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C 语言教程

1 C 语言概述

1.1 Ｃ语言的发展过程

Ｃ语言是在 70 年代初问世的。一九七八年由美国电话电报公司<A T&T> 贝尔实验室正式发

表了Ｃ语言。同时由和合著了著名的表了Ｃ语言。同时由和合著了著名的一书。通常简

称为《K&R 》,也有人称之为《K&R 》标准。但是,在《K&R 》中并没有定义一个完整的标准

C 语言,后来由美国国家标准协会〔American National Standards Institute在此基础上制定了一

个 C 语言标准,于一九八三年发表。通常称之为 ANSI C 。

1.2 当代最优秀的程序设计语言

早期的 C 语言主要是用于 UNIX 系统。由于Ｃ语言的强大功能和各方面的优点逐渐为

人们认识,到了八十年代,C 开始进入其它操作系统,并很快在各类大、中、小和微型计算机上

得到了广泛的使用,成为当代最优秀的程序设计语言之一。

1.3 Ｃ语言版本

目前最流行的Ｃ语言有以下几种：

·Microsoft C 或称 MS C

·Borland Turbo C 或称 Turbo C

·AT&T C

这些Ｃ语言版本不仅实现了 ANSI C 标准,而且在此基础上各自作了一些扩充,使之更加

方便、完美。

1.4 Ｃ语言的特点

1·C 语言简洁、紧凑,使用方便、灵活。ANSI C 一共只有 32 个关键字:

auto break case char const continue default

do double else enum extern float for

goto if int long register return short

signed static sizof struct switch typedef union

unsigned void volatile while

9 种控制语句,程序书写自由,主要用小写字母表示,压缩了一切不必要的成分。

Turbo C扩充了 11 个关键字：

asm _cs _ds _es _ss cdecl far

huge interrupt near pascal

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注意：在 C 语言中,关键字都是小写的。

2·运算符丰富。共有 34 种。C 把括号、赋值、逗号等都作为运算符处理。从而使 C 的运

算类型极为丰富,可以实现其他高级语言难以实现的运算。

3·数据结构类型丰富。

4·具有结构化的控制语句。

5·语法限制不太严格,程序设计自由度大。

6·C 语言允许直接访问物理地址,能进行位〔bit操作,能实现汇编语言的大部分功能,可以直

接对硬件进行操作。因此有人把它称为中级语言。

7·生成目标代码质量高,程序执行效率高。

8·与汇编语言相比,用 C 语言写的程序可移植性好。

但是,C 语言对程序员要求也高,程序员用 C 写程序会感到限制少、灵活性大,功能强,但

较其他高级语言在学习上要困难一些。

1.5 面向对象的程序设计语言

在 C 的基础上,一九八三年又由贝尔实验室的 Bjarne Strou-strup推出了 C++ 。 C++ 进一步扩

充和完善了Ｃ语言,成为一种面向对象的程序设计语言。C++ 目前流行的最新版本是 Borland

C++, Symantec C++和 Microsoft VisualC++。

C++ 提出了一些更为深入的概念,它所支持的这些面向对象的概念容易将问题空间直接

地映射到程序空间,为程序员提供了一种与传统结构程序设计不同的思维方式和编程方法。

因而也增加了整个语言的复杂性,掌握起来有一定难度。

1.6 Ｃ和Ｃ＋＋

但是,C 是 C++ 的基础,C++语言和Ｃ语言在很多方面是兼容的。因此,掌握了Ｃ语言,再进一步

学习 C++ 就能以一种熟悉的语法来学习面向对象的语言,从而达到事半功倍的目的。

1.7 简单的Ｃ程序介绍

为了说明Ｃ语言源程序结构的特点,先看以下几个程序。这几个程序由简到难,表现了Ｃ语言

源程序在组成结构上的特点。虽然有关内容还未介绍,但可从这些例子中了解到组成一个 C

源程序的基本部分和书写格式。

[例 1.1]

main<>

{

世界,您好！您好！

}

 main 是主函数的函数名,表示这是一个主函数。

 每一个 C 源程序都必须有,且只能有一个主函数<main 函数>。

 函数调用语句,printf函数的功能是把要输出的内容送到显示器去显示。

 printf函数是一个由系统定义的标准函数,可在程序中直接调用。

[例 1.2]

