C语言学习_CMS教程

教了多年《C程序设计》课程，大多学生觉的这门课程难学。其实，按照我们现在的教学大纲和教学要求，只要同学们掌握一些方法，克服心理上畏难、不轻言放弃，是完全可以学好的。

《C程序设计》的内容很丰富，按照我们现在的教学大纲，教学的主要内容是基础知识、四种结构的的程序设计、函数与数组的应用和一些简单的算法。在学习时，同学们应该把主要精力放在这些部分，通过实践（练习和上机调试等熟练掌握。当然，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。比如：在C语言中最典型的是关于结构化程序设计构思，不管是那种教材，一开始就强调这种方法，这时也许你不能充分体会，但是学到函数时，再回头来仔细体会，温故知新，理解它就没有那么难了。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。

那么，我们如何学好《C程序设计》呢？

一．学好C语言的运算符和运算顺序

这是学好《C程序设计》的基础，C语言的运算非常灵活，功能十分丰富，运算种类远多于其它程序设计语言。在表达式方面较其它程序语言更为简洁，如自加、自减、逗号运算和三目运算使表达式更为简单，但初学者往往会觉的这种表达式难读，关键原因就是对运算符和运算顺序理解不透不全。当多种不同运算组成一个运算表达式，即一个运算式中出现多种运算符时，运算的优先顺序和结合规则显得十分重要。在学习中，只要我们对此合理进行分类，找出它们与我们在数学中所学到运算之间的不同点之后，记住这些运算也就不困难了，有些运算符在理解后更会牢记心中，将来用起来得心应手，而有些可暂时放弃不记，等用到时再记不迟。

先要明确运算符按优先级不同分类，《C程序设计》运算符可分为15种优先级，从高到低，优先级为1 ~ 15，除第2、3级和第14级为从右至左结合外，其它都是从左至右结合，它决定同级运算符的运算顺序。下面我们通过几个例子来说明：

（1） 58/4%10 这个表达式中出现3种运算符，是同级运算符，运算顺序按从左至右结合，因此先计算5 8=40，然后被4除，结果为10，最后是%（求余数）运算，所以表达式的最终结果为10%10 = 0；

（2）a = 3;b = 5;c =++ a b ；d =a + + b；

对于c=++ab来说，按表中所列顺序，+ +先执行，后执行，所以+ + a执行后，a的值为4，由于+ +为前置运算，所以a的值4参与运算，C的值计算式为45=20而不是35=15了；而对于d=a++b来说，由于a + +为后置运算，所以a值为4参与运算，使得d的值仍为20，而a参与运算后其值加1，值为5。这个例子执行后，a的值为5，b的值为5，c的值为20，d的值也是20；

（3）（a = 3，b = 5，b+ = a，c = b 5）

例子中的“，”是逗号结合运算，上式称为逗号表达式，自左向右结合，最后一个表达式的结果值就是逗号表达式的结果，所以上面的逗号表达式结果为40，a的值为3，b的值为8，c的值为40。

（4）a=5;b=6;c=a>ba:b;

例中的a>ba:b是一个三目运算，它的功能是先做关系运算a>b部分，若结果为真，则取问号后a的值，否则取冒号后b的值，因此c的值应该为6，这个运算可以用来代替if…else…语句的简单应用。

二．学好C语言的四种程序结构

（1）顺序结构

顺序结构的程序设计是最简单的，只要按照解决问题的顺序写出相应的语句就行，它的执行顺序是自上而下，依次执行。

例如；a = 3，b = 5，现交换a，b的值，这个问题就好象交换两个杯子水，这当然要用到第三个杯子，假如第三个杯子是c，那么正确的程序为： c = a； a = b； b = c；执行结果是a = 5，b = c = 3如果改变其顺序，写成：a = b； c = a； b = c；则执行结果就变成a = b = c = 5，不能达到预期的目的，初学者最容易犯这种错误。顺序结构可以独立使用构成一个简单的完整程序，常见的输入、计算，输出三步曲的程序就是顺序结构，例如计算圆的面积，其程序的语句顺序就是输入圆的半径r，计算s = 314159rr,输出圆的面积s。不过大多数情况下顺序结构都是作为程序的一部分，与其它结构一起构成一个复杂的程序，例如分支结构中的复合语句、循环结构中的循环体等。

