C 程序设计

第三版计算机学院基础教学中心

学时分配：课堂—— 48 学时实验—— 30 学时； ( 包括大作业上机 ) 学习目标：

◦ 掌握 C 语言基本语法、语义、数据类型；◦ 掌握程序设计的基本方法、常用算法；◦ 掌握调试程序的基本技能 : 能够熟练应用 Turbo

C 、 Visaul C++ 集成环境或其它集成开发环境进行 C 语言的编写、编译与调试

计算机学院基础教学中心

内容 1 ：习题集和课后内容编程题方式：在本地机调试后，在指定时间内上传到服务

器，由计算机改题。

内容 2 ：习题集中的客观题（选择题，填空题，程序修改题）

方式：在本学期内由教师收取习题集批改检查。


内容 3 ：实验编程题方式：在实验课上完成提交给服务器后由计算机批

改内容 4 ：技能测试题方式：在最后一次实验课上用 1 个半小时时间进行

测试。内容 5 ：提交大作业


理论成绩：平时作业（ 30%） + 期末考试（ 70% ）

实验成绩：大作业成绩（ 30%） + 技能测试成绩（ 70% ）


第 1 章 C 语言概述第 2 章程序的灵魂—算法第 3 章数据类型、运算符与表达式第 4 章最简单的程序设计—顺序程序设计第 5 章选择结构程序设计第 6 章循环控制


第 7 章数组第 8 章函数第 9 章预处理命令第 10 章指针第 11 章结构体第 12 章位运算第 13 章文件


1.1 C 语言出现的历史背景 1.2 C 语言的特点 1.3 简单 C 程序介绍


1963 年，剑桥大学将 ALGOL 60 语言发展成为CPL(Combined Programming Language) 语言。

1967 年，剑桥大学的 Matin Richards 对 CPL 语言进行了简化，于是产生了 BCPL 语言。

1970 年，美国贝尔实验室的 Ken Thompson将 BCPL进行了修改，并为它起了一个名字“ B 语言”。

1973 年，美国贝尔实验室的 D.M.RITCHIE在 B 语言的基础上最终设计出了一种新的语言，他取了 BGPL 的第二个字母作为这种语言的名字，这就是 C 语言


1978年 Brian W.Kernighian和 Dennis M.Ritchie 出版了名著《 The C Programming Language 》，从而使 C 语言成为目前世界上流行最广泛的高级程序设计语言


常见的高级语言◦ FORTRAN—— 数值计算、丰富的数学库；◦ BASIC—— 解释型、编译型；◦ PASCAL—— 第一个系统体现结构化的语言；◦ C—— 可用于系统软件、应用软件的开发；◦ C + +—— 面向对象的方法； C 的超集；◦ JAVA—— 与操作平台无关，适于编写网络异构

环境应用软件


C 语言允许直接访问物理地址，能进行位运算，可以直接对硬件进行操作。

计算机语言的分类◦ 机器语言——二进制机器指令、可直接执行、依赖具体计算机硬件；◦ 汇编语言——助记符号、需经汇编处理、依赖具体计算机硬件；◦ 高级语言——需经编译处理、与硬件无关，可移植性好；


输出 hello，world main() {

printf(“hello,world”);}


编译运行Hello.c Hello.exe

计算两个数中的较大数 main( )

{ int a , b , c ; scanf (”%d,%d”, &a, &b) ; c = max(a , b) ; /* 调用 max 函

数 */ printf (“max=%d\n”, c) ; } int max(int x , int y) /*自定义函数

*/ { int z ; if (x>y) z=x ; else z=y ; return(z) ; }


YS

函数是构成 C 程序的基本单位；被调用函数可以是用户自定义函数、也可是系统提供的函数；

函数的构成 : 函数类型函数名 ( 函数参数 ) 函数首部 {…………} 函数体


一个 C 程序中必须有一个而且只能有一个 main 函数；一个程序总是从 main 函数开始执行。

每个语句最后必须有一个分号。可以用 /*…*/在 c程序中加以注释 .