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#include<math.h>

#include<stdio.h>

main<>

{

double x,s;

s=sin<x>;

}

 include称为文件包含命令

 扩展名为.h的文件称为头文件

 定义两个实数变量,以被后面程序使用

 显示提示信息

 从键盘获得一个实数 x

 求 x 的正弦,并把它赋给变量 s

 显示程序运算结果

 main 函数结束

程序的功能是从键盘输入一个数 x,求 x 的正弦值,然后输出结果。在 main<>之前的两行称为

预处理命令<详见后面>。预处理命令还有其它几种,这里的 include 称为文件包含命令,其意

义是把尖括号<> 或引号或引号内指定的文件包含到本程序来,成为本程序的一部分。被包含的文

件通常是由系统提供的,其扩展名为.h。因此也称为头文件或首部文件。Ｃ语言的头文件中包

括了各个标准库函数的函数原型。因此,凡是在程序中调用一个库函数时,都必须包含该函数

原型所在的头文件。在本例中,使用了三个库函数：输入函数 scanf,正弦函数 sin,输出函数

printf。sin函数是数学函数,其头文件为 math.h文件,因此在程序的主函数前用 include命令包

含了 math.h。scanf和 printf是标准输入输出函数,其头文件为 stdio.h,在主函数前也用 include

命令包含了 stdio.h文件。

需要说明的是,C 语言规定对 scanf和 printf这两个函数可以省去对其头文件的包含命令。所

以在本例中也可以删去第二行的包含命令#include<stdio.h>。

同样,在例 1.1中使用了 printf函数,也省略了包含命令。

在例题中的主函数体中又分为两部分,一部分为说明部分,另一部为分执行部分。说明是指变

量的类型说明。例题 1.1 中未使用任何变量,因此无说明部分。Ｃ语言规定,源程序中所有用

到的变量都必须先说明,后使用,否则将会出错。这一点是编译型高级程序设计语言的一个特

点,与解释型的 BASIC 语言是不同的。说明部分是 C 源程序结构中很重要的组成部分。本例

中使用了两个变量 x,s,用来表示输入的自变量和 sin函数值。由于 sin函数要求这两个量必须

是双精度浮点型,故用类型说明符 double来说明这两个变量。说明部分后的四行为执行部分

或称为执行语句部分,用以完成程序的功能。执行部分的第一行是输出语句,调用 printf函数

在显示器上输出提示字符串,请操作人员输入自变量 x 的值。第二行为输入语句,调用 scanf

函数,接受键盘上输入的数并存入变量 x 中。第三行是调用 sin函数并把函数值送到变量 s中。

第四行是用 printf 函数输出变量 s 的值,即 x 的正弦值。程序结束。

运行本程序时,首先在显示器屏幕上给出提示串 input number,这是由执行部分的第一行完成

的。用户在提示下从键盘上键入某一数,如 5,按下回车键,接着在屏幕上给出计算结果。

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1.8 输入和输出函数

在前两个例子中用到了输入和输出函数 scanf和 printf,在以后要详细介绍。这里我们先

简单介绍一下它们的格式,以便下面使用。

scanf和 printf这两个函数分别称为格式输入函数和格式输出函数。其意义是按指定的

格式输入输出值。因此,这两个函数在括号中的参数表都由以下两部分组成：

格式控制串格式控制串参数表

格式控制串是一个字符串,必须用双引号括起来,它表示了输入输出量的数据类型。各种类型

的格式表示法可参阅第三章。在 printf函数中还可以在格式控制串内出现非格式控制字符,

这时在显示屏幕上将原文照印。参数表中给出了输入或输出的量。当有多个量时,用

逗号间隔。例如：

其中%lf 为格式字符,表示按双精度浮点数处理。它在格式串中两次现,对应了 x 和 s 两个变

量。其余字符为非格式字符则照原样输出在屏幕上。

[例 1.3]

