第三章 简单的C程序设计

§3.1 C语句概述

C程序结构如图：

一个C程序可以由多个源程序文件构成，Turbo C用“工程文件”（prj：Project）来描述该程序由那些源程序文件构成。所有这些源程序文件经过分别编译后形成各自的目标文件，经连接程序LINK后形成一个EXE文件。

一个源程序文件由若干函数和“预编译命令”构成。

函数包括数据定义部分（变量定义）和执行部分，执行部分是C语言语句，完成对数据的操作。

C语句有以下五类：

1、控制语句，完成程序流程控制。

2、函数调用语句。例、

printf("This is a C statement.")；/* 该语句调用函数printf() */

3、表达式语句：在表达式后面加分号构成。例：

a = 3 /* 后面无分号，是表达式 */

a = 3；/* 后面有分号，是语句 */

i++； /* 语句 */

4、空语句：仅包含一个分号的语句，例、

；

5、复合语句：由大括号{ }括起来的语句序列。例、

{
	z = x + y;
	t = z / 100;
	printf("%f",t);
}

注：C语言允许一行写多个语句，也允许一个语句写多行。

§3.2 程序的三种基本结构

结构化程序设计方法：在程序设计中，使用结构清晰、便于阅读的程序结构。

有三种程序的基本结构：

1、顺序结构。

2、选择结构：根据条件p选择执行程序的某部分，但无论选择哪部分，程序均将汇集到同一个出口。

3、循环结构：两种。

（1）当型循环结构。当条件p成立（“真”）时，反复执行A操作，直到p为“假”时才停止循环。

特点：①先判条件，若条件满足，则执行A。

②在第一次判别条件时，若条件不满足，则A一次也不执行。

（2）直到型循环结构。先执行A操作，再判别条件p是否为“假”，若为“假”，再执行A，如此反复，直到p为“真”为止。

特点：①先执行A再判条件，若条件满足再执行A。

②A至少被执行一次。

选择结构可以派生出“多分支选择结构”:根据k的值（k1、k2、...、kn）不同而执行A1、A2、...、An之一。

三种基本结构可以处理任何复杂的问题。例如，下图的程序结构可以分解为顺序结构（A和B）及当型循环结构（B）。

使用循环结构时，在进入循环前，应设置初始条件。同时，在循环过程中，应修改条件，以便程序退出循环。如果不修改条件或错误修改，可能导致程序不能退出循环，即进入“死循环”。

§3.3 赋值语句

① C语言中的“=”作为赋值运算符，不是“等于”。

② 赋值语句和赋值表达式是不同的概念，赋值表达式使C语言非常灵活。

例、

if ((a = b) > 0) t = a；

if ((a = b；) > 0) t = a；

§3.4 数据输出

putchar()、printf()：输出到终端（系统标准输出设备stdout，指显示器）。

C语言不提供输入输出语句，输入输出由开发系统提供的函数实现，函数的原型（函数名、返回值类型、形式参数）在文件stdio.h中定义，因此，使用输入输出函数时，应在源程序的开头使用如下语句:

#include "stdio.h"

#include是一个预编译命令。

stdio.h放在程序的开头，因此称为“头文件”；又由于使用#include（包含）命令，又称为“包含文件”。

开发系统提供很多函数，它们的原型在不同的头文件中定义，因此，在程序开头，总是包含需要的头文件。

最常用的头文件：

头文件名	作用
stdio.h	定义输入输出函数
string.h	定义字符串操作函数
math.h	定义sin、cos等数学函数

3.4.1 putchar()函数

作用：向终端输出一个字符。

用法：putchar(c); /* c是字符变量或整型变量 */

[例3.1]

#include "stdio.h"
main()
{	char a,b,c;
	a = 'B'; b = 'O'; c = 'Y';
	putchar(a); putchar(b); putchar(c);
}

程序输出：BOY

注意：若没有#include "stdio.h",出现错误信息（T1.C是程序文件名）：

Linker Error: Undefined symbol '_putchar' in module T1.C

表示putchar符号（函数名前加下划线）未定义，因为开发系统不知道putchar()的原型。

程序中有了#include "stdio.h"后，开发系统把程序中出现的putchar()与stdio.h中的定义进行比较，它们是相同的，从而开发系统知道了putchar()的定义（原型）。

例、

putchar('\n');	输出换行符
putchar('\101');	输出字符'A'(八进制101=65=0x41)
putchar('\'');	输出单引号'
putchar('\015');	输出回车（八进制015=13=0x0D）

3.4.2 printf()函数

作用：格式化输出任意数据列表.

