第1章 C语言概述
本章主要介绍C语言程序的结构和书写规则,以及Turbo C V2.0的基本操作。
1.1 C语言的发展简史和特点
1.2 C语言程序的结构与书写规则
1.3 C语言的语句和关键字
1.4 Turbo C V2.0的基本操作
1.1 C语言的发展简史和特点
1.C语言的诞生与发展
(1)在C语言诞生以前,系统软件主要是用汇编语言编写的。由于汇编语言程序依赖于计算机硬件,其可读性和可移植性都很差;但一般的高级语言又难以实现对计算机硬件的直接操作(这正是汇编语言的优势),于是人们盼望有一种兼有汇编语言和高级语言特性的新语言。
(2)C语言是贝尔实验室于70年代初研制出来的,后来又被多次改进,并出现了多种版本。80年代初,美国国家标准化协会(ANSI),根据C语言问世以来各种版本对C语言的发展和扩充,制定了ANSI C标准(1989年再次做了修订)。
本书以ANSI C新标准来介绍。
(3)目前,在微机上广泛使用的C语言编译系统有Microsoft C、Turbo C 、Borland C等。虽然它们的基本部分都是相同的,但还是有一些差异, 所以请大家注意自己所使用的C编译系统的特点和规定(参阅相应的手册)。
本书选定的上机环境是TC V2.0(DOS操作系统)。
2.C语言的特点
C语言同时具有汇编语言和高级语言的优势。
(1)语言简洁、紧凑,使用方便、灵活。
(2)运算符极其丰富。
(3)生成的目标代码质量高,程序执行效率高。
(4)可移植性好(较之汇编语言)。
(5)可以直接操纵硬件。
3. 在C语言中,除实现顺序、选择和循环三种基本结构等的9条控制语句外,输入输出操作均由标准库函数(不是C语言的组成部分)来实现。
所以学习C语言,不仅要学习这9条控制语句和各种运算符,而且要学习并掌握常用标准库函数的使用。
1.2 C语言程序的结构与书写规则
1.2.1 C语言程序的总体结构
一个完整的C语言程序,是由一个main()函数(又称主函数)和若干个其它函数结合而成的,或仅由一个main()函数构成。
[案例1.1] 仅由main()函数构成的C语言程序。
/*案例代码文件名:AL1_1.C*/
/*功能:仅由main()函数构成的C语言程序示例*/
main()
{ printf(“This is a C program.\n”);
}
程序运行结果:
This is a C program.
[案例1.2] 由main()函数和1个其它函数max()构成的C语言程序。
/*案例代码文件名:AL1_2.C*/
/*功能:由main()函数和1个其它函数max()构成的C语言程序示例*/
int max(int x, int y)
{ return( x>y ? x : y ); }
main()
{ int num1,num2;
printf(“Input the first integer number: ”);
scanf(“%d”, &num1);
printf(“Input the second integer number: ”);
scanf(“%d”, &num2);
printf(“max=%d\n”, max(num1, num2));
}
程序运行情况:
Input the first integer number:6←┘
Input the second integer number:9←┘
max=9
[案例1.3] 改写[案例1.2],交换main()函数和max()函数的前后位置。
源程序略。
程序运行情况:
Input the first integer number:6←┘
Input the second integer number:9←┘
max=9
1.函数是C语言程序的基本单位。
main()函数的作用,相当于其它高级语言中的主程序;其它函数的作用,相当于子程序。
2.C语言程序总是从main()函数开始执行。
一个C语言程序,总是从main()函数开始执行,而不论其在程序中的位置。当主函数执行完毕时,亦即程序执行完毕。
习惯上,将主函数main()放在最前头。
1.2.2 函数的一般结构
