C语言程序设计基础知识要点

01 C 程序基本结构 一 C 语言的特点 1 C 语言源程序的基本组成单位是函数 一个 C 程序可由若干个函数组成 其中必须有且仅有一个以 main 命名的主 函数 其余的函数名称可由编程者自行设定 2 C 程序的执行总是由 main 函数的第一个可执行语句开始 到 main 函数的最后一个可执行的语句结束 而其 他函数都是在 main 函数开始执行以后 通过其他函数的调用才得以运行 3 C 语言系统提供了丰富的库函数 用户在程序中需要调用某个库函数时 必须用 include 编译预处理命令将描述该 库函数的头文件包含进去 二 C 程序的书写格式 1 语句可从分开放在任意多行内 如 printf To C printf or not to C 与 printf To C or not to C 是等价的 2 一行中可以有若干个语句 如 a 123 b 345 3 每个语句和数据定义的最后必须有一个分号 三 C 语言程序的运行 1 编译 Compile 将 C 源程序文件翻译成能被计算机识别的二进制形式的 目标 文件 编译时 编译器将检查源程 序每一条语句的语法错误 2 建造 Bulid C 语言程序示例 显示 Hello include int main void printf Hello n return 0 说明 include 是必不可少的 它包含了 C 语言标准输入输出库的相关信息 printf 函数来自 标准输入输出库 可以产生格式化输出 n 告诉 printf 函数执行完信息显示后要进行换行操作 return 0 表明程序终止时会向操作系统返回值 0 来标出 main 函数的起始和结束 02 数据类型 一 C 语言的特点 1 C 语言源程序的基本组成单位是函数 一个 C 程序可由若干个函数组成 其中必须有且仅有一个以 main 命名的主 函数 其余的函数名称可由编程者自行设定 2 C 程序的执行总是由 main 函数的第一个可执行语句开始 到 main 函数的最后一个可执行的语句结束 而其 他函数都是在 main 函数开始执行以后 通过其他函数的调用才得以运行 3 C 语言系统提供了丰富的库函数 用户在程序中需要调用某个库函数时 必须用 include 编译预处理命令将描述该 库函数的头文件包含进去 二 C 程序的书写格式 1 语句可从分开放在任意多行内 如 printf To C printf or not to C 与 printf To C or not to C 是等价的 2 一行中可以有若干个语句 如 a 123 b 345 3 每个语句和数据定义的最后必须有一个分号 三 C 语言程序的运行 1 编译 Compile 将 C 源程序文件翻译成能被计算机识别的二进制形式的 目标 文件 编译时 编译器将检查源程 序每一条语句的语法错误 2 建造 Bulid C 语言程序示例 显示 Hello include int main void printf Hello n return 0 说明 include 是必不可少的 它包含了 C 语言标准输入输出库的相关信息 printf 函数来自 标准输入输出库 可以产生格式化输出 n 告诉 printf 函数执行完信息显示后要进行换行操作 return 0 表明程序终止时会向操作系统返回值 0 来标出 main 函数的起始和结束 03 运算符和表达式 1 算术运算符和表达式 加法运算符 如 3 5 减法运算符 如 5 3 乘法运算符 如 5 8 除法运算符 如 3 6 参与运算量均为整型时 结果也为整型 舍去小数 若运算量中有一个是实型 则结果为 双精度实型 模运算符 也称 取余运算符 用于计算两数相除后的余数 如 5 3 2 2 赋值运算符和赋值表达式 赋值运算符 其作用是将一个表达式的值赋给一个变量 其一般形式为 变量 表达式 如 x a b 赋值表达式的功能是计算表达式的值再赋予左边的变量 赋值运算符具有右结合性 因此 a b c 5 可理解为 a b c 5 复合赋值运算符 printf d n i i 先加 1 再输出 i 输出结果为 9 printf d n i i 先减 1 再输出 i 结果为 8 printf d n i 先输出 i 输出结果为 8 i 再加 1 printf d n i 先输出 i 输出结果为 9 i 再减 1 printf d n i 先加输出 i 输出结果为 8 i 再加 1 printf d n i 先输出 i 输出结果为 9 i 再减 1 5 求字节运算符 计算表达式的结果所占字节数或某种数据类型的定义字节数 一般格式 sizeof 数据类型标识符 或 sizeof 