C和指针(翻译版)

所需积分/C币:10 2018-05-24 14:57:21 29.18MB PDF
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小白学习C语言必读书籍、程序员差缺补漏必备,C语言学习经典
为什么需要这本书 市面上已经有了许多优秀的讲述C语言的书籍,为什么我们还需要这本呢?我在大 学里教授C语言编程已有10个年头,但至今尚未发现一本书是按照我所喜欢的方式来讲述 指针的。许多书籍用一章的篇幅专门讲述指针,而且往往出现在全书的后半部分。但是 仅仅描述指针的语法、并用一些简单的例子展示其用法是远远不够的。我在授课时,很早 便开始讲授指针,而且在以后的授课过程中也经常讨论指针。我描述它们在各种不同的上 下文环境中的有效川法,展小使用指针的编程惯用法( programming idiom)。我还讨论了些 相关的课题如编程效率和程序叮维护性之间的杈衡。指针是本书的线索所在,融会贯通于 全书之中。 指针为什么如此重要?我的信念是:正是指针使C威力无穷。有些任务用其他语言也可 以实现,但¢能够更有效地实现;有些仼务无法用其他语言实现,如直接访问硬件,但C却 可以。要想成为一名优秀的C程序员,对指针有一个深入而完整的理解是先决条件。 然而,指针虽然很强大,与之相伴的风险却也不小。跟指甲锉相比,链锯可以更快地切 割木材,但链锯更容易使你受伤,而且伤害常常来得极快,后果也非常严重。指针就像链锯 样,如果使用得当,它们可以简化算法的实现,并使其更富效率;如果使用不当,它们就 会引起错误,导致细微而令人困惑的症状,并且极难发现原因。对指针只是略知一二便放手 使用是件非常危险的事。如果那样的话,它给你带来的总是痛苦而不是欢乐。本书提供了你 所需要的深入而完整的关于指针的知识,足以使你避丌指针可能带来的痛苦。 C和指针 为什么要学习C语言 为什么C语言依然如此流行?历史上,由于种种原因,业界选择了C,其中最主要的原 因就在于它的效率。优秀C程序的效率几乎和汇编语言程序一样高,但C程序明显比汇编语 言程序更易于开发。和许多其他语言相比,C给予程序员更多的控制权,如控制数据的存储 位置和初始化过程等。C缺乏“安全网”特性,这虽有助于提高它的效率,但也增加了出错 的可能性。例如,C对数组下标引用和指针访问并不进行有效性检査,这可以节省时间,但 你在使用这些特性时就必须特别小心。如果你在使用C语言时能够严格遵守相关规定,就可 以避免这些潜在的问题。 C提供了丰富的操作符集合,它们可以让程序员有效地执行一些底层的计算如移位和屏 蔽等,而不必求助汇编语言。C的这个特点使很多人把C称为“高层”的汇编语言。但是 当需要的时候,C程序可以很方便地提供汇编语言的接口。这些特性使C成为实现操作系统 和嵌入性控制器软件的良好选择。 C流行的另一个原因是由于它的普遍存在。C编译器在许多机器上实现。另外,ANSI 标准提高了C程序在不同机器之间的可移植性。 最后,C是C++的基础。C++提供了种和C不同的程序设计和实现的观点。然而,如 果你对C的知识和技巧,如指针和标准库等成竹在胸,将非常有助于你成为一名优秀的C++ 程序员。 为什么应该阅读这本书 本书并不是一本关于编程的入门图书。它所面向的读者应该已经具备了一些编程经验, 或者是些想学习C,但又不想被诸如为什么循环很重要以及何时需要使用i语句等肤浅问 题耽误进程的人。 另一方面,我并不要求本书的读者以前学习过C。我讲述了C语言所有方面的内容。这 种内容的广泛覆盖性使本书不仅适用于学生,也适用于专业人员。也就是说,适用于首次学 习C的读者和那些经验更丰富的希望进一步提高语言使用技巧的用户 优秀的C艹+书籍把精力集中于与面向对象模型有关的课题上(如类的设讨)而不是专泣 于基本的C技巧,这样做是对的。但C艹+是建立在C的基础之上的,C的基本技巧依然非洋 重要,特别是那些能够实现可复用类的技巧。诚然,C++程序员在阅读本书时可以跳过些 他们所熟悉的内容,但他们会在本书中找到许多有用的C工具和技巧 2 前言 本书的组织形式 本书按照教程的形式组织,它所面向的读者是先前具有编程经验的人。它的编写风格类 似于导师在你的身后注视着你的工作,不时给你一些提示和忠告。我的目标是把通常需要多 年实践才能获得的知认和观点传授给读者。这种组织形式也影响到材料的顺序—我通常在 个地方引入一个话题,并进行完整的讲解。因此,本书也可以当做参考手册。 在这种组织形式中,存在两个显著的例外之处。首先是指针,它贯穿全书,将在许多不 同的上下文环境中进行讨论。其次就是第1章,它对语言的基础知识提供了一个快速的介绍 这种介绍有助于你很快掌握编写简单程序的技巧。第I章所涉及的主题将在后续章节中深入 讲解。 较之其他书籍,本书在许多领域着墨更多,主要是为了让每个主题更具深度,向读者传 授通常只有实践才能获得的经验。