风雨兼程

第1章    C语言概述
1.1    C语言出现的历史背景
C语言是国际上广泛流行的计算机高级语言，即可用来写系统软件，也可用来写应用软件。
C语言是在B语言的基础上发展起来的。
早期的C语言运行在UNIX操作系统上，后来运行在DOS操作系统上，现在的C语言可运行在Windos操作系统上。
C语言有许多版本，我们使用的是Turbo C 2.0。
P1，说明。
1.2    C语言的特点
C语言有许多优于其它语言的特点：
（1）语言简洁、紧凑，使用方便、灵活。
C语言一共只有32个关键字，9个控制语句，书写形式自由。
P2，表1.1。
（2）运算符丰富。
     C共有34种运算符，如+、－等。
P2，说明。
（3）数据结构丰富。
     C有整型、实型等多种数据结构。
P3，说明。
（4）具有结构化的控制语句。
     C有if…else、while等多种结构化的控制语句。
P3，说明。
（5）语法限制不太严格，程序设计自由度大。
     如对数组下标越界不作检查等。
P3，说明。
（6）C语言可进行位运算。
     这是C区别于其它高级语言的主要特点。
P3，说明。
（7）生成目标代码质量高。
     这也是C的优于其它高级语言之处。
P3，说明。
（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计算机上运行。
P3，说明。
1.3    简单的C程序介绍
P4，例1.1，见ex1-1.c。
程序功能：打印一个字符串，并输出一个换行符。
P4，例1.2，见ex1-2.c。
程序功能：求两个数之和。
P5，例1.3，见ex1-3.c。
程序功能：求两个数的较大者。
分析这三个例子的执行过程。
说明：
4    C程序是由函数组成的。在上面的例子中的函数有：main、printf、scanf和max。其中main是主函数，printf、scanf是库函 数，max是自定义函数。一个C程序一定要有一个主函数。库函数是放在*.h的库函数文件中，只要直接调用就可。自定义函数要由用户先定义后调用。
5    认识一下C函数
C函数定义的一般格式为：
函数类型  函数名（形参类型 形式参数，…）
{
数据声明部分；
函数执行部分；
}
C函数调用的一般格式为：
函数名（实际参数，…）
（3）一个C程序总是从main主函数开始执行的，而不论main函数在程序中的位置如何。主函数可以调用子函数，子函数还可以调用子子函数。因此C程序是层次结构的。
（4）C程序一行可以写多个语句，每个语句以“；”结束。C程序是区分大小写字母的。C程序本身没有输入输出语句，其输入输出是由库函数printf和scanf来完成的。/*…*/是C的注释语句。
1.4    C程序的上机步骤
C程序编写好后，要经过编辑、编译、连接与运行四个步骤，这四个步骤的作用分别是：
编辑：把C语言源程序输入计算机并进行修改存盘，生成*.c的源程序文件。
编译：用C编译程序对*.c的源程序文件进行编译，生成*.obj的二进制文件。
连接：把*.obj的二进制文件与系统标准模块进行连接，生成*.exe的可执行文件。
运行：执行*.exe的可执行文件，输出执行结果。
以上步骤均可在Turbo C的工作平台上进行，启动Turbo C，就可以进行编辑，打命令Ctrl+F9，就可以进行编译、连接和运行，打命令Alt+F5，就可看到执行结果。
举例说明，见ex1-1.c。
1.5    Turbo C常用命令简介
1.    启动和退出
启动：在DOS下打TC，或在Windows下创建快捷命令执行。
退出：Alt+X
2.    程序的编辑
简单编辑：Ins：插入/改写           Backspace：删除前一字符
          Del：删除当前字符       Ctrl+Y：删除一行
块操作：Ctrl+KB、Ctrl+KK：定义块首、尾
        Ctrl+KC、Ctrl+KV、Ctrl+KY：块复制、块移动、块删除
        Ctrl+KH：取消块定义
3.    程序载入与存盘
F3：载入程序                   F6：切换窗口
F2：存盘                       Alt+FN：新建程序
4.    编译和运行
Ctrl+F9：编译连接执行程序       Alt+F5：查看执行结果
Ctrl+F7：添加监视表达式         F7：进入子函数单步执行
F8：越过子函数单步执行         Ctrl+F2：取消单步执行

举例说明，见ex1-1.c。


 
第2章    程序的灵魂-算法
 一个程序应包括两个方面的内容：
3    对数据的描述：即程序中的数据要指定它的类型和组织形式，也称数据结构。
4    对操作的描述：即程序中对要做的事要指明它的操作步骤，也称算法。
