寫應用軟件。
C語言是在B語言的基礎上發展起來的。
早期的C語言運行在UNIX操作系統上，后來運行在DOS操作系統上，現在的C語言可運行在Windos操作系統上。
C語言有許多版本，我們使用的是Turbo C 2.0。
P1，說明。
1.2 C語言的特點
C語言有許多優于其它語言的特點：
（1）語言簡潔、緊湊，使用方便、靈活。
C語言一共只有32個關鍵字，9個控制語句，書寫形式自由。
P2，表1.1。
（2）運算符豐富。
C共有34種運算符，如+、－等。
P2，說明。
（3）數據結構豐富。
C有整型、實型等多種數據結構。
P3，說明。
（4）具有結構化的控制語句。
C有if…else、while等多種結構化的控制語句。
P3，說明。
（5）語法限制不太嚴格，程序設計自由度大。
如對數組下標越界不作檢查等。
P3，說明。
（6）C語言可進行位運算。
這是C區別于其它高級語言的主要特點。
P3，說明。
（7）生成目標代碼質量高。
這也是C的優于其它高級語言之處。
P3，說明。
（8）C程序可移植性好。
即C程序可基本不做修改移到不同的計算機上運行。
P3，說明。
1.3 簡單的C程序介紹
P4，例1.1，見ex1-1.c。
程序功能：打印一個字符串，并輸出一個換行符。
P4，例1.2，見ex1-2.c。
程序功能：求兩個數之和。
P5，例1.3，見ex1-3.c。
程序功能：求兩個數的較大者。
分析這三個例子的執行過程。
說明：
4
C程序是由函數組成的。在上面的例子中的函數有：main、printf、scanf和max。其中main是主函數，printf、scanf是庫函
數，max是自定義函數。一個C程序一定要有一個主函數。庫函數是放在*.h的庫函數文件中，只要直接調用就可。自定義函數要由用戶先定義后調用。
5 認識一下C函數
C函數定義的一般格式為：
函數類型 函數名（形參類型 形式參數，…）
{
數據聲明部分；
函數執行部分；
}
C函數調用的一般格式為：
函數名（實際參數，…）
（3）一個C程序總是從main主函數開始執行的，而不論main函數在程序中的位置如何。主函數可以調用子函數，子函數還可以調用子子函數。因此C程序是層次結構的。
（4）C程序一行可以寫多個語句，每個語句以“；”結束。C程序是區分大小寫字母的。C程序本身沒有輸入輸出語句，其輸入輸出是由庫函數printf和scanf來完成的。/*…*/是C的注釋語句。
1.4 C程序的上機步驟
C程序編寫好后，要經過編輯、編譯、連接與運行四個步驟，這四個步驟的作用分別是：
編輯：把C語言源程序輸入計算機并進行修改存盤，生成*.c的源程序文件。
編譯：用C編譯程序對*.c的源程序文件進行編譯，生成*.obj的二進制文件。
連接：把*.obj的二進制文件與系統標準模塊進行連接，生成*.exe的可執行文件。
運行：執行*.exe的可執行文件，輸出執行結果。
以上步驟均可在Turbo C的工作平臺上進行，啟動Turbo C，就可以進行編輯，打命令Ctrl+F9，就可以進行編譯、連接和運行，打命令Alt+F5，就可看到執行結果。
舉例說明，見ex1-1.c。
1.5 Turbo C常用命令簡介
1. 啟動和退出
啟動：在DOS下打TC，或在Windows下創建快捷命令執行。
退出：Alt+X
2. 程序的編輯
簡單編輯：Ins：插入/改寫 Backspace：刪除前一字符
Del：刪除當前字符 Ctrl+Y：刪除一行
塊操作：Ctrl+KB、Ctrl+KK：定義塊首、尾
Ctrl+KC、Ctrl+KV、Ctrl+KY：塊復制、塊移動、塊刪除
Ctrl+KH：取消塊定義
3. 程序載入與存盤
F3：載入程序 F6：切換窗口
F2：存盤 Alt+FN：新建程序
4. 編譯和運行
Ctrl+F9：編譯連接執行程序 Alt+F5：查看執行結果
Ctrl+F7：添加監視表達式 F7：進入子函數單步執行
F8：越過子函數單步執行 Ctrl+F2：取消單步執行
舉例說明，見ex1-1.c。
第2章 程序的靈魂-算法
一個程序應包括兩個方面的內容：
3 對數據的描述：即程序中的數據要指定它的類型和組織形式，也稱數據結構。
4 對操作的描述：即程序中對要做的事要指明它的操作步驟，也稱算法。
算法是程序的靈魂，也就是說，要計算機解決實際中的問題，“怎么解”是程序設計的關鍵。
2.1 算法的概念
（1）算法的定義
計算機算法：就是要計算機解決問題的操作步驟。
P13，例。
（2）算法的分類
計算機算法可分為兩類：數值算法和非數值算法。
