單片機驅(qū)動數(shù)碼管顯示設(shè)計-c語言

1、第一章 C語言程序設(shè)計初步,1.1程序與程序設(shè)計語言,1.1.1 常量一提起計算機，人們就會聯(lián)想到鍵盤、顯示器和主機。其實，應(yīng)用要早得多、并一直流傳至今的計算機工具是算盤（見圖1.1）。那么，現(xiàn)代電子計算機與算盤的最大區(qū)別在哪里呢？關(guān)鍵在于現(xiàn)代計算機可以自動完成計算過程，而算盤進行的計算過程是在人的撥動下才能進行。,圖1.1 算盤,那么，為什么現(xiàn)代計算機可以自動完成計算過程呢？這 首先要從程序說起。程序?qū)嶋H上是一個非常

2、普通的概念：按照一定的順序安排的工作步驟?？梢哉f，做任何事情都有相應(yīng)的程序。做的事情不同，要求的效果不同，程序就不同。例如，用同樣的原料，采用不同的程序，會做出不同的菜肴來。一種工具能夠自動工作，一是要有記憶功能，能夠記住程序；二是具有按照程序控制相關(guān)部件操作的能力。如果能讓算盤記住做某種計算的口訣和計算的數(shù)據(jù)，并且有能按照口訣控制算珠自動運動的機制，則只要發(fā)出開始執(zhí)行的命令，算盤就會自動完成計算?？上н@樣的機制并沒有在算盤中實現(xiàn)。

3、但是，卻有另外一種機器卻在這方面向前推進了一步。這就是明朝末年宋應(yīng)星在其《天工開物》中記載的中國古代提花機（見圖1.2）。,圖1.2 中國古代的提花機,中國提花機大約出現(xiàn)于西漢末年（公元前）。它采用用絲線結(jié)成的“花本”（花版）控制經(jīng)線起落，以織成要求的圖樣。這是最早的程序控制思想。后來，提花機沿著絲綢之路傳到歐洲，歷經(jīng)改進，1805年法國人Joseph Jacquard制造成功用穿孔卡片（見圖1.3）控制連桿（橫針）,用有孔和無孔進

4、一步控制經(jīng)線起落的提花機。,圖1.3 穿孔卡片,穿孔卡片把程序控制技術(shù)向前推進了一步。這一技術(shù)被一位英國數(shù)學(xué)家Charles Babbage（見圖1.4）引入到了計算機中機，用有孔和無孔的組合來表示數(shù)據(jù)和程序。,圖1.4 英國數(shù)學(xué)家Charles Babbage,18世紀末，法國數(shù)學(xué)界調(diào)集大批數(shù)學(xué)家，組成了人工手算的流水線，經(jīng)過長期艱苦奮斗，終于完成了17卷《數(shù)學(xué)用表》的編制，但是，手工計算出的數(shù)據(jù)出現(xiàn)了大量錯誤。這件事情強烈

5、刺激了Babbage。1812年20歲的Babbage開始計算機的研制工作，他要把函數(shù)表的復(fù)雜算式轉(zhuǎn)化為差分運算，用簡單的加法代替平方運算，快速編制不同函數(shù)的數(shù)學(xué)用表，并將這種機器稱為“差分機”。經(jīng)過十年的努力，終于于1822年完成了第一臺差分機，可以處理3個不同的5位數(shù)，計算精度達到6位小數(shù)。1833年他又開始投身于一種“會分析的機器”——分析機的研制中。他把機器設(shè)計成三個部分，一是用來儲存數(shù)據(jù)信息的“倉庫（The Store）”，二

6、是進行數(shù)據(jù)運算處理的“工場（The mill）”，三是使用穿孔卡片來輸入程序并用穿孔卡片輸出數(shù)據(jù)。這臺機器雖然沒有制造成功，但它的工作原理——程序存儲控制為今天的計算機奠定了基礎(chǔ)：（1）任何工具的工作，都是由程序控制的；（2）只有工具具有了記憶程序的功能，并具有了按照程序進行自我控制的功能，該工具才能自動工作。,1.1.2 計算機程序設(shè)計語言程序要需要用某種形式（語言）來描述。例如，用算盤進行計算，程序是用口訣描述的，珠算的語

7、言是口訣?，F(xiàn)代計算機的程序則是用計算機程序設(shè)計語言來描述的。從計算機誕生到今天，程序設(shè)計語言也在伴著計算機技術(shù)的進步不斷升級換代。1. 機器語言一種CPU的指令系統(tǒng)，也稱該CPU的機器語言，它是該CPU可以識別的一組由0和1序列構(gòu)成的指令碼。下面是某CPU指令系統(tǒng)中的兩條指令： 1 0 0 0 0 0 0 0 （進行一次加法運算）1 0 0 1 0 0 0 0 （進行一次減法運算） 用機器語言編程序，就是從所使用的CPU的