（2）分支结构

顺序结构的程序虽然能解决计算、输出等问题，但不能做判断再选择。对于要先做判断再选择的问题就要使用分支结构。分支结构的执行是依据一定的条件选择执行路径，而不是严格按照语句出现的物理顺序。分支结构的程序设计方法的关键在于构造合适的分支条件和分析程序流程，根据不同的程序流程选择适当的分支语句。分支结构适合于带有逻辑或关系比较等条件判断的计算，设计这类程序时往往都要先绘制其程序流程图，然后根据程序流程写出源程序，这样做把程序设计分析与语言分开，使得问题简单化，易于理解。程序流程图是根据解题分析所绘制的程序执行流程图。

学习分支结构不要被分支嵌套所迷惑，只要正确绘制出流程图，弄清各分支所要执行的功能，嵌套结构也就不难了。嵌套只不过是分支中又包括分支语句而已，不是新知识，只要对双分支的理解清楚，分支嵌套是不难的。下面我介绍几种基本的分支结构。

①if(条件)

{

分支体

}

这种分支结构中的分支体可以是一条语句，此时“{ }”可以省略，也可以是多条语句即复合语句。它有两条分支路径可选，一是当条件为真，执行分支体，否则跳过分支体，这时分支体就不会执行。如：要计算x的绝对值，根据绝对值定义，我们知道，当x>=0时，其绝对值不变，而x<0时其绝对值是为x的反号，因此程序段为：if(x<0) x=-x;

②if(条件)

{分支1}

else

{分支2}

这是典型的分支结构，如果条件成立，执行分支1，否则执行分支2，分支1和分支2都可以是1条或若干条语句构成。如：求ax^2+bx+c=0的根

分析：因为当b^2-4ac>=0时,方程有两个实根，否则（b^2-4ac<0）有两个共轭复根。其程序段如下：

d=bb-4ac;

if(d>=0)

{x1=(-b+sqrt(d))/2a;

x1=(-b-sqrt(d))/2a;

printf(“x1=%84f,x2=%84f\n”,x1,x2);

}

else

{r=-b/(2a);

i =sqrt(-d)/(2a);

printf(“x1=%84f+%84fi\n”r, i);

printf(“x2=%84f-%84fi\n”r,i)

}

③嵌套分支语句：其语句格式为：

if(条件1) {分支1}；

else if（条件2） {分支2}

else if（条件3） {分支3}

……

else if（条件n） {分支n}

else {分支n+1}

嵌套分支语句虽可解决多个入口和出口的问题，但超过3重嵌套后，语句结构变得非常复杂，对于程序的阅读和理解都极为不便，建议嵌套在3重以内，超过3重可以用下面的语句。

④switch开关语句：该语句也是多分支选择语句，到底执行哪一块，取决于开关设置，也就是表达式的值与常量表达式相匹配的那一路，它不同if…else 语句，它的所有分支都是并列的，程序执行时，由第一分支开始查找，如果相匹配，执行其后的块，接着执行第2分支，第3分支……的块，直到遇到break语句；如果不匹配，查找下一个分支是否匹配。这个语句在应用时要特别注意开关条件的合理设置以及break语句的合理应用。

（3）循环结构：

循环结构可以减少源程序重复书写的工作量，用来描述重复执行某段算法的问题，这是程序设计中最能发挥计算机特长的程序结构，C语言中提供四种循环，即goto循环、while循环、do –while循环和for循环。四种循环可以用来处理同一问题，一般情况下它们可以互相代替换，但一般不提倡用goto循环，因为强制改变程序的顺序经常会给程序的运行带来不可预料的错误，在学习中我们主要学习while、do…while、for三种循环。常用的三种循环结构学习的重点在于弄清它们相同与不同之处，以便在不同场合下使用，这就要清楚三种循环的格式和执行顺序，将每种循环的流程图理解透彻后就会明白如何替换使用，如把while循环的例题，用for语句重新编写一个程序，这样能更好地理解它们的作用。特别要注意在循环体内应包含趋于结束的语句（即循环变量值的改变），否则就可能成了一个死循环，这是初学者的一个常见错误。

在学完这三个循环后，应明确它们的异同点：用while和do…while循环时，循环变量的初始化的 *** 作应在循环体之前，而for循环一般在语句1中进行的；while 循环和for循环都是先判断表达式，后执行循环体，而do…while循环是先执行循环体后判断表达式，也就是说do…while的循环体最少被执行一次，而while 循环和for就可能一次都不执行。另外还要注意的是这三种循环都可以用break语句跳出循环，用continue语句结束本次循环，而goto语句与if构成的循环，是不能用break和 continue语句进行控制的。