算法是程序的灵魂，也就是说，要计算机解决实际中的问题，“怎么解”是程序设计的关键。
2.1    算法的概念
（1）算法的定义
计算机算法：就是要计算机解决问题的操作步骤。
P13，例。
（2）算法的分类
计算机算法可分为两类：数值算法和非数值算法。
P14，例。
2.2    简单算法举例
P14，例2.1。
注意：解决同一问题可有不同的算法，算法有优劣之分。
P15，例2.2。
注意：循环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）有穷性
即经过有限步就能够完成。
P14，例2.1。P15，例2.2。
（2）确定性
即每一步都是确定的。
P14，例2.1。P15，例2.2。
（3）有零个或多个输入
即一个算法必须输入的数据可以是零个或多个。
P14，例2.1。P15，例2.2。
（4）有一个或多个输出
即一个算法可以输出一个或多个数据。
P14，例2.1。P15，例2.2。
（5）有效性
即算法中每一步骤都能有效地执行，并得到确定的结果。
P14，例2.1。P15，例2.2。
2.4    怎样表示一个算法
算法的表示法有多种，叙述如下：
（1）用自然语言表示
即把算法用人们日常使用的语言表示出来。
P14，例2.1。P15，例2.2。
特点：常常具有不确定性，不宜采用。
（2）用流程图表示
即把算法用一些特定的符号和图形表示出来。
P20，例2.6，例2.7。
特点：这是一种较好的表示法，经常采用。
（3）用N-S图表示
即把算法用一些特定的符号和图形表示出来。
P26，例2.11，例2.12。
特点：这也是一种较好的表示法，经常采用。
（4）用伪代码表示
即把算法用一些称为伪代码的文字和符号表示出来。
P29，例2.16，例2.17。
特点：这也是一种较好的表示法，经常采用。
（5）用计算机语言表示
即把算法用某种计算机语言符号表示出来。
P31，例2.20，例2.21。
特点：这当然是一种很好的表示法，可以输入计算机执行。
2.5    结构化程序设计方法
算法有三种基本结构，它们是：
（1）顺序结构：即算法的执行是按顺序一步接着一步的执行。
（2）选择结构：即算法的执行是对某些步骤可有选择的执行。
（3）循环结构：即算法的执行是对某些步骤可有限次的重复执行。
这三种基本结构的流程图见P23，图2.14，图2.15，图2.16，图2.17。用这三种基本结构设计程序称为结构化程序设计。
结构化程序设计的方法指的是：
1    自顶向下
2    逐步细化
3    模块化设计
4    结构化编码
P32，例。


 
第3章    数据类型、运算符与表达式
3.1     C的数据类型
数据是程序的必要组成部分，也是程序处理的对象。C规定，在程序中使用的每一个数据必须属于某一数据类型。
C语言中所有的数据类型见P38。
3.2    常量与变量
在程序运行过程中，值保持不变的量称为常量，值可能发生变化的量称为变量。
3.2.1 常量与符号常量
1. 常量
常量是日常所说的常数、字符、字符串等。
P38，例。
2. 符号常量
用#define定义的用标识符来表示的常量。
格式：#define 常量名 常量
功能：定义一个符号常量
P38，例3.1。
说明：常量名必须是一个标识符。
3.2.2 变量
1. 标识符
标识符是用来表示符号常量、变量、数组、函数、过程、类型及文件的名字的。
标识符的命名规则：
（1）以字母或下划线开头，由字母、数字和下划线组成；
（2）不能与关键字同名，最好不要与库函数名同名；
（3）长度无限定，但不同版本的C编译时有自己的规定；
（4）区分大小写。
P40，例。
2. 变量的声明
格式：类型名 变量名，… ；
功能：声明变量。
说明：（1）变量名必须是一个标识符，变量必须先声明后使用；
（2）变量一旦声明，系统就为它开辟一个相应类型的存储空间；
（3）变量所占用的存储空间的首地址称为该变量的地址。
P40，例。
3. 变量的赋值
格式：变量名=表达式；
功能：把=号右边表达式的值赋给=号左边的变量。
P40，例。
3.3    整型数据
3.3.1 整型常量的表示方法
整型常量常用三种形式表示：
（1）十进制：直接写；
（2）八进制：前加0；
（3）十六进制：前加0X或0x。
P41，例。
3.3.2 整型变量
1. 整型数据在内存中的存放形式
整型数据在内存中采用定点表示。
定点表示有原码、反码、补码之分，一般在机内使用补码。
原码：最高位为符号位，小数点定在最低位之后，数值用二进制表示。
反码：正数的反码与原码一样，负数的反码除符号位外各位取反。
补码：正数的补码与原码一样，负数的补码是反码加1。
例1：整数10的16位定点表示
     因：（10）10=（1010）2
     故：整数10的16位定点表示为
     原码：
0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    1    0    1    0
