【一】c语言程序设计-介绍篇

霜淮子的c语言程序设计，大家可以通过阅读我的文章学习c语言程序设计的一些基础知识，作者水平有限，如果发现错误，评论区！万分感谢！

大家也可以通过慕课学习浙江大学翁恺翁老师讲授的《c语言程序设计》。翁老师讲述的课程十分透彻易懂，在网上收获了许多好评呢！

前言

1.1、计算机和编程语言

什么是计算机程序

什么是计算机语言

1.2、c语言

为什么是c语言

c语言的发展及其特点

编程软件

1.3、第一个程序

要求在屏幕中输出"hello.world"这样一行信息

程序分析

C语言允许用两种注释方式

前言

程序设计是一门基础课程。对于计算机相关专业的同学而言，程序设计是专业基础知识，是进一步学习其他专业的知识的阶梯；对于非计算机专业而言，程序设计的学习有助于理解计算机的能力所在，理解哪些是计算机擅长解决的问题，怎样的方式方法是计算机所擅长的手段，从而能更好的利用计算机来解决一些专业领域类的问题。

C语言是古老而长青的编程语言，它具备了现代程序设计的基础要求，它的语法是很多其他编程语言的基础，在系统程序、嵌入式系统等领域依然是无可替代的编程语言，在各类编程语言排行榜上常年占据前两名的位置。

程序设计是实践性很强的课程，该课程的学习有其自身的特点，听不会，也看不会，只能练会。你必须通过大量的编程训练，在实践中掌握编程知识，培养编程能力，并逐步理解和掌握程序设计的思想和方法。在这里所提供的，只是基础的知识讲解，要想学会编程，还需要更多时间的投入和努力。

为了学习编程，你需要有一台计算机，安装必要的编程软件。无论是MS Windows、Mac OS X还是Linux，都有适合C语言编程的软件。

一些建议：
1. 为什么要学习程序设计
大学生不能满足于只会用办公软件，应当有更高的要求，对于理工科的学生尤其如此。计算机的本质是“程序的机器”，程序和指令的思想是计算机系统中最基本的概念。程序设计是软件开发人员的基本功。只有懂得程序设计，才能进一步懂得计算机，真正了解计算机是怎样工作的。通过学习程序设计，学会进一步了解计算机的工作原理，更好地理解和应用计算机，掌握用计算机处理问题的方法，培养计算思维，提高分析问题和解决问题的能力，具有编制程序的初步能力。即使将来不是计算机专业人员，由于学过程序设计，理解软件生产的特点和生产过程，就能与程序开发人员更好地沟通与合作，开展本领域中的计算机应用，开发与本领域有关的应用程序。

2. 为什么选择C语言
进行程序设计，必须用一种计算机语言作为工具，否则只是纸上谈兵。可供选择的语言很多，各有特点和应用领域。C语言功能丰富，表达能力强，使用灵活方便，应用面广，自标程序效率高，可移植性好，既具有高级语言的优点，又具有低级语言的许多物点，既适于编写系统软件，又能方便地用来编写应用软件。
有人以为C++语言出现后，C语言就过时了，会被淘汰了，这是一种误解。C++是为处理较大规模的程序开发而研制的大型语言，它比C语言复杂得多，难学得多。事实上，将来并不是每个人都需要用C++编制大型程序。C语言是更为基本的。美国一位资深软件专家写了一篇文章，题目是《对计算机系学生的建议》，是经验之谈，可供参考。他说：“大学生毕业前要学好C语言，C语言是当前程序员共同的语言。它使程序员互相沟通，比你在大学学到的‘现代语言’(比如ML语言、Java语言、Python语言或者正在教授的流行语言)都更接近机器。”他指出：“不管你懂得多少延续、闭包、异常处理，只要你不能解释为什么while(★s++=×t++)的作用是复制字符串，那你就是在盲目无知的情况下编程，就像一个医生不懂最基本的解剖学就盲目开处方。
C语言更适合解决某些小型程序的编程。C语言作为传统的面向过程的程序设计语言，在编写底层的设备驱动程序和内嵌应用程序时，往往是更好的选择。
现在大多数高校把C语言作为第一门计算机语言进行程序设计教学，这是合适的，有了C语言的基础，需要时再进一步学习C++语言，也是很容易过渡的。