C 程序的关键特点 C 程序由函数构成 , 优点


2.1 算法的概念 2.2 简单算法举例 2.3 算法的特征（自学） 2.4 算法的表示 2.2 算法举例 2.5 结构化程序设计方法


算法——求解问题的方法和步骤；算法设计——要考虑到是否正确、质量优劣、表

达明确清晰；算法类别——数值运算算法、非数值运算算法；


算法的表示方法 :◦自然语言◦ 传统流程图◦ N-S 结构化流程图◦伪代码

结构化程序设计的三种基本结构：◦ 顺序结构◦ 选择结构◦ 循环结构


顺序结构

A

B


A

B

开始

结束传统流程图 N-S 流程图

选择结构（分支结构）


A B

PT F

入口

出口

BA

P T F

传统流程图 N-S 流程图

例：对学生成绩 s进行判断，及格则输出 PASS 字样


s>=60?T F

输出 "PASS"

s<60?T F

输出 "PASS"

循环结构


P

A

当 P为真

A

出口

其中： P 为循环判断条件； A 为要重复执行的操作 ,称为循环体

自顶向下：由整体到具体逐步细化：逐层划分功能模块化设计：每个模块各司其值实现具体功能结构化编程：用结构化语句描述控制过程

特点：结构清晰，可靠性强，易于调试，验证，扩充


3. 1 C 的数据类型 3. 2 常量与变量 3. 3 整型数据 3. 4 实型数据 3. 5 字符型数据


3. 6 变量赋初值 3. 7 各类数值型数据间的混合运算 3. 8 算术运算符和算术表达式 3. 9 赋值运算符和赋值表达式 3. 10 逗号运算符和逗号表达式



数据类型

基本类型

构造类型

指针类型

空类型

整型

字符型

实型

枚举类型

单精度

双精度

数组类型

结构体类型

共用体类型

常量◦ 符号常量的使用

变量◦变量三要素◦ 标识符命名规则


常量 : 其值不能改变的量形式上 : 程序序中直接书写的数据例如： a=100; b=a+12; 常量类型：以字面形式区分例如： 12 （基本整型）

3.5 （实型） 123L （厂整型）

‘A’ （字符型）


符号常量 : 用标识符代表的常量例如 :#define PRICE 30 /* 定义符号常量 */main( ){ int num1, num2, num3, cost1, cose2, cost3; ┇ cost1=num1*PRICE; /*引用符号常量 */ cost2=num2*PRICE; cost2=num2*PRICE; ┇ }


定义符号常量的意义 : 在程序中多处引用同一个常数时，采用符号常量便于参数的修改、减少较长数据的输入工作量。注意：符号常量名可用大写或小写字母，为了便于与变量名区分，通常用大写。

在符号常量作用域内，不得出现符号常量被赋值现象。如： PRICE=20 非法。


定义 : 其值可以改变的量


标识符命名规则◦ 由大或小写字母、数字、下划线组成，且第一个字符必须

是字母或下划线。变量命名举例：合法： sum、 SUM、 Average、 toal、 cost_1、 _1非法： for、 num-1、 1a、 ABC#


C变量名中字母可大小写，但有大小写之分，

SUM、 sum、 Sum被视为不同的变量。有效字符相同的变量名被视为是同一个变量；◦如MS C中 student_name 与

student_number 。在实际应用中命名应尽量见名知义。 C 中变量必须先定义后引用。


变量名变量值变量的地址 :

◦ 给变量分配的存储单元第一个字节的地址 (变量的指针 )


┇

┇

n的地址→ 202

m的地址→ 20410

25

例如： int n, m; n=10; m=25;

变量被赋值的物理意义是向它的存储单元存数；变量可多次被赋值，新值将覆盖旧值；例如： n=10; /*赋值：破坏性的 */ n=45;