表达式 如 sizeof float 的值为 4 占 4 个字节 sizeof 2 3 的值为 2 占 2 个字节 6 关系运算符和关系表达式 关系运算符 小于 大于 大于等于 等于 不等于 关系表达式 若关系表达式成立 其值为 真 否则为 假 在 C 语言中 用 0 代表 假 用 1 代表 真 7 逻辑运算符和逻辑表达式 逻辑运算符 非 a b 3 特别提示 分号 是表达式语句中不可缺少的一部分 2 函数调用语句 如 printf I am a student 其中 printf 为系统提供的函数 用于显示信息 3 复合语句 所谓 复合语句 即由一对 括起来的一组语句 也称 块语句 或 分程序 一般形式为 语句 1 语句 2 语句 n 如 i j a 3 printf d j i j 特别提示 复合语句中的最后一条语句的分号不得缺少 复合语句的 之后不得有分号 4 空语句 空语句 即为一个独立的分号 如 main 二 数据的输入输出 C 语言提供了一些输入输出函数 如 printf 和 scanf 在程序中调用这些输入输出函数时 必须将标准输入输出头文 件 stdio h 包含到用户所编写的源程序中 如 include 其中 include 命令一般写在程序的开头位置 1 格式输入输出 1 格式输出函数 printf 1 一般格式 printf 格式字符串 输出列表 其中 格式字符串 包括 输出字符 和 格式控制字符 由 和格式字符组成 指定输出项的输出格式 d 格式符 用于输出十进制整数 d 以十进制形式显示输出变量的值 5d 以十进制形式显示变量的值 且至少占用 5 个字符的空间 若不够 5 位数字 则左侧补空格 5d 以十进制形式显示变量的值 且至少占用 5 个字符的空间 左对齐 5 3d 以十进制形式显示变量的值 且至少占用 5 个字符的空间并至少有 3 位数字 若不够 3 位数字 则 左侧补 0 如 include main int i i 40 printf d n i printf 5d n i printf 5d n i printf 5 3d n i f 格式符 用于以小数形式输出实数 10 3f 以定点十进制形式显示变量的值 且总共用 10 个字符 其中 整数位 6 位 小数位 3 位 小数点 1 位 如 include main float x x 839 21f printf 10 3f n x c 格式符 用于输出一个字符 如 x a y b 则 printf c c x y 的输出结果为 a b 若变量的值为整数 则输出该整数值为 ASCII 码的字符 如 x 65 y 98 则 printf c c x y 的输出结果为 A b 同理 一个字符的数据也可以以整数的形式输出 如 x a y B 则 printf d d x y 的输出结果为 97 66 s 格式符 用于输出一个字符串 如 printf s I am a student e E 格式符 用于以指数形式输出实数 如 printf e 123 456 则输出结果为 1 234560e 002 g G 格式符 用于输出实数 根据数值的大小自动选择 f 格式或 e 格式 2 格式输入函数 scanf 1 一般格式 scanf 格式字符串 变量地址表 其中 格式字符串使用双引号括起来的字符串 包括 普通字符 按原样输入 格式控制字符 由 和格式 字符组成 用来标定输入数据的格式 变量地址表是由若干个变量地址组成的表列 可以是变量的地址 也可以使字符串的首地址 d 格式 用于输入十进制整数 如 scanf d d 则输入格式为 123 3456 u 格式 用于输入十进制无符号整数 f 格式 用于输入以小数形式的实数 如 scanf f f 则输入格式为 123 23 23 456 c 格式 用于输入一个字符 如 scanf c c 则输入格式为 a b s 格式 用于输入一个字符串 如 scanf s a 假定 a 为字符数组 则输入格式为 abcdef 注 输入的字符串中间不能包含空格 特别说明 对于变量 表示只能输入 5 个字符给字符串指针 p 3 字符数据的输入输出 1 putchar 函数 是向标准输入输出设备输出一个字符 其调用格式为 putchar ch 其中 ch 为一个字符变量或常量 putchar 函数作用等同于 printf c ch 2 getch getche 和 getchar 函数 getch 从键盘上读入一个字符 但不显示在屏幕上 getche 从键盘上读入一个字符 显示在屏幕上 getchar 从键盘上读入一个字符 并显示在屏幕上 但直到输入回车键时才结束输入 第一个字符为其函数的 