3.怎样处理好算法和语言的关系
进行程序设计，要解决两个问题：
(1)要学习和掌握解决问题的思路和方法，即算法。
(2)学习怎样实现算法，即用计算机语言编写程序，达到用计算机解题的目的。

算法和语言：算法是灵魂，不掌握算法，编程就是无米之炊。语言是工具，不掌握语言，编程就成了空中楼阁。二者都是必要的，缺一不可。所以大家应该以程序设计为中心，把二者紧密结合起来，既不能孤立地、抽象地研究算法，更不能孤立地、枯燥地学习语法。

1.1、计算机和编程语言

什么是计算机程序

有人以为计算机是“万能”的，会自动进行所有的工作，甚至觉得计算机神秘莫测。这是很多初学者的误解，其实，计算机的每一个操作都是根据人们事先指定的指令进行的。例如用一条指令要求计算机进行一次加法运算，用另一条指令要求计算机将某一运算结果输出到显示屏。为了使计算机执行一系列的操作，必须事先编好一条条指令，输入计算机。
所谓程序，就是一组计算机能识别和执行的指令。每一条指令使计算机执行特定的操作。只要让计算机执行这个程序，计算机就会“自动地”执行各条指令，有条不紊地进行工作。一个特定的指令序列用来完成一定的功能。为了使计算机系统能实现各种功能，需要成千上万个程序。这些程序大多数是由计算机软件设计人员根据需要设计好的，作为计算机的软件系统的一部分提供给用户使用。此外，用户还可以根据自己的实际需要设计一些应用程序，例如学生成绩统计程序、财务管理程序、工程中的计算程序等。
总之，计算机的一切操作都是由程序控制的，离开程序，计算机将一事无成。所以，计算机的本质是程序的机器，程序和指令是计算机系统中最基本的概念。只有懂得程序设计，才能真正了解计算机是怎样工作的，才能更深入地使用计算机。

什么是计算机语言

人和人之间的交流需要通过语言。中国人之间用汉语，英国人用英语，俄罗斯人用俄语，等等。人和计算机交流信息也要解决语言问题。需要创造一种计算机和人都能识别的语言，这就是计算机语言。计算机语言经历了以下几个发展阶段。
机器语言 计算机能直接识别和接受的二进制代码称为机器指令(machine instruction)。机器指令的集合就是该计算机的机器语言(machine language)。在语言的规则中规定各种指令的表示形式及它的作用。

机落语言与人们习惯用的语言差别太大，难学，难写，难记，难检查，难修改，难以推广使用，因此初期只有极少数的计算机专业人员会编写计算机程序。

符号语言 为了克服机器语言的上述缺点，人们创造出符号语言(symbolic langumg 和A它用一些英文字母和数字表示一个指令，例如用ADD代表“加”，SUB代表“减”，LDR“传送”等。
计算机并不能直接识别和执行符号语言的指令，需要用一种称为汇编程序软件把符号语言的指令转换为机器指令。一般，一条符号语言的指令对应转换为一条机器指令。转换的过程称为“代真”或“汇编”，因此符号语言又称为符号汇编语言(symbol assembler language)或汇编语言(assembler language)。
虽然汇编语言比机器语言简单好记一些，但仍然难以普及，只在专业人员中使用。程不同型号的计算机的机器语言和汇编语言是互不通用的。用甲机器的机器语言编写的程序在乙机器上不能使用。机器语言和汇编语言是完全依赖于具体机器特性的，是面向机言向关器的语言。由于它“贴近”计算机，或者说离计算机“很近”，故称为计算机低级语言(low level language)

高级语言 为了克服低级语言的缺点，20世纪50年代创造出了第一个计算机高级序语言——FORTRAN语言。它很接近于人们习惯使用的自然语言和数学语言。程序中用到的语句和指令是用英文单词表示的，程序中所用的运算符和运算表达式和人们日常所用的数学式子差不多，很容易理解。程序运行的结果用英文和数字输出，十分方便。例如在FORTRAN语言程序中，想计算和输出3.5×6sin(n/3)，只须写出下面这样一个语问：PRINT,3.5*6×SIN(3.1415926/3)即可得到计算结果。显然这是很容易理解和使用的。
这种语言功能很强，且不依赖于具体机器，用它写出的程序对任何型号的计算机题(或只须作很少的修改)，它与具体机器距离较“远”，故称为计算机高级语言(high language)。
当然，计算机也是不能直接识别高级语言程序的，也要进行“翻译”。用一种称为编译程序的软件把用高级语言写的程序(称为源程序(source program))转换为机器指令的看(称为目标程序(object program))，然后让计算机执行机器指令程序，最后得到结果。高语言的一个语句往往对应多条机器指令。
自从有了高级语言后，一般的科技人员、管理人员、大中学生以及广大计算机爱好着能较容易地学会用高级语言编写程序，指挥计算机进行工作，而完全无须考虑什么机器令，也可以不必深入懂得计算机的内部结构和工作原理，就能得心应手地利用计算机进行种工作，为计算机的推广普及创造了良好的条件，人们称高级语言的出现是计算机发展史“惊人的成就”。
高级语言经历了不同的发展阶段：

