C语言程序设计第三版笔记谭浩强.docx

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C语言程序设计第三版笔记谭浩强

第一章　概述

●学习C语言的用途

①C对操作系统和系统实用程序以及对硬件进行操作方面，C有明显的优势。

现在很多大型应用软件也用Ｃ编写。

绝大多数操作系统都是由C或C++语言编制。

特别是嵌入式操作系统。

②是学习其他课程的基础（比如数据结构、操作系统原理、编译原理等）

③是学习C++或C#和JAVA语言的基础

1.1．C语言的诞生：

C语言是在B语言的基础上发展起来的，B（BCPL）语言是1970年由美国贝尔实验室设计的,并用于编写了第一个UNIX操作系统,在PDP7上实现。

优点：

精练,接近硬件，缺点：

过于简单,数据无类型。

1973年贝尔实验室的D.M.Ritchie在B语言的基础上设计出了C语言，对B取长补短，并用之改写了原来用汇编编写的UNIX，（即UNIX第5版），但仅在贝尔实验室使用。

1975年UNIX第6版发布,C优点突出引起关注。

1977年出现了《可移植C语言编译程序》，推动了UNIX在各种机器上实现，C语言也得到推广，其发展相辅相成。

1978年影响深远的名著《TheCProgrammingLanguage》由BrianW.Kernighan和DennisM.Ritchie合著,被称为标准C。

之后，C语言先后移植到大、中、小、微型计算机上,已独立于UNIX和PDP，风靡世界,成为最广泛的几种计算机语言之一。

1.2.C语言的特点

①语言简洁、紧凑，使用方便、灵活。

共有３２个关键字，９种控制语句。

②运算符丰富，共有３４种运算符。

③数据结构丰富，数据类型有：

整型、实型、字符型、数组、指针、结构体、共用体等。

④具有结构化的控制语句（如if…else、while、do…while、switch、for）

⑤语法限制不太严格，程序设计自由度大。

⑥允许直接访问物理地址，能进行位（bit）操作，可以直接对硬件操作。

⑦生成目标代码质量高，程序执行效率高。

⑧可移植性好。

C程序：

（1）C程序是由函数构成的。

这使得程序容易实现模块化。

（2）一个函数由两部分组成:

