二级C语言讲义.docx
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二级C语言讲义
二级C语言讲义
第1章C程序设计基本概念
§1.1程序和程序设计
考点01：
C语言概述
C语言的原型是60语言，由B语言演变而来，1978年正式发表。
C语言是一种面向过程的语言。
早期的C语言主要是用于系统，现在在各类大、中、小和微型计算机上得到了广泛的使用。
考点02：
C语言的特点
1．C语言的主要特点
◆简洁紧凑、灵活方便
◆共有32个关键字，9种控制语句，程序书写自由，主要用小写字母表示。
◆运算符丰富
◆运算符包含的范围很广泛，共有34种运算符。
C语言把括号、赋值、强制类型转换等都作为运算符处理。
◆数据结构丰富
◆整型、实型、字符型、数组类型、指针类型、结构体类型、共用体类型等，能用来实现各种复杂的数据类型的运算。
引入了指针概念，使程序效率更高。
◆C语言是结构式语言
◆用函数作为程序模块，每个函数完成独立的功能来实现程序的模块化。
◆语法限制不太严格、程序设计自由度大。
◆一般的高级语言语法检查比较严，能够检查出几乎所有的语法错误，而C语言允许程序编写者有较大的自由度。
◆C语言允许直接访问物理地址，可以直接对硬件进行操作，属于中级语言
◆能够像汇编语言一样对位、字节和地址进行操作,而这三者是C语言最基本的工作单元，因此既具有高级语言的功能，又具有低级语言的许多功能，可以用来编写系统软件。
◆C语言程序生成代码质量高，程序执行效率高。
◆C语言适用范围大，可移植性好。
2．版本C、C、、、等。
C是的基础，它们是兼容的。
考点03：
程序设计的内容
1．基本步骤
确定数据结构、确定算法、编码（编程）、在计算机上运行程序、整理并写出文档资料。
2．C语言的基本结构
<>/*文件包含命令行*/
（）/*主函数*/
{
;/*定义变量*/
46100;/*变量初始化*/
;/*求两数之和*/
（"!
\n"）;/*输出两数之和*/
}
1）程序一般用小写字母书写，严格区分大小写。
书写格式自由，一行可以写几个语句，一个语句可以写在几行上。
*2）一个C语言源程序可以由一个或多个源文件组成，一个源程序不论由多少文件组成，都有且只能有一个（），称主函数。
注意：
⑴C程序是由函数（）构成的，函数是C程序的基本单位。
⑵函数分为：
系统提供的库函数，用户定义的函数。
*3）C程序的执行总是先从主函数开始，而不论主函数在整个程序中的位置。
4）函数体必须在{}之间，函数前面部分为声明（定义）部分，后面为执行部分。
5）每个语句的结尾必须要有；作为终止符。
6）可以在语句旁边用/*……*/进行注释，但/与*之间不能空格，且/*与*/之间不能再插入/**/。
注释内容可以是英文或中文。
*7）C语言本身没有输入输出语句，有关操作都是通过调用库函数和来完成。
8）低一层次的语句或说明可比高一层次的缩进若干格书写。
§1.2算法
考点04：
算法及其特征
开始
1．概念：
任何解决问题的过程都是由一定的步骤组成的，所以把解决问题
确定的方法和有限的步骤称作为算法。
程序＝数据结构+算法0=>s
2．简单算法示例
【例1-2】求1+2+3+……+100＝?