任何函数(包括主函数main())都是由函数说明和函数体两部分组成。其一般结构如下:
[函数类型] 函数名(函数参数表) 函数说明部分
{ 说明语句部分;
执行语句部分; 函数体部分
}
1. 使用的语法符号约定
[...]──方括号表示可选(即可以指定,也可以缺省)
……──省略号表示前面的项可以重复
| ──多(含2)中选1
2.函数说明
由函数类型(可缺省)、函数名和函数参数表三部分组成,其中函数参数表的格式为:
数据类型 形参[, 数据类型 形参2……]
例如,[案例1.2]中的函数max(),其函数说明各部分如图1-1所示。
函数类型 函数名 函数参数表
↓ ↓ ↓
int max ( int x , int y )
图1-1 函数说明部分结构图
注意:在旧标准中,函数可以缺省参数表。
3.函数体
在函数说明部分的下面、大括号(必须配对使用)内的部分。
函数体一般由说明语句和可执行语句两部分构成:
(1)说明语句部分
说明语句部分由变量定义、自定义类型定义、自定义函数说明、外部变量说明等组成。
(2)可执行语句
一般由若干条可执行语句构成。图1-2是[案例1.2]的main()函数体的示意图。
/*主函数main()*/
main()
{ int num1,num2; 变量定义部分
printf(“Input the first integer number: ”);
scanf(“%d”, &num1);
printf(“Input the second integer number: ”); 可执行语句部分 函数体
scanf(“%d”, &num2);
printf(“max=%d\n”, max(num1, num2));
}
图1-2 函数体结构示意图
4.说明
(1)函数体中的变量定义语句,必须在所有可执行语句之前。
下面程序中变量定义语句“int max;”的位置是非法的:
main()
{ int x,y; /*变量定义语句:定义2个整型变量x、y*/
x=3; /*可执行的赋值语句:将3赋值给变量x*/
y=6; /*可执行的赋值语句:将6赋值给变量y*/
int max; /*变量定义语句:出现在可执行的
赋值语句“x=3;”和“ y=6;”之后,非法!*/
max=x>y?x:y;
printf(“max=%d\n”,max);
}
解决办法很简单,请读者自己思考。
(2)如果不需要,也可以缺省变量定义语句。
1.2.3 源程序书写格式
1.所有语句都必须以分号“;”结束,函数的最后一个语句也不例外。
2.程序行的书写格式自由,既允许1行内写几条语句,也允许1条语句分写在几行上。
例如,[案例1.2]的主函数main(),也可改写成如下所示的格式:
……
main()
{ int num1,num2;
printf(“Input the first integer number: ”); scanf(“%d”, &num1);
printf(“Input the second integer number: ”); scanf(“%d”, &num2);
printf(“max=%d\n”, max(num1, num2));
}
如果某条语句很长,一般需要将其分写在几行上。
3.允许使用注释。
C语言的注释格式为: /* …… */
例如,在[案例1.1]和[案例1.2]中,以及本节其它部分给出的源程序中,凡是用“/*”和“*/”括起来的文字,都是注释。
(1) “/*”和“*/” 必须成对使用,且“/”和“*”、以及“*”和“/”之间不能有空格,否则都出错。
技巧:为避免遗漏必须配对使用的符号,例如注释符号、函数体的起止标识符(花括号)、圆括号等等,在输入时,可连续输入这些起止标识符,然后再在其中进行插入来完成内容的编辑。在起止标识符嵌套时,以及相距较远时,这样做更有必要。
(2)注释的位置,可以单占1行,也可以跟在语句的后面。
(3)如果1行写不下,可另起1行继续写。
(4)注释中允许使用汉字。在非中文操作系统下,看到的是一串乱码,但不影响程序运行
1.3 C语言的语句和关键字
1.3.1 C语言的语句
