资源描述
第1早导白在本书的开篇,我们首先概要地介绍C语言,主要是通过实际的程序用入C语言的基本元素,至于 其中的具体细节、规则以及些例外情况，在此暂时不多做讨论。因此，本章不准备完整、详细地讨论 C语言中的些技术(当然，这里所举的所有例子都是正确的)。我们是希望读者能尽快地编写出有用 的程序,为此，本章将重点介绍些基本概念,比如变量与常量、算术运算、控制流、函数、基本输入/ 输出等。而对于编写较大型程序所涉及到的些重要特性，比如指针、结构、C语言中十分丰富的运算 符集合、部分控制流语句以及标准库等，本章将暂不做讨论。这种讲解方式也有缺点。应当提请注意的是,在本章的内容中无法找到任何特定语言特性的完整说 明,并且,由于比较简略,可能会使读者产生一些误解;再者，由于所举的例子并没有用到c语言的所 有强大功能,因此，这些例子也许并不简洁、精炼。虽然我们已经尽力将这些问题的影响降到最低，但 问题肯定还是存在。另个不足之处在于,本章所讲的某 些内容在后续相关章节还必须再次讲述。我们 希望这种重复给读者带来的帮助效果远远超过它的负面影响。无论是利还是弊,个经验丰富的程序员应该可以从本章介绍的内容中推知他们自己进行程序设计 所需要的一些基本元素。初学者应编写些类似的小程序作为本章内容的补充练习。无论是经验丰富的 程序员还是初学者，都可以把本章作为后续各章详细讲解的内容的框 架。1.1. 入门学习门新程序设计语言的惟一途径就是使用它编写程序。对于所有语言的初学者来说,编写的笫 个程序几乎都是相同的，即:请打印出下列内容hello, world尽管这个练习很简单，但对于初学语言的人来说,它仍然可能成为一大障碍，因为要实现这个目的, 我们首先必须编写程序文本,然后成功地运行编译，并加载、运行,最后输出到某个地方。掌握了这些 操作细节以后,其它事情就比较容易了。在C语言中,我们可以用下列程序打印出hello, world：include main ()(printfl hello, woridn);如何运行这个程序取决于所使用的系统。这里举一个籽殊的例子。在UNIX操作系统中，首先必须 在某个文件中建立这个源程序,并以“ .c”作为文件的扩展名,例如hello. c,然后再通过下列命令 进行编译,cc hello.c如果源程序没有什么错误(例如漏掉字符或拼错字符),编译过程将顺利进行，井生成一个可执行文件 a. out。然后,我们输入:a. out即可运行a. out,打印出下列信息：hello, world 在其它操作系统中,编译、加载、运行等规则会有所不同。tinclude 包含标准库的信息mainO定义名为main的函数,它不接受参数值(main函数的语句都被括在花括号中printf (*hello, worldn*);main函数调用库函数printf以显示字符序列:)n代表换行符 第一个C语言程序下面对程序本身做些说明。个C语言程序,无论其大小如何,都是由函数和变量组成的。函数 中包含一些语句,以指定所要执行的计算操作;变量则用于存储计算过程中使用的值。c语言中的函数 类似于Fortran语言中的子程序和函数，与Pascal语言中的过程和函数也很类似。在本例中，函数 的名字为main。通常情况下,函数的命名没有限制，但main是个特殊的函数名每个程序都从 main函数的起点开始执行，这意味着每个程序都必须在某个位置包含一个main函数。main函数通常会调用其它函数来帮助完成某些工作，被调用的函数可以是程序设计人员自己编写 的，也可以来自于函数库。上述程序段中的第一行语句include 用于告诉编译器在本程序中包含标准输入/输出库的信息。许多c语言源程序的开始处都包含这一行语 句。我们将在第7章和附录B中对标准库进行详细介绍。函数之间进行数据交换的种方法是调用函数向被调用函数提供个值(称为参数)列表。函数 名后面的对圆括号將参数列表括起来。在本例中，main函数不需要任何参数，因此用空参数表 表示。函数中的语句用对花括号括起来。本例中的main函数仅包含下面一条语句:printf(*hello, worldn*);调用函数时,只需要使用函数名加上用圆括号括起来的参数表即可。上面这条语句将hello, worldn作为参数调用printf函数。printf是个用于打印输出的库函数，在此处，它打印双引 号中间的字符串。用双引号括起来的字符序列称为字符串或字符串常量，如hell。,worldn就是个字符串。目 前我们仅使用字符串作为printf及其它函数的参数。在C语言中,字符序列、 卩表示换行符，在打印中遇到它时,输出打印将换行,从下一行的左端行 首开始。如果去掉字符串中的n (这是个值得一做的练习),即使输出打印完成后也不会换行。在printf 函数的参数中，只能用n表示换行符。