8、指令系統(tǒng)中挑選合適的指令，組成一個指令系列。這種程序雖然可以被機器直接理解和執(zhí)行，卻由于它們不直觀，難記、難認、難理解、不易查錯，只能被少數(shù)專業(yè)人員掌握，同時編寫程序的效率很低，質(zhì)量難以保證。這種繁重的手工方式與高速、自動工作的計算機極不相稱。這種方式僅使用于計算機出現(xiàn)的初期(使用穿孔紙帶的時期)的編程（用有孔、無孔，分別代表1、0），現(xiàn)在已經(jīng)不再使用,2. 匯編語言為減輕人們在編程中的勞動強度，20世紀50年代中期人們開始用一些“助

9、記符號”來代替0，1碼編程。如前面的兩條機器指令可以寫為A+B ＝＞ A或ADD A，BA-B ＝＞個樣 A或SUB A，B這種用助記符號描述的指令系統(tǒng)，稱為符號語言或匯編語言。用匯編語言編程，程序的生產(chǎn)效率及質(zhì)量都有所提高。但是匯編語言指令是機器不能直接識別、理解和執(zhí)行的。用它編寫的程序經(jīng)檢查無誤后，要先翻譯成機器語言程序才能被機器理解、執(zhí)行。這個翻譯轉(zhuǎn)換過程稱為“代真”。代真后得到的機器語言程序稱為目標程序(object p

10、rogram)，代真以前的程序，稱為源程序(source program)。由于匯編語言指令與機器語言指令基本上具有一一對應(yīng)的關(guān)系，所以匯編語言源程序的代真可以由匯編系統(tǒng)以查表的方式進行。匯編語言與機器語言，都是依CPU的不同而異，它們都稱為面向機器的語言。用面向機器的語言編程，可以編出效率極高的程序。但是程序員用它們編程時，不僅要考慮解題思路，還要熟悉機器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并且要“手工”地進行存儲器分配。這種編程的勞動強度仍然很大，給計算

11、機的普及推廣造成很大的障礙。,2. 高級語言匯編語言和機器語言是面向機器的，不同類型的計算機所用的匯編語言和機器語言是不同的。1954年出現(xiàn)的FORTRAN語言以及隨后相繼出現(xiàn)的其它高級語言，開始使用接近人類自然語言的、但又消除了自然語言中的二義性的語言來描述程序。這些高級語言使人們開始擺脫進行程序設(shè)計必須先熟悉機器的桎梏，把精力集中于解題思路和方法上。第一種高級語言是1954年問世的FORTRAN語言。此后不久，不同風(fēng)格、不同用途

12、、不同規(guī)模、不同版本的面向過程的高級語言便風(fēng)涌而起。據(jù)統(tǒng)計，全世界已有2500種以上的計算機語言，其中使用較多的有近百種。圖1.5為幾種廣泛流行的高級語言的發(fā)展變遷情況。,圖1.5 幾種廣泛流行的高級語言的發(fā)展變遷情況,1.1.3 高級語言程序的開發(fā)過程一般來說，程序開發(fā)的一般過程有如圖1.6所示幾個步驟。,圖1.6 高級語言程序的開發(fā)過程,1. 分析一般來說，一個具體的問題要涉及許許多多的方面，這是問題的復(fù)雜性所在。為

13、了便于求解，往往要忽略一些次要方面。這種通過忽略次要方面，而找出解題規(guī)律，就稱為建立模型。2. 建立模型，表現(xiàn)模型表現(xiàn)模型就是用一種符號-語言系統(tǒng)來描述模型。一般來說，模型的表現(xiàn)會隨著對問題抽象程度的加深和細化，不斷由領(lǐng)域特色向計算機可解釋、執(zhí)行靠近，中間也可能采用一些其他的符號系統(tǒng)，如流程圖等，直到最后用一種計算機程序設(shè)計語言描述出來。3. 源程序的編輯源程序的編輯就是在某種字處理環(huán)境下，用具體的程序設(shè)計語言書寫并修改的過程。

14、為此就要掌握一種計算機程序設(shè)計語言。還要應(yīng)用一種專用程序編輯器或通用的文字編輯器進行。,4. 程序的編譯（或解釋）與鏈接寫出一個高級語言程序后，并不是就可以立即拿來執(zhí)行。要讓機器直接執(zhí)行，還要將它翻譯成由機器可以直接辨認并可以執(zhí)行的機器語言程序。為區(qū)別它們，把用高級語言寫的程序（文件）稱為源程序（文件），把機器可以直接辨認并執(zhí)行的程序（文件）稱為可執(zhí)行程序（文件）。這一過程一般分為兩步：第1步：在程序編輯過程中輸入到源文件中的是一些

15、字符碼，但是機器可以直接處理的是0、1信息。為此，首先要將源程序文件翻譯成0、1碼表示的信息，并用相應(yīng)的文件保存。這種保存0、1碼信息的文件稱為目標程序文件。由源文件翻譯成目標文件的過程稱為編譯。在編譯過程中，還要對源程序中的語法和邏輯結(jié)構(gòu)進行檢查。編譯任務(wù)是由稱做編譯器（compiler）的軟件完成的。目標程序文件還不能被執(zhí)行，它們只是一些目標程序模塊。,第2步：將目標程序模塊以及程序所需的系統(tǒng)中固有的目標程序模塊（如執(zhí)行輸入輸出操作