变量被引用的物理意义是从它的存储单元中读数；例如： n=10; m=n+2; /*引用：非破坏性的 */

定义变量的时候用数据类型定义例如： int a ；


整型常量整型变量整型数据的溢出


有三种表示形式：十进制八进制——以数字 0 开头；十六进制——以 0x 或 0X 开头 ; 其中 0: 数字 0例： 53 0123 0x53 -127 -0177 -0X7F


类型名称类型标识符性质

存储格式

基本整型 int 有符号补码、高位符号位

短整型 short int " "

长整型 long int " "

无符号整型

unsigned int 无符号全部作为数

据位无符号短整型

unsigned short " "

无符号长整型

unsigned long " "


在 TC 中各类型值的范围

类型标识符存储位

表示范围

int 16 bit － 215 ～ (215 － 1)即－ 32768 ～32767

short int 16 bit

long int或： long

32 bit － 231 ～ (231 － 1)即－ 2147483648 ～ 2147483647

unsigned int 16 bit 0 ～ (216 － 1)即 0 ～ 65535unsigned short "

unsigned long 32 bit 0 ～ (232 － 1)即 0 ～4294967295


在 VC++ 6.0 中各类型值的范围

32bit － 231 ～ (231 － 1)即－ 2147483648 ～ 2147483647

C变量定义的一般形式： ( 适合于任何类型 ) 类型标识符变量名表；

其中：变量名表——多个变量以逗号分隔 ;变量定义位置——通常在函数体内执行语句之前。


例：main( ){ int i, j, k; static int m; long a, b=5; unsigned u; ┇ i=20; b=20; ┇ }


2byte

4byte

2byte

┇

┇

┇

i 初值不定 j Km 初值为 0

a 初值不定

b 初值为 5

u

int 型常数：－ 32768～ 32767视为 int 常数 ,可赋给 int、 long 型变量。

long 型常数：在－ 2147483648 ～ 2147483647之内、但超出

－ 32768～ 32767 的数及带后缀 l / L 的视为long 型常数；可赋给 long 型变量。

一个整常量后面加上一个 U/u,认为是 unsigned int,例 :123u


一个变量无法容纳下要存入的数，这种现象称为溢出，溢出将导致数据存储错误；在运算过程中也有可能产生溢出导致运算结果错，因此程序设计中应避免产生溢出。


例： int a, b; a=65536; b=123*456; printf("a=%d, b=%d", a, b);

(溢出的错误结果 )


a=0, b=-9448

a=65536;65535=(1 0000 0000 0000 0000 )2 a: 只存后 16 位

b=123*456;123×456=56088=( 1101 1011 0001 1000 )2b:

-9448 的补码


0000 0000 0000 0000

1101 1011 0001 1000

修改后 : long a, b;

a=65536;b=123L*456; printf("a=%ld, b=%ld", a, b);

a=65536, b=56088 (正确 )


实型常量实型变量实型量的舍入误差


有两种表示形式：十进制小数、十进制指数◦例： 123.0 0.123 -14.2 0.0 0. .123

1.23e2 12.3e1例：表示 12亿 3 千万

数学方式—— 1230000000或 12.3×108 程序中—— 1230000000.0 ( 小数形式的实常数 ),12.3e+8、 1.23e9、 123e7 ( 指数形式 )


指数形式说明： 12.3 e+8 指数部分数值部分指数部分： e 表示以 10 为底，可大 /小写； 8 为指数值 (幂 ), 只能是整数；指数符号为正可省略；数值部分 : 可是小数或整数 (不可省略）；


例：表示电子质量 0.91×10-30

◦ 小数形式： 0.0000 ……0091◦ 指数形式： 0.91e-30、 0.91E-30、 91e-32

错误的表示 :◦ e3 、 1e3.5 、 e


类型名称标识符存储位数

存储格式

数值范围有效位数

单精度实型 float 32 bit 浮点 ±(10 － 38～1038)

7 位

双精度实型 double

64 bit 浮点 ±(10 － 308～10308)

15 位


例 3_1： float a, b; a=123456.789e5; /*赋值产生误差

*/ b=a+20; /*引用误差的

a*/ printf("%f", b);12345678848.000000 (前 7 位有效 )理论值应为：12345678900.0+20=12345678920.0解决办法： double a, b;