一、 printf()的一般格式

printf（格式控制，输出列表）;

例、

int i = 3;

double f = 4.56;

printf("i = %d, f = %f\n", i,f);

printf()是函数，“格式控制”和“输出列表”是其参数。可以表示为：

printf(参数1，参数2，参数3，....，参数n);

其中“参数1”表示“格式控制”；其余参数表示“输出列表”。

二、格式字符

1、d格式符：按十进制格式输出。

注：%后面的m(位数控制)、0（位数不足补0）对于其他格式符也适用。

例、(□表示空格)

int i = 123;

long j = 123456;

printf("%d□5d□05d,□ld□8ld□08ld",i,i,i,j,j,j);

123□□□123□00123,□123456□□□123456□00123456

2、o(字母)格式符：按八进制格式输出。(不会出现负数格式)

3、x格式符：按十六进制格式输出。(不会出现负数格式)

4、u格式符：用于输出unsigned类型数据。

[例3.2]

main()
{	unsigned int a = 65535;
	int b = -2;
	printf("a=%d,%o,%x,%u\n",a,a,a,a);
	printf("a=%d,%o,%x,%u\n",b,b,b,b);
}

a=-1,177777,ffff,65535

b=-2,177776,fffe,65534

5、c格式符：以字符形式输出。例、

char c;

printf("%c",c);

一个整数，若其值在0～255范围内，也可以用字符形式输出，在输出前，将该整数转换为对应的ASCII字符。反之，一个字符数据也可以用整数形式输出。

[例3.3]

main()
{	char c = 'a';
	int i = 97;
	printf("%c,%d\n",c,c);
	printf("%c,%d\n",i,i);
}
运行结果为：
	a,97
	a,97

6、s格式符：以字符串格式输出。

%s	例、printf("%s","CHINA");
%ms	m指定宽度（不足时左补空格，大于时按实际宽度输出）
%-ms	左对齐，不足m时右补空格
%m.ns	输出占m个字符位置，其中字符数最多n个,左补空格
%-m.ns	同上，右补空格

7、f格式符：按实数格式输出。

%f	按实数格式输出，整数部分按实际位数输出，6位小数
%m.nf	总位数m（含小数点），其中n位小数
%-m.nf	同上，左对齐

[例3.5]

main()
{	float x, y;
	x = 111111.111; y = 222222.222;
	printf("%f", x+y);
}
程序输出：
	333333.328152（实数运算中误差不可避免）

[例3.6]

main()
{	double x,y; double x2,y2;
	x = 1111111111111.111111111;y = 2222222222222.222222222;
	x2= 1111111111111.111; y2= 2222222222222.222;
	printf("%f %f", x+y, x2+y2); /* 13位整数,9位小数 */
}
程序输出：
	3333333333333.333010 3333333333333.333010（相同）

从[例3.6]和[例3.7]可以看出：

（1）实数运算中误差不可避免。

（2）double（例3.7）比float（例3.6）精度高。

（3）float实数（单精度）的有效位数是7位，double实数（双精度）的有效位数是16位，超过有效位数的输出和输入均无意义。

[例3.7]

main()
{
	float f = 123.456;
	printf("%f□□%10f□□%10.2f□□%.2f□□%-10.2f",f,f,f,f,f);
}
输出结果：
	123.455994□□123.455994□□□□□□123.46□□123.46□□123.46

8、e格式符：以指数形式输出实数。

%e	输出13位,其中：1位整数，1位小数点，6位小数，5位指数（含字符e和指数的符号）
%m.ne
%-m.ne

9、g格式符：根据数值大小，自动选择f或e格式输出。

三、使用注意

%是printf（）的格式说明符，若要直接输出字符%，在格式控制中使用两个连续的%。

例、

printf("%f%%", 1.0/3)

输出：0.333333%。

§3.5 数据输入

getchar()、scanf()：从系统标准输入设备stdin（一般指键盘）输入数据。

3.5.1 getchar()函数

Turbo C 热键帮助（context-sensitive help）：

光标移动到需帮助的文本上，按Ctrl+F1键。

[例3.8]

#include "stdio.h"
main()
{	char c;
	c = getchar();
	putchar(c);
}

运行时，若从键盘输入字符'a'，屏幕显示为：

a↙

a

 

3.5.2 scanf()函数

一、一般格式

作用	按规定格式输入	"地址列表"是输入信息存放地址的列表，一般是变量地址。返回值等于成功输入的项数
形式	int scanf(格式控制，地址列表)
原型定义	stdio.h

[例3.9]

#include "stdio.h" (只有printf和scanf函数可以不要头文件)
main()
{	int a,b,c;
	scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);
	printf("%d,%d,%d\n",a,b,c);
}

运行时按如下方式输入三个值：

3□4□5↙ （输入a,b,c的值）

3，4，5 （printf输出的a，b，c的值）

（1） &a、&b、&c中的&是地址运算符，分别获得这三个变量的内存地址。

（2） "%d%d%d"是按十进值格式输入三个数值。输入时，在两个数据之间可以用一个或多个空格、tab键、回车键分隔。

以下是合法输入方式：

① 3□□4□□□□5↙

② 3↙

4□5↙

③ 3（tab键）4↙

5↙

二、格式说明

与printf()的格式控制类似。

格式字符	说明
d	用于输入十进制数
o（字母）	用于输入八进制数
x	用于输入十六进制数
c	用于输入单个字符
s	用于输入字符串（非空格开始，空格结束，字符串变量以'\0'结尾）
f	用于输入实数（小数或指数均可）
e	与f相同（可与f互换）
格式的附加说明符
字符	说明
l(字母)	用于长整型数（%ld、%lo、%lx）或double型实数（%lf、%le）
h	用于短整型数（%hd、%ho、%hx）
域宽（一个正整数）	指定输入所占列宽
*	表示对应输入量不赋给一个变量