返回值 05 选择结构 一 if 语句 一般格式 if 表达式 语句 表示 当 表达式 成立时 则执行 语句 否则跳过 语句 如 if a b printf a b 例 若用户输入的数为 3 的倍数 则显示 OK include main int a scanf d if a 3 0 printf OK 二 if else 语句 一般格式 if 表达式 语句 1 else 语句 2 例 给出用户输入的两个整数的较大者 include main int a b scanf d d if a b printf the max d a else printf the max d b 三 if 语句的嵌套 1 if 子句中嵌套 if 表达式 1 if 表达式 2 语句 1 else 语句 2 else 语句 3 if 表达式 1 if 表达式 2 语句 1 else 语句 2 2 else 子句中嵌套 if 表达式 1 语句 1 else if 表达式 2 语句 2 else 语句 3 if 表达式 1 语句 1 else if 表达式 2 语句 2 3 嵌套一般格式 if 表达式 1 语句 1 else if 表达式 2 语句 2 else if 表达式 3 语句 3 else if 表达式 n 语句 n else 语句 n 1 例 将用户输入的成绩按以下规则转换成等级成绩 分数 90 100 等级 优 分数 80 89 等级 良 分数 70 79 等级 中 分数 60 69 等级 及格 分数 60 以下 等级 不及格 include main int d printf 输入分数 scanf d if d 90 printf 优 else if d 80 printf 良 else if d 70 printf 中 else if d 60 printf 及格 else printf 不及格 四 条件语句 表达式 1 表达式 2 表达式 3 执行的过程 若表达式 1 的值为非 0 时 该条件语句的职位表达式 2 否则为表达式 3 例 求一个整数的绝对值 include main int i absi scanf d absi i 0 i i printf d 绝对值是 d n i absi 五 switch 语句 switch 表达式 case 常量表达式 1 语句 1 break case 常量表达式 2 语句 2 break case 常量表达式 n 语句 n break default 语句 n 1 例 商店卖货物 每一件 3 5 元 按购买的数量给与优惠 购买 100 件 优惠 5 购买 200 件以上 优惠 6 购买 300 件以上 优惠 8 购买 400 件以上 优惠 10 购买 500 件以上 优惠 15 include main int n float p price scanf d switch n 100 case 1 p 0 05 break case 2 p 0 06 break case 3 p 0 08 break case 4 p 0 10 break case 5 p 0 15 break price 3 5 n 1 p printf 应付款 7 2f n price 06 循环结构 一 for 语句 一般格式 for 表达式 1 表达式 2 表达式 3 语句 表示 先计算表达式 1 的值 再计算表达式 2 的值 若表达式 2 的值为 0 则跳出循环体 转去执行循环体后面的程 序命令 若表达式 2 的值非 0 则执行循环体中的语句 接着计算表达式 3 的值 而后 再从计算表达式 2 的值开始重 复上诉操作 直到表达式 2 的值为 0 时结束 例 计算 sum 1 2 3 100 的值 include main int i sum sum 0 for i 1 i 100 i sum sum i printf sum d sum 二 while 语句 一般格式 while 语句 表示 先计算表达式的值 若为非 0 则执行循环体语句 然后再计算表达式的值 重复上述过程 直到计算表达 式的值为 0 时结束循环 例 计算 sum 1 2 3 100 的值 include main int i sum i 1 sum 0 while i 100 sum sum i i printf sum d sum 三 do while 语句 1 一般格式 Do 语句 While 表示 先执行一次循环语句 然后计算表达式的值 若表达式的值非 0 则再执行循环语句 然后从计算表达式的值 开始重复上述过程 直到计算表达式的值为 0 循环结束 例 计算 sum 1 2 3 100 的值 