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ANSIC
1970到80年代,C语言被广泛应用,从大型主机到小型微机,也衍生了C语言的很多不同版本。
为统一C语言版本,1983年美国国家标准局(AmericanNationalStandardsInstitute,简称ANSI)成立了一个委员会,来制定C语言标准。
1989年C语言标准被批准,被称为ANSIX3.159-1989"
ProgrammingLanguageC"
这个版本的C语言标准通常被称为ANSIC。
目前,几乎所有的开发工具都支持ANSIC标准。
是C语言用得最广泛的一个标准版本。
C99
在ANSIC标准确立之后,C语言的规范在很长一段时间内都没有大的变动。
1995年WG14小组对C语言进行了一些修改,成为后来的1999年发布的ISO/IEC9899:
1999标准,通常被成为C99。
但是各个公司对C99的支持所表現出来的兴趣不同。
当GCC和其它一些商业编译器支持C99的大部分特性的時候,微软和Borland却似乎对此不感兴趣。
C语言对其它语言的影响
很多编程语言都深受C语言的影响,比如C++(原先是C语言的一个扩展),C#,Java,PHP,Javascript,Perl,LPC和UNIX的CShell。
也正因为C语言的影响力,掌握C语言的人,再学其它编程语言,大多能很快上手,触类旁通。
接下来,我们开始具体讲解C语言。
要学好一门编程语言,一定要边学边练,你要有一个C语言的开发工具,在此教程中,我们使用微软的VisualStudio开发C语言程序。
第二节C语言是当代最优秀的程序设计语言
早期的C语言主要是用于UNIX系统。
由于C语言的强大功能和各方面的优点逐渐为人们认识,到了八十年代,C开始进入其它操作系统,并很快在各类大、中、小和微型计算机上得到了广泛的使用,成为当代最优秀的程序设计语言之一。
下面,介绍一下C语言的优秀之处:
1.语言简洁,使用方便灵活
C语言是现有程序设计语言中规模最小的语言之一,而小的语言体系往往能设计出较好的程序。
C语言的关键字很少,ANSIC标准一共只有32个关键字,9种控制语句,压缩了一切不必要的成份。
C语言的书写形式比较自由,表达方法简洁,使用一些简单的方法就可以构造出相当复杂的数据类型和程序结构。
2.可移植性好
用过汇编语言的读者都知道,即使是功能完全相同的一种程序,对于不同的单片机,必须采用不同的汇编语言来编写。
这是因为汇编语言完全依赖于单片机硬件。
而现代社会中新器件的更新换代速度非常快,也许我们每年都要跟新的单片机打交道。
如果每接触一种新的单片机就要学习一次新的汇编语言,那么也许我们将一事无成,因为每学一种新的汇编语言,少则几月,多则上年,那么我们还有多少时间真正用于产品开发呢?
C语言是通过编译来得到可执行代码的,统计资料表明,不同机器上的C语言编译程序80%的代码是公共的,C语言的编译程序便于移植,从而使在一种单片机上使用的C语言程序,可以不加修改或稍加修改即可方便地移植到另一种结构类型的单片机上去。
这大大增强了我们使用各种单片机进行产品开发的能力。
3.表达能力强
C语言具有丰富的数据结构类型,可以根据需要采用整型、实型、字符型、数组类型、指针类型、结构类型、联合类型、枚举类型等多种数据类型来实现各种复杂数据结构的运算。
C语言还具有多种运算符,灵活使用各种运算符可以实现其他高级语言难以实现的运算。
4.表达方式灵活
利用C语言提供的多种运算符,可以组成各种表达式,还可采用多种方法来获得表达式的值,从而使用户在程序设计中具有更大的灵活性。
C语言的语法规则不太严格,程序设计的自由度比较大,程序的书写格式自由灵活。
程序主要用小写字母来编写,而小写字母是比较容易阅读的,这些充分体现了C语言灵活、方便和实用的特点。
5.可进行结构化程序设计
C语言是以函数作为程序设计的基本单位的,C语言程序中的函数相当于汇编语言中的子程序。
C语言对于输入和输出的处理也是通过函数调用来实现的。
各种C语言编译器都会提供一个函数库,其中包含有许多标准函数,如各种数学函数、标准输入输出函数等。
此外C语言还具有自定义函数的功能,用户可以根据自己的需要编制满足某种特殊需要的自定义函数。
实际上C语言程序就是由许多个函数组成的,一个函数即相当于一个程序模块,因此C语言可以很容易地进行结构化程序设计。
6.可以直接操作计算机硬件