说明：

1、scanf()中不使用%u说明符。对unsigned型数据，以%d、%o、%x格式输入。

2、可以指定输入数据的列数，系统自动按它截取所需数据。例、

scanf("%3d%3d",&a,&b);

输入 123456↙

系统自动将123赋给a，456赋给b。

3、*格式用于跳过一个数据域，例、

scanf("%2d□%*3d□%2d",&a,&b);

输入：12□345□67↙

12→a，345被跳过，67→b。

*主要用于利用现有数据时，跳过某些数据项。

4、输入实数不能规定精度，如、

scanf("%7.2f",&a);

三、使用scanf()函数的注意事项

1、sacnf()中的变量必须使用地址。

　　int a, b;

scanf("%d,%d",a,b);

scanf("%d,%d",&a,&b);

2、scanf()的“格式控制中”，可以使用其它字符，但在输入时必须输入这些相同的字符。

例、

scanf("%d,%d",&a,&b);

输入： 3，4 ↙（逗号与"%d,%d"中的逗号对应）

例、

scanf("%d□□%d",&a,&b);

输入：3□□4 ↙（两个或以上空格）

例、

scanf("%d：%d：%d"，&h, &m, &s);

输入： 12：23：36 ↙（与格式控制中的冒号对应）

例、

scanf("a=%d,b=%d,c=%d",&a,&b,&c);

输入：a=12,b=24,c=36 ↙（a=,b=,c=及逗号与格式控制相对应）

3、在用"%c"输入时，空格和“转义字符”均作为有效字符。

例、

scanf("%c%c%c",&c1,&c2,&c3);

输入：a□b□c↙

结果：a→c1，□→c2，b→c3 (其余被丢弃)

4、输入数据时，遇以下情况结束一个数据的输入：（不是结束该scanf函数，scanf函数仅在每一个数据域均有数据，并按回车后结束）。

① 遇空格、“回车”、“跳格”键。

② 遇宽度结束。

③ 遇非法输入。

§3.6 程序举例

[例3.10] 输入三角形的三边长，计算其面积。

设三边长a、b、c，面积area的算法是：

求平方根函数sqrt()在math.h中定义。

#include "math.h"
main()
{
	float a,b,c,s,area;
	scanf("%f,%f,%f",&a,&b,&c);
	s = 1.0/2*(a+b+c);
	area = sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c));
	printf("a=7.2f, b=%7.2f, c=%7.2f\n",a,b,c);
	printf("area = %7.2f\n",area);
}
运行情况如下：
	3，4，6↙
	a= 3.00, b= 4.00, c=6.00
	area = 5.33

注意：

1、程序设计必须先设计算法、画出框图。

2、设计反应物理量的程序变量。

3、注意使用头文件。（Ctrl+F1的帮助信息中指出了头文件名）。

4、对于实用的程序，必须检查用户（使用程序的人）输入数据的有效性，如本例中，检查输入的边长是否大于零（不能为负或零）。但本程序仅是示例性的，未作数据有效性检查。

[例3.11] 从键盘输入一个大写字母，要求用小写字母输出。

算法：c2(小写字母) = c1(大写字母) + 32

大写字母	A	B	C	....	Z
ASCII(十六进制)	0x41	0x42	0x43
ASCII(十进制)	65	66	67
小写字母	a	b	c	....	z
ASCII(十六进制)	0x61	0x62	0x63
ASCII(十进制)	97	98	99

程序：

#include "stdio.h"
main()
{
	char c1,c2;
	c1 = getchar();
	printf("%c,%d\n",c1,c1);
	c2 = c1 + 32;
	printf("%c,%d\n",c2,c2);
}

[例3.12] 求方程的根。a、b、c由键盘输入，

设。

算法：

程序：

#include "math.h"
main()
{	float a,b,c,disc,x1,x2,p,q;
	scanf("a=%f,b=%f,c=%f",&a,&b,&c);
	disc = b*b - 4*a*c;
	p = -b/(2*a); q = sqrt(disc)/(2*a);
	x1 = p + q; x2 = p - q;
	printf("\n\nx1=%5.2f\nx2=%5.2f\n",x1,x2);
}

 

本章要求

1、程序的三种基本结构及其特点。

2、数据输入、输出函数及其格式控制。

3、熟悉Turbo C环境的使用。头文件。帮助系统的使用（Ctrl+F1）。