P14，例。
2.2 簡單算法舉例
P14，例2.1。
注意：解決同一問題可有不同的算法，算法有優劣之分。
P15，例2.2。
注意：循環是算法中常用的手段。
2.3 算法的特性
算法具有如下特性：
（1）有窮性
即經過有限步就能夠完成。
P14，例2.1。P15，例2.2。
（2）確定性
即每一步都是確定的。
P14，例2.1。P15，例2.2。
（3）有零個或多個輸入
即一個算法必須輸入的數據可以是零個或多個。
P14，例2.1。P15，例2.2。
（4）有一個或多個輸出
即一個算法可以輸出一個或多個數據。
P14，例2.1。P15，例2.2。
（5）有效性
即算法中每一步驟都能有效地執行，并得到確定的結果。
P14，例2.1。P15，例2.2。
2.4 怎樣表示一個算法
算法的表示法有多種，敘述如下：
（1）用自然語言表示
即把算法用人們日常使用的語言表示出來。
P14，例2.1。P15，例2.2。
特點：常常具有不確定性，不宜采用。
（2）用流程圖表示
即把算法用一些特定的符號和圖形表示出來。
P20，例2.6，例2.7。
特點：這是一種較好的表示法，經常采用。
（3）用N-S圖表示
即把算法用一些特定的符號和圖形表示出來。
P26，例2.11，例2.12。
特點：這也是一種較好的表示法，經常采用。
（4）用偽代碼表示
即把算法用一些稱為偽代碼的文字和符號表示出來。
P29，例2.16，例2.17。
特點：這也是一種較好的表示法，經常采用。
（5）用計算機語言表示
即把算法用某種計算機語言符號表示出來。
P31，例2.20，例2.21。
特點：這當然是一種很好的表示法，可以輸入計算機執行。
2.5 結構化程序設計方法
算法有三種基本結構，它們是：
（1）順序結構：即算法的執行是按順序一步接著一步的執行。
（2）選擇結構：即算法的執行是對某些步驟可有選擇的執行。
（3）循環結構：即算法的執行是對某些步驟可有限次的重復執行。
這三種基本結構的流程圖見P23，圖2.14，圖2.15，圖2.16，圖2.17。用這三種基本結構設計程序稱為結構化程序設計。
結構化程序設計的方法指的是：
1 自頂向下
2 逐步細化
3 模塊化設計
4 結構化編碼
P32，例。
第3章 數據類型、運算符與表達式
3.1 C的數據類型
數據是程序的必要組成部分，也是程序處理的對象。C規定，在程序中使用的每一個數據必須屬于某一數據類型。
C語言中所有的數據類型見P38。
3.2 常量與變量
在程序運行過程中，值保持不變的量稱為常量，值可能發生變化的量稱為變量。
3.2.1 常量與符號常量
1. 常量
常量是日常所說的常數、字符、字符串等。
P38，例。
2. 符號常量
用#define定義的用標識符來表示的常量。
格式：#define 常量名 常量
功能：定義一個符號常量
P38，例3.1。
說明：常量名必須是一個標識符。
3.2.2 變量
1. 標識符
標識符是用來表示符號常量、變量、數組、函數、過程、類型及文件的名字的。
標識符的命名規則：
（1）以字母或下劃線開頭，由字母、數字和下劃線組成；
（2）不能與關鍵字同名，最好不要與庫函數名同名；
（3）長度無限定，但不同版本的C編譯時有自己的規定；
（4）區分大小寫。
P40，例。
2. 變量的聲明
格式：類型名 變量名，… ；
功能：聲明變量。
說明：（1）變量名必須是一個標識符，變量必須先聲明后使用；
（2）變量一旦聲明，系統就為它開辟一個相應類型的存儲空間；
（3）變量所占用的存儲空間的首地址稱為該變量的地址。
P40，例。
3. 變量的賦值
格式：變量名=表達式；
功能：把=號右邊表達式的值賦給=號左邊的變量。
P40，例。
3.3 整型數據
3.3.1 整型常量的表示方法
整型常量常用三種形式表示：
（1）十進制：直接寫；
（2）八進制：前加0；
（3）十六進制：前加0X或0x。
P41，例。
3.3.2 整型變量
1. 整型數據在內存中的存放形式
整型數據在內存中采用定點表示。
定點表示有原碼、反碼、補碼之分，一般在機內使用補碼。
原碼：最高位為符號位，小數點定在最低位之后，數值用二進制表示。
反碼：正數的反碼與原碼一樣，負數的反碼除符號位外各位取反。
補碼：正數的補碼與原碼一樣，負數的補碼是反碼加1。
例1：整數10的16位定點表示
因：（10）10=（1010）2
故：整數10的16位定點表示為
原碼：
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0
反碼：