C语言具有直接访问单片机物理地址的能力,可以直接访问片内或片外存储器,还可以进行各种位操作。
7.生成的目标代码质量高
众所周知,汇编语言程序目标代码的效率是最高的,这就是为什么汇编语言仍是编写计算机系统软件的重要工具的原因。
但是统计表明,对于同一个问题,用C语言编写的程序生成代码的效率仅比用汇编语言编写的程序低10%~20%。
尽管C语言具有很多的优点,但和其他任何一种程序设计语言一样也有其自身的缺点,如不能自动检查数组的边界,各种运算符的优先级别太多,某些运算符具有多种用途等。
但总的来说,C语言的优点远远超过了它的缺点。
经验表明,程序设计人员一旦学会使用C语言之后,就会对它爱不释手,尤其是单片机应用系统的程序设计人员更是
第三节C语言版本概述
目前最流行的C语言有以下几种:
1、MicrosoftC或称MSC
2、BorlandTurboC或称TurboC
3、AT&
TC
这些C语言版本不仅实现了ANSIC标准,而且在此基础上各自作了一些扩充,使之更加方便、完美。
ISO发布C语言标准新版本
ISO(InternationalOrganizationforStandardization)于2011年4月正式公布C语言新的国际标准草案。
之前被命名为C1X的新标准将被称为ISO/IEC9899:
2011。
新的标准修订了C11版本,提高了对C++的兼容性,并将新的特性增加到C语言中。
新功能包括支持多线程,基于ISO/IECTR19769:
2004规范下支持Unicode,提供更多用于查询浮点数类型特性的宏定义和静态声明功能。
根据草案规定,最新发布的标准草案修订了许多特性,支持当前的编译器。
今年10月份,ISOITTF(InformationTechnologyTaskForce)开始接手最终草案审查,对此未发表任何评论。
该草案的修改是基于2011年4月通过的N1570draftPDF。
第四节C语言的特点
1、C语言简洁、紧凑,使用方便、灵活。
ANSIC一共只有32个关键字:
1、auto
2、break
3、case
4、char
5、const
6、continue
7、default
8、do
9、double
10、else
11、enum
12、extern
13、float
14、for
15、goto
16、if
17、int
18、long
19、register
20、return
21、short
22、signed
23、static
24、sizeof
25、struct
26、switch
27、typedef
28、union
29、unsigned
30、void
31、volatile
32、while
9种控制语句,程序书写自由,主要用小写字母表示,压缩了一切不必要的成分。
TurboC扩充了11个关键字:
asm_cs_ds_es_sscdeclfarhugeinterruptnearpascal
注意:
在C语言中,关键字都是小写的。
2、运算符丰富。
共有34种。
C把括号、赋值、逗号等都作为运算符处理。
从而使C的运算类型极为丰富,可以实现其他高级语言难以实现的运算。
3、数据结构类型丰富。
4、具有结构化的控制语句。
5、语法限制不太严格,程序设计自由度大。
6、C语言允许直接访问物理地址,能进行位(bit)操作,能实现汇编语言的大部分功能,可以直接对硬件进行操作。
因此有人把它称为中级语言。
7、生成目标代码质量高,程序执行效率高。
8、与汇编语言相比,用C语言写的程序可移植性好。
但是,C语言对程序员要求也高,程序员用C写程序会感到限制少、灵活性大,功能强,但较其他高级语言在学习上要困难一些。
第五节C语言面向对象的程序设计语言
首先介绍面向对象编程。
面向对象编程(ObjectOrientedProgramming,OOP,面向对象程序设计)是一种计算机编程架构。
OOP的一条基本原则是计算机程序是由单个能够起到子程序作用的单元或对象组合而成。
OOP达到了软件工程的三个主要目标:
重用性、灵活性和扩展性。
为了实现整体运算,每个对象都能够接收信息、处理数据和向其它对象发送信息。
面向对象程序设计中的概念主要包括:
对象、类、数据抽象、继承、动态绑定、数据封装、多态性、消息传递。
通过这些概念面向对象的思想得到了具体的体现。
1)对象对象是运行期的基本实体,它是一个封装了数据和操作这些数据的代码的逻辑实体。