如果用程序的换行代替、 卩,例如:printf(hello, world )；C编译器将会产生一条错误信息。printf函数永远不会自动换行，这样我们可以多次调用该函数以分阶段得到个长的输出行。上 面给出的第一个程序也可以改写成下列形式,ttinclude main()printf(hello,);printf(world);printf(n);这段程序与前面的程序的输出相同。请注意,n只代表个字符。类似n的转义字符序列为表示无法输入的字符或不可见字符提供 了一种通用的可扩充的机制。除此之外,C语言提供的转义字符序列还包括:t表示制表符;b表示回 退符:”表示双引号;表示反斜杠符本身。2. 3节将给出转义字符序列的完整列表。练习1T在你自己的系统中运行“ hello, world”程序。再有意去掉程序中的部分内容,看看 会得到什么出错信息。练习1-2做个实验,当printf函数的参数字符串中包含c (其中c是上面的转义字符序列中未 曾列出的某个字符)时,观察一下会出现什么情况。1. 2.变量与算术表达式我们来看个程序，使用公式。C=(5/9) (0 F-32)打印列华氏温度与摄氏温度对照表:1-1720-640460158026100371204814060160711808220093220104240115260126280137300148此程序中仍然只包括一个名为main的函数定义。它比前面打印“ hello, world”的程序长些,但并不复杂。这个程序中引入了一些新的概念,包括注释、声明、变量、算术表达式、循环 以及格式化输出。该程序如下所示:include / 当 fahr二, 2Of . , 300 时,分另lj打印华氏温度与摄氏温度对照表/main ()(int fahr, Celsius; int lower,upper, step;lower = 0；/温度表的下限/ /*upper = 3 0 0温度表的上限/ /步长step =20；*/fahr = lower;while (fahr = upper) Celsius = 5* (fahr-3 2) / 9;printf(%dt%dn”, fahr, Celsius); fahr = fahr + step;其中的两行:/当fahr=O, 20 300时,分另lj打印华氏温度与摄氏温度对照表/称为注释,此处,它简单地解释,该程序是做什么用的。包含在/与/之间的字符序列将被编译器忽 略。注释可以自由地运用在程序中，使得程序更易于理解。程序中允许出现空格、制表符或换行符之 处,都可以使用注释。在C语言中，所有变量都必须先声明后使用。声明通常放在函数起始处,在任何可执行语句之 前。声明用于说明变量的属性，它由一个类型名和一个变量表组成，例如,int fahr, Celsius; int lower, upper, step其中,类型int表示其后所列变量为整数,与之相对应的，float表示所列变量为浮点数（即,可以 带有小数部分的数）。int与float类型的取值范围取决于具体的机器。对于int类型，通常为!6 位，其取值范围在3276832767之间,也冇用32位表示的int类型。float类 型通常是32位, 它至少有6位有效数字，取值范围一般在10 10之间。除int与float类型之外，C语高还提供了其它些基本数据类型,例如,char 變符个字节short短整型long长整型double双精度浮点型 这些数据类型对象的大小也取决于具体的机器。另外，还存在这些基本数据类型的数组、结构、联合, 指向这些类型的指针以及返回这些类型值的函教。我们将在后续相应的章节中分别介绍。在上面的温度转换程序中，最开始执行的计算是列4个赋值语句：lower = 0; upper =300; step =20; fahr = lower;它们为变量设置初值。各条语句均以分号结束。温度转换表中的各行计算方式相同,因此可以用循环语句重复输出各行。这是while循环语句的 用途.while (fahr = upper) while循环语句的执行方式是这样的:首先测试圆括号中的条件;如果条件为真(fahrupper)时，循环结束，并继续执行跟在whi le循环 语句之后的下一条语句。在本程序中，循环语句后没有其它语句，因此整个程序的执行终止。while语句的循环体可以是用花括号括起来的一条或多条语句(如上面的温度转换程序),也可 以是不用花括号包括的单条语句，例如,while (i j) i = 2 * i ;在这两种情况下，我们总是把由while控制的语句缩进个制表位，这样就可以很容易地看出循环语 句中包含哪些语句。这种缩进方式突出了程序的逻辑结构。尽管C编译器并不关心程序的外观形式, 但正确的缩进以及保留适当空格的程序设计风格对程序的易读性非常重要。我们建议每行只书写一条 语句,并在运算符两边各加上一个空格字符，这样可以使得运算的结合关系更清楚明了。