16、的模塊）鏈接成一個完整的程序。經(jīng)正確鏈接所生成的文件才是可執(zhí)行文件。完成鏈接過程的軟件稱為鏈接器（linker）。圖1.7為編譯和鏈接過程的示意圖。程序在編譯、鏈接過程中，也可能發(fā)現(xiàn)錯誤。這時要重新進入編輯器進行編輯。,圖1.7 編譯和鏈接過程的示意圖,5. 程序的測試與調(diào)試經(jīng)編譯、鏈接的程序文件，生成可執(zhí)行文件，就可以讓計算機執(zhí)行了。但是，并不是就可以得到預(yù)期的結(jié)果而交付用戶使用了，因為程序仍然會存在某些錯誤。因此，每一個

17、人編寫出一個程序后，在正式交付使用前，總要試通一下?！霸囃ā本褪窃囘\行程序，也就是對程序進行測試。測試是以程序通過編譯、沒有語法和鏈接上的錯誤為前提，目的是找出程序中可能存在的錯誤并加以改正。因此，應(yīng)該測試程序在不同情況下運行的情況，輸入不同的數(shù)據(jù)可以檢測出程序在不同情況下運行的情況。測試的數(shù)據(jù)應(yīng)是以“程序是會有錯誤的”為前提精心設(shè)計出來的，而不是隨心所欲地亂湊而成的。它不僅應(yīng)含有被測程序的輸入數(shù)據(jù)，而且還應(yīng)包括程序執(zhí)行它們后預(yù)期的結(jié)

18、果。每次測試都要把實際的結(jié)果與預(yù)期的結(jié)果相比較，以觀察程序是否出錯。,6. 編寫程序文檔經(jīng)過了問題分析、設(shè)計、程序編碼、測試后，程序開發(fā)的工作基本上結(jié)束了。但是，這時還不能交付使用。因為，隨著程序規(guī)模的增大和日益復(fù)雜化，程序的使用和運行也越來越不那么直接，用戶要運行程序，還需要知道許多信息，如：程序的功能需要輸入的數(shù)據(jù)類型、格式和取值范圍需要使用的文件數(shù)量、名稱、內(nèi)容以及存放位置等程序運行需要的軟、硬件環(huán)境程序的裝入、啟動方

19、法以及交互方式等。為此，程序開發(fā)者需要向用戶提供這些資料——稱為程序使用說明書或用戶文檔。需要說明的是，在許多軟件中，這些內(nèi)容已經(jīng)部分或全部地以“readme”或“help”的形式提供。目前，程序文檔已經(jīng)成為軟件開發(fā)產(chǎn)品的必要部分。文檔在程序使用和維護中的重要性也改變了軟件的概念，使之由早期的“軟件是計算機程序的總稱”演化為“軟件是計算機的程序連同計算機化的文檔的總稱?！?7. 程序的維護程序交付用戶使用之后，并不是萬事大吉了。由

20、于多種原因，還可能要對程序進行修改。交付之后對程序的修改稱為程序的維護。維護程序的原因主要有：原來的程序沒有完全滿足用戶要求；用戶要求的改變；程序中遺留有錯誤，在運行中被發(fā)現(xiàn)。程序的維護可以由開發(fā)者進行，也可能是由別人進行。為能便于程序的維護，開發(fā)者應(yīng)當提供必要的技術(shù)資料，并且要保證程序的可讀性好——能讓人看懂。,1.2 C語言及其標準,1.2.1 C語言的出現(xiàn) C語言是目前程序設(shè)計領(lǐng)域中最有影響力的一種程 序設(shè)計語言

21、。可是，它卻是“漫不經(jīng)心”地開發(fā)出來的。 20世紀60年代，Bell實驗室的Ken Thompson （見圖1.8）著手開發(fā)后來對計算機產(chǎn)生了巨大影響的UNIX操作系統(tǒng)。為了描述UNIX，Thompson首先將當時的一種專門用來描述系統(tǒng)程序的BCPL語言改進為他稱為B的語言。1970年Thompson發(fā)表了用匯編語言和B語言寫成的PDP-7上實現(xiàn)UNIX的初版。,1971年，Dennis Ritchie（見圖1.8）開始

22、協(xié)助Thompson開發(fā)UNIX。他對B語言做了進一步的充實和完善，加入數(shù)據(jù)類型和新的句法，于1972年推出了一種新型程序設(shè)計語言——C語言（取BCPL的第2個字母）。為了使UNIX操作系統(tǒng)推廣，1977年Dennis M.Ritchie 發(fā)表了不依賴于具體機器系統(tǒng)的C語言編譯文本《可移植的C語言編譯程序》。于是，C語言是借助UNIX操作系統(tǒng)的翅膀而起飛的，UNIX操作系統(tǒng)也由于C而得已快速移植落地生根，兩者相輔相承，成就了軟件開發(fā)史上

