C语言设计

一九七八年由美国电话电报公司(AT&T)贝尔实验室正
式 发 表 了 Ｃ 语 言 。 同 时 由 B.W.Kernighan 和 D.M.Ritchit 合 著 了 著 名 的 “ THE C
PROGRAMMING LANGUAGE”一书。通常简称为《K&R》，也有人称之为《K&R》标准。
但是，在《K&R》中并没有定义一个完整的标准 C 语言，后来由美国国家标准协会（American
National Standards Institute）在此基础上制定了一个 C 语言标准，于一九八三年发表。通常
称之为 ANSI C。
1.2 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。
1.3 Ｃ语言版本
目前最流行的Ｃ语言有以下几种：
?Microsoft C  或称 MS C
?Borland Turbo C 或称 Turbo C
?AT&T C
这些Ｃ语言版本不仅实现了 ANSI C 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。
1.4 Ｃ语言的特点
1?C 语言简洁、紧凑，使用方便、灵活。ANSI C 一共只有 32 个关键字:
auto break case
char
const continue default
do
double   else   enum  extern float
for
goto   if
int
long  register return  short
signed   static   sizof   struct switch typedef union
unsigned void   volatile 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。
Turbo C 扩充了 11 个关键字：
asm
_cs
_ds
_es
_ss  cdecl  far
huge interrupt  near    pascal
谭浩强      C 语言程序设计               2001 年 5 月 1 日
注意：在 C 语言中，关键字都是小写的。
2?u36816X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?u25968X据结构类型丰富。
4?u20855X有结构化的控制语句。
5?u35821X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?u29983X成目标代码质量高，程序执行效率高。
8?u19982X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。
1.5 面向对象的程序设计语言
在 C 的基础上，一九八三年又由贝尔实验室的 Bjarne Strou-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
Borland C++, Symantec C++和 Microsoft VisualC++。
        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。
1.6 Ｃ和Ｃ＋＋
但是，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。
1.7 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！ ");
}
? main 是主函数的函数名，表示这是一个主函数。
? 每一个 C 源程序都必须有，且只能有一个主函数(main 函数)。
? 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。
谭浩强      C 语言程序设计               2001 年 5 月 1 日
? 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
#include
main()
{
  double x,s;
  printf("input number: ");
  scanf("%lf",&x);
  s=sin(x);
  printf("sine of %lf is %lf ",x,s);
 }
? include 称为文件包含命令
? 扩展名为.h 的文件称为头文件
? 定义两个实数变量，以被后面程序使用
? 显示提示信息
? 从键盘获得一个实数 x
? 求 x 的正弦,并把它赋给变量 s
? 显示程序运算结果
? 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 input number，这是由执行部分的第一
谭浩强      C 语言程序设计               2001 年 5 月 1 日
行完成的。