***非结构化的语言初期的语言数以非结构化语言，编程风格比较随意，只要符合语法规则即可，没有严格的规范要求，程序的流程可以随意跳转，人们往往追求程序执行的效率而采用了许多小技巧，使得程序变得难以阅读和维护。早期的BASIC,FORTRAN和ALGOL等都属于非结构化的语言。

***结构化语言为了解决以上的问题，提出了“结构化程序设计方法”，规定程序必须由具有良好特性的基本机构（顺序结构、选择结构、循环结构）构成，程序的流程不允许随意跳转，总是由上到下顺序执行各国基本结构，这种结构清晰，易于编写、阅读和维护。QBASIC,FORTRAN 77和c语言等都属于结构化语言，这些语言的特点是支持结构化程序设计方法。

***面向对象语言近十多年来，在处理规模较大的问题时，开始使用面向对象的语言。C++,C#,Visual basic 和Java等语言是支持面向对象程序设计方法的语言。

1.2、c语言

为什么是c语言

在许多场合c语言是唯一的选择，比如说做操作系统，嵌入式系统，所以说c在工业界有很大的运用，我们没有理由不去研究一下这个c语言到底是什么样子的。除此之外，我们为什么不去选择其他语言而是c语言还有其他原因：因为现代的编程语言在语法差异上很小，现在许都语言都可以叫做c-like语言，因为他们基础的东西，比如说他们的变量，怎么起名，怎么定义一个函数等等他们基本上都和c语言比较接近，这和c语言曾经在历史上取得的地位是有很大关系的。然后呢，现在我们说某一个语言很强、很好用的时候，往往并不是因为该语言本身的特点所决定的，而是因为别人为他写的库（类库、函数库），这些库有争对各种运用的库，它在这些应用上能做非常强的事情，本身很难做的事情，可能在这个语言里只需要调用这个库的一个函数或者使用它的类去做一个事情，那么这个问题将变得很容易。

c语言的发展及其特点

C语言是国际上广泛流行的计算机高级语言。

C语言的祖先是BCPL语言。1967年英国剑桥大学的Martin Richards推出了没有类型的BCPL（Basic Combined Programming Language）语言。1970年美国AT&T贝尔实验室的Ken Thompson以BCPL语言为基础，设计出了很简单且很接近硬件的B语言（取BCPL的第一个字母）。但是B语言过于简单，功能有限。1972—1973年间，美国贝尔实验室的D.M.Ritchie在B语言的基础上设计出了C语言。C语言既保持了BCPL和B语言的优点（精炼，接近硬件），又克服了它们的缺点（过于简单、无数据类型等），C语言的新特点主要表现在具有多种数据类型（如字符、数值、数组、结构体和指针等）。开发C语言的目的在于尽可能降低用它所写的软件对硬件平台的依赖程度，使之具有可移植性。

最初的C语言只是为了描述和实现UNIX操作系统提供一种工作语言而设计的。1973年Ken Thompson和D.M.Ritchie合作把UNIX的905%以上用c语言改写，即UNIX第5版（原来的UNIX操作系统是1969年由美国的贝尔实验室的Ken Thompson和D.M.Ritchie开发成功的，是用汇编语言写的）。随着UNIX的日益广泛使用，C语言也迅速得到推广。1978年以后，C语言先后移植到大、中、小和微型计算机上。C语言便很快风靡全世界，成为世界上应用最广泛的程序设计高级语言。