23、歷時30年的時代。,圖1.8 Thompson（左）和Ritchie（中）于1999 年接受當時美國總統(tǒng)克林頓授予的國家技術(shù)勛章,1971年，Dennis Ritchie（見圖1.8）開始協(xié)助Thompson開發(fā)UNIX。他對B語言做了進一步的充實和完善，加入數(shù)據(jù)類型和新的句法，于1972年推出了一種新型程序設(shè)計語言——C語言（取BCPL的第2個字母）。為了使UNIX操作系統(tǒng)推廣，1977年Dennis M

24、.Ritchie 發(fā)表了不依賴于具體機器系統(tǒng)的C語言編譯文本《可移植的C語言編譯程序》。于是，C語言是借助UNIX操作系統(tǒng)的翅膀而起飛的，UNIX操作系統(tǒng)也由于C而得已快速移植落地生根，兩者相輔相承，成就了軟件開發(fā)史上歷時30年的時代。,圖1.8 Thompson（左）和Ritchie（中）于1999 年接受當時美國總統(tǒng)克林頓授予的國家技術(shù)勛章,1978年Brian W.Kernighian和Dennis

25、M.Ritchie出版了名著《The C Programming Language》，從而使C語言成為目前世界上流行最廣泛的高級程序設(shè)計語言。以后，又有多種程序設(shè)計語言在C語言的基礎(chǔ)上產(chǎn)生，如C++、Visual C++、Java、C#等。,1.2.2 C語言的標準C語言的靈活性、豐富性、可移植性很快得到了普遍的承認，接著適合于各種不同操作系統(tǒng)(UNIX，MS-DOS，CP/M-80，86等)和不同機種(字長為8bit～32bit)

26、的C語言編譯系統(tǒng)相繼出現(xiàn)。1982年美國國家標準局(ANSI)語言標準化委員會成立了一個委員會開始著手進行C語言的標準化工作，并于1983年公布了第一個C語言標準草案(83 ANSI C)。1989年，ASNI又發(fā)布了一個完整的C語言標準——ANSI X3.159-1989，通常稱做“ANSI C”，簡稱“C89”。1990年，國際標準組織ISO/JEC JTC1/SC22/WG14采納了C89，做了少編輯性修改后，以國際標準ISO/I

27、EC 9899:1990發(fā)布，通常稱其為 “C90”，它同C89基本相同。1995年，WG14對C89做了兩處技術(shù)修訂和一個擴充。人們將其稱為“C89增補1”或“C95”。同時，WG14開始著手對C標準做全面修訂，并于1999年完成獲得通過，形成正式的C語言標準，命名為ISO/IEC 9899:1999，簡稱“C99”。本書將基于C99介紹C 語言程序設(shè)計的基本方法。目前各廠家所提供的所有C編譯系統(tǒng)都還未實現(xiàn)C99所建議的功能。為了

28、讀者能實際運行C程序，本書所介紹的程序都是符合ASNI C標準并能在大多數(shù)C編譯系統(tǒng)通過和運行的程序。但在文字敘述中，會介紹C99所增加的新功能，以使讀者今后能順利地過渡到用C99編程。,1.3 C語言概要,1.3.1 函數(shù)任何一部機器都是用部件組裝而成的。計算機程序和機器一樣，也是由一些部件構(gòu)建起來的。C語言程序部件是函數(shù)。也就是說，設(shè)計C語言程序就是設(shè)計它的構(gòu)成函數(shù)。下面舉例說明C語言程序中的函數(shù)是什么樣的。例1.1 一個

29、輸出一串字符的C程序。,,,/* 文件名：ex010101.c */# include int main(void){printf((″Programming is fun.″); /* 輸出一串字符 */return 0;/* 向操作系統(tǒng)返回一個數(shù)字0*/},這是一個非常簡單的C語言程序，它的執(zhí)行結(jié)果是顯示一行字符： Programming is fun.說明：（1）

30、這里 是一個函數(shù)。這個函數(shù)的名字為“main”。這個名字是專用的，表示這個函數(shù)是“主函數(shù)”。所謂主函數(shù)，就是執(zhí)行這個程序時，由操作系統(tǒng)直接調(diào)用的函數(shù)。每一個C語言程序必須也只能有一個主函數(shù)。,int main (void){…},（2）函數(shù)名后面的圓括號用于表示參數(shù)。一般說來，用函數(shù)進行計算，需要給定參數(shù)。但是廣義的計算也可以沒有參數(shù)而只執(zhí)行一個過程。在C語言程序中，參數(shù)部分寫為“void”，表示該函

31、數(shù)沒有參數(shù)，只執(zhí)行一個過程。“void”可以省寫，如程序第一行可寫為： int main() 在許多教材和程序中，可以常常見到這種形式的主函數(shù)首行。但是，C標準建議寫上void，使含義清晰。在本書的程序中都是寫成main(void) 形式的。 （3）再后面的一對花括號中的部分稱為函數(shù)體，用來表明該函數(shù)的功能是如何實現(xiàn)的。通常，函數(shù)體用一些語句表述。C語言規(guī)定語句必須用分號結(jié)束。先分析下面的語句：