2)类类是具有相同类型的对象的抽象。
一个对象所包含的所有数据和代码可以通过类来构造。
3)封装封装是将数据和代码捆绑到一起,避免了外界的干扰和不确定性。
对象的某些数据和代码可以是私有的,不能被外界访问,以此实现对数据和代码不同级别的访问权限。
4)继承继承是让某个类型的对象获得另一个类型的对象的特征。
通过继承可以实现代码的重用:
从已存在的类派生出的一个新类将自动具有原来那个类的特性,同时,它还可以拥有自己的新特性。
5)多态多态是指不同事物具有不同表现形式的能力。
多态机制使具有不同内部结构的对象可以共享相同的外部接口,通过这种方式减少代码的复杂度。
6)动态绑定绑定指的是将一个过程调用与相应代码链接起来的行为。
动态绑定是指与给定的过程调用相关联的代码只有在运行期才可知的一种绑定,它是多态实现的具体形式。
7)消息传递对象之间需要相互沟通,沟通的途径就是对象之间收发信息。
消息内容包括接收消息的对象的标识,需要调用的函数的标识,以及必要的信息。
消息传递的概念使得对现实世界的描述更容易。
8)方法方法(Method)是定义一个类可以做的,但不一定会去做的事。
在C的基础上,一九八三年又由贝尔实验室的BjarneStrou-strup推出了C++。
C++进一步扩充和完善了C语言,成为一种面向对象的程序设计语言。
C++目前流行的最新版本是BorlandC++,SymantecC++和MicrosoftVisualC++。
C++提出了一些更为深入的概念,它所支持的这些面向对象的概念容易将问题空间直接地映射到程序空间,为程序员提供了一种与传统结构程序设计不同的思维方式和编程方法。
因而也增加了整个语言的复杂性,掌握起来有一定难度。
第六节C语言和C++的区别与对比
C是C++的基础,C++语言和C语言在很多方面是兼容的。
因此,掌握了C语言,再进一步学习C++就能以一种熟悉的语法来学习面向对象的语言,从而达到事半功倍的目的。
差不多是win8跟winXP的关系。
C++是在C的基础上增加了新的理论,玩出了新的花样。
所以叫C++。
C是一个结构化语言,它的重点在于算法和数据结构。
C程序的设计首要考虑的是如何通过一个过程,对输入(或环境条件)进行运算处理得到输出(或实现过程(事务)控制)。
C++,首要考虑的是如何构造一个对象模型,让这个模型能够契合与之对应的问题域,这样就可以通过获取对象的状态信息得到输出或实现过程(事务)控制。
所以C与C++的最大区别在于它们的用于解决问题的思想方法不一样。
之所以说C++比C更先进,是因为“设计这个概念已经被融入到C++之中”。
C语言与C++的区别有很多,下面是简要概述:
1、全新的程序程序思维,C语言是面向过程的,而C++是面向对象的。
2、C语言有标准的函数库,它们松散的,只是把功能相同的函数放在一个头文件中;
而C++对于大多数的函数都是有集成的很紧密,特别是C语言中没有的C++中的API是对Window系统的大多数API有机的组合,是一个集体。
但你也可能单独调用API。
3、特别是C++中的图形处理,它和C语言的图形有很大的区别。
C语言中的图形处理函数基本上是不能用在C++中的。
C语言标准中不包括图形处理。
4、C和C++中都有结构的概念,但是在C语言中结构只有成员变量,而没成员方法,而在C++中结构中,它可以有自己的成员变量和成员函数。
但是在C语言中结构的成员是公共的,什么想访问它的都可以访问;
而在VC++中它没有加限定符的为私有的。
5、C语言可以写很多方面的程序,但是C++可以写得更多更好,C++可以写基于DOS的程序,写DLL,写控件,写系统。
6、C语言对程序的文件的组织是松散的,几乎是全要程序处理;
而c++对文件的组织是以工程,各文件分类明确。
7、C++中的IDE很智能,和VB一样,有的功能可能比VB还强。
8、C++对可以自动生成你想要的程序结构使你可以省很多时间。
有很多可用工具如加入MFC中的类的时候,加入变量的时候等等。
9、C++中的附加工具也有很多,可以进行系统的分析,可以查看API;
可以查看控件。
10、调试功能强大,并且方法多样。
第七节简单的C程序介绍
为了说明C语言源程序结构的特点,先看以下几个程序。
这几个程序由简到难,表现了C语言源程序在组成结构上的特点。
虽然有关内容还未介绍,但可从这些例子中了解到组成一个C源程序的基本部分和书写格式。
【例1.1】
main()
{
printf("
世界,您好!