另外,我使用了一些在现实编程中不太常见的例子,虽然 有些不太容易理解,但这些例子显示了C在某些方面的趣味所在。 ANSI C 木书描述 ANSI C,是由 ANSIISO98991990ANSI90进行定义并由KERN89进行描述 的。我之所以选择这个版本的C是基于两个原因:首先,它是旧式C(有时称做 Kernighan 和 Ritchie[KerN78],或称K&RC)的后继者,并已在根本上取代了后者:其次, ANSI C 是C++的基础。本书中的所有例子都是用 ANSIC编写的。我常常把“ ANSI C标准文档”简 称为“标准”。 排版说明 语法描述格式如下 if( expression statement else sta±eme2七 我在语法描述中使用了4种字体,其中必需的代码(如此例中的关键字if)将如上 所示设置为 Courier new字体。必要代码的抽象描述(如上例中的 expression)用 Courier new表示。有些语句具有可选部分,如果我决定使用可选部分(如此例中的 e1se关键字),它将严格按上面的例子以粗体 Courier New表示。可选部分的抽象描 述(如第2个 statement)将以粗斜 AF courier New表示。每次引入新术语时,我将 以黑体表示。 完整的程序将标上号码,以“程序0.1”这样的格式显示。标题给出了程序的名称,包 C和指针 含源代码的文件名则显示在右下角—这些文件都可以从 Addison Wesley Longman的网站 上找到。 文中有“提示”部分。这些提示中的许多内容都是对良好编程技巧的讨论—就是使程 序更易编写、更易阅读并在以后更易理解。当一个程序初次写成时,稍微多做些努力就可能 节约以后修改程序的大量时间。其他一些提示能帮助你把代码写得更加紧凑或更有效率 另外还有…些提示涉及软件工程的话题。C的诞生远早于现代软件工程原则的形成。因 此,有些语言特性和通用技巧不为这些原则所提倡。这些话题通常涉及到某种特定结构的效 率和代码的可读性与可维护性之间的利弊权衡。这方面的讨论将向你提供一些背景知识,帮 助你判断效率上的收益是否抵得上其他质量上的损失。 你看到“警告”时就要特别小心:我将要指出的是C程序员新手(有时甚至是老手 经常出现的错误之一,或者代码将不会如你所预想的那样运行。这个警告标志将使提示内容 不易被忘记,而且以后回过头来寻找也更容易一些。 “K&Rc”表示我正在讨论 ANSI C和K&RC之间的重要区别。尽管绝大多数以K&RC 写成的程序仅需极微小的修改即可在 ANSI C环境运行,但有时你仍可能碰到一个ANSI之 前的编译器,或者遇到一个更老式的程序。如此来,两者的区别便至关重要。 每章向题和编程练习 本书每章的最后一节是问题和编程练习。问题难简不一,从简单的语法问题到更为复杂 的问题诸如效率和可维护性之间的权衡等。编程练习按等级区分难度:★的练习最为简单, ★★★★★的练习难度最大。这些练习有许多作为课堂测验已沿用多年。问题或编程练习前 如果有一个~符号,表示在附录中可以找到它的参考答案 补充材料 Addison Wesley Longman专门为本书维扩了一个 World Wide Web站点。该站点的URL 是htt:/www.awl.com/cseng/title0673-9986-6/(或可直接访问作者主页www.cs.rit.edu 飞kar)。这个站点包含本书所有程序的源代码,以章为单位分类。你还可以在上面看到本书的 最新勘误表。你还可以联系附近的 Addison Wesley Longman代表,获取 nstructor's guide, 它包含了书上未给出答案的问题和编程练习的所有答案。 如果你是一位教育工作者,也可以免费获取UNIX系统上自动递交和测试学生程序的软 件REEK89,REEK96,通过槿名FTP: ftp. cs.rit. edu,月录是pb/ kar/try 前言 致谢 我无法列出所有对本书做出贡献的人们,但我将感谢他们中的所有人我的妻子 Margaret 对我的写作鼓励有加,为我提供精神上的支持,而且她默默承受着由于我写作本书而带给她 的生活上的抓独 我要感谢 Warren caithers教授,他是我在RIT的同事,阅读并审校了本书的初稿。他真 诚的批评帮助我从一大堆讲课稿和例子中生成了份清晰、连贯的手稿。 我非常感谢我的C语言编程课程的学生们,他们帮助我发现录入错误,提出改进意见, 并在教学过程中忍受着草稿形式的教材。他们对我的作品的反应向我提供了有益的反馈,帮 助我进步改进本书的质量。 我还要感谢 Steve allan, Bill appelbe, Richard C. Detmer, Roger eggen, Joanne Goldenberg Dan Hinton, Dan Hirschberg, Keith EJolly, Joseph F.Kent, Masoud Milani, Steve Summit FA Kanupriya Tewary,他们在木书出版前对它作了评价。