32、 printf(″Programming is fun.″); 它的功能是調(diào)用編譯系統(tǒng)提供的函數(shù)庫中的一個函數(shù)printf（），來輸出后面的一串字符。函數(shù)printf的使用比較復(fù)雜，后面將陸續(xù)介紹。,（4）函數(shù)名前面的“int”表明函數(shù)的返回值是一個整數(shù)。有的操作系統(tǒng)(如Unix)要求在執(zhí)行一個程序后應(yīng)向系統(tǒng)返回一個整數(shù)值，如程序正常執(zhí)行和結(jié)束，應(yīng)返回0，否則返回一個非0值。因此，需要將main函數(shù)指定為int

33、(整型)，同時在函數(shù)體的最后寫一返回語句： return 0; 它的功能是向調(diào)用者(操作系統(tǒng))返回0值，表示主函數(shù)正常結(jié)束(也就是程序正常結(jié)束)。此語句必須寫在函數(shù)體的最后一行才有意義，因為只要執(zhí)行到這條語句，就表達程序正常結(jié)束，向操作系統(tǒng)返回一個0，如果程序未執(zhí)行到這個返回語句就非正常結(jié)束了，就不會向操作系統(tǒng)返回0。操作系統(tǒng)會據(jù)此作出相應(yīng)的處理。,有的操作系統(tǒng)(如DOS，Windows)并無程序必

34、須返回整數(shù)的要求，因此，可以不指定main函數(shù)為整型。這時可在main函數(shù)的前面加上void，如∶ void main(void) 或 void main() 表示main函數(shù)是無類型的，不返回任何類型的值。顯然在main函數(shù)的最后也不必寫返回語句“return 0;”。讀者可以在其他教材或程序中看到這種形式的main函數(shù)。以上兩種用法都是是合法的、有效的，編程者可以根據(jù)情況

35、決定。為了使程序具有一般性，采用以下形式∶ int main(void) 并在函數(shù)體最后有“return 0;”語句。,（5）程序最前面的 # include 是一種在程序編譯之前要處理的內(nèi)容，稱為編譯預(yù)處理命令。編譯預(yù)處理命令還有一些，它們都用“#”開頭，并且不用分號結(jié)束，所以不是C語言的語句。這里的編譯預(yù)處理命令稱為文件包含命令，它的作用是在編譯之前把程序中需要

36、使用關(guān)于系統(tǒng)定義的函數(shù)printf（）的一些信息文件stdio.h包含進來。用“.h”作為后綴的文件稱為頭文件。（6）“/* … */”中的文字用于做一些說明——注釋，讓讀程序的人容易讀懂。例如，注釋 /* 文件名：ex1_01.c */ 是告訴讀程序的人，這個程序的源代碼用文件ex1_01保存。而其他兩個注釋是對其左面兩條語句功能的說明。 上面的程序只由一個函數(shù)組成(在主函數(shù)中又調(diào)用

37、了庫函數(shù)printf()。在例1.2中將介紹由兩個函數(shù)組成的程序。,例1.2 計算兩個整數(shù)（2，3）相加的結(jié)果,/* 文件名：ex010201.c */# include int add (int ,int );/* 聲明后面將要使用函數(shù)add（）*/int main (void){int s;/* 聲明后面使用的變量s是整型的*/s = add(2,3);/* 調(diào)用add（）進行計算，并用s接

38、收*/printf(“The sum is:%d”, s); /* 輸出s的值*/return 0;}int add (int a,int b)/* 函數(shù)add（）的定義*/{int sum;/* 定義一個整數(shù)sum，用于存放和*/sum = a + b;/* 將a和b求和，并把結(jié)果送sum*/return sum;/* 返回sum的值到調(diào)用者

39、*/},說明（1）圖1.9表明了該程序的執(zhí)行過程。為了清晰，僅列出了執(zhí)行語句。,圖1.9 程序ex1_02的執(zhí)行過程,① 經(jīng)過編譯、鏈接后的C語言程序就成為一個可執(zhí)行文件。例如，程序的ex1_02的默認可執(zhí)行文件名為“ex1_02.exe”。若要執(zhí)行這個程序，只要在操作系統(tǒng)的命令執(zhí)行環(huán)境中打入這個文件名，系統(tǒng)就會開始執(zhí)行這個程序。對于C語言程序而言，首先從調(diào)用主函數(shù)開始。② 在主函數(shù)main中，第一個語句是

40、s = add（2,3）； 但是，這個語句的執(zhí)行要分如下步驟才能完成。 · 調(diào)用函數(shù)add（），同時將數(shù)據(jù)2和3分別傳送給函數(shù)add（）中的變量a和b； · 使用表達式a + b進行加法計算。 · 將和用“=”）送給函數(shù)add（）中的變量sun中。注意“=”是賦值操作符，不是等號。C語言中的等號是“==”。 · 用re

41、turn語句將sum的值返回的函數(shù)add（）的調(diào)用處。 · 將函數(shù)add（）的返回值送給主函數(shù)中的變量s。,③ 執(zhí)行函數(shù)printf（），輸出下面的內(nèi)容： The sun is 5這個語句的執(zhí)行也需要如下多個步驟才能實現(xiàn)： · 圓括號中的引號中的“The sum is:”要求原樣輸出。 · 圓括號中的引號中的“%”表示后面的字符“d”是一個