相比而言， 花括号的位置就不那么重要了。我们从比较流行的些风格中选择了一种，读者可以选择适合自己的 种风格,并养成一直使用这种风格的好习惯。在该程序中，绝大部分工作都是在循环体中完成的。循环体中的赋值语句Celsius = 5 * (fahr-32) / 9:用于计算与指定华氏温度相对应的摄氏温度值,并将结果赋值给变量celsius。在该语句中，之所以 把表达式写成先乘5然后再除以9而不是宜接写成5/9,其原因是在C语言及许多其它语言中,整数 除法操作将执行舍位，结果中的任何小数部分都会被舍弃。由于5和9都是整数,5 / 9相除后经截 取所得的结果为,因此这样求得的所有摄氏温度都将为0。从该例了中也可以看出printf函数的些功能。printf是个通用输出格式化函数,第7章 将对此做详细介绍。该函数的第一个参数是待打印的字符串，其中的每个百分号()表示其它的参 数(第二个、第三个参数)之一进行替换的位置,并指定打印格式。例如，%d指定一个整型参数,因此语句printf( %dt%dn*, fahr, Celsius);用于打印两个整数fahr与Celsius的值,并在两者之间留一个制表符的空间(t)。printf函数的第一个参数中的各个分别对应于第二个、第三个参数，它们在数I!和类型都必须匹配，否则将出现错误的结果。顺便指出,printf函数并不是C语言本身的一部分,C语言本身并没有定义输入/输出功能。 printf仅仅是标准库函数中一个有用的函数而已，这些标准序函数在C语言程序中通常都可以使用。 但是，ANS!标准定义了 printf函数的行为,因此,对每个符合该标准的编译器和库来说，该函数 的属性都是相同的。为了将重点放到讲述C语言本身上,我们在第7章之前的各章中将不再对输入/输出做更多的介 绍,并且，特别將格式化输入推后到第7章讲解。如果读者想了解数据输入，可以先阅读7. 4节中对 scanf函数的讨论部分，scanf函数类似于printf函数，但它用于读输入数据而不是写输出数据。上述的温度转换程序存在两个问题。比较简单的问题是,由于输出的数不是右对齐的,所以输出 的结果不是很美观。这个问题比较容易解决:如果在printf语句的第一个参数的%d中指明打印宽度, 则打印的数字会在打印区域内右对齐。例如，可以用语句printf (* %3d %6dn”, fahr, Celsius);打印fahr与Celsius的值,这样，fahr的值占3个数字宽，Celsius的值占6个数字宽，输出的 结果如下所示,0-17 20 -6 404601580 26 10037另个较为严重的问题是，由于我们使用的是整型算术运算,因此经计算得到的摄氏温度值不太 精确,例如，与0T对应的精确的摄氏温度应该为17. 8 C,而不是17 Co为了得到更精确的结果, 应该用浮点算术运算代替上面的整型算术运算。这就需要对程序做适当修改。而是该程序的又一种 版本include /* print Fahrenheit-Celsius tablefor main ()fahr =0, 20,., 300; floating-pointversionfloatfahr,Celsius;floatlower,upper, steplower二0；/* lower limit of temperatuirescaleupper=300;/* upper 1imit */step =fahr =20;=lower/* step size */while(fahr=upper) Celsius 二=(5.0/9.0) * (fahr-32.0); printf(%3.Of %6.lfn”, fahr,Celsius);fahr =fahr + step;这个程序与前个程序基本相同，不同的是,它把fahr与Celsius声明为float类型，转换公 式的表述方式也更自然些。在前个程序中,之所以不能使用5 / 9的形式,是因为按整型除法的计算规则,它们相除并舍位后得到的结果为。但是,常数中的小数点表明 该常数是个浮点数,因此,5.0/ 9.0是两个浮点数相除,结果将不被舍位。如果某个算术运算符的所冇操作数均为整型，则执行整型运算。但是,如果某个算术运算符有一 个浮点型操作数和一个整型操作数，则在开始运算之前整型操作数將会被转换为浮点型。例如，在表 达式fahr - 32中,32在运算过程中将被自动转换为浮点数再参与运算。不过，即使浮点常量取的 是整型值，在书写时最好还是为它加上一个显式的小数点，这样可以强调其浮点性质，便于阅读。第2章将详细介绍把整型数转换为浮点型数的规则。在这里需要注意，赋值语句fahr = lower;与条件测试语句while （fahr = upper）也都是按照这种方式执行的,即在运算之前先把int类型的操作数转换为float类型的操作 数。