与其它高级语言一样,C语言也是利用函数体中的可执行语句,向计算机系统发出操作命令。按照语句功能或构成的不同,可将C语言的语句分为五类。
1.控制语句
控制语句完成一定的控制功能。C语言只有9条控制语句,又可细分为三种:
( 1)选择结构控制语句
if()~else~, switch()~
(2)循环结构控制语句
do~while(), for()~, while()~, break, continue
(3)其它控制语句
goto, return
2. 函数调用语句
函数调用语句由一次函数调用加一个分号(语句结束标志)构成。
如,printf("This is a C function statement.);
3. 表达式语句
表达式语句由表达式后加一个分号构成。最典型的表达式语句是,在赋值表达式后加一个分号构成的赋值语句。
例如,“num=5 ”是一个赋值表达式,而“num=5;”却是一个赋值语句。
4. 空语句
空语句仅由一个分号构成。显然,空语句什么操作也不执行。
例如,下面就是一个空语句:
;
5. 复合语句
复合语句是由大括号括起来的一组(也可以是1条)语句构成。例如:
main()
{ ……
{……} /*复合语句。注意:右括号后不需要分号。*/
……
}
复合语句的性质:
(1)在语法上和单一语句相同,即单一语句可以出现的地方,也可以使用复合语句。
(2)复合语句可以嵌套,即复合语句中也可出现复合语句。
1.3.2 关键字
C语言的关键字共有32个,根据关键字的作用,可分其为数据类型关键字、控制语句关键字、存储类型关键字和其它关键字四类。
(1)数据类型关键字(12个):char, double, enum, float, int, long, short, signed, struct, union, unsigned, void
(2)控制语句关键字(12个):break, case, continue, default, do, else, for, goto, if, return, switch, while
(3)存储类型关键字(4个):auto, extern, register, static
(4)其它关键字(4个):const, sizeof, typedef, volatile
1.4 Turbo C V2.0的基本操作
1.运行一个C语言程序的一般过程
2.TC的启动、退出与命令菜单
3.编辑并保存一个C语言源程序
4.编译、连接──单个源程序文件
5.运行与查看结果
6.编辑下一个新的源程序
1.运行一个C语言程序的一般过程
Turbo C是一个集源程序编辑、编译、连接、运行与调试于一体、 用菜单驱动的集成软件环境。
运行一个C语言程序的一般过程:
(1)启动TC,进入TC集成环境。
(2)编辑(或修改)源程序。
(3)编译。如果编译成功,则可进行下一步操作;否则,返回(2)修改源程序,再重新编译,直至编译成功。
(4)连接。如果连接成功,则可进行下一步操作;否则,根据系统的错误提示,进行相应修改,再重新连接,直至连接成功。
(5)运行。通过观察程序运行结果,验证程序的正确性。如果出现逻辑错误,则必须返回(2)修改源程序,再重新编译、连接和运行,直至程序正确。
(6)退出TC集成环境,结束本次程序运行。
2.TC的启动、退出与命令菜单
(1)启动Turbo C: tc ←┘
启动Turbo C后,其主菜单条横向排列在屏幕顶端,并被激活,其中File主项成为当前项。
主菜单的下面,是Edit(编辑)窗口和Message(消息)窗口。两个窗口中,顶端横线为双线显示的,表示该窗口是活动窗口。
编辑窗口的顶端为状态行,其中:
.Line 1 Col 1:显示光标所在的行号和列号,即光标位置。
.Insert:表示编辑状态处于“插入”。当处于“改写”状态时,此处为空白。
.d: NONAME.C:显示当前正在编辑的文件名。显示为“NONAME.C”时,表示用户尚未给文件命名。
屏幕底端是7个功能键的说明,以及Num Lock键的状态(显示“NUM”时,表示处于“数字键”状态;空白,表示“控制键”状态)。
(2)命令菜单的使用