42、格式字符，要求將雙引號后面的表達式的值，按照整型數(shù)據(jù)輸出。 · 函數(shù)printf（）將流程返回到調(diào)用處。printf（）也有返回值（成功返回輸出的字符個數(shù)；失敗時，返回一個負整數(shù)），但是一般不用。④ 執(zhí)行main（）中的返回語句return，用“0”向操作系統(tǒng)送回“平安”信號。,（2）變量及其類型本例中的s和sum都稱為變量。變量是程序中被命名的數(shù)據(jù)實體，并且它的值是可以改變的。同時，為了便于計算與存儲，C

43、語言中程序中所使用的每個數(shù)據(jù)都被規(guī)范化了。這種數(shù)據(jù)的規(guī)范稱為數(shù)據(jù)類型。 本例中使用語句 int s； 和 int sum； 的作用就是聲明了兩個變量s和sum名字和類型（用“int”表明它們是整型數(shù)據(jù)）。變量在使用之前都要先行聲明。,（3）函數(shù)的聲明 本例中的 int add(int,int ); 稱為函數(shù)聲明。

44、函數(shù)聲明的作用是讓編譯器知道該函數(shù)的原型（包括返回類型、參數(shù)個數(shù)和類型，以便對調(diào)用語句進行語法檢查。如果定義在調(diào)用前，從定義可以直接獲得這些信息，就可以不寫聲明；如果調(diào)用在定義之前，則需要一個原型聲明說明這些信息。對于編譯系統(tǒng)提供的庫函數(shù)，它們的定義不在程序中，因此需要給出相應(yīng)的原型聲明。為了方便使用，系統(tǒng)把某些類型的庫函數(shù)的原型聲明寫在某個頭文件中，程序員只要把要求的頭文件用文件包含語句寫在程序中函數(shù)調(diào)用之前，就等于把原型聲明寫在了

45、函數(shù)調(diào)用之前。這就是使用函數(shù)printf（），必須在其前寫一條#include 的原因。,（4）關(guān)于printf()函數(shù)的參數(shù) printf()函數(shù)的參數(shù)有兩部分：前面的用雙引號引起的部分稱為“控制串”?？刂拼梢恍┳址M成，這些字符可以分成兩類：第一類字符可以直接顯示出來，第二類字符作為格式說明符使用?；蛘哒f，除了格式說明符之外的字符，都是可以直接顯示的。格式說明符是由“%”開頭，后面跟著的是格式碼。本例中的“d”就

46、是格式碼，它后面輸出的數(shù)據(jù)按照帶符號十進制輸出。其他格式說明符將陸續(xù)介紹。,（5）關(guān)于賦值運算 在C語言中，符號“=”稱為賦值運算符，它的作用是把后面（右面）的值，送到其前（左面）的變量（左值）中。一定不要將其當作是等號。在C語言中，等號是“==”。例1.3 計算一個數(shù)的正弦值的C語言程序。,/* 文件名：ex010301.c */# include ＃include int main(void)｛float

47、 x;/*定義x為實型變量*/x = sin(0.19199)；/*調(diào)用sin函數(shù)*/printf(″%f＼n″,x)；/*調(diào)用printf函數(shù)，輸出x的值*/｝,,程序的執(zhí)行結(jié)果如下：,,0.190813,說明：（1）“float x;”是聲明：x是一個實型變量。（2）“x = sin(0.19199)”可執(zhí)行一次函數(shù)調(diào)用，求出0.19199弧度的正弦值，并賦給實型變量x。sin（）是一個庫函數(shù)，mat

48、h.h是其要求的頭文件。（3）printf（）中的格式說明符“%f”，指定一個實型格式輸出（前面介紹的%d是整型數(shù)據(jù)格式符）。通常輸出的數(shù)據(jù)在小數(shù)后有6位數(shù)字；小數(shù)點前的數(shù)字位數(shù)不指定，根據(jù)實際值的位數(shù)輸出。格式說明符的類型要與后面要輸出的數(shù)據(jù)類型相一致。（4）printf（）中的“＼n”稱為轉(zhuǎn)義字符序列，前面加了反斜桿后，“n”不再作為字符，而是作為一條換行命令使用。轉(zhuǎn)義字符還有一些，以后陸續(xù)介紹。,從這一小節(jié)可以得出如下結(jié)論：

49、C語言程序是由函數(shù)組成的。設(shè)計C語言程序時，一個必須設(shè)計的函數(shù)是主函數(shù)。C語言的執(zhí)行是從系統(tǒng)調(diào)用主函數(shù)開始的。主函數(shù)的部分功能也可以通過其他子函數(shù)補充實現(xiàn)。子函數(shù)應(yīng)當首選從函數(shù)庫中的函數(shù)；函數(shù)庫中沒有時。可以考慮自行設(shè)計。使用庫函數(shù)時，要用文件包含命令將需要的頭文件包含到程序中調(diào)用該庫函數(shù)之前。,,1.3.2 C語言的標準由前一小節(jié)中的例子可以看出，在C語言程序中，函數(shù)下面的組成單位是語句。在C99中，基本的語句有表達式語句、