1=>i
S1：
0S2：
1S3：
S4：
1
S5：
如果i不大于100，则重复执行步骤3，否则算法结束。
i<=100
（）真
{>s
0;
（1<=100）1=>i
;
（"\n"）;
}输出s
运行结果为:
5050结束
*3．特点：
有穷性、确定性、可行性（有效性）、有零个或多个输入、有一个或多个输出。
4．表示方法
（1）
流程图：
开始或终止框、输入输出框、判断框、处理框、流程
线、连接点、注释框。
（2）伪代码
（3）计算机语言－C语言
考点05：
算法的类型
1．基本类型
1）数值算法：
常用于科学计算，如求方程的根等。
2）非数值算法：
广泛用于各种数据的数据处理，如事务管理、图书检索、人事管理等。
2．基本构成
1）结构：
顺序结构、选择（分支）结构、循环（重复）结构。
2）原操作：
输入、输出、表达式求值、变量赋值等。
§1.3结构化程序设计和模块化结构
考点06：
结构化程序
1．顺序结构
顺序结构是由一组顺序执行的程序块所组成的。
2．选择结构
选择结构是根据分支条件的取值来决定程序执行的走向。
3．循环结构
循环结构是一种对某一处理块反复执行指定次数的结构。
考点07：
模块化结构
C语言是一种结构化程序设计语言，它提供了三种基本结构的语句；提供了定义“函数”的功能，在C语言中没有子程序的概念，它提供的函数可以完成子程序的所以功能；C语言允许对函数单独进行编译，从而可以实现模块化。
C语言的工作界面及上机操作
启动2.0:
双击快捷方式或启动,键入\↙↙或单击开始菜单→运行→c:
\\。
1．菜单栏F10
（文件）：
（加载文件）、（选择文件）、（新建文件）、（保存文件）、（另存为）、（选择指定目录下的文件）、（改变默认打开的文件目录）、（暂时回到）、（退出）。
（编辑）：
（F6）从信息窗口回到编辑窗口。
可清除错误白线提示。
（运行）：
（运行）、（程序重启）、（运行到光标处）、（跟踪）、（单步执行）、（用户屏幕）。
（编译）：
生成目标文件、可执行文件等。
（项目）：
由多个文件生成一个可执行文件。
（选项）：
设置工作环境。
（调试）：
。
在调试过程中采用给某些变量赋新值来寻找错误。
（断点及监视表达式）：
。
增加监视的变量，观察语句执行过程中变量值的变化。
注意默认在C盘根目录下，需要设置其他目录只需将其拷贝至该目录下，保留C盘的。
2．状态栏目：
光标位置、文件名等。
3．信息窗口：
显示提示信息。
4．功能键提示信息
F1：
帮助
F2：
保存文件
F3：
打开文件
F4：
运行到光标处
F5：
隐藏信息窗口
F6：
转换编辑与信息窗口
F7：
单步跟踪程序执行
F8：
单步跟踪程序执行但不进入被调用的子函数中
F9：
生成目标文件但不运行
F10：
打开菜单栏。
3:
选择文件、5:
显示运行结果、7:
增加监视的表达式、9:
运行程序。
注意：
⑴新建文件可在进入2.0时直接或按两次，新建文件不要在原有文件上修改，此时运行结果可能发生错误。
⑵除了运行显示图形的程序，其他均需要通过5来显示运行结果。
5．C程序的生成过程：
编辑→编译→连接→运行。
C编译程序程序
第2章C程序设计的初步认识
§2.1标识符、常量和变量
考点01：
标识符
1.概念：
用于标识变量、函数、数组、文件等的一串字符称为标识符。
2.规定
a）必须由英文字母、数字或下划线组成，且首字符只能是英文字母或下划线。
b）C程序中区别大、小写字母。
c）禁止使用关键字作为标识符。
3.关键字：
又称保留字，是编译系统预先定义的一些具有特定含义的标识符，共32个（数据类型12个、控制语句12个、存储类型4个、其它4个）。
预定义标识符虽然不属于关键字，但为了避免混乱，建议不使用它们作标识符。
注意：
C程序允许32个字符的标识符，但建议不超过8个字符。
二、基本数据类型
1．算法处理的对象是数据，而数据是以某种特定的形式出现，在C语言中，数据有常量、变量，一般它们都有一定的数据类型。
整型（）
字符型（）
实型（、）
枚举型（）
数组类型
构造类型结构体类型（）
共用（联合）体类型（）
指针类型
空类型（）
2．常量与变量
a）常量：
在程序运行过程中其值不能改变的量称为常量。
符号常量是在程序中指定用一个符号代表一个常量。
注意：
⑴符号常量必须由宏定义命令来定义，符号常量修改方便、不易出错。
⑵习惯上符号常量名用大写，变量名用小写。
b）变量：
在程序运行过程中其值能改变的量称为变量。
一个变量在内存中占据一定的存储单元，在存储单元中存放该变量的值。
c）变量说明与变量赋值（变量初始化）：
变量说明格式为：
类型说明符变量表列变量赋值格式为：
变量名＝表达式
注意：
⑴表达式可以是：