include main int i sum i 1 sum 0 do sum sum i i while i 100 printf sum d sum 四 break 和 continue 语句 1 break 语句 使用 break 语句可以提前结束由 while for do while 语句构成的循环 而去执行循环下面的语句 例 判定用户输入的一个数是否为素数 include main int a d printf 请输入一个整数 scanf d for d 2 d a d if a d 0 break 跳出当前的循环 执行循环后面的语句 if d a printf d 不是素数 a else printf d 是素数 a 2 continue continue 语句用于 for while do while 语句中 其作用是结束本次循环 接着进入下一次是否执行循环的判断 例 输入 10 个非 0 的整数并求和 inclu de main int i n 0 sum 0 while n 10 printf 请输入整数 scanf d if i 0 continue 若为 0 则继续输入下一个数 sum i n printf d sum 五 三种循环的比较 1 三种循环可以处理同一个问题 一般情况下可以相互代替 2 while 和 do while 循环语句只在 while 语句之后指定循环条件 在循环体内应包含使循环趋于结束的语句 for 循环语句可以在中包含使循环趋于结束的语句 3 对于 while 和 do while 循环语句 循环变量的初始化应在 while 和 do while 语句之前完成 for 循环语句可以在中进行 4 while 和 for 语句是先判断表达式 后执行循环 do while 循环语句是先执行循环 后判断表达式 07 数组 数组是一组具有同一名字 不同下标的变量 数组中带下标的变量称为数组元素 每个数组元素由数组名字和下标唯一 地来确定 同一数组中的元素数据类型相同 一 一维数组 1 定义 只有一个下标的数组 2 定义格式 类型说明符 数组名 常量表达式 如 int a 3 定义了一个一维数组 名称为 a 数据类型为整型 含 3 个数组元素 a 0 a 1 a 2 说明 类型说明符 是指数组的数据类型 常量表达式 是一个值为正整数的表达式 用来表示该数组的元素的个数 即数组的大小 3 数组的引用 数组名 下标 如 a 2 4 数组的初始化 对数组的全部因素赋初值 如 int a 3 10 20 30 则该语句执行后 a 0 10 a 1 20 a 2 30 对数组的部分元素赋初值 如 int b 3 12 11 则该语句执行后 b 0 12 b 1 11 a 2 0 对数组的全部元素赋初值时 也可将数组定义为一个不确定长度的数组 如 int c 10 15 20 则该语句执行后 数组 c 的长度自动确定为 3 c 0 10 c 1 15 c 2 20 例 将输入的 10 个整数按反序输出 include main int a 10 i printf 请输入 10 个整数 for i 0 i 0 i printf d a i printf n 例 计算 Fibonacci 数列的前 20 项 Fibonacci 数列定义 f 1 1 f 2 1 f n f n 1 f n 2 n 2 include main int f 21 i f 1 1 f 2 1 for i 3 i 20 i f i f i 1 f i 2 for i 1 i 20 i printf 8d f i 每个数字占 8 位 if i 5 0 printf n 按 5 个一行输出 二 二维数组 具有两个下标的数组为二维数组 1 定义格式 类型说明符 数组名 常量表达式 常量表达式 如 int a 3 2 定义了一个二维数组 名称数组名为 a 含有 6 个元素 a 0 0 a 0 1 a 1 0 a 1 1 a 2 0 a 2 1 说明 第一个常量表达式指出的是数组的行数 第二个常量表达式指出的是数组的列数 二维数组元素的顺序是 按行存放 即先顺序存放第一行的元素 再存放第二行的元素 以此类推 其存储格式 a 0 0 a 0 1 a 1 0 a 1 1 a 2 0 a 2 1 2 二维数组的初始化 同一维数组 分行为二维数组赋初值 int a 3 2 1 2 3 4 5 6 则该语句执行后 a 0 0 1 a 0 1 2 a 1 0 3 a 1 1 4 a 2 0 5 a 2 1 6 按数组在存储时的排列次序赋初值 int a 3 2 1 2 3 4 5 6 对数组的部分元素赋初值 int a 3 