50、流程控制語句和塊語句。1. 表達式語句C語言程序的具體計算過程是由表達式完成的。表達式是由運算符（如上述+，=等）、變量（如上述s，sum，a，b，x等）和常量（如上述2，3，0.19199等）組成。前面使用過的 s = add(2,3) sum = a + b x=sin(0.19199) 都是表達式。表達式加上語句結(jié)束符（分號）就構(gòu)成表達式語句。學(xué)習(xí)C語言程序設(shè)計，

51、必須掌握正確地使用變量、常量和運算符的表示方法和使用規(guī)則。變量和常量的使用涉及它們的數(shù)據(jù)類型、表示（命名）規(guī)則等，后面要專門介紹。,C語言中的運算符種類很多，正確地使用這些運算符，有三點需要注意：它們的含義。特別要區(qū)分一個運算符符號在C語言中和在普通數(shù)學(xué)中的意義的不同。如“=”。優(yōu)先級，即在一個表達式中存在多個運算符時，進行運算的先后順序。結(jié)合性，即在一個表達式中有多個優(yōu)先級別相同的運算符時，先進行哪個運算符的運算。例如，在表達

52、式2*3/5（在C語言中，“*”為乘運算符?！?”為除運算符）中，先進行除呢，還是先進行乘。在這個表達式中，好像對運算結(jié)果沒有影響，但有時是有影響的。 關(guān)于這些問題，后面將專門介紹。,2. 流程控制語句一般說來，程序中的語句是按照書寫順序執(zhí)行的。但是，有些情況下，需要改變默認的執(zhí)行順序，例如像圖1.10（a）那樣要從兩個或多個語句中挑選一個語句執(zhí)行，或者像圖1.10（b）那樣要重復(fù)執(zhí)行某一個語句或語句塊。前者稱為選擇控

53、制，后者稱為重復(fù)控制。,（a）選擇結(jié)構(gòu) （b）重復(fù)結(jié)構(gòu) 圖1.10 兩種基本的流程控制結(jié)構(gòu),下面給出兩個實例。 例1.4 由鍵盤輸入兩個數(shù)，輸出其中的大數(shù)。 本例中函數(shù)max2（）的執(zhí)行過程如圖1.11所示。,圖1.11 函數(shù)max2（）的執(zhí)行過程,程序如下：,/* 文件名：ex010401.c */#in

54、clude float max2(float x,float y){ float max; if(x >= y)/* 選擇判斷*/ max = x;/* 條件滿足進行的運算*/ else max = y;/* 條件不符進行的運算*/ printf(“The max is:%f”,ma

55、x);}int main(void){ float a,b; printf(“Input two real numbers:\n”);/* 輸入提示 */ scanf(“%f%f”,&a,&b);/* 輸入數(shù)據(jù) */ max2(a,b); /* 調(diào)用函數(shù)max2（）*/ return 0;},說明：（1）本

56、例的函數(shù)max2（）中有一個選擇結(jié)構(gòu)，條件是“x >= y”。滿足該條件，則執(zhí)行運算max = x；不滿足，則執(zhí)行運算max = y。這樣，就在max中保存了x和y中的大者。（2）在主函數(shù)中，函數(shù)scanf(“%f %f”,&a,&b)的功能是從鍵盤上輸入兩個實數(shù),分別存放到地址&a和&b中。地址&a和&b是變量a和b地址，“&”是一個運算符。用于計算其后面變量的地址。（

57、3）在函數(shù)scanf(“%f%f”,&a,&b)中，“%f”表示要輸入的數(shù)據(jù)是實型數(shù)據(jù)。也就是說，格式說明符的類型，要與輸入數(shù)據(jù)的類型一致。另外，鍵入的兩個數(shù)據(jù)之間應(yīng)當以空格、制表符（按Tab鍵）或回車分隔。程序運行時的情形如下：,Input two real numbers:1.235 2.345The max is: 2.345,例1.5 求的值。 程序如下：,/* 文件名：ex010501.c

58、 */#include int sigma(int n){int i = 0,sum = 0;while(i <= n){i ++;sum = sum + i;}renturn sum;}int main(void){int m,total;scanf(“%d”,&m);total = sigma(m);printf(“total = %d\

59、n”,total);return 0;},說明：（1）聲明,int i = 0,sum = 0;,有兩個功能：一是定義了兩個整型變量；二是對兩個整型變量設(shè)定了初值。這稱為變量的初始化。變量在沒有初始化時并且也沒有執(zhí)行賦值操作之前，其值是不確定的。為了避免使用這些不確定的值，應(yīng)當盡量在變量定義的同時對其進行初始化。一般說來，存放和的變量的初始值應(yīng)當為0，而存放積的變量的初始值應(yīng)當為1。,（2）在本例中，函數(shù)sigma()用來計