顺序结构、分支结构和循环结构并不彼此孤立的，在循环中可以有分支、顺序结构，分支中也可以有循环、顺序结构，其实不管哪种结构，我们均可广义的把它们看成一个语句。在实际编程过程中常将这三种结构相互结合以实现各种算法，设计出相应程序，但是要编程的问题较大，编写出的程序就往往很长、结构重复多，造成可读性差，难以理解，解决这个问题的方法是将C程序设计成模块化结构。

(4)模块化程序结构

C语言的模块化程序结构用函数来实现，即将复杂的C程序分为若干模块，每个模块都编写成一个C函数，然后通过主函数调用函数及函数调用函数来实现一大型问题的C程序编写，因此常说：C程序=主函数+子函数。因些，对函数的定义、调用、值的返回等中要尤其注重理解和应用，并通过上机调试加以巩固。

三．掌握一些简单的算法

编程其实一大部分工作就是分析问题，找到解决问题的方法，再以相应的编程语言写出代码。这就要求掌握算法，根据我们的《C程序设计》教学大纲中，只要求我们掌握一些简单的算法，在掌握这些基本算法后，要完成对问题的分析就容易了。如两个数的交换、三个数的比较、选择法排序和冒泡法排序，这就要求我们要清楚这些算法的内在含义，其中选择法排序和冒泡法排序稍难，但只要明白排序的具体过程，对代码的理解就不难了。如用选择法对10个不同整数排序（从小到大），选择法排序思路：设有10个元素a[1]~a[10],将a[1]与a[2]~a[10]比较，若a[1]比a[2]~a[10]都小，则不进行交换，即无任何 *** 作；若a[2]~a[10] 中有一个比a[1]小，则将其中最大的一个（假设为a）与a[1]交换，此时a[1]中存放了10个中最小的数。第二轮将a[2]与a[3]~a[10]比较，将剩下9个数中的最小者a与a[2]交换，此时a[2] 中存放的10个数中第2小的数；依此类推，共进行9轮比较，a[1]到a[10]就已按从小到大的顺序存放。即每一轮都找出剩下数中的最小一个，代码如下：

for(i=1;i<=9;i++)

for(j=i+1;j<=10;j++)

if(a>a[j]

{temp=a;

a=a[j];

a[j]=temp;

}

结语：当我们把握好上述几方面后，只要同学们能克服畏难、厌学、上课能专心听讲，做好练习与上机调试，其实C语言并不难学。

参考资料：

问题一：什么叫结构化程序设计？它的主要内容是什么？结构化程序设计的思路是：自顶向下、逐步求精；其程序结构是按功能划分为若干个基本模块；各模块之间的关系尽可能简单，在功能上相对独立；每一模块内部均是由顺序、选择和循环三种基本结构组成；其模块化实现的具体方法是使用子程序。结构化程序设计由于采用了模块分解与功能抽象，自顶向下、分而治之的方法，从而有效地将一个较复杂的程序系统设计任务分解成许多易于控制和处理的子任务，便于开发和维护。

虽然结构化程序设计方法具有很多的优点，但它仍是一种面向过程的程序设计方法，它把数据和处理数据的过程分离为相互独立的实体。当数据结构改变时，所有相关的处理过程都要进行相应的修改，每一种相对于老问题的新方法都要带来额外的开销，程序的可重用性差。

由于图形用户界面的应用，程序运行由顺序运行演变为事件驱动，使得软件使用起来越来越方便，但开发起来却越来越困难，对这种软件的功能很难用过程来描述和实现，使处面向过程的方法来开发和维护都将非常困难