字符常量字符变量字符数据的存储字符串常量


在程序中有两种表示形式：单引号括起来的一个字符——

适合于可键入字符的表示；如：’ A’ ’3’ ’#’

单引号中右斜杠开头的转义字符——适用于所有字符，常用于控制字符和不可键入字符的表示。


字符编码值 (十进制 )

性质

控制字符 0～ 31 设备控制

DEL 127 设备控制

字母、数字、标点、运算、括号等

32～ 126 可键入

扩展的表格符、希腊字母等

128～ 254 不可键入


扩展 ASCII码字符分类： (P374)


转义形式含义转义形式含义\ n 回车换行 \ a 响铃

\ t 横向跳至标准列 \ \ 右斜杠字符

\ b 回退一列 \ ’ 单引号字符

\ r 回车到行首 \ ” 双引号字符转义形式含义\ ddd 用字符的 8 进制 ASCII码值代表字符；

ddd:1～ 3 位；取值 0 ～ 376 ；适于所有字符。

\ xhh hh: 1～ 2 位 16 进制字符；取值 0 ～ FE, x 小写，字母字符可大 /小写。适于所有字符。

在程序中表示下列字符

字符 A : 字符 3: 单引号 : 空格 : 回车换行 :


'A' '\101' '\x41'

'3' '\63' '\x33'

'\''' ' '\40' '\x20'

'\n'

例：不可键入字符的表示 main( ) { int a, b; char c; scanf(”%d,%d”, &a,&b) ; c=242; /*or c=’\

xf2’ */ if(a>=b) printf(” %d%c%d”, a,

c, b); else printf(” %d<%d”, a, b); } 8, 5↙ 输入 8≥5 输出


在程序中的表示有两种类型；

标识符存储位

以%d格式处理时的区别

char 8 bit 解释为定点补码数，高位符号位。

unsigend char

8 bit 解释为无符号数， 8 位都视视做数据位。


例： char c1, c2 ; c1=’A’ ; c2=c1;存储 :c1:

若： c1按字符解读——字符 A c1按整数解读—— +65

0 1 0 0 0 0 0 1


C 允许字符量与 0 ～ 255之间的整形量互相通用通用的范围包括：

◦互相赋值◦ I/O格式符通用◦ 进行算术、关系运算


例：整型量、字符量互相赋值和通用格式符

main( ) { char c ; int i ; c=97; i=’ b’ ; printf (”%c,%d\n”, c, c); printf (”%c,%d\n”, i, i); } a,97 b,98


例：字符量算术运算（字母大小转换） main( ) { char c1, c2 ; c1=’A’ ; c2=’B’ ; c1=c1+32; c2=c2+32; printf(”%c%c”, c1, c2); } ab


例：字符量关系运算（判断字母大小写） main( ) { char c1; scanf(”%c”; &c1); if(c1>=97&&c1<=122) c1=c1-

32; pintf(”%c”, c1); } a↙ 输入 A 输出


例： unsigned char 类型的使用 main( ) { char c; c=254; /*or c=’\xfe’ */ printf(” %c\t%d”, c, c); } ■ ■ -2为什么用 %d格式解读 c 输出的不是 254？因%d 是按有符号补码解读 c的。 c: 相当于 -2 的补码 1 1 1 1 1 1 1 0


上例改为： main( ) { unsigned char c; c=254; /*or c=’\xfe’

*/ printf(” %c\t%d”, c, c); } ■ 254即： %d输出 char型——按有符号数解读； %d输出 unsigned char型——按无符号数解读。


表示——由一对双引号括起来的字符序列” How do you do.” ”123.456” ”a” 例：在程序中表示下列字符串：x≥y ”x\xf2y” 长度： 3C:\DOS ”C:\\DOS” 长度： 6”OK!” ”\”OK!\” ” 长度： 5


存储——双引号内每个字符占用一个字节，所有字符按顺序连续存储，自动在最后加入字串结束标志：空字符

例：“ How do you do.”