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0
補碼：
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0
例2：整數-10的16位定點表示
因：（-10）10=（-1010）2
故：整數-10的16位定點表示為
原碼：
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0
反碼：
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1
補碼：
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0
現代計算機一般用補碼表示。
2. 整型變量的分類
（1）有三種整型變量
整型： int
短整型：short [int]
長整型：long [int]
（2）整型變量的分類
每種整型變量都可以是無符號的，無符號前加unsigned，有符號前加signed或省缺，于是可有6類整型變量。
P42，例。
（3）整型變量占用的存儲空間及取值范圍
P43，表3.1。
3. 整型變量的聲明
格式：[unsigned] int|short|long 變量名，…；
功能：聲明整型變量。
P44，例，例3.2。
4. 整型數據的溢出
int型的取值范圍為-32768~32767（-215~215-1），超出這個范圍稱為溢出，此時可能輸出難以理解的結果。
P44，例，例3.3。
3.3.3 整型常量的類型
整型常量一般按整型數據的取值范圍自動劃定，但也可強制規定它是什么類型，規則是：
無符號整型后加u或U；
長整型后加l或L。
P45，（1）~（5）
3.4 實型數據
3.4.1 實型常量的表示方法
實型常量常用二種形式表示：
（1）十進制小數形式：直接寫，要有小數點，前或后至少要有一個數；
（2）指數形式：用e或E的前后加數據表示，前面是一個小數，后面是一個整數。
P45，例。
3.4.2 實型變量
1. 實型數據在內存中的存放形式
實型數據在內存中采用浮點表示
方法：設總位數為16，高12位為尾數，低4位為階碼。尾數與階碼最高位為符號位，尾數小數點定在最高位之后，階碼小數點定在最低位之后。
例1：實數10.0的16位浮點表示
因：（10.0）10=（0.1）10×10（2）10=（0.1）2×10（10）2
故：實數10.0的16位浮點表示為
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
例2：實數-10.0的16位浮點表示
因：（-10.0）10=（-0.1）10×10（2）10=（-0.1）2×10（10）2
故：實數-10.0的16位浮點表示為
1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
注意：（1）位數一般實數是32位，表示法類似；
（2）階碼與尾數的位數不同的計算機有不同的規定。
（3）數據進行轉化表示時，尾數表示為±0.a…的形式，且a不為0，故表示是唯一的。
（4）以上階碼與尾數是原碼表示，實際上應轉成補碼。
2. 實型變量的分類
（1）有三種實型變量
單精度： float
雙精度： double
長雙精度：long double
（2）占用的存儲空間及取值范圍
P46，表3.2。
（3）實型變量的聲明
格式：float | double |long double 變量名，…；
功能：聲明實型變量。
P46，例。
3. 實型數據的舍入誤差
由于單精度實型只保留7位有效數據，故實型數據超出7位時會造成舍入誤差。
P47，例3.4。
3.4.3 實型常量的類型
實型常量一般按雙精度double來處理，但也可強制規定它是什么類型，規則是：
單精度后加f或F；
雙精度后加l或L。
P47，例。
3.5 字符型數據
3.5.1 字符常量
（1）一般字符常量
是用單撇號括起來的一個字符。
P48，例。
（2）特殊字符常量
是以反斜捍“\”開頭后跟一些字母或數字組成的字符。
P48，表3.3。
P49，例3.5。
3.5.2 字符變量
只有一種類型：char
聲明格式：char變量名，…；
字符變量可以用來存放一個字符。
P49，例。
3.5.3 字符數據在內存中的存放形式
字符型數據在計算機內以ASCII碼的形式存放，每個字符占用一個字節。
方法：查ASCII碼表，最高位填0。
例：字符’a’的存儲形式