60、算。計算的方法 是：先設(shè)置sum的初值為0、i的初值為0。用表達式“i ++”將自增1，相當于執(zhí)行操作：i = i + 1。每執(zhí)行一次i的自增1，執(zhí)行一次sum = sum + i。 用流程圖表示如圖1.12所示。,圖1.12 函數(shù)sigma（）的執(zhí)行過程,除了上述兩種控制語句外，C語言還提供了其他一些控制語句，以后會專門介紹。,3. 塊語句 塊語句也稱為復(fù)合語句，就是用一對花括號將一組語句括起

61、來。在一個塊語句中可以包括若干聲明和若干語句。在例1.8的函數(shù)sigma()中，while下面的用花括號括起的兩個語句，就組成一個塊語句。塊語句在語法上相當于一條語句。因此，當語法上需要一個語句，而一個語句又不能滿足需要時，就必須使用塊語句。,1.3.3 名字與聲明1. 標識符與關(guān)鍵字 標識符也稱為名稱。變量的名字、函數(shù)的名字、文件的名字等，都是關(guān)鍵字。在C語言程序中，所使用的標識符應(yīng)當符合如下的詞法規(guī)則：（1）標

62、識符是大小寫字母、數(shù)字和下劃線組成的序列，但不能以數(shù)字開頭。例如，下面是合法的C標識符： a A Ab _Ax _aX A_x abcd 但是下列不是合法的C標識符： 5_A（數(shù)字打頭） A-3（含非法字符）（2）C語言區(qū)別同一字母的大小寫，如abc與abC被看作識不同的名標識符。（3）C89要求C編譯器能識別的標識符長度為不少于31個有效字

63、符，C99要求C編譯器能識別的標識符長度為不少于63個有效字符。一個標識符中超過了這個長度的字符可能會不被辨認。例如在符合C99的系統(tǒng)中，當兩個標識符的前63個字符都相同時，不管后面的有效字符是否相同，都可能被當作同一個標識符。,（4）普通標識符不能使用對于系統(tǒng)有特殊意義的名稱。這些對系統(tǒng)有特殊意義的名稱稱為關(guān)鍵字。表1.1為C99關(guān)鍵字。,表1.1 C99關(guān)鍵字,在一個程序中，往往要使用大量的名字。大量的名字的使用，可能會造成名字

64、的沖突和使用錯誤。為此，除了上述詞法規(guī)則外，人們還總結(jié)了在程序中使用“好”名字的一些原則：（1）盡量做到“見名知義”，以增加程序的可讀性。（2）盡量避免使用容易混淆的字符，例如 0（數(shù)字）-O（大寫字母）-o（小寫字母） 1（數(shù)字）-I（大寫字母）-i（小寫字母） 2（數(shù)字）-Z（大寫字母）-z（小寫字母）（3）名字不要太短，一般函數(shù)名盡量使用動賓結(jié)構(gòu)，如Print

65、Calendar、IsPrime等。（4）許多國外的Windows程序員還采用匈牙利人Charles Simonyi提出的將類型作為變量名前綴的命名方法——通常稱為匈牙利命名法。表1.2為部分常用匈牙利前綴。,表1.2 部分常用匈牙利前綴,2. 聲明 在程序中，有許多東西是需要系統(tǒng)為其開辟存儲空間的，例如變量、函數(shù)類型定義等。它們都有自己的名字，并且要在內(nèi)存中獨立存儲，為此可以將它們稱做程序?qū)嶓w。那么，如何建立

66、它們的名字與實體之間的關(guān)聯(lián)呢？這就是聲明的作用。聲明也稱為說明，它的作用非常重要，包括如下一些： 告訴編譯器，一個名字是與哪個實體聯(lián)系，不能張冠李戴。 告訴編譯器，也要程序員明白這個實體的類型。 告訴編譯器，這個實體什么時候建立？在什么范圍內(nèi)可以使用？ 前面已經(jīng)使用過了變量和函數(shù)的聲明。所以，例1.2中的 int s;

67、 就是建立變量名s與它的實體之間的關(guān)聯(lián)。在一個語句塊中關(guān)于聲明的進一步用法，后面還要陸續(xù)介紹。目前要牢記的是，在使用一個程序?qū)嶓w之前，一定要讓編譯器知道該程序?qū)嶓w的屬性。在C99之前，對變量和函數(shù)的聲明不作為語句(盡管它們也是用分號結(jié)尾)，它們必須出現(xiàn)在C語句的前面(聲明的位置必須集中寫在語句之前)。C99改變了這一做法，它吸取了C++的做法，聲明不必集中放在執(zhí)語句之前，可以出現(xiàn)在程序中的任意行。這樣，C語句就有執(zhí)行語句和非執(zhí)行語

68、句之分。聲明是非執(zhí)行語句，表達式語句和流程控制語句是執(zhí)行語句。,1.3.4 變量及其賦值1. 變量 變量（variable）是一種程序?qū)嶓w。它具有一個值，并且這個值是可以通過程序操作改變的。2. 變量的賦值運算 在C語言中，符號“=”稱為賦值運算符，它連接了左右兩個操作數(shù)(即運算量)：右操作數(shù)也稱右值,可以是一個表達式，左操作數(shù)也稱左值（lvalue），只能是變量。賦值操作的過程是把右操作數(shù)的值先轉(zhuǎn)