常量、变量、算术表达式、赋值表达式。
⑵允许在一个类型标识符后说明多个相同类型的变量，各变量名之间用逗号间隔。
但不能使用变量＝变量＝表达式；，如7；，只能是77；或；7；。
⑶变量说明必须放在变量使用之前,一般在函数体的开头部分；变量必须先定义后使用。
⑷“＝”左侧必须是变量，如7=9是错误的。
3.整型数据
（1）整型常量
按进制分类：
λ十进制整数：
非0开头（除0），如123、-123、8、0、-5、30000等。
λ八进制整数：
0开头，数字串只能含有0～7，如056、-0111等。
056＝5×81＋6×80＝46。
λ十六进制整数：
0x或0X开头，数字串只能含有0～9及a、b、c、d、e、f（A、B、C、D、E、F）。
如0x123、0X3A、-0x2e等。
0X3A＝3×161＋10×160＝58。
（2）整型变量
类型说明符所占位数（存储字节）数的范围
基本型 16
（2）-32768（-215）～32767（215-1）
短整型（） 16
（2） -32768（-215）～32767（215-1）
长整型（） 32（4）-2147483648（-231）～2147483647（231-1）
无符号型 16
（2） 0～65535（216-1）
16
（2） 0～65535（216-1）
32（4）0～4294967295（232-1）
注意：
所占位数（存储字节）是由机器（）的字长决定的，16位机字长为8。
（3）存放方式
整型数据在内存中以二进制方式存放，最高位为符号位，0为正、1为负，并以补码表示。
λ对于正数，其补码与原码相同。
λ对于负数，其补码是将该数的绝对值的二进制形式按位取反再加1。
如－10的补码：
10的原码0000000000001010
取反1111111111110101
加11111111111110110→-10的补码
λ二进制转换成十进制的负整数：
取反转换成十进制整数取负值再减1。
如1111111111111110：
取反0000000000000001→1→-1减1→十进制负整数-2。
λ十进制转换成八进制：
十进制每3位对应于八进制1位。
如-4→0177774即
1111111111111100→177774；负整数（）加65536再转换成八进制即可。
λ十进制转换成十六进制：
十进制每4位对应于十六进制1位。
如-4→0即
1111111111111100→fffc；负整数（）加65536再转换成十六进制即可。
（4）数据溢出
当向变量赋的值超出该整型变量的范围即溢出，溢出后会给出错误的结果。
【例2-1】：
（）
{;
32767;（32768;）
1;（1;）
（"\n"）;}
运行结果为：
3276732768（-32768,32767）
注意：
⑴如果需要输出正确的结果，可以使用长整型来接收超过基本（短）整型变量范围的数值。
⑵当基本（短）整型变量数值＞32767，则该数值减65536直到在-32768～32767为止；当基本（短）整型变量数值＜-32767，则该数值加65536直到在-32768～32767为止。
4.实型数据（浮点数）
（1）实型常量
λ十进制小数形式：
由数字加小数点组成（必须有小数点）,如100.5、-123.、.123、0.0。
λ指数形式：
如123e3、1.23E5，字母e（E）之前必须有数字，后面必须为整数。
（2）实型变量
类型说明符所占位数（存储字节）数的范围
单精度 32（4）10－37～1038
双精度 64（8） 10－307～10308
长双精度 128（16） 10－4931～104932
注意：
不论单精度、双精度均输出小数点后6位，不足补0。
指数形式为（E）±。
（3）舍入误差
由于实型变量是用有限的存储单元存储的，因此能提供的有效数字总是有限的，在有效数位以外的数字将被舍去,由此可能产生误差。
单精度有效位是7位,双精度有效位是16位。
【例2-2】：
（）
{111111.111;（11111111111111.1111;）
（"\n"）;（（"\n"）;）}
运行结果为：
111111.109375（1.1111105）（11111111111111.111300（1.1111113））
（4）数据溢出
当向变量赋的值超出该实型变量的范围即溢出，溢出后会给出错误的提示。
【例2-3】：
（）
{1.111111E40;
（"\n"）;}
运行结果为：
5.字符型数据
（1）字符（串）常量：
λ字符：
用''括起来的一个字符，如'A'、'a'等。
注意：
字符常量只能且必须包含一个字符，空格也可以，但必须写成''。
【例2-4】：
（）
{c123;