     反码：
0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    1    0    1    0
     补码：
0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    1    0    1    0
例2：整数-10的16位定点表示
     因：（-10）10=（-1010）2
     故：整数-10的16位定点表示为
     原码：
1    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    1    0    1    0
     反码：
1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    0    1    0    1
     补码：
1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    0    1    1    0
现代计算机一般用补码表示。
2. 整型变量的分类
（1）有三种整型变量
整型：  int
短整型：short [int]
长整型：long [int]
（2）整型变量的分类
每种整型变量都可以是无符号的，无符号前加unsigned，有符号前加signed或省缺，于是可有6类整型变量。
P42，例。
（3）整型变量占用的存储空间及取值范围
P43，表3.1。
3. 整型变量的声明
格式：[unsigned] int|short|long 变量名，…；
功能：声明整型变量。
P44，例，例3.2。
4. 整型数据的溢出
int型的取值范围为-32768~32767（-215~215-1），超出这个范围称为溢出，此时可能输出难以理解的结果。
P44，例，例3.3。
3.3.3 整型常量的类型
整型常量一般按整型数据的取值范围自动划定，但也可强制规定它是什么类型，规则是：
无符号整型后加u或U；
长整型后加l或L。
P45，（1）~（5）
3.4    实型数据
3.4.1 实型常量的表示方法
实型常量常用二种形式表示：
（1）十进制小数形式：直接写，要有小数点，前或后至少要有一个数；
（2）指数形式：用e或E的前后加数据表示，前面是一个小数，后面是一个整数。
P45，例。
3.4.2 实型变量
1. 实型数据在内存中的存放形式
实型数据在内存中采用浮点表示
方法：设总位数为16，高12位为尾数，低4位为阶码。尾数与阶码最高位为符号位，尾数小数点定在最高位之后，阶码小数点定在最低位之后。
例1：实数10.0的16位浮点表示
      因：（10.0）10=（0.1）10×10（2）10=（0.1）2×10（10）2
      故：实数10.0的16位浮点表示为
0    1    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    1    0
例2：实数-10.0的16位浮点表示
      因：（-10.0）10=（-0.1）10×10（2）10=（-0.1）2×10（10）2
      故：实数-10.0的16位浮点表示为
1    1    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    1    0
注意：（1）位数一般实数是32位，表示法类似；
（2）阶码与尾数的位数不同的计算机有不同的规定。
（3）数据进行转化表示时，尾数表示为±0.a…的形式，且a不为0，故表示是唯一的。
（4）以上阶码与尾数是原码表示，实际上应转成补码。
2. 实型变量的分类
（1）有三种实型变量
单精度：  float
双精度：  double
长双精度：long double
（2）占用的存储空间及取值范围
P46，表3.2。
（3）实型变量的声明
格式：float | double |long double 变量名，…；
功能：声明实型变量。
P46，例。
3. 实型数据的舍入误差
由于单精度实型只保留7位有效数据，故实型数据超出7位时会造成舍入误差。
P47，例3.4。
3.4.3 实型常量的类型
实型常量一般按双精度double来处理，但也可强制规定它是什么类型，规则是：
单精度后加f或F；
双精度后加l或L。
P47，例。
3.5    字符型数据
3.5.1 字符常量
（1）一般字符常量
是用单撇号括起来的一个字符。
P48，例。
（2）特殊字符常量
是以反斜扞“\”开头后跟一些字母或数字组成的字符。
P48，表3.3。
P49，例3.5。
3.5.2 字符变量
只有一种类型：char
声明格式：char变量名，…；
字符变量可以用来存放一个字符。