问题二：什么是结构化程序设计方法？一个结构化程序就是用高级语言表示的结构化算法。用三种基本结构组成的程序必然是结构化的程序，这种程序便于编写、阅读、

修改和维护。这就减少了程序出错的机会，提高了程序的可靠性，保证了程序的质量。

结构化程序设计强调程序设计风格和程序结构的规范化，提倡清晰的结构。怎样才能得到一个结构化的程序呢如果我们面临一

个复杂的问题，是难以一下子写出一个层次分明、结构清晰、算法正确的程序的。结构化程序设计方法的基本思路是，把一个复

杂问题的求解过程分阶段进行，每个阶段处理的问题都控制在人们容易理解和处理的范围内。

具体说，采取以下方法保证得到结构化的程序。

(1)自顶向下；(2)逐步细化；(3)模块化设计；(4)结构化编码。

在接受一个任务后应怎样着手进行呢有两种不同的方法：一种是白顶向下，逐步细化；―种是自下而上，逐步积累。以写文章为

例来说明这个问题。有的人胸有全局，先没想好整个文章分成哪几个部分，然后再进一步考虑每一部分分成哪几节，每一节分成哪

几段，每一段应包含什么内容，用这种方法逐步分解，直到作者认为可以直接将各小段表达为文字语句为止。这种方法就叫做

“自顶向下，逐步细化”。

另有些人写文章时不拟提纲，如同写信一样提起笔就写，想到哪里就写到哪里，直到他认为把想写的内容都写出来了为止。

这种方法叫做“自下而上，逐步积累”。

显然，用第一种方法考虑周全，结构清晰，层次分明，作者容易写，读者容易看。如果发现某一部分中有一段内容不妥，需要修改

只需找出该部分，修改有关段落即可，与其他部分无关。我们提倡用这种方法设计程序。这就是用工程的方法设计程序。

我们应当掌握自顶向下、逐步细化的设计方法。这种设计方法的过程是将问题求解由抽象逐步具体化的过程。

用这种方法便于验证算法的正确性，在向下一层展开之前应仔细检查本层设计是否正确，只有上一层是正确的才能向下细化。

如果每一层设计都没有问题，则整个算法就正确的。由于每一层向下细化时都不太复杂，因此容易保证整个算法的正确性检查

时也是由上而下逐层检查，这样做，思路清楚，有条不紊地一步一步进行，既严谨又方便。

举一个例子来说明这种方法的应用。

例将1到1000之间的素数打印出来。

我们已在本章中讨论过判别素数的方法，现在采用“筛法”来求素数表。所谓“筛法”指的是“埃拉托色尼(Eratosthenes)筛法”

他是古希腊的著名数学家。他采取的方法是，在一张纸上写上1到1000全部整数，然后逐个判断它们是否素数,找出一个非素数,就

把它挖掉，最后剩下的就是素数

具体作法如下：

（1）先将1挖掉（因为1不（2）是素数）。

（3）用2去除它后面的各个数，（4）把能被2整除的数挖掉，（5）即把2 的倍（6）数挖掉。

（7）用3去除它后面各数，（8）把3的倍（9）数挖掉

（10）分别用4、5…各数作为除数去除这些数以后个各数。这个过程一直进行到除数后面的数已全被挖掉为止。

上面的算法可表示为：

（1）挖去1；

（2）用刚才被挖去的数的下一个数p去除p后面各数，（3）把p的倍（4）数挖掉；

（5）检查p是否小于√n的整数部分（如果n=1000，（6）则检查p∠31？），（7）如果是则返回（2）继续执行，（8）否则

就结束；

（9）之上盛夏的数就是素数。>>

问题三：结构化程序设计的工作原理是什么？是进行以模块功能和处理过程设计为主的详细设计的基本原则。结构化程序设计是过程式程序设计的一个子集，它对写入的程序使用逻辑结构，使得理解和修改更有效更容易。

中文名：结构化程序设计

外文名：structured programming

提出人：EWDijikstra

时间：1965年

概述

概念

其概念最早由EWDijikstra在1965年提出的，是软件发展的一个重要的里程碑。它的主要观点是采用自顶向下、逐步求精及模块化的程序设计方法；使用三种基本控制结构构造程序，任何程序都可由顺序、选择、循环三种基本控制结构构造。结构化程序设计主要强调的是程序的易读性。

内容

详细描述处理过程常用三种工具：图形、表格和语言。

图形：程序流程图、N-S图、PAD图　表格：判定表

语言：过程设计语言（PDL）

结构化程序设计曾被称为软件发展中的第三个里程碑。该方法的要点是：

（1) 主张使用顺序、选择、循环三种基本结构来嵌套连结成具有复杂层次的“结构化程序”，严格控制GOTO语句的使用。用这样的方法编出的程序在结构上具有以下效果：

a 以控制结构为单位，只有一个入口，一个出口，所以能独立地理解这一部分。

b 能够以控制结构为单位，从上到下顺序地阅读程序文本。

c由于程序的静态描述与执行时的控制流程容易对应，所以能够方便正确地理解程序的动作。

（2）“自顶而下，逐步求精”的设计思想，其出发点是从问题的总体目标开始，抽象低层的细节，先专心构造高层的结构，然后再一层一层地分解和细化。这使设计者能把握主题，高屋建瓴，避免一开始就陷入复杂的细节中，使复杂的设计过程变得简单明了，过程的结果也容易做到正确可靠。

（3）“独立功能，单出、入口”的模块结构，减少模块的相互联系使模块可作为插件或积木使用，降低程序的复杂性，提高可靠性。程序编写时，所有模块的功能通过相应的子程序(函数或过程)的代码来实现。程序的主体是子程序层次库，它与功能模块的抽象层次相对应，编码原则使得程序流程简洁、清晰，增强可读性。