int max<int a,int b>; /*函数说明*/

main<> /*主函数*/

{

int x,y,z; /*变量说明*/

int max<int a,int b>; /*函数说明*/

/*输入 x,y值*/

z=max<x,y>; /*调用 max 函数*/

/*输出*/

}

int max<int a,int b> /*定义 max 函数*/

{

if<a>b>return a;else return b; /*把结果返回主调函数*/

}

上面例中程序的功能是由用户输入两个整数,程序执行后输出其中较大的数。本程序由

两个函数组成,主函数和 max 函数。函数之间是并列关系。可从主函数中调用其它函数。max

函数的功能是比较两个数,然后把较大的数返回给主函数。max 函数是一个用户自定义函数。

因此在主函数中要给出说明<程序第三行>。可见,在程序的说明部分中,不仅可以有变量说明,

还可以有函数说明。关于函数的详细内容将在以后第五章介绍。在程序的每行后用/*和*/括

起来的内容为注释部分,程序不执行注释部分。

上例中程序的执行过程是,首先在屏幕上显示提示串,请用户输入两个数,回车后由 scanf函数

语句接收这两个数送入变量 x,y中,然后调用 max 函数,并把 x,y 的值传送给 max 函数的参数

a,b。在 max 函数中比较 a,b的大小,把大者返回给主函数的变量 z,最后在屏幕上输出 z 的值。

1.9 Ｃ源程序的结构特点

1.一个Ｃ语言源程序可以由一个或多个源文件组成。

2.每个源文件可由一个或多个函数组成。

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3.一个源程序不论由多少个文件组成,都有一个且只能有一个 main 函数,即主函数。

4.源程序中可以有预处理命令<include 命令仅为其中的一种>,预处理命令通常应放在

源文件或源程序的最前面。

5.每一个说明,每一个语句都必须以分号结尾。但预处理命令,函数头和花括号函数头和花括号之后不

能加分号。

6.标识符,关键字之间必须至少加一个空格以示间隔。若已有明显的间隔符,也可不再加

空格来间隔。

1.10 书写程序时应遵循的规则

从书写清晰,便于阅读,理解,维护的角度出发,在书写程序时应遵循以下规则：

1.一个说明或一个语句占一行。

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。以便看起来更

加清晰,增加程序的可读性。

在编程时应力求遵循这些规则,以养成良好的编程风格。

1.11 Ｃ语言的字符集

字符是组成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

字符常量,字符串常量和注释中还可以使用汉字或其它可表示的图形符号。

1.字母

小写字母 a～z 共 26 个

大写字母 A ～Z 共 26 个

2.数字

0～9 共 10 个

3.空白符

空格符、制表符、换行符等统称为空白符。空白符只在字符常量和字符串常量中起作用。在

其它地方出现时,只起间隔作用,编译程序对它们忽略不计。因此在程序中使用空白符与否,

对程序的编译不发生影响,但在程序中适当的地方使用空白符将增加程序的清晰性和可读

性。

4.标点和特殊字符

1.12 Ｃ语言词汇

在Ｃ语言中使用的词汇分为六类：标识符,关键字,运算符,分隔符,常量,注释符等。

1.标识符

在程序中使用的变量名、函数名、标号等统称为标识符。除库函数的函数名由系统定义外,

其余都由用户自定义。C 规定,标识符只能是字母<A ～Z,a～z>、数字<0～9>、下划线<_> 组

成的字符串,并且其第一个字符必须是字母或下划线。

以下标识符是合法的：

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