函数的首部：

例1.3中的max函数首部

intmax（intx,inty）

函数体：

花括号内的部分。

若一个函数有多个花括号,则最外层的一对花括号为函数体的范围。

函数体包括两部分：

声明部分：

inta,b,c;可缺省

执行部分：

由若干个语句组成。

可缺省

（3）C程序总是从main函数开始执行的,与main函数的位置无关。

（4）C程序书写格式自由,一行内可以写几个语句,一个语句可以分写在多行上，C程序没有行号。

（5）每个语句和数据声明的最后必须有一个分号。

（6）C语言本身没有输入输出语句。

输入和输出的操作是由库函数scanf和printf等函数来完成的。

C对输入输出实行“函数化”。

第二章　数据类型、运算符与表达式

 1．C的数据类型

 C的数据类型包括：

整型、字符型、实型或浮点型（单精度和双精度）、枚举类型、数组类型、结构体类型、共用体类型、指针类型和空类型。

 2．常量与变量

 常量其值不可改变，符号常量名通常用大写。

变量其值可以改变，变量名只能由字母、数字和下划线组成，且第一个字符必须为字母或下划线。

否则为不合法的变量名。

变量在编译时为其分配相应存储单元。

 3．整型数据

 整型常量的表示方法：

十进制不用说了，八进制以0开头，如0123，十六进制以0x开头，如0x1e。

整型变量分为：

基本型（int）、短整型（shortint）、长整型（longint）和无符号型。

不同机器上各类数据所占内存字节数不同，一般int型为２个字节，long型为4个字节。

 4．实型数据

 实型常量表示形式：

十进制形式由数字和小数点组成（必须有小数点），如：

0.12、.123、1230.0等。

指数形式如123e3代表123×10的三次方。

实型变量分为单精度（float）和双精度（double）两类。

在一般系统中float型占4字节，7位有效数字，double型占8字节，15~16位有效数字。

 5．字符型数据

 字符变量用单引号括起来，如'a','b'等。

还有一些是特殊的字符常量，如'\n','\t'等。

分别代表换行和横向跳格。

字符变量以char来定义，一个变量只能存放一个字符常量。

字符串常量是由双引号括起来的字符序列。

这里一定要注意'a'和"a"的不同，前者为字符常量，后者为字符串常量，c规定：

每个字符串的结尾加一个结束标志''，实际上"a"包含两个字符：

'a'和''。

 6．数值型数据间的混合运算

 整型、字符型、实型数据间可以混合运算，运算时不同类型数据要转换成同一类型再运算，转换规则：

char,short->int->unsigned->long->double<-float

 7．运算符和表达式

c运算符包括：

算数运算符（　+　-　*　/　%　）

关系运算符（><==>=<=!

=）

逻辑运算符（!

&&||）

位运算符（<<>>~|^&）

赋值运算符（　=）

条件运算符（　?

:

）

逗号运算符（,）

指针运算符（*&）

求字节数（sizeof）

强制类型转换（类型）

分量运算符（　.->）

下标运算符（　[]）

其它运算符（　如函数调用运算符（））

自增自减运算符（　++--）注意：

++i和i++的不同之处，++i使用i之前先使i加１，i++使用i之后，使i加１。

逗号表达式的求解过程：

先求解表达式１，再求解表达式２，整个表达式的值是表达式２的值。

第三章最简单的ｃ程序设计

１．c的９种控制语句：

if（）~else~

for（）~

while（）~

do~while（）

continue

break

switch

goto

return

程序的三种基本结构：

顺序结构，选择结构，循环结构

 ２．数据输出

c语言不提供输入输出语句，输入输出操作是由c的库函数完成。

但要包含头文件stdio.h。

putchar（）向终端输出一个字符

printf（）的格式字符：

①d格式符　用来输出十进制整数

%d按整型数据的实际长度输出

%md使输出长度为m，如果数据长度小于m，则左补空格，如果大于m，则输出实际长度

%ld输出长整型数据

②o格式符　以八进制形式输出整数

③x格式符　以十六进制形式输出整数

④u格式符　用来输出unsigned型数据，以十进制形式输出

⑤c格式符　用来输出一个字符

⑥s格式符　输出一个字符串

%s　输出实际长度字符串

%ms输出的串占m列，如果串长度小于m，左补空格，如果大于m，实际输出

%-ms输出的串占m列，如果串长度小于m，右补空格，

%m.ns输出占m列，但只取字符串中左端n个字符并靠右对齐

%-m.nsm、n含义同上，靠左对齐，如果n>m，则m自动取n值

⑦f格式符　以小数形式输出实数

%f整数部分全部输出，小数部分输出6位

%m.nf输出数据共占m列，其中有n位小数。

如果数值长度小于m，左补空格

%-m.nf同上，右补空格

⑧e格式符　以指数形式输出实数

%e系统指定６位小数，5位指数（e+002）

⑨g格式符　输出实数，根据数值大小，自动选f格式或e格式

 3．数据输入

getchar（）从终端输入一个字符

scanf（格式控制,地址列表）标准Cscanf中不使用%u，对于unsigned型数据，以%d或%o或%x输入。

％后的*，用来跳过它相应的数据。

输入数据时不能规定精度如scanf（"%7.2f",&a）;是不合法的。

第四章逻辑运算和判断选取控制

1．关系运算符：

c提供６种关系运算符（><<=>===!

=）前四种优先级高于后两种。

2．If语句

C提供了三种形式的if语句

If（表达式）语句

If（表达式）语句1else语句2

If（表达式1）语句1

Elseif（表达式2）语句2

…

else语句n

3．条件运算符

（a>b）?

a:

b条件为真，表达式取值a，否则取值b

4．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;