\n"
);
}
1.main是主函数的函数名,表示这是一个主函数。
2.每一个C源程序都必须有,且只能有一个主函数(main函数)。
3.函数调用语句,printf函数的功能是把要输出的内容送到显示器去显示。
4.printf函数是一个由系统定义的标准函数,可在程序中直接调用。
【例1.2】
#include<
math.h>
stdio.h>
doublex,s;
printf("
inputnumber:
scanf("
%lf"
&
x);
s=sin(x);
sineof%lfis%lf\n"
x,s);
1.include称为文件包含命令
2.扩展名为.h的文件称为头文件
3.定义两个实数变量,以被后面程序使用
4.显示提示信息
5.从键盘获得一个实数x
6.求x的正弦,并把它赋给变量s
7.显示程序运算结果
8.main函数结束
程序的功能是从键盘输入一个数x,求x的正弦值,然后输出结果。
在main()之前的两行称为预处理命令(详见后面)。
预处理命令还有其它几种,这里的include称为文件包含命令,其意义是把尖括号<
>
或引号"
"
内指定的文件包含到本程序来,成为本程序的一部分。
被包含的文件通常是由系统提供的,其扩展名为.h。
因此也称为头文件或首部文件。
C语言的头文件中包括了各个标准库函数的函数原型。
因此,凡是在程序中调用一个库函数时,都必须包含该函数原型所在的头文件。
在本例中,使用了三个库函数:
输入函数scanf,正弦函数sin,输出函数printf。
sin函数是数学函数,其头文件为math.h文件,因此在程序的主函数前用include命令包含了math.h。
scanf和printf是标准输入输出函数,其头文件为stdio.h,在主函数前也用include命令包含了stdio.h文件。
需要说明的是,C语言规定对scanf和printf这两个函数可以省去对其头文件的包含命令。
所以在本例中也可以删去第二行的包含命令#include<
同样,在例1.1中使用了printf函数,也省略了包含命令。
在例题中的主函数体中又分为两部分,一部分为说明部分,另一部为分执行部分。
说明是指变量的类型说明。
例题1.1中未使用任何变量,因此无说明部分。
C语言规定,源程序中所有用到的变量都必须先说明,后使用,否则将会出错。
这一点是编译型高级程序设计语言的一个特点,与解释型的BASIC语言是不同的。
说明部分是C源程序结构中很重要的组成部分。
本例中使用了两个变量x,s,用来表示输入的自变量和sin函数值。
由于sin函数要求这两个量必须是双精度浮点型,故用类型说明符double来说明这两个变量。
说明部分后的四行为执行部分或称为执行语句部分,用以完成程序的功能。
执行部分的第一行是输出语句,调用printf函数在显示器上输出提示字符串,请操作人员输入自变量x的值。
第二行为输入语句,调用scanf函数,接受键盘上输入的数并存入变量x中。
第三行是调用sin函数并把函数值送到变量s中。
第四行是用printf函数输出变量s的值,即x的正弦值。
程序结束。
运行本程序时,首先在显示器屏幕上给出提示串inputnumber,这是由执行部分的第一行完成的。
用户在提示下从键盘上键入某一数,如5,按下回车键,接着在屏幕上给出计算结果。
第八节C语言输入函数(printf)和输出函数(scanf)
在前两个例子中用到了输入和输出函数scanf和printf,在以后要详细介绍。
这里我们先简单介绍一下它们的格式,以便下面使用。
scanf和printf这两个函数分别称为格式输入函数和格式输出函数。
其意义是按指定的格式输入输出值。