H o w d o y o u d o . \0


注意：空字符与空格字符是不同的字符‘ ‘ 0010 0000 32‘\0’ 0000 0000 空字符：名为 NUL 的控制字符 , 其 ASCII码值： 0 程序中表示：’ \0 ’


在定义变量时给变量赋值叫做赋初值。例： int a=10, b=5, c ; 例： int x=y=z=0 ; 编译时将指出错误可改为： int x, y, z=x=y=0 ; 或： int x, y, z; x=y=z=0; /*初始化变量 */


包括：整型常量 / 变量实型常量 / 变量混合运算字符型常量 / 变量例：混合表达式 8+2+‘a’+ i*f－ d/l 若有如下定义 int i; float f; long l; double d; 且每个变量已赋值：。


通常类型相同直接运算，结果保持原类型；类型不同，系统自动转换为同一类型再进

行运算，结果为转换后的类型。不同类型运算时的自动转换规则：高级 double float long unsigned 低级 int char、 short


注意：因类型越高，数值范围越大、精度越高，因此这种转换无精度损失，是安全的；

表达式中只要有一个实型量 ( 单或双 )，表达式结果为双精度实型量；

对变量而言，仅仅是将读出的变量值进行了转换，变量的类型和变量存储内容保持不变。


例： i f

i×f : 10.0… × 1.20…


10 1.2

例： 10 + ’a’ + i * f – d / e 其中 i为整形， f为float 型， d为 double 型， e为 long 型。

表达式结果类型为： double 型注意：类型转换为系统自动完成


算术运算符和算术表达式优先级和结合性强制类型转换运算符自增、自减运算符


C 算术运算符简介 34 种、 13 类、 15 个优先级；1) 算术 6 ) 条件 11 ) 分量2) 关系 7 ) 逗号 12 ) 下标3) 逻辑 8 ) 指针 13 ) 函数调用4) 位 9 ) 求字节数 5) 赋值 10 ) 强制类型转换


基本算术运算符： + 加 / 取正（双目运算符 / 单目运算符）－减 / 取负（双目运算符 / 单目运算符） * 乘（双目运算符） / 除（双目运算符） % 整除取余（双目运算符）


注意： + 、 -为复用运算符；如： int a, b, c; a=5; b=a-3; /*减：两个运算目标 */ c=-a; /* 取负：一个运算目标 */


两整数相除结果仍为整数如： 5/2 2 -5/3 -1 1/2 0要依实际应用情况加以利用或避免。求余运算要求两运算元素均为整型，余数仍为整型；如： int a, b; a=11%3; /*2 a*/ b=5%a; /*1 b*/若有 : a=11.0%3; 编译时将视为语法错。


算术表达式： C 表达式——由运算符、括号将运算元素连接起来

的有值的式子。算术表达式——由算术运算符、括号将数值型的运

算元素连接起来，其值为数值量的式子。其中：运算元素可为常量、变量、函数调用等。


例如： 28+a sin(1.0)*10+y


注意：为保证表达式运算关系的正确性，需加入必要的括号，并注意括号的层次及配对关系；

乘号不得省略； 2a 2*a

应避免整型量相除可能带来的不良影响；函数调用是以函数的返回值来参与运算的。


C 运算符优先级： 15 个结合性：两个运算规则：

◦ C 在处理表达式时，不同级别运算符的运算顺序按优先级别由高到低进行。同一级别运算符的运算顺序按本级别的结合性进行。

结合性：◦左结合性——自左而右顺序◦右结合性——自右而左顺序


C 算术运算符优先级及结合性： *、 /、% ——同为 3 级，自左而右 + 、 - ——加减同为 4 级，自左而右 ( ) ——1 级，自左而右取负 —— 2 级