以UNIX第7版中的C语言编译程序为基础，1978年Brian W.Kernighan和Dennis M.Ritchie合著了影响深远的名著The C Programming Language，这本书中介绍的C原因成为后来广泛使用的C语言版本的基础，它是实际上第一个C语言标准。1983年美国国家标准协会（ANSI）成立了一个委员会，根据C语言问世以来各种版本对C语言的发展和扩充，制定了第一个C语言标准草案。ANSI C比原来的C有了很大的发展。Brian W.Kernighan和Dennis M.Ritchie在1988年修订了他们的经典著作The C Programming Language，按照即将公布的ANSI C新标准重新写了该书。1989年ANSI公布了一个完整的C语言标准—ANSI X3.159—1989（常称ANSI或C 89）。1990年国际标准化组织ISO接受C89作为国际标准ISO/IEC9899：1990，它和ANSI的C89基本上是相同的。

1995年ISO对C90做了一些修订，即“1995基准增补1（ISO/IEC9899/AMD1:1995）”。1999年ISO又对C语言标准进行修订，在基本保留原来的C语言特征的基础上，针对应用的需要，增加了一些功能，尤其是C++中的一些功能，命名为ISO/IEC9899：1999。2001年和2004年先后进行了两次技术修正，即2001年的TC1和2004年的TC2。ISO/IEC9899：1999及其技术修正被称为C99，C99是C89的扩充。

应该注意到，目前由不同软件公司所提供的一些C语言编译系统并未完全实现C99建议的功能，它们多以C89为基础开发。大家应该了解到自己所使用的C语言编译系统的特点。初学者所用到的初步编程知识基本上在C89的范围内，因此使用目前的C编译系统仍然可以满足对初学者的教学需要。在今后进行实际软件开发工作时，应注意使用能在更大程度上实现C99功能的编译系统。

C语言是一种用途广泛、功能强大、使用灵活的过程性编程语言，既可用于编写应用软件，又能用于编写系统软件。因此C语言问世以来得到迅速推广。自20世纪90年代初，C语言在我国开始推广以来，学习和使用C语言的人越来越多，成为学习和使用人数最多的一种计算机语言，绝大多数理工科大学都开设了C语言程序设计课程。掌握C语言成为计算机开发人员的一项基本功。

C语言有以下一些主要特点：

1）、语言简洁、紧凑，使用方便、灵活。C语言一共只有37个关键字、9种控制语句，程序书写形式自由，主要用小写字母表示，压缩了一切不必要的成分。C语言程序比其他许多高级语言简练，源程序短，因此输入程序时工作量少。

实际上，C是一个很小的内核语言，只包括极少的与硬件有关的成分，C语言不直接提供输入和输出语句、有关文件操作的语句和动态内存管理的语句等（这些操作是由编译系统所提供的库函数来实现的），C的编译系统相当简洁。

2）、运算符丰富。C语言的运算符包含的氛围很广泛，共有34种运算符。c语言把括号、赋值和强制类型转换等都作为运算符处理，从而使C语言的运算类型极其丰富，表达式类型多样化。灵活使用各种运算符可以实现在其他高级语言中难以实现的运算。

3）、数据类型丰富。C语言提供的数据类型包括：整型、浮点型、数组类型、指针类型、结构体类型和共用体类型等，C99又扩充了复数浮点类型、超长整型（long long）和布尔类型（bool）等。尤其是指针类型数据，使用十分灵活和多样化，能用来实现各种复杂的数据结构的运算。

4）、具有结构化的控机语句（如if...else语句、while语句、do...while语句、switch语句和for语句）。用函数作为程序的模块单位，便于实现程序的模块化。C语言是完全模块化和结构化的语言。

5）、语法限制不太严格，程序设计自由度大。例如，对数组下标越界不进行检查，由程序编写者自己保证程序的正确。对变量的类型使用比较灵活，例如整型量与字符型数据以及逻辑型数据可以通用。一般的高级源语法检查比较严，能检查出几乎所有的语法错误，而C语言允许程序编写者有较大的自由度，因此放宽了语法检查。程序员应当仔细检查程序，保证其正确，而不要过分依赖C语言编译程序查错。

6）、C语言允许直接访问物理地质，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c语言具有高级语言的功能，又具有低级语言的许多功能，可以用来编写系统软件。c语言这种双重性使得它既是成功的系统描述语言，又是通用的程序设计语言。

7）、用C语言编写的程序可移植性好。由于C的编译系统相当简洁，因此很容易移植到新的系统。而且C编译系统在新的系统上运行时可以直接编译“标准链接库”中的大部分功能，不需要修改源代码，因为标准链接库是用可移植的C语言写的。因此几乎在所有的计算机系统中都可以使用C语言。