因此,这两个函数在括号中的参数表都由以下两部分组成:
“格式控制串”,参数表。
格式控制串是一个字符串,必须用双引号括起来,它表示了输入输出量的数据类型。
各种类型的格式表示法可参阅第三章。
在printf函数中还可以在格式控制串内出现非格式控制字符,这时在显示屏幕上将原文照印。
参数表中给出了输入或输出的量。
当有多个量时,用逗号间隔。
例如:
其中%lf为格式字符,表示按双精度浮点数处理。
它在格式串中两次现,对应了x和s两个变量。
其余字符为非格式字符则照原样输出在屏幕上。
【例1.3】
intmax(inta,intb);
/*函数说明*/
main()/*主函数*/
intx,y,z;
/*变量说明*/
inputtwonumbers:
scanf("
%d%d"
x,&
y);
/*输入x,y值*/
z=max(x,y);
/*调用max函数*/
maxmum=%d"
z);
/*输出*/
intmax(inta,intb)/*定义max函数*/
if(a>
b)returna;
elsereturnb;
/*把结果返回主调函数*/
上面例中程序的功能是由用户输入两个整数,程序执行后输出其中较大的数。
本程序由两个函数组成,主函数和max函数。
函数之间是并列关系。
可从主函数中调用其它函数。
max函数的功能是比较两个数,然后把较大的数返回给主函数。
max函数是一个用户自定义函数。
因此在主函数中要给出说明(程序第三行)。
可见,在程序的说明部分中,不仅可以有变量说明,还可以有函数说明。
关于函数的详细内容将在以后第五章介绍。
在程序的每行后用/*和*/括起来的内容为注释部分,程序不执行注释部分。
上例中程序的执行过程是,首先在屏幕上显示提示串,请用户输入两个数,回车后由scanf函数语句接收这两个数送入变量x,y中,然后调用max函数,并把x,y的值传送给max函数的参数a,b。
在max函数中比较a,b的大小,把大者返回给主函数的变量z,最后在屏幕上输出z的值。
第九节C源程序的结构特点
1.一个C语言源程序可以由一个或多个源文件组成。
2.每个源文件可由一个或多个函数组成。
3.一个源程序不论由多少个文件组成,都有一个且只能有一个main函数,即主函数。
4.源程序中可以有预处理命令(include命令仅为其中的一种),预处理命令通常应放在源文件或源程序的最前面。
5.每一个说明,每一个语句都必须以分号结尾。
但预处理命令,函数头和花括号“}”之后不能加分号。
6.标识符,关键字之间必须至少加一个空格以示间隔。
若已有明显的间隔符,也可不再加空格来间隔。
在初学C语言时,可能会遇到有些问题理解不透,或者表达方式与以往数学学习中不同(如运算符等),这就要求不气馁,不明白的地方多问多想,鼓足勇气进行学习,待学完后面的章节知识,前面的问题也就迎刃而解了,这一方面我感觉是我们同学最欠缺,大多学不好的就是因为一开始遇到困难就放弃,曾经和好多同学谈他的问题,回答是听不懂、不想听、放弃这样三个过程,我反问,这节课你听过课吗?
回答又是没有,根本就没听过课,怎么说自己听不懂呢?
相应的根本就没学习,又谈何学的好?
学习C语言始终要记住“曙光在前头”和“千金难买回头看”,“千金难买回头看”是学习知识的重要方法,就是说,学习后面的知识,不要忘了回头弄清遗留下的问题和加深理解前面的知识,这是我们学生最不易做到的,然而却又是最重要的。
学习C语言就是要经过几个反复,才能前后贯穿,积累应该掌握的C知识。
第十节书写C程序时应遵循的规则
从书写清晰,便于阅读,理解,维护的角度出发,在书
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