}

第五章循环控制

1．几种循环语句

goto语句（现已很少使用）

while语句　先判断表达式后执行语句

do-while语句　先执行语句后判断表达式

for语句

2．Break语句和continue语句

Break语句用于跳出循环，continue用于结束本次循环。

第六章数组

1．一维数组

c规定只有静态存储（static）和外部存储（extern）数组才能初始化。

给数组初始化时可以不指定数组长度。

2．二维数组

3．字符数组

部分字符串处理函数

puts（字符数组）　将一个字符串输出到终端。

gets（字符数组）从终端输入一个字符串到字符数组，并且得到一个函数值，为该字符数组的首地址

strcat（字符数组１,字符数组2）　连接两个字符数组中的字符串，数组1必须足够大。

Strcpy（字符数组１,字符串2）　　将字符串２拷贝到字符数组１中。

Strcmp（字符串1,字符串2）比较字符串，相等返回0，字符串１>字符串2，返回正数，小于返回负数。

Strlen（字符数组）求字符串长度。

Strlwr（字符串）　将字符串中的大写字母转换成小写

Strupr（字符串）　将字符串中的小写字母转换成大写

以上是一些比较常用的字符串处理函数。

第七章函数

1．关于形参和实参的说明

①在函数被调用之前，形参不占内存

②实参可以是常量、变量或表达式

③必须指定形参的类型

④实参与形参类型应一致

⑤实参对形参的数据传递是"值传递"，即单向传递

2．函数返回值

如果想让函数返回一个值，在函数中就要用return语句来获得，在定义函数时也要对函数值指定类型，如果不指定，默认返回整型。

3．函数调用

1）注意在函数调用时实参和形参的个数、类型应一一对应。

对实参表求值的顺序是不确定的，有的系统按自左至右，有的系统则按自右至左的顺序。

这一点要注意。

2）函数调用的方式：

函数语句，函数表达式，函数参数

3）如果主调函数和被调函数在同一文件中，并且主调函数在前，那么一般要在主调函数中对被调函数进行说明。

除非：

（1）被调函数的返回值类型为整型或字符型

（2）被调函数出现在主调函数之前。

4）对函数的说明和定义是不同的，定义是指对函数功能的确立，包括指定函数名，函数值类型，形参及其类型、函数体等。

说明则只是对已定义的函数返回值类型进行说明，只包括函数名、函数类型以及一个空的括弧，不包括形参和函数体。

5）c语言允许函数的递归调用（在调用一个函数的过程中又出现直接或间接的调用该函数本身）。

4．数组作为函数参数

1）数组元素作为函数参数　和一般变量相同

2）数组名作参数应该在主调和被调函数分别定义数组，形参数组的大小可以不定义。

注意：

数组名作参数，不是单向传递。

3）多维数组作参数，在被调函数中对形参数组定义时可以省略第一维的大小说明，但不能省略第二维或更高维的说明。

5．局部变量和全局变量

从变量作用域角度分，变量可分为局部变量和全局变量。

1）内部变量（局部变量）

在一个函数内定义，只在函数范围内有效的变量。

2）外部变量（全局变量）

在函数外定义，可以为本文件其它函数所共用，有效范围从定义变量的位置开始

到本文件结束。

建议尽量少使用全局变量，因为它在程序全部执行过程中都占用

资源，而且使函数的通用性降低了。

如果在定义外部变量之前的函数要想使用该

外部变量，则应在该函数中用extern作外部变量说明。

6．动态存储变量与静态存储变量

从变量值存在的时间（生存期）角度来分，可分为静态存储变量和动态存储变量。

静态存储指在程序运行期间给变量分配固定的存储空间，动态存储指程序运行期间根据需要动态的给变量分配存储空间。

C语言中，变量的存储方法分为两大类：

静态存储类和动态存储类，具体包括：

自动的（auto），静态的（static），寄存器的（register），外部的（extern）。

1）局部变量的存储方式

函数中的局部变量如不作专门说明，都之auto的，即动态存储的，auto可以省略。

局部变量也可以定义为static的，这时它在函数内值是不变的。

静态局部变量如不赋初值，编译时系统自动赋值为０，动态局部变量如不赋初值，则它的值是个不确定的值。

C规定，只有在定义全局变量和局部静态变量时才能对数组赋初值。

为提高执行效率，c允许将局部变量值放在寄存器中，这种变量叫register变量，要用register说明。

但只有局部动态变量和形式参数可以作为register变量，其它不行。

2）全局变量的存储方式

全局变量在函数外部定义，编译时分配在静态存储区，可以在程序中各个函数所引用。

多个文件的情况如何引用全局变量呢？

假如在一个文件定义全局变量，在别的文件引用，就要在此文件中用extern对全局变量说明，但如果全局变量定义时用static的话，此全局变量就只能在本文件中引用了，而不能被其它文件引用。