1)按下功能键F10,激活主菜单。如果主菜单已经被激活,则直接转下一步。
2)用左、右方向键移动光带,定位于需要的主项上,然后再按回车键,打开其子菜单(纵向排列)。
3)用上、下方向键移动光带,定位于需要的子项上,回车即可。执行完选定的功能后,系统自动关闭菜单。
注意:菜单激活后,又不使用,可再按F10/Esc键关闭,返回原来状态。
(3)退出Turbo C
退出TC有两种方法:
1)菜单法:File | Quit(先选择File主项,再选择并执行Quit子项)
2)快捷键法:Alt+“X”(先按下Alt键并保持,再按字母键X,然后同时放开)
3.编辑并保存一个C语言源程序
(1)激活主菜单,选择并执行File | Load项(快捷键键:F3)。
(2)在“Load File Name”窗口,输入源程序文件名。
文件名的输入有两种方法:直接输入和选择输入。
1)直接输入
按照文件名的组成字符串,逐个字符输入即可。
如果是已经存在的文件,系统就在编辑窗口显示该文件的内容,可供编辑、修改。如果是新文件,则给出一个空白编辑窗口,可供输入新的源程序。
如果该文件不在当前目录下,则需要冠以路径名和(或)盘符。
2)选择文件(仅适用于已经存在的源程序文件)
①空回车,打开当前目录下、后缀为.C的所有文件的文件名窗口。
②用上、下、左、右方向键,将光带定位于所需的文件名上。
③按回车键。
(3)常用编辑操作
在编辑源程序过程中,随时都可以按F2键(或File | Save),将当前编辑的文件存盘,然后继续编辑。这是一个良好的习惯!
关于在线帮助:
在任何窗口(或状态)下,按F1键激活活动窗口(或状态)的在线帮助:
.下一页──PageDown,返回上一页──PageUp
.关闭在线帮助、返回原窗口(或状态)──Esc
.返回前一个在线帮助屏──Alt+F1(无论在线帮助是否被激活)
.返回在线帮助索引──F1:激活在线帮助后,再按F1,则返回在线帮助索引,以便查询其它类别在线帮助信息。
.查询库函数的在线帮助信息──^F1:将光标移到需要查询函数名的首字符上,然后键入^F1,即可获得该库函数的在线帮助信息。
注:为简化描述,用“^”代表“Ctrl”键。^Fn就是Ctrl+Fn,下同。
4.编译、连接──单个源程序文件
选择并执行Compile | Make EXE File项(快捷键:F9),则TC将自动完成对当前正在编辑的源程序文件的编译、连接,并生成可执行文件。
如果源程序有语法错误,系统将在屏幕中央的“Compiling ”(编译)窗口底端提示“Error: Press any key”(错误:按任意键)。
此时,按空格键,屏幕下端的“Message”(消息)窗口被激活, 显示出错(或警告)信息,光带停在第一条消息上。这时“Edit”(编辑)窗口中也有一条光带,它总是停在编译错误在源代码中的相应位置。
注意:当用上、下键移动消息窗口中的光带时,编辑窗口中的光带也随之移动,始终跟踪源代码中的错误位置!
5.运行与查看结果
(1)运行当前正在编辑的源程序文件
选择并执行Run | Run项(快捷键:^F9),程序运行结束后, 仍返回到编辑窗口。
当你认为自己的源程序不会有编译、连接错误时,也可直接运行(即跳过对源程序的编译、连接步骤)。这时,TC将一次完成从编译、连接到运行的全过程。
(2)查看运行结果
选择并执行Run | User Screen项(快捷键:Alt+F5)。查看完毕后,按任一键返回编辑窗口。
如果发现逻辑错误,则可在返回编辑窗口后,进行修改;然后再重新编译、连接、运行,直至正确为止。
6.编辑下一个新的源程序
选择并执行File | New项即可。
如果屏幕提示如下确认信息:
NONAME.C not saved. Save?(Y/N)
如果需要保存当前正在编辑的源程序,则键入“Y”,进入下一步操作;否则,键入“N”(不保存),跳转到(2)。
(1)系统提示换名:
\NONAME.C
直接输入你给源程序文件起的名字即可。
(2)系统给出一个空白的编辑窗口,可以开始编辑下一个新的源程序
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