他们的建议和观点对我进步改进本书 的表达形式助益颇多。 最后,我要向我在 Addison- Wesley的编辑 Deborah Lafferty女土、产品编辑 Amy Willcutt 女士表示感谢。正是由于她们的帮助,才使这本书从一本手稿成为一本正式的书籍。她们不 仪给了我很多有价值的建议,而且鼓励我改进我原先自我感觉良好的排版。现在我已经看到 了结果,她们的意见是正确的 现在是开始学习的时候了,我预祝大家在学丬C语言的过程中找到快乐! Kenneth A. reek kar(cs rit. edu Churchville,纽约 第1章怏速上手 11简介…… 11空白和注释…… 如山备命画画d山日Dd 画d 1.1.2预处理指令 1.13main函数 114 read column numbers函数 ■命甲自 8 11.5 rearrange函数 12补充说明 13编译……… 击●自d口ppe 14 14总结… 5 15瞥告的总结… 15 1.6编程提示的总结…… ].7问题 l.8编程练习……… 16 第2章基本概念 ●面面■聊自由自s4■pp银兽甲节罪品函●4唱昌看司唱目p甲烟如争血备自自●●●唱唱即即◆甲导聊即自司幽烟自p●●●●11看导歌驴看咖■司杳合一唱目p自省● ……9 2l环境… 9 211翻译… ppp●●●●一口卧卧即即血血■p目命即口血d啁bb自唱pp母甲卡即血哥命p●●● p●●●●p●看导●即导卧哥命唱·d由音歌pp唱督 19 21.2执行 鲁山西山香卧卧卧 ●昏 …21 22词法规则 ppFP即内 即即即白●国看個自●4■p 即■口山看d曲pp●d1口口 加血食P日■口口国即p命。咖● 21 22.1字符… 222注释… 23 23自由形式的源代码…… 224标识符… 225程序的形式 ……24 23程序风格… ■■看p 25 24总结 C和指针 25警告的总结…… ……26 26编程提小的总结 ■卧一卧命自自中中●◆即11甲 26 27问题 28编程练习 1md鲁如旨鲁国d●单争甲 第3章数据…… 31基本数据类型……… 311整型家族 312浮点类型…… 32 313指针… 32基本声明… 35 32.1初始化……… 35 322声明简单数组…… …36 323声明指针 36 324隐式声明… mm西 37 33 typedef… …38 34常量………… …38 3.5作用域 351代码作用域 3.52文件作用域…… 41 353原型作用域 354函数作用域 36链接属性…… 37存储类型 38 static关键 节1如命即■冒 39作用域、存储类型示例 45 3.10总结 46 3.11警告的总结… p■甲自由中早↓P ……………47 3.12编程提小的总结 …47 313问题……… 第4章语句 ■pp●●@e 41空语句…… …………51 42表达式语行 唱卓P即甲命命◆●●命 51 43代码块 44i语句 45 while语句… ………53 451brak和 contnue语句 452 while语句的执行过程 54 46fx语句… 55 47do语句 L■血山血血■■■■p导 目录 48 switch语行 57 481 switch中的brk语句 ■4 482 default子句 早等智 59 483$wih语句的执行过程 49goto语句 ……60 4.10总结 411警告的总结 甲甲甲甲即即自血· ■●即 412编程提示的总结…… 43问题 62 414编程练习……… 第5章操作符和表达式 pDp●●命●甲甲自 …67 51操作符 511算术操作符… 512移位操作符…… 67 513位操作符………… ……69 514赋值… 515单目操作符 516关系操作符…… 517逻辑操作符 518条件操作符… 234万 519逗号操作符…… 51.10下标引用、函数调用和结构成员 77 52布尔值… 78 53左值和右值 ……79 54表达式求值 541隐式类型转换…… ●电唱甲早中 542算术转换 543操作符的属性… 81 544优先级和求值的顺序 55总结 85 56警告的总结 q自由山即国国看●● ………86 57编程提示的总结 86 58问题…… 咖●p■晷●●4d甲自日自备目目唱◆●司早 …………86 59编程练习 …88 第6章指针 91 61内存和地址 山山血·即国看命命甲日目新学号 62.值和类型………… ●●●根看▲幽血西 63指针变量的内容 64间接访问操作符·

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