因：（a）字符=（97）10進ASCII碼=（1100001）2進ASCII碼
故：字符’a’的存儲形式為
0 1 1 0 0 0 0 1
P50，例3.6，例3.7。
注意：一般字符的ASCII碼值范圍為0~127，無符號字符的ASCII碼值范圍為0~255。
3.5.4 字符串常量
（1）字符串常量
是用雙撇號括起來的若干個字符。
P52，例。
（2）字符串常量的存儲
字符串常量的存儲是每個字符占用一個字節，尾部再加一個\0作為結束符。于是長度為n的字符串占用n+1個字節的存儲空間。
P52，例。
3.6 變量賦初值
格式：類型名 變量名=常量表達式，… ；
功能：聲明變量并賦初值。
P53，例。
3.7 各類數值型數據間的混合運算
各類數值型數據間的混合運算時會自動進行轉換。
規則：（1）char，short型轉為int型；
（2）float型轉為double型；
（3）不同類型由低向高轉換，即int →unsigned →long →double
P54，圖3.10。
P54，例。
3.8 算術運算符與算術表達式
3.8.1 C的運算符簡介
C語言的運算符有13類，P55。
學習運算符注意如下幾點：
（1）運算符的功能：如+號運算的意義。
（2）與運算量的關系：如單目、雙目，運算量的類型等。
（3）運算的優先級：如先* /后+－。
（4）結合方向：如算術運算從左到右，賦值從右到左。
（5）結果的類型：如兩個整型數相加還是整型數。
3.8.2 算術運算符和算術表達式
1. 基本的算術運算符
基本的算術運算符有：+、－、*、/、%
P55，例。
注意：（1）+、－可作單目運算符，也可作雙目運算符。
（2）/ 運算對整形是封閉的，如5/3的值是1。
2. 算術運算符的優先級和結合方向
（1）優先級：①單目+、－②*、/、%③雙目+、－
（2）結合方向：從左到右
P55，例。
3. 強制類型轉換運算符
格式：（類型標識符）表達式
功能：把表達式強制為類型標識符指定的類型。
優先級：與單目+－相同。
注意：（1）強制轉換是一種單目運算；
（2）被強制轉換變量本身并未轉換。
P56，例，例3.8。
4. 自增、自減運算符
（1）運算符：+ +、－－
（2）優先級：與單目+、－相同。
（3）結合方向：從右到左
P57，例。
注意：（1）自增與自減運算符只能用于變量；
（2）前+ +、－－：先增值后引用；
后+ +、－－：先引用后增值。
5. 有關表達式使用中的問題說明
表達式是把常量、變量、函數用各種運算符連接起來的合法的式子。C中的表達式簡練、高效，但有時會出現岐義性，使得程序理解有一定的困難，不同版本的C對表達式的解釋也有所不同。
P58，（1）~（3）
3.9 賦值運算符和賦值表達式
1. 賦值運算符
（1）運算符：=
（2）優先級：僅高于逗號“，”運算，低于其它運算。
（3）結合方向：從右到左
P59，例。
2. 類型轉換
當賦值運算兩邊的類型不一致，且都是數值類型或字符型時，會自動發生類型轉換，轉換以左邊變量的類型為準。
轉換規則：
（1）實型賦給整型：舍去小數。
（2）整型賦給實型：值不變。
（3）雙精度賦給單精度：取其前7位有效數字，反之值不變。P59,例。
（4）字符型賦給整型：低8位照搬，高8位視符號位補0或1。P60,例。
（5）整型賦給字符型：低8位照搬，高8位丟失。P60,例。
（6）整型賦給長整型：值不變，反之低16位照搬。P60,例。
（7）無符號型賦給有符號型：長度相同時最高位變為符號位，長度不同時高位補0或截去高位。P61,例。
（8）有符號型賦給無符號型：長度相同時最高位失去符號位，長度不同時高位補0或截去高位。P61,例。
P61，例3.9。
3. 復合的賦值運算
（1）運算符：+=、－=、*=、/=、%= 等
（2）優先級：與賦值運算“=”相同；
（3）結合方向：從右到左。
P62，例。
4. 賦值表達式
由賦值語句購成的表達式稱為賦值表達式，這種表達式還可以嵌套，從右到左逐一進行賦值運算，表達式的值是最后一次賦值的值。
P63，例。
注意：（1）結合方向是從右到左的；
（2）復合的賦值運算也可購成賦值表達式；
（3）賦值表達式可出現在輸出的語句中。
3.10 逗號運算符和逗號表達式
1. 逗號運算符
（1）運算符： ，
（2）優先級：最低；
（3）結合方向：從左到右。
P63，例。
2. 逗號表達式
格式：表達式1，表達式2，… ，表達式n
求解過程：從左到右逐一求表達式的值，整個表達式的值為最后一個表達式的值。
P64，例。