3）存储类别小结

从作用域角度分，有局部变量和全局变量

局部变量：

自动变量，即动态局部变量（离开函数，值就消失）

静态局部变量（离开函数，值仍保留）

寄存器变量（离开函数，值就消失）

　（形参可定义为自动变量和寄存器变量）

全局变量：

静态全局变量（只限本文件引用）

　全局变量（允许其它文件引用）

从存在的时间分，有静态存储和动态存储

动态存储：

自动变量（本函数内有效）

　寄存器变量（本函数内有效）

　形参

静态存储：

静态局部变量（函数内有效）

　静态全局变量（本文件内有效）

　全局变量（其它文件可引用）

从变量值存放的位置分

静态存储区：

静态局部变量

　　静态全局变量

全局变量

动态存储区：

自动变量和形参

寄存器内：

寄存器变量

7．内部函数和外部函数

 内部函数：

只能被本文件中的其它函数调用，定义时前加static，内部函数又称静态函数。

外部函数：

可以被其它文件调用，定义时前加extern，如果省略，则隐含为外部函数，在需要调用此函数的文件中，一般要用extern说明。

第八章预编译处理

 c编译系统在对程序进行通常的编译之前，先进行预处理。

c提供的预处理功能主要有以下三种：

1）宏定义　2）文件包含　3）条件编译

1．宏定义

不带参数的宏定义

用一个指定的标识符来代表一个字符串，形式：

#define标识符字符串

几点说明：

１）宏名一般用大写

２）宏定义不作语法检查，只有在编译被宏展开后的源程序时才会报错

３）宏定义不是c语句，不在行末加分号

４）宏名有效范围为定义到本源文件结束

５）可以用#undef命令终止宏定义的作用域

６）在宏定义时，可以引用已定义的宏名

带参数的宏定义

定义形式：

#define宏名（参数表）　字符串

这和函数有些类似，但他们是不同的：

１）函数调用时，先求实参表达式值，再代入形参，而宏只是简单替换，并不求值

２）函数调用是在程序运行时分配内存的，而宏展开时并不分配内存，也没有返回值的概念

３）对函数中的实参和形参都要定义类型，而且要求一致，宏名无类型，其参数也没有类型。

４）函数只有一个返回值，而宏可以得到几个结果

５）宏替换不占运行时间，只占编译时间，而函数调用占运行时间

2．文件包含处理

#include"文件1"就是将文件1的全部内容复制插入到#include位置，作为一个源文件进行编译。

在#include命令中，文件名可以用""也可以用<>，假如现在file1.c中包含file2.h文件，""表示系统先在file1.c所在目录中找file2.h，如果找不到，再按系统指定的标准方式检索目录，<>表示系统直接按指定的标准方式检索目录。

所以用""保险一点。

3．条件编译

条件编译指不对整个程序都编译，而是编译满足条件的那部分。

条件编译有以下几种形式：

1）#ifdef标识符

　程序段１

　#else

程序段２

#endif

它的作用：

当标识符在前面已经被定义过（一般用#define），则对程序段１编译，否则对程序段２编译。

２）#ifndef标识符

程序段１

#else

程序段２

#endif

它的作用和#ifdef相反，当标识符没被定义过，对程序段１编译，否则对程序段２编译。

３）#if表达式

程序段１

　　#else

　程序段２

#endif

它的作用：

当表达式值为真（非０）时，对程序段１编译，否则对程序段２编译。

第九章指针

指针说白了就是地址。

指针变量就是用来存放指针（地址）的变量。

1．变量的指针和指向变量的指针变量 

读起来很拗口，说白了就是变量的地址和用来存放变量地址的地址变量。

因为一个变量在编译的时候系统要为它分配一个地址，假如再用一个变量来存放这个地址，那么这个变量就叫做指向变量的指针变量，也就是用来存放变量地址的这么一个变量。

所谓"指向"就是指存放××的地址，如指向变量的指针变量，"指向"就是指用来存放变量的地址，再如指向数组的指针变量，"指向"就是指存放数组的地址。

只要理解了这个，指针也就不难了。

另外，还有指向字符串的指针变量，指向函数的指针变量，指向指针的指针变量等。

1）指针变量的定义

形式：

类型标识符　*标识符　如：

int*pointer;