8）、生成目标代码质量高，程序执行效率高。

C原来是专门为编写系统软件而设计的，许多大的软件都用C语言编写，这是因为C语言的可移植性好和硬件控制能力高，表达和运算能力强。许多以前只能用汇编语言处理的问题后来可以改用C语言来处理了。目前C的主要用途之一是编写“嵌入式系统系统程序”。由于具有上述优点，使C语言应用面十分广泛，许多应用软件也用C语言编写。

对于以上c语言特点，当你学完C语言之后，再来回顾一下，你会有更深的体会。

编程软件

c语言会被用来编写操作系统、嵌入式系统、驱动程序等等，它是一种工业语言，我们更加看重的是它的开发效率。

推荐使用Dev C++，最大的好处？：免费，安装简单

安装教程以及获取资源可以参照Dev-c++安装教程---图文讲解_霜淮子的博客-CSDN博客_dev c++安装

基本使用教程参考此篇文章

快速上手Dev C++，编译运行以及做一些简单的计算_霜淮子的博客-CSDN博客

1.3、第一个程序

要求在屏幕中输出"hello.world"这样一行信息

编写程序：

#include <stdio.h>                //这是编译预处理命令int main ( )                      //定义主函数{                                 //函数开始的标志printf("hello world!\n");     //输入所指定的一行信息return 0;                     //函数执行完毕时返回函数值0}                                 //函数结束的标志

运行结果：

程序分析

先看程序第2行，其中main是函=函数的名字，表示”主函数“，mian前面的int表示此函数的类型是int类型（整型）。在执行主函数后会得到一个值（即函数值），其值为整型。

程序第5行”return 0;"的作用是：当main函数执行结束前将整数0作为函数值，返回到调用函数处。

每一个C语言程序都必须有一个main函数。函数体由花括号起来，

本例中主函数内有两个语句，程序第4行是一个输出语句，printf是C编译系统机的的函数库中的输出函数。

printf函数中双撇号内的字符串"hello word.”按原样输出。\n是换行符，即在输出”hello word.”后，显示屏上的光位置移到下一行的开头。这个光标位置称为输出的当前位置，即下一个输出的字符出要此位置上。

每个语句最后都有一个分号，表示语句结束。

在使用函数库中的输入输出函数时，编译系统要求程序提供有关此函数的信息(例如期入输出函数的声明和宏的定义、全局量的定义等，这些以后会介绍的)，程序第1行“#ieb(stdio.h＞”的作用就是用来提供这些信息的。stdio.h是系统提供的一个文件名，stdostandard input &. output的缩写，文件后缀.h的意思是头文件(header file)，因为这些文件高放在程序各文件模块的开头的。输入输出函数的相关信息已事先放在stdio.h文件中。现在用#include指令把这些信息调入供使用。如果没有此#include指令，就不可能执行printg数。关于编译预处理指令#include，读者可先不必深究，只要记住：在程序中如要用到标准数库中的输入输出函数，应该在本文件模块的开头加下面一行：
#incudestdie.h
在以上程序各行的右侧，如果有//，则表示从此处到本行结束是“注释”，用来对程序有关部分进行必要的说明。在写C程序时应当多用注释，以方便自己和别人理解程序各部分的作用。在程序进行预编译处理时将每个注释替换为一个空格，因此在编译时注释部分不产生目标代码，注释对运行不起作用。注释只是给人看的，而不是让计算机执行的。

C语言允许用两种注释方式

(1)以//开始的单行注释。如上面介绍的注释。这种注释可以单独占一行，也可以出现在一行中其他内容的右侧。此种注释的范围从//开始，以换行符结束。也就是说这种注释不能跨行。如果注释内容一行内写不下，可以用多个单行注释，如下面两行是连续的释行：
//如注释内容一行内写不下
//可以在下一行重新用“//”，然后继续写注释。
(2)以/*开始，以*/结束的块式注释。这种注释可以包含多行内容。它可以单独占一行（在行开头以/*开始，行末以*/结束）也可以包含多行，编译系统在发现一个/*之后，会寻找注释结束符*/，把二者之间的内容作为注释。

但应该注意的是在字符串中的//和/*都不作为注释的开始，而是作为字符串的一部分，比如：

printf("//how do you do!\n");

输出是：

//how do you do!

注释可以用汉字或者英文字符表示。

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