printf中的转换说明3. Of表明待打印的浮点数（即fahr）至少占3个字符宽，且不带小数点 和小数部分;6. If表明另个待打印的数（Celsius）至少占6个字符宽，且小数点后面有1位数 字。其输岀如下所示:0-17.820 -6. 7 404. 4格式说明可以省略宽度与精度，例如，6f表示待打印的浮点数至少有6个字符宽;.2f指定 待打印的浮点数的小数点后有两位小数,但寛度没有限制;%f则仅仅要求按照浮点数打印该数。%d按照十进制整型数打印%6d按照十进制整型数打印，至少6个字符宽%f按照浮点数打印%6f按照浮点数打印,至少6个字符宽%.2f按照浮点数打印,小数点后有两位小数%6.2f按照浮点数打印,至少6个字符宽，小数点后有两位小数此外,printf函数还支持下列格式说明:%。表示八进制数;%x表示十六进制数;%c表不字 符;%s表不字符串;%表不百分号（）本身。练习1-3修改温度转换程序,使之能在转换表的顶部打印个标题。练习1-4编写个程序打印摄氏温度转换为相应华氏温度的转换表。1.3. for 语句对于某个特定任务我们可以采用多种方法来编写程序。下面这段代码也可以实现前面的温度转换 程序的功能:/ 打印华氏温度摄氏温度对照表/ main （）（int fahr;for （fahr = 0; fahr =3 0 0; fahr = fahr + 20） printf（%3d %6. lfn*, fahr, （5. 0/9. 0）* （fahr-32）;这个程序与上节中介绍的程序执行结果相同,但程序本身却有所不同。最主要的改进在于它去掉了大 部分变量,而只使用了一个int类型的变量fahr。在新引入的for语句中,温度的下限、上限和步 长都是常量，而计算摄氏温度的表达式现在变成了 printf函数的第三个参数，它不再是个单独的 赋值语句。以上几点改进中的最后一点是C语言中一个通用规则的实例,在允许使用某种类型变量值的任何 场合，都可以使用该类型的更复杂的表达式。因为printf函数的第三个参数必须是与6. If匹配的 浮点值,所以可以在此处使用任何浮点表达式。for语句是一种循环语句，它是对whi 1 e语句的推广。如果将for语句与前面介绍的whi le语句 比较，就会发现for语句的操作更直观些。圆括号中共包含3个部分，各部分之间用分号隔开。第 一部分fahr = 0是初始化部分，仅在进入循环前执行一次。第二部分fahr=300是控制循环的测试或条件部分。循环控制将对该条件求值,如果结果值为真（true）,则执行循环体 （本例中的循环体仅包含个printf函数调用语句）。此后将执行第三部分fahr = fahr +20以将循环变量fahr增加一个步长,并再次对条件求值。如果计算得到的条件值为假（faise）,循环将 终止执行。与while语句样,for循环语句的循环体可以只有一条语句,也可以是用花括号括起来 的组语句。初始化部分（第一部分）、条件部分（第二部分）与增加步长部分（第三部分）都可以是 任何表达式。在实际编程过程中,可以选择while与for中的任意种循环语句,主要要看使用哪种更淸晰。 for语句比较适合初始化和增加步长都是单条语句并且逻辑相关的情形，因为它将循环控制语句集中 放在一起，且比while语句更紧凑。练习1-5修改温度转换程序，要求以逆序（即按照从300度到度的顺序）打印温度转换表。1.4. 符号常量在结束讨论温度转换程序前,我们再来看一下符号常量。在程序中使用300、20等类似的“幻数” 并不是一个好习惯，它们几乎无法向以后阅读该程序的人提供什么信息，而且使程序的修改变得更加 困难。处理这种幻数的种方法是赋予它们有意义的名字。#define指令可以把符号名（或称为符号 常量）定义为个特定的字符串:#define名字替换文本在该定义之后,程序中出现的所有在#46上1卩6中定义的名字（既没有用引号引起来，也不是其它 名字的一部分）都将用相应的替换文本替换。其中,名字与普通变量名的形式相同:它们都是以字母 打头的字母和数字序列：替换文本可以是任何字符序列,而不仅限于数字。#inc1ude ttdefine LOWER 0define UPPER 300#define STEP 2 0/*lower limit of table */* upper limit */* stepsize */* print Fahrenheit-Celsius table */ main() (int fahr;for (fahr = LOWER; fahr = UPPER; fahr = fahr + STEP) printf (43d %6. lfn”, fahr, (5.0/9. 0)* (fahr-32);其中,LOWER. UPPER与STEP都是符号常量,而非变量,因此不需要出现在声明中。