2 1 2 3 4 忽略第一维的长度 对二维数组赋初值 int a 2 1 2 3 4 5 6 该语句执行后 C 语言系统自动计算出第一维的长度为 6 2 3 同样有 a 0 0 1 a 0 1 2 a 1 0 3 a 1 1 4 a 2 0 5 a 2 1 6 例 将两个 2 行 3 列的矩阵相加 并显示结果 include main int a 2 3 1 3 5 7 9 11 int b 2 3 2 4 6 8 10 12 int c 2 3 sum 0 i j for i 0 i 2 i i 表示第 1 行到第 3 行 for j 0 j 3 j j 表示第 1 列到第 3 列 c i j a i j b i j for i 0 i 2 i for j 0 j字符串 2 则返回 1 否则返回 1 如 比较两个字符串 str1 str2 if strcmp str1 str2 1 printf str1 str2 strlen 字符数组 返回字符数组中包含的字符串的长度 strlwr 字符串 将字符串的大写字符转换为小写 strupr 字符串 将字符串的小写字符转换为大写 例 不使用 strlen 函数 计算一个字符串的长度 include main int i 0 char str 30 printf 输入一个字符串 gets str while str i 0 i printf 字符串长度为 d n i 例 将一字符串逆转 include include main char str 20 temp int i j printf 输入一个字符串 gets str for i 0 i字符串 2 则返回 1 否则返回 1 如 比较两个字符串 str1 str2 if strcmp str1 str2 1 printf str1 str2 strlen 字符数组 返回字符数组中包含的字符串的长度 strlwr 字符串 将字符串的大写字符转换为小写 strupr 字符串 将字符串的小写字符转换为大写 例 不使用 strlen 函数 计算一个字符串的长度 include main int i 0 char str 30 printf 输入一个字符串 gets str while str i 0 i printf 字符串长度为 d n i 例 将一字符串逆转 include include main char str 20 temp int i j printf 输入一个字符串 gets str for i 0 i strlen str 2 i j strlen str 1 temp str i str i str j i str j i temp printf 倒置的字符串为 s n str 10 函数 C 程序是由函数组成的 有且只有一个主函数 main 由主函数调用其他函数 其他各函数也可以相互调用 1 函数的定义 一般格式 类型说明 函数名 形式参数表 函数头 说明部分 函数体 执行部分 其中 类型说明 是指函数返回值的数据类型 默认为 int 函数名 为一标识符 代表了函数的入口地址 形式参数表 是用逗号分隔的一组变量说明 指出每一个形式参数的类型和名称 函数值的返回 有时 调用函数是为了计算一个结果 这是需要使用返回语句将就是结果返回给主调函数 此值即为函数的返回值 一般格式 return 表达式 其中 圆括号可以省略 当函数不需要返回值时 可以写成 return 例 编写一个函数 power 用于计算 x 的 n 次方的值 include float power float x int n int i float s s 1 for i 1 i n i s s x return s 2 函数的调用 C 语言中函数调用的一般格式 函数名 实参表 如 float f f power 3 10 3 数组作为函数的参数 数据元素作为函数实参 在函数调用时 把数组元素作为实参传递给形参 实现单向的值传递 如 判别各个元素的值 大于 0 则输出该值 小于或等于 0 则输出 0 include void func int x if x 0 printf 4d x else printf 2d 0 main int a 5 i printf 请输入 5 个数 for i 0 i 5 i scanf d for i 0 i 5 i func a i 将数组元素作为实参传递 数组名作为函数参数 1 使用数组名作为函数参数时 形参和实参是同类型的数组 2 在主调函数和被调函数中分别定义数组 3 数组名代表了数组的起始地址 数组名作为函数参数传递的是该数组的起始地址 而不是该数组元素的值 例 