c1='a'2=9731-32;
（"\"123123）;}
运行结果为：
97,97,65
λ字符串：
用""括起来的一串字符，如"A"、""、""（空串）等。
注意：
字符串常量结尾系统自动加一个结束标志'\0',字符串常量所占字节数为字符数加1。
（2）转义字符常量：
又称反斜线字符，总是以一个\跟一个特定的字符来代表某一特定的字符，这些字符也必须括在''内，如'\n'代表换行、'\101'、'\x41'均代表'A'。
注意：
⑴每个转义字符只能看作一个字符。
⑵转义字符\表示1-3位八进制数、\表示1-2位十六进制数。
例：
已知字母A的码为十进制数65,且c为字符型，则执行语句'A'+'6'-'3';后中的值为。
A）DB）67C）不确定的值D）C
【例2-5】：
（）
{（"□□c\t□\\\\n"）;/*□表示空格*/
（"\376"）;}
运行结果为：
a□□□□□□□
■
说明：
在第一行输出□□c，\t横向跳格至第9格，输出□，\r使输出位置移至本行首，输出
a，\t横向跳格至第9列（c清除），输出Y，\b退一格（Y清除），输出＝，\n换行，输出■。
（3）字符变量：
类型说明符所占字节数的范围
1-128～127
注意：
字符变量在内存中占1个字节，存放的是字符的代码值，可以作为整型来处理，
如'A'的值为65、'a'的值为97、空格字符的值为32，所以可以进行算术运算。
三、运算符与表达式
表达式：
由常量、变量、函数等运算对象和运算符组成的式子。
运算符：
运算符有优先级，高的先执行，同级的由结合规则决定。
从左到右结合：
运算对象与左边运算符相结合，如510。
从右到左结合：
运算对象与右边运算符相结合，如7。
1.算术运算符与算术表达式（从左到右）
（1）单目（表示符号）：
正号“+”、负号“－”。
（2）双目：
+、－、*、/、%（模）。
例：
若有代数式
，则不正确的C语言表达式为。
A）*e*3B）3*a*C）3*a**cD）a**3
注意：
⑴整型/整型时，小数点后的数一律舍去，如13/5为2、5/13为0、7/3*3的结果为6。
⑵模运算是整除取余数，运算符两侧必须都是整型，计算结果的符号与第一个数的符号相同，如-5%3为-2、-53为-2、53为2。
2.自增自减运算符（单目）（优先级高于算术，右结合）（常用于循环结构）
（1）自增：
→先加1再使用，相当于先执行1;再执行运算；→先使用再加1，相当于先执行运算再执行1;。
（2）自减：
－－i→先减1再使用，相当于先执行－1;再执行运算；i－－→先使用再减1，相当于先执行运算再执行1;。
注意：
自增自减运算符只能用于变量（整型、实型、字符型、指针型），不能用于常量或表达式。
－等价于－（）。
【例2-6】：
（）
{3;
（）+（）+（）;（（）+（）+（）;）（（）+（）+（）;）
（"\n"）;}
运行结果为：
69（618）（615）
3.赋值运算符与赋值表达式（优先级低于算术，右结合）
（1）赋值运算符：
“＝”是将“＝”右侧的数值赋值给左侧的变量。
（2）赋值表达式：
变量名＝表达式
注意：
⑴赋值运算符两侧数据类型不一致，则运算结果以“＝”左侧的数据类型为准。
⑵赋值表达式后面加上“;”便构成了赋值语句。
（3）复合赋值运算符（双目）
λ加赋值、－=减赋值、*=乘赋值、除赋值、模赋值。
λ按位与赋值、按位或赋值、^=按位异或赋值、<<=位左移赋值、>>=位右移赋值。
【例2-7】：
（）
{6;
*a;
（"\n"）;}
运行结果为：
60
4.关系运算符与关系表达式（优先级低于算术，左结合，高于赋值）（用于选择或循环结构）
（1）关系运算符：
<小于、<=小于或等于、>大于、>=大于或等于、等于、不等于。
（2）关系表达式：
λ格式：
表达式关系运算符表达式。
λ结果：
逻辑值1（关系式成立）或0（关系式不成立）。
例:
若希望当A为奇数时，表达式值为“真”，偶数时为“假”，则不满足要求的表达式是（）。
A）21B）!
（20）C）!
（2）D）2
5.逻辑运算符与逻辑表达式（优先级低于关系，左结合，!
除外）（用于选择或循环结构）
（1）逻辑运算符：
!
非（单目）、与（双目）、||或（双目）。
（2）逻辑表达式：
λ格式：
表达式逻辑运算符表达式。
λ结果：
逻辑值1（真）或0（假）。
例：
判断类型数据c1是否为大写字母的正确表达式是（）。
A）'A'<1<='Z'B）（c1>='A'）&（c1<='Z'）
C）（'A'<1）（'Z'>1）D）（c1>='A'）（c1<='Z'）
【例2-8】：
（）
{123422;
（>b）（>d）;
（"\n"）;}
运行结果为：
1234020
注意：
⑴!