要注意两点：

*表示pointer是个指针变量，在用这个变量的时候不能写成*pointer，*pointer是pointer指向的变量。

一个指针变量只能指向同一个类型的变量。

如上面

pointer只能指向int型变量。

2）指针变量的引用

两个有关的运算符：

&取地址运算符&a就代表变量a的地址

*指针运算符　　*a　就代表变量a的值

2．数组的指针和指向数组的指针变量

数组的指针指数组的起始地址，数组元素的指针指数组元素的地址。

1）指向数组元素的指针变量的定义与赋值

定义和指向变量的指针变量定义相同，c规定数组名代表数组的首地址，即第一个数组元素地址。

2）通过指针引用数组元素

我们通常引用数组元素的形式是a[i]，如果用指针可以这样引用，*（a+i），或定义一个指针变量p，将数组a的首地址赋给p，p=a;然后用*（p+i）引用。

注意：

指针变量ｐ指向数组a首地址，则p++指向数组ａ的下一元素地址，即a[1]的地址。

3）数组名作函数参数

形参数组和实参数组之间并不是值传递，而是共用同一段地址，所以在函数调用过程中如果形参的值发生变化，则实参的值也跟着变化。

4）指向多维数组的指针和指针变量

以二维数组为居多。

假设定义了一个二维数组a[3][4]，那么

a代表整个二维数组的首地址，也代表第0行的首地址，同时也是第0行第0列的元素的首地址。

a+0和a[0]代表第0行首地址，a+1和a[1]代表第一行的首地址。

假设a是一个数组的首地址，那么如果a是一维的，a+I代表第I个元素的地址，如果a是二维的，则a+I代表第I行的首地址。

那么第一行第二列的元素地址如何表示呢？

a[1]+2或&a[1][2]或*（a+1）+2。

我们只要记住：

在二维数组中a代表整个数组的首地址，a[I]代表第I行的首地址，a[I]与*（a+I）等价就行了。

只要运用熟练了就没什么复杂的了。

5）指向由m个整数组成的一维数组的指针变量

如：

int（*p）[4]，p是一个指向包含4个元素的一维数组，如果p先指向a[0]，则p+1指向a[1]，即p的增值是以一维数组的长度为单位的，这里是4，举个例子：

假设a[3][4]=，p先指向a[0]也就是数组a的首地址，那么p+1就是a[1]的首地址即元素9的地址，因为在定义p时int（*p）[4]，定义一维数组长度为4，所以p+1就等于加了一个一维数组的长度4。

3．字符串的指针和指向字符串的指针变量

 1）字符串的表示形式

c中字符串有两种表示形式：

一种是数组，一种是字符指针

charstring[]="Ilovec!

";

char*str="Ilovec!

";

其实指针形式也是在内存中开辟了一个数组，只不过数组的首地址存放在字符指针变量str中，千万不要认为str是一个字符串变量。

2）字符串指针作函数参数

实际上字符串指针就是数组的首地址。

3）字符指针变量与字符数组的区别

①字符数组由若干元素组成，每个元素存放一个字符，而字符指针变量只存放字符串的首地址，不是整个字符串

②对数组初始化要用static，对指针变量不用。

③对字符数组赋值，只能对各个元素赋值，不能象下面这样：

charstr[14];

str="Ilovec!

";

对指针变量可以，

char*str;

str="Ilovec!

";

注意：

此时赋给str的不是字符，而是字符串首地址。

④数组在定义和编译时分配内存单元，而指针变量定义后最好将其初始化，否则指针变量的值会指向一个不确定