将数组中的元素的和计算并显示出来 include func int b int sum 0 i for i 0 i 10 i sum b i return sum main int a 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 s s func a 将数组 a 组为参数传递给函数 func printf s d s 4 内部函数和外部函数 内部函数 在定义函数时 在其类型名之前加 static 则所定义的函数为内部函数 只能被所在的源文件中的函数 调用 其他源文件若有同名的内部函数 互不干扰 外部函数 在定义函数时 在其类型名之前加 extern 也可省略 则所定义的函数为外部函数 也称全局函数 可被其他源程序的函数调用 如 static int func 1 内部函数 extern func 2 外部函数 综合测试 给定程序为 猴子第一天摘下若干个桃子 当即吃了一半 还不过瘾 又多吃了一个 以后每天早上都吃了前一 天剩下的一半零一个 到第 10 天早上只剩一个桃子 求第一天共摘了多少桃子 由主函数输出第一天共摘桃子数 输出 结果为 1534 include int fun int n main int n 10 sum sum fun n printf sum d sum 解析 根据题意 第 n 1 天剩下的桃子数为 x n 1 第 n 天剩下的桃子数为 x n 则满足 x n 2 x n 1 1 第十天剩下 1 个桃子 可推算出第九天剩下的数量 可利用 for 循环 递推出其他天数剩下的桃子数 int fun int n int x i x 1 第十天剩下的数量 for i n 1 i 1 i 从第九天开始推算 x 2 x 1 return x 给定程序的功能是 从键盘输入 10 个整数求其中的最大值 include main int fun int b int n int max int i a 10 for i 0 i 10 i scanf d max fun a 10 printf max d max int fun int b int n 解析 比较最大值的一般算法 设置一个变量 max 第一步 将第一个数赋予 max 第二步 利用 for 循环 将剩下的 9 个数依次与 max 相比较 每次比较 max 均等于大的数 int fun int b int n int max i max b 0 将第一个数赋予 max for i 1 i n 1 i 将剩下的 9 个数依次与 max 比较 if max b i max b i return max 给定程序的功能是 将给定字符串中所有的小写字母转换成大写字母 大写字母 A 的 ASCII 码为 65 小写字母 a 的 ASCII 码为 97 include include void hs char c main char a AgRbhLfFGjI hs a printf s a 解析 将给定字符串的每一个字符取出 判断是否介于 a 和 z 之间 若是 则将其转换为大写字符 即其 ASC 码值 32 void hs char c unsigned int i for i 0 i a return 给定程序的功能是 求 1 2 3 4 5 6 n n 的值由键盘输入 include main int fac int n int n sum scanf d sum fac n printf sum d sum int fac int n 解析 函数 fac 的功能是计算 1 n 之间整数的累计和 int fac int n int i sum sum 0 累计和的初始值为 0 for i 1 i n i sum i 将 1 n 之间的整数累加起来 return sum 给定程序的功能是 从键盘输入 10 个整数 求其中的最小值 include stdio h main int fun int x int n int a 10 i min printf please input 10 numbers n for i 0 i 10 i scanf d min fun a 10 printf min d n min int fun int x int n 解析 比较最小值的一般算法 设置一个变量 min 第一步 将第一个数赋予 min 第二步 利用 for 循环 将剩下的 9 个数依次与 min 相比较 每次比较 min 均等于小的数 int fun int x int n int min i min x 0 将第一个数赋予 min for i 1 ix i min x i return min