符号常量名通常 用大写字母拼写,这样可以很容易与用小写字母拼写的变量名相区别。注意,#define指令行的末尾 没有分号。1.5. 字符输入/输出接下来我们看组与字符型数据处理有关的程序。读者将会发现,许多程序只不过是这 里所讨论 的程序原型的扩充版本而已。标准库提供的输入/输出模型非常简单。无论文本从何处输入,输出到何处,其输入/输出都是按 照字符流的方式处理。文本流是由多行字符构成的字符序列,而每行字符则由个或多个字符组成, 行末是个换行符。标准库负责使每个输入/输出流都能够遵守这一模型。使用标准库的c语言程序员 不必关心在程序之外这些行是如何表示的。标准库提供了一次读/写个字符的函数,其中最简单的是getchar和putchar两个函数。每次 调用时,getchar函数从文本流中读入下个输入字符，并将其作为结果值返回。也就是说，在执行 语句c = getchar()之后,变量c中将包含输入流中的下个字符。这种字符通常是通过键盘输入的。关于从文件输入字 符的方法,我们将在第7章中讨论。每次调用putchar函数时将打印个字符。例如，语句putchar()将把整型变量c的内容以字符的形式打印出来,通常是显不在屏幕I二。putchar与printf这两个函 数可以交替调用，输出的次序与调用的次序一致。借助于getchar与putchar函数，可以在不了解其它输入/输岀知识的情况下编写出数量惊人的 有用的代码。最简单的例子就是把输入一次一个字符地复制到输出，其基本思想如下:读个字符while (该字符不是文件结束指示符)输出刚读入的字符读下个字符将上述基本思想转换为C语言程序为:include /* copy input to output; 1st version */ main()c = getchar(); while (c != EOF) putchar(c); c = getchar ();其中,关系运算符!=表示“不等于”。字符在键盘、屏幕或其它的任何地方无论以什么形式表现,它在机器内部都是以位模式存储的。 char类型专门用于存储这种字符型数据,当然任何整型(int)也可以用于存储字符型数据。因为某 些潜在的重要原因，我们在此使用int类型。这里需要解决如何区分文件中有效数据与输入结束符的问题。C语言采取的解决方法是:在没有 输入时,getchar函数将返回一个特殊值，这个特殊值与任何实际字符都不同。这个值称为EOF (end of file,文件结束)。我们在声明变量c的时候，必须让它大到足以存放getchar函数返回的任何 值。这里之所以不把c声明成char类型,是因为它必须足够大,除了能存储任何可能的字符外还要 能存储文件结束符EOF。因此,我们将c声明成int类型。EOF定义在头文件stdio.h*,是个整型数，其具体数值是什么并不重要，只要它与任何char 类型的值都不相同即可。这里使用符号常量，可以确保程序不需要依赖于其对应的任何特定的数值。对于经验比较丰富的C语言程序员,可以把这个字符复制程序编写得更精炼一些。在。语言中, 类似于c = getchar()之类的赋值操作是一个表达式，并且具有一个值,即赋值后左边变量保存的值。也就是说,赋值可以 作为更大的表达式的一部分出现。如果将为c赋值的操作放在while循环语句的测试部分中，上述字 符复制程序便可以改写成下列形式,/* copy input to output; 2nd version */ main(),int c;while (c = getchar() != EOF) putchar(c);在该程序中，while循环语句首先读个字符并将其赋值给c然后测试该字符是否为文件结束标志。 如果该字符不是文件结束标志，则执行while语句体,并打印该字符。随后重复执行while语句。当 到达输入的结尾位置时,while循环语句终止执行，从而整个main函数执行结束。以上这段程序将输入集中化,getchar函数在程序中只出现了一次,这样就缩短了程序，整个程 序看起来更紧凑。习惯这种风格后,读者就会发现按照这种方式编写的程序更易阅读。我们经常会看 到这种风格。(不过,如果我们过多地使用这种类型的复杂语句,编写的程序可能会很难理解，应尽 量避免这种情况。)对while语句的条件部分来说，赋值表达式两边的圆括号不能省略。不等于运算符!=的优先级 比赋值运算符=的优先级要髙,这样，在不使用圆括号的情况下关系测试!=将在赋值=操作之前执行。 因此语句c = getchar() != EOF等价于语句c = (getchar() != EOF)该语句执行后,c的值将被置为0或1 (取决于调用getchar函数时是否碰到文件结束标志),这并不 是我们所希望的结果(更详细的内容,请参见第2章的相关部分)。