如： 100+(a+2)*3-b/3.0


运算一般形式： ( 类型名 ) ( 表达式 ) 其值是被转换对象，可以是常量、变量、表达式

类型转换运算符， 2 级、单目


类型转换运算符， 2 级、单目。强制类型转换的意义：当自动类型转换不能达到目的，人为强制转换；

函数调用时，为了使实参、形参类型匹配，可采用强制类型转换。


例： float a=11.0; int b; b=a%2; /* 编译出错 */修改后： b=(int)a%2;

注意被转换对象的范围 : b=(int)(a%2); 仍有错；


例：将一个实数的整数和小数部分分开main( ){ float x=123.456, f; int w; f=x-(int)x; w=(int)x; printf("%d\n%f\n", w, f); } 123 0.456001


自增 1 ：++自减 1 ：– –

含义： ++i 前置自增；先自加 1 ，后引用； i++ 后置自增；先引用，后自加 1 ；


优先级 2级、单目、自右而左

– –i 前置自减；先自减 1 ，后引用； i– – 后置自减；先引用，后自减 1 ；意义：可提高执行效率。


例； int i ， j；

i = 3; j = ++i;

printf(“j = %d”, j);

j = 4

i++.c

例 int i, j; I = 3; j = i++;

printf(“j = %d”, j);

j = 3


注意：只能对变量进行自增、自减运算； ++、 -- 、取负同为二级，结合性：自右而左；如： i=3; j= -i++; /* -3j , i: 4 */


赋值运算符 = 优先级 14 级、双目、自右而左；

赋值表达式变量 = 表达式表达式可是 C 任何形式的表达式，包括算术、条件、逗号、赋值等表达式；特殊形式：单独的常量、变量、函数调用。


例： b=20 c=sin(1.0) d=pow(2, b)/2 e=a>b a=(b=5) a=b=c=d=0 c=b=a*2; a=(b=10)/(c=2)


赋值过程中转换规则：◦被赋值变量的类型与表达式值的类型一致，直接赋值；不

一致系统自动以被赋值变量的类型为准进行转换，然后赋值。


例： int i=10, j; float f; double d; i=i-5; /* 5 i */ j=i+3.56; /*8 j */ f=23; /* 单精度 23.0 f */ d=j+f; /*双精度 31.0 d */总结：按存储单元中地存储形式直接传送


在赋值运算符前加上其它双目运算符构成；算术复合赋值运算符： + = 和赋值－= 差赋值 * = 积赋值优先级 14 级、自右

而左 / = 商赋值 %= 模赋值意义：提高编译效率、目标代码的质量


例： a=a+3 a+=3 x=x%3 x%=3 x=x*(y+8) x*=y+8 a=a*b-3 ≠ a*=b-3 a=a*(b-3) 注意：复合赋值运算符针对右边整个表达

式。例： a=6; a+=a*=a-1; /*60 a*/


逗号运算符（也称为顺序求值运算符），优先级 15 级、双目、自左而右；逗号表达式表达式 1 ，表达式 2 ，……表达式 n 其中：表达式是 C 合法的任何表达式；它的值为表达式n的值

意义：在规定的只能是一个表达式的位置，实现多个表达式的计算或多个变量的赋值


例： a=3*5, a*4例：两个表达式的比较 x=(a=3, 6*3) x=a=3, 6*a 例： a=5, b=3, c=a*b


X=18

X=3

逗号运算符常见用法例： for 循环语句格式： for(e1; e2; e3) 内嵌语句； for(i=0, j=10; i<10; i++, j++) ～


补充：求字节数运算符一般形式： sizeof (被测对象 ) 形式：类型标识符各类常量、变量各种表达式数组名等；优先级： 2 级、自右而左；运算结果：被测对象的存储字节数。


例： sizeof (int) 结果： 2 a=sizeof (double) 8 sizeof (sum) sum变量的类型长

sizeof (40+25) 2 sizeof(40.0+25) 8 sizeof(123) 2 sizeof(123L) 4 sizeof(123*456) 2 例： char c1; int l1, l2; exe3-3.c l1=sizeof (c1); l2=sizeof (”Hello!”) － 1;


大家辛苦了！


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