（4）主程序员组。

其中（1）、（2）是解决程序结构规范化问题；（3）是解决将大划小，将难化简的求解方法问题；（4）是解决软件开发的人员组织结构问题。

模型

结构化程序设计通常使用自上往下的设计模型，开发员将整个程序结构映射到单个小部分。已定义的函数或相似函数的在单个模块或字模块中编码，这意味着，代码能够更有效的载入存储器，模块能在其它程序中再利用。模块单独测试之后，与其它模块整合起来形成整个程序组织。

程序流程遵循简单的层次化模型，采用“for”、“repeat”、“while”等循环结构，鼓励使用“Go To”语句。几乎任何语言都能使用结构化程序设计技术来避免非结构化语言的通常陷阱。非结构化程序设计必须依赖于开发人员避免结构问题，从而导致程序组织较差。大多数现代过程式语言都鼓励结构化程序设计。

基本结构

结构化程序设计的三种基本结构是:顺序结构、选择结构和循环结构。

顺序结构

顺序结构表示程序中的各 *** 作是按照它们出现的先后顺序执行的。

选择结构

选择结构表示程序的处理步骤出现了分支，它需要根据某一特定的条件选择其中的一个分支执行。选择结构有单选择、双选择和多选择三种形式。

循环结构

循环结构表示程序反复执行某个或某些 *** 作，直到某条件为假（或为真）时才可终止循环。在循环结构中最主要的是：什么情况下执行循环？哪些 *** 作需要循环执行？循环结构的基本形式有两种：当型循环和直到型循环。

当型循环：表示先判断条件，当满足给定的>>

问题四：结构化程序设计的三种基本结构是什么。各有什么特点顺序结构、分支结构、循环结构

顺序结构就是从头到尾一次执行每一个语句

分支结构根据不同的条件执行不同的语句或者语句体

循环结构就是重复的执行语句或者语句体,达到重复执行一类 *** 作的目的

问题五：什么是结构化程序设计结构化程序设计（structured programming）是进行以模块功能和处理过程设计为主的详细设计的基本原则。结构化程序设计是过程式程序设计的一个子集，它对写入的程序使用逻辑结构，使得理解和修改更有效更容易。结构化程序设计的三种基本结构是:顺序结构、选择结构和循环结构。结构化程序设计曾被称为软件发展中的第三个里程碑。结构化程序设计通常使用自上往下的设计模型，开发员将整个程序结构映射到单个小部分。当型循环：表示先判断条件，当满足给定的条件时执行循环体，并且在循环终端处流程自动返回到循环入口；如果条件不满足，则退出循环体直接到达流程出口处。

问题六：结构化程序设计原则 1．自顶向下：程序设计时，应先考虑总体，后考虑细节；先考虑全局目标，后考虑局部目标。不要一开始就过多追求众多的细节，先从最上层总目标开始设计，逐步使问题具体化。 2．逐步求精：对复杂问题，应设计一些子目标作为过渡，逐步细化。 3．模块化：一个复杂问题，肯定是由若干稍简单的问题构成。模块化是把程序要解决的总目标分解为子目标，再进一步分解为具体的小目标，把每一个小目标称为一个模块。 4．限制使用goto语句

问题七：结构化程序设计的目的构成与方法结构化程序设计的目的：通过设计结构良好的程序，以程序静态的良好的结构保证程序动态执行的正确性，使程序易理解、易调试、易维护，以提高软件开发的效率，减少出错率。构成：控制结构+数据结构，控制结构有顺序、选择、循环结构。方法：模块丁，自顶向下，自底向上。

问题八：结构化与非结构化程序的区别？结构化就是把整体分布,把每部分都解决

问题九：什么叫结构化程序设计？它的主要内容是什么？结构化程序设计的思路是：自顶向下、逐步求精；其程序结构是按功能划分为若干个基本模块；各模块之间的关系尽可能简单，在功能上相对独立；每一模块内部均是由顺序、选择和循环三种基本结构组成；其模块化实现的具体方法是使用子程序。结构化程序设计由于采用了模块分解与功能抽象，自顶向下、分而治之的方法，从而有效地将一个较复杂的程序系统设计任务分解成许多易于控制和处理的子任务，便于开发和维护。

问题十：什么是结构化程序设计方法？一个结构化程序就是用高级语言表示的结构化算法。用三种基本结构组成的程序必然是结构化的程序，这种程序便于编写、阅读、