练习1-6验证表达式getchar () ! = EOF的值是还是1。练习1-7编写个打印EOF值的程序。1. 5. 2.字符计数下列程序用于对字符进行计数，它与上面的复制程序类似。0include /* count characters in input; 1st version */ main()(long nc;while (getchar() != EOF) +nc;printf(*%ldn*, nc);其中,语句+nc;引入了一个新的运算符+,其功能是执行加1操作。可以用语句nc = nc + 1代替它,但 语句+nc 更精炼些，且通常效率也更髙。与该运算符相应的是自减运算符。+与一这两个运算符既可以作 为前缀运算符(如+nc),也可以作为后缀运算符(如nc+)。我们在第2章中将看到，这两种形式 在表达式中具有不同的值，但+nc与nc+都使nc的值增加!.目前，我们只使用前缀形式。该字符计数程序使用long类型的变量存放计数值,而没有使用int类型的变量。long整型数(长 整型)至少要占用32位存储单元。在某些机器上int与!ong类型的长度相同,但在些机器上, int类型的值可能只有16位存储单元的长度(最大值为32767),这样，相当小的输入都可能使int 类型的计数变量溢出。转换说明Id告诉printf函数其对应的参 数是long整型。使用double (双精度浮点数)类型可以处理更大的数字。我们在这里不使用while循环语句, 面用for循环语句来展示编写此循环的另种方法,include /* count characters in input; 2nd version */ main()double nc;for (nc = 0; gechar () != EOF; +nc)printf(虬 Ofn”, nc);对于float与double类型。printf函数都使用%f进行说明。%. Of强制不打印小数点和小数部分, 因此小数部分的位数为。在该程序段中，for循环语句的循环体是空的，这是因为所有工作都在测试(条件)部分与增加 步长部分完成了。但C语言的语法规则要求for循环语句必须有一个循环体，因此用单独的分号代替。 单独的分号称为空语句，它正好能满足for语句的这要求。把它单独放在一行是为了更加醒目。在结束讨论字符计数程序之前，我们考虑以下情况,如果输入中不包含字符，那么,在第一次调 用getchar函数的叫候，while语句或for语句中的条件测试从开始就为假，程序的执行结果将 为0,这也是正确的结果。这一点很重要。while语句与for语句的优点之一就是在执行循环体之前 就对条件进行测试,如果条件不满足,则不执行循环体,这就可能出现循环体一次都不执行的情况。在出现长度的输入时，程序的处理应该灵活些，在出现边界条件时,while语句与for语句有助 于确保程序执行合理的操作。1. 5. 3.行计数接下来的这个程序用于统计输入中的行数。我们在上面提到过,标准库保证输入文本流以行序列 的形式出现，每一行均以换行符结束。因此，统计行数等价于统计换行符的个数。/* count lines in input */ main () (int c, nl; nl = 0;while (c = getcharO) != EOF) if (c=,n) +nl; printf(%dn, nl);在该程序中,while循环语句的循环体是个if语句,它控制自増语句+nl。if语句先测试圆 括号中的条件,如果该条件为真，则执行其后的语句(或括在花括号中的组语句)。这里再次用缩 进方式表明语句之间的控制关系。双等于号=是C语言中表示“等于关系的运算符(类似于Pascal中的单等于号=及Fortran中 的.EQ.)。由于C语言将单等于号=作为赋值运算符,因此使用双等于号=表示相等的逻辑关系，以示 区分。这里提醒注意,在表示“等于逻辑关系的时候(应该用=),C语言初学者有时会错误地写成 单等于号在第2章我们将看到,即使这样误用了,其结果通常仍然是合法的表达式,因此系统不 会给出警告信息。单引号中的字符表示一个整型值，该值等于此字符在机器字符集中对应的数值,我们称之为字符 常量。但是，它只不过是小的整型数的另种写法而已。例如，是一个字符常量;在ASCII字符集 中其值为65 (即字符A的内部表示值为65)。当然,用A要比用65好,因为。A的意义更清楚， 且与特定的字符集无关。字符串常量中使用的转义字符序列也是合法的字符常量,比如，、代表换行符的值,在ASCII 字符集中其值为10。我们应当注意到，n是单个字符,在表达式中它不过是个整型数而已;而 n”是个仅包含一个字符的字符串常量。有关字符串与字符之间的关系,我们将在第2章进步讨 论。练习1-8编写个统计空格、制表符与换行符个数的程序。