P49，例。
3.5.3 字符数据在内存中的存放形式
字符型数据在计算机内以ASCII码的形式存放，每个字符占用一个字节。
方法：查ASCII码表，最高位填0。
例：字符’a’的存储形式
      因：（a）字符=（97）10进ASCII码=（1100001）2进ASCII码
      故：字符’a’的存储形式为
0    1    1    0    0    0    0    1
P50，例3.6，例3.7。
注意：一般字符的ASCII码值范围为0~127，无符号字符的ASCII码值范围为0~255。
3.5.4 字符串常量
（1）字符串常量
是用双撇号括起来的若干个字符。
P52，例。
（2）字符串常量的存储
字符串常量的存储是每个字符占用一个字节，尾部再加一个\0作为结束符。于是长度为n的字符串占用n+1个字节的存储空间。
P52，例。
3.6    变量赋初值
格式：类型名 变量名=常量表达式，… ；
功能：声明变量并赋初值。
P53，例。
3.7    各类数值型数据间的混合运算
各类数值型数据间的混合运算时会自动进行转换。
规则：（1）char，short型转为int型；
     （2）float型转为double型；
     （3）不同类型由低向高转换，即int →unsigned →long →double
P54，图3.10。
P54，例。
3.8    算术运算符与算术表达式
3.8.1 C的运算符简介
C语言的运算符有13类，P55。
学习运算符注意如下几点：
（1）运算符的功能：如+号运算的意义。
（2）与运算量的关系：如单目、双目，运算量的类型等。
（3）运算的优先级：如先* /后+－。
（4）结合方向：如算术运算从左到右，赋值从右到左。
（5）结果的类型：如两个整型数相加还是整型数。
3.8.2 算术运算符和算术表达式
1. 基本的算术运算符
基本的算术运算符有：+、－、*、/、%
P55，例。
注意：（1）+、－可作单目运算符，也可作双目运算符。
     （2）/ 运算对整形是封闭的，如5/3的值是1。
2. 算术运算符的优先级和结合方向
（1）优先级：①单目+、－②*、/、%③双目+、－
（2）结合方向：从左到右
P55，例。
3. 强制类型转换运算符
格式：（类型标识符）表达式
功能：把表达式强制为类型标识符指定的类型。
优先级：与单目+－相同。
注意：（1）强制转换是一种单目运算；
（2）被强制转换变量本身并未转换。
P56，例，例3.8。
4. 自增、自减运算符
（1）运算符：+ +、－－
（2）优先级：与单目+、－相同。
（3）结合方向：从右到左
P57，例。
注意：（1）自增与自减运算符只能用于变量；
（2）前+ +、－－：先增值后引用；
后+ +、－－：先引用后增值。
5. 有关表达式使用中的问题说明
表达式是把常量、变量、函数用各种运算符连接起来的合法的式子。C中的表达式简练、高效，但有时会出现岐义性，使得程序理解有一定的困难，不同版本的C对表达式的解释也有所不同。
P58，（1）~（3）
3.9    赋值运算符和赋值表达式
1. 赋值运算符
（1）运算符：=
（2）优先级：仅高于逗号“，”运算，低于其它运算。
（3）结合方向：从右到左
P59，例。
2. 类型转换
当赋值运算两边的类型不一致，且都是数值类型或字符型时，会自动发生类型转换，转换以左边变量的类型为准。
转换规则：
（1）实型赋给整型：舍去小数。
（2）整型赋给实型：值不变。
（3）双精度赋给单精度：取其前7位有效数字，反之值不变。P59,例。
（4）字符型赋给整型：低8位照搬，高8位视符号位补0或1。P60,例。
（5）整型赋给字符型：低8位照搬，高8位丢失。P60,例。
（6）整型赋给长整型：值不变，反之低16位照搬。P60,例。
（7）无符号型赋给有符号型：长度相同时最高位变为符号位，长度不同时高位补0或截去高位。P61,例。
（8）有符号型赋给无符号型：长度相同时最高位失去符号位，长度不同时高位补0或截去高位。P61,例。
P61，例3.9。
3. 复合的赋值运算
（1）运算符：+=、－=、*=、/=、%= 等
（2）优先级：与赋值运算“=”相同；
（3）结合方向：从右到左。
P62，例。
4. 赋值表达式
由赋值语句购成的表达式称为赋值表达式，这种表达式还可以嵌套，从右到左逐一进行赋值运算，表达式的值是最后一次赋值的值。
P63，例。
注意：（1）结合方向是从右到左的；
     （2）复合的赋值运算也可购成赋值表达式；
     （3）赋值表达式可出现在输出的语句中。
3.10    逗号运算符和逗号表达式
1. 逗号运算符
（1）运算符： ，
（2）优先级：最低；
（3）结合方向：从左到右。
P63，例。
2. 逗号表达式
格式：表达式1，表达式2，… ，表达式n
求解过程：从左到右逐一求表达式的值，整个表达式的值为最后一个表达式的值。
P64，例。