取相反值，非0表达式值为0、0值为1，两侧表达式均为非0值才为1、否则为0，||只要有一个表达式值为非0值就为1，否则为0。
⑵求值短路：
当左侧表达式为0则不继续计算右侧表达式直接给结果0，当||左侧表达式为非0则不继续计算右侧表达式直接给结果1。
6.逗号运算符与逗号表达式（优先级最低，左结合）
（1）格式：
表达式1，表达式2，……，表达式n。
（2）结果：
依次计算各表达式的值，最后一个表达式的值为整个表达式的值。
注意：
与间隔符区分开，如（"",（））;语句中的，是间隔 符。
例：
设均为类型，则表达式6,11的值是（）。
A）8B）6C）7D）不确定
7.条件运算符与条件表达式（三目）（优先级低于逻辑，左结合，高于赋值）（用于选择结构）
（1）格式：
表达式1?
表达式2:
表达式3。
（2）结果：
求解表达式1，非0（为真），求解表达式2，其值即为整个表达式的值；0（为假），求解表达式3，其值即为整个表达式的值。
如a>>等价于a>b?
a:
（c>d）。
例：
若给定条件表达式（M）?
（）:
（），则其中表达式（M）。
A.和（0）等价B.和
（1）等价C.和（0）等价D.和
（1）等价
8.长度运算符（优先级高于算术，右结合）
（1）格式：
（类型说明符或变量）。
（2）结果：
测试数据类型所占用的字节数，如（）值为2。
9.位运算符（双目）（运算对象整型或字符型）
（1）~按位取反（单目）：
将运算对象的内容按位取反，如~32767＝－32768，即~0111111111111111→1000000000000000。
（2）&按位与：
把两个运算数按对应的二进制进行“与”运算，相应位都是1，该位结果为1，否则为0；如12&10＝8，即00001100&00001010＝00001000。
（3）|按位或：
两个运算数相应位只要有一个为1，该位结果为1，两个都是0结果才为0；如83|12＝95，即01010011|00001100＝01011111。
（4）^按位异或：
两个运算数相应位数字相同该位结果为0，不同结果为1；如51^195＝240，即00110011|11000011＝11110000。
（5）<<左移：
运算对象<<整型表达式，移位后低位补0，高位移出的舍弃；如6<<2＝24，即00000110<<2＝00011000。
如果左端移出的部分不含1，则相当于移位对象乘以4。
（6）>>右移：
运算对象>>整型表达式，移位后低位移出的舍弃，高位补0（负整数补1）；如24>>2＝6，即00011000>>2＝00000110。
如果右端移出的部分不含1，则相当于移位对象除以4。
10.常用数学函数（<>）
λ与：
（x）求整数x的绝对值，（x）求x的绝对值；两者区别为前者参数及返回值均为基本整型，后者参数及返回值均为双精度。
λ：
（x）求的值，参数及返回值均为双精度（下同）。
λ与10：
（x）求的值、10（x）求10x的值。
λ：
（）求的值。
λ：
（x）求的值。
例：
代数式对应的C语言表达式是：
（（（）10（y）））。
代数式对应的C语言表达式是：
（（x,3.0）10（x））。
11.优先级：
括号＞逻辑非、自增自减、求正负＞算术运算符＞关系运算符＞逻辑与＞逻辑或＞条件运算符＞赋值运算符＞逗号运算符（最好多用括号，使表达式更明了）
四、类型转换高
1.隐式转换
纵向箭头表示当运算对象为不同类型时的转换方向，
横向箭头表示必定转换。
低
a）将转换为时要进行符号扩展。
正值高16位补0，数值不变，如10→10
0000000000001010→00000000000000000000000000001010;负值高16位补1,数值不变，如
－10→－101111111111110110→11111111111111111111111111110110。
b）将转换为时要进行数位截取。
将的低16位给。
数据可能溢出。
c）将转换为时要进行数位扩展。
高16位补0，数值不变。
d）将转换为相同位数的整型变量时，只需原封不动传递。
数据可能溢出。
e）将非转换为相同位数的时，只需原封不动传递。
数据可能溢出。
注意：
⑴超过4位的16进制整型变量转换为无符号16进制变量时只需保留后4位。
⑵当负值基本（短）整型变量转换为无
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