练习1 -9编写一个将输入复制到输出的程序,并将其中连续的多个空格用一个空格代 替。练习1-10编写个将输入复制到输出的程序，并将其中的制表符替换为t,把回退符替换为b, 把反斜杠替按为。这样可以将制表符和回退符以可见的方式显示出来。1. 5. 4.单词计数我们将介绍的笫4个实用程序用于统计行数、单词数与字符数。这里对单词的定义比较宽松，它 是任何其中不包含空格、制表符或换行符的字符序列。下面这段程序是UNIX系统中wc程序的骨干部 分:#include #define IN 1 /* inside a word */ #define OUT0 /* outside a word */* count 1ines, words, and characters in input / main()int c, nl, nw, nc, state;state = OUT;nl = nw = nc =0;while (c = getchar() != EOF) +nc;if (c = n)+nl;if (c = *| c = n* I I c=t) state = OUT;else if (state = OUT) state = IN;+nw;printf (飞d %d %dn”, nl, nw, nc);)程序执行时,每当遇到单词的第一个字符,它就作为一个新单词加以统计。state变量记录程序 当前是否正位于个单词之中，它的初值是“不在单词中”，即初值被赋为OUT。我们在这里使用了 符号常量1N与OUT,而没冇使用其对应的数值1与0,这样程序更易读。在较小的程序中，这种做法 也许看不出有什么优势,但在较大的程序中，如果从一开始就这样做，因此而增加的一点工作量与提 高程序可读性带来的好处相比是值得的。读者也会发现,如果程序中的幻数都以符号常量的形式出现, 对程序进行大量修改就会相对容易得多。下列语句nl = nw = nc =0;将把其中的3个变量nl, nw与nc都设置为。这种用法很常见，但要注意这样个事实:在兼有值 与赋值两种功能的表达式中,赋值结合次序是由右至左。所以上面这条语句等同于nl = (nw = (nc = 0);运算符丨丨代表OR (逻辑或)，所以下列语句if (c = | | c=，、 I I c = )的意义是“如果。是空格，或c是换行符,或c是制表符”(前面讲过,转义字符序列t是制表符 的可见表示形式)。相应地,运算符&代表AND (逻辑与)，它仅比丨丨高个优先级。由&或丨丨连接 的表达式由左至右求值，并保证在求值过程屮只要能够判断最终的结果为貞.或假，求值就立即终止。 如果c是空格，则没有必要再测试它是否为换行符或制表符,这样就不必执行后面两个测试。在这里， 这一点并不特别重要，但在某些更复杂的情况下这样做就有必要了,不久我们将会看到这种例子。这段程序中还包括个else部分,它指定当if语句中的条件部分为假时所要执行的动作.其 般形式为:if (表述式)语句1else语句2其中,if-else中的两条语句有且仅有一条语句被执行。如果表达式的值为真,则执行语句1, 否则执行语句2。这两条语句都既可以是单条语句,也可以是括在花括号内的语句序歹。在单词计数 程序中，else之后的语句仍是个if语句,该if语句控制了包含在花括号内的两条语句。练习!-1I你准备如何测试单词计数程序?如果程序中存在某种错误，那么什么样的输入最可能 发现这类错误呢练习!-12编写一个程序,以每行一个单词的形式打印其输入。1.6. 数组在这部分内容中,我们来编写个程序，以统计各个数字、空白符(包括空格符、制表符及换行 符)以及所有其它字符出现的次数。这个程序的实用意义并不大,但我们可以通过该程序讨论C语言 多方面的问题。所有的输入字符可以分成12类,因此可以用一个数组存放各个数字出现的次数,这样比使用10 个独立的变量更方便。下面是该程序的种版本:#include /* count digits, white space, others */ main()(int c, i, nwhite, nother; intndigit10;nwhite = nother = 0; for (i= 0; i = & c = 9)+ndigitc-0; else if (c | | c = nI I c = t)+nwhite;else+nother;printf(digits =); for (i= 0; i = &c = = 0 & c = 9)+ndigitc-0; else if (c = | | c = n i Ic = t)+nwhite;else+nother;程序中经常使用下列方式表示多路判定:if （条件D语句1else if （条件 1）语句2else语句n在这种方式中,各条件从前往后依次求值,直到满足某个条件,然后执行对应的语句部分。这部分语 句执行完成后，整个语句体执行结束（其中的任何语句都可以是括在花括号中的若干条语句）。如果 所有条件都不满足,则执行位于最后个else之后的语句（如果有的话）。类似于前面的单词计数 程序，如果没有最后一个else及对应的语句，该语句体将不执行任何动作。在第一个if与最后一个 else之间可以有0个或多个列形式的语句序列:就程序设计风格而言，我们建议读者采用上面所示的缩进格式以体现该结构的层次关系,否则， 如果每个if都比前个else向里缩进些距圏，那么较长的判定序列就可能超出页面的右边界。第3章将讨论的switch语句提供了编写多路分支程序的另种方式，它特别适合于判定某个整 型或字符表达式是否与一个常量集合中的某个元素相匹配的情况。我们将在3. 4节给 出用switch语句编写的该程序的另个版本，与此进行比较。练习!-13编写个程序,打印输入中单词长度的直方图。水平方向的直方图比较容易绘制,垂 直方向的有方图则要困难些。练习!-14编写一个程序，打印输入中各个字符出现频度的直方图。1. 7.函数C语言中的函数等价于Fortran语言中的子程序或函数，也等价于Pascal语言中的过程或函数。 函数为计算的封装提供了一种简便的方法，此后使用函数时不需要考虑它是如何实现的。使用设计正 确的函数,程序员无需考虑功能是如何实现的，而只需知道它具有哪些功能就够了。在（:语言中可以 简单、方便、髙效地使用函数。我们经常会看到在定义后仅调用了 一次的短函数，这样做可以使代码 段更清晰易读。到F）前为止,我们所使用的函数（如printf、getchar和putchar等）都是函数库中提供的函 数。现在，让我们自己动手来编写些函数。C语言没冇像Fortran语言样提供类似于的求裏运 算符，我们现在通过编写个求器的函数power （m, n）来说明函数定义的方法。power （m, n）函数 用计算整数m的n次裏，其中n是正整数。对函数调用power （2, 5）来说，其结果值为32。该函 数并非个实用的求索函数，它只能处理较小的整数的正整数次恭,但这对于说明问题已足够了。（标 准库中提供了一个计算X的函数pow（x, y）.）卜,面是函数power （m, n）的定义及调用它的主程序,这样我们可以看到个完整的程序结构。#include int power(int m, int n);/* test power function */ main ()int i;for (i = 0 ; i = 0*/ int power (intbase, int n)(int i, p; p = 1；for (i = 1; i = 0*/*(old-style version) */power(base, n) int base, n;(int i, p： p =1;for (i = 1; i = n; +i) p = p * base; return p;其中,参数名在阿括号内指定,参数类型在左花括号之前声明。如果没有声明某个参数的类型,则默认 为int类型。函数体与ANSIC中形式相同。在C语言的最初定义中,可以在程序的开头按照下面这种形式声明power函数:int power ();函数声明中不允许包含参数列表,这样编译器就无法在此时检査power函数调用的合法性。事实上,power 函数在默认情况下将被假定返回int类型的值，因此整个函数的声明可以全部省略。在ANSIC中定义的函数原型语法中,编译器可以很容易检测出函数调用中参数数目和类型方面的错 误。ANSIC仍然支持旧式的函数声明与定义,这样至少可以有一个过渡阶段。但我们还是强烈建议读者： 在使用新式的编译器时,最好使用新式的函数原型声明方式。练习1-15重新编写1.2节中的温度转换程序，使用函数实现温度转换计算。1.8. 参数传值调用习惯其它语言(特别是Fortran语言)的程序员可能会对C语言的函数参数传递方式感到陌生。在 C语言中，所有函数参数都是“通过值”传递的。也就是说，传递给被调用函数的参数值存放在临时变 量中,而不是存放在原来的变量中。这与其它某些语言是不同的,比如，Fortran等语言是“通过引用 调用，Pascal则采用var参数的方式，在这些语言中，被调用的函数必须访问原始参数，而不是访 问参数的本地副本。最主要的区别在于,在C语言中，被调用函数不能直接修改主调函数中变量的值，而只能修改其私 有的临时副本的值。int power(intz int);传值调用的利大于弊。在被调用函数中,参数可以看作是便于初始化的局部变量,因此额外使用的 变量更少。这样程序可以更紧凑简洁。侧如，下面的这个power函数利用了这性质:/* power: raise base to n-th p
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