《C语言程序设计实例》课件

《语言程序设计实例》C本课件旨在通过精心设计的实例，帮助学习者深入理解C语言的语法和编程技巧，提升实际编程能力语言简介C历史悠久结构化编程语言12C语言诞生于20世纪70年代，由贝尔实验室的丹尼斯·里奇（C语言是一种结构化编程语言，这意味着它使用函数和代码块来Dennis Ritchie）设计和开发它最初是为了重写Unix操作系统组织代码，使程序更易于理解和维护而创建的可移植性强应用广泛34C语言具有很强的可移植性，这意味着它可以在不同的平台上运C语言被广泛应用于各种领域，包括操作系统、嵌入式系统、游行，而无需进行重大修改这使得它成为一个流行的编程语言戏开发、网络编程等语言的基本数据类型C整型int用于存储整数，包括正整数、负整数和零例如

10、-

5、0字符型char用于存储单个字符，例如A、b、#浮点型float用于存储带小数点的实数，例如

3.

14、-

2.5双精度浮点型double用于存储精度更高的实数，例如

3.1415926变量和常量变量常量变量是存储数据的容器，其值可以被修改变量的声明用于分配常量是存储数据的容器，其值在程序运行期间不能被修改常量内存并指定数据类型，例如的声明用于分配内存并指定数据类型，例如int age=25;const intMAX_SIZE=100;这里声明了一个名为`age`的整数变量，并初始化为25这里声明了一个名为`MAX_SIZE`的整数常量，并初始化为100输入输出语句输入1使用scanf函数从键盘获取用户输入输出2使用printf函数将结果输出到屏幕格式化3使用格式控制符控制输入和输出的数据类型和格式输入输出语句是程序与用户交互的关键，允许程序接收用户输入并向用户展示结果C语言提供scanf和printf函数来实现输入输出功能这两个函数都使用格式控制符来指定输入和输出的数据类型和格式运算符和表达式算术运算符关系运算符逻辑运算符C语言支持常见的算术运关系运算符用于比较两个逻辑运算符用于组合多个算符，如加号+、减号-操作数的值，例如大于关系表达式，例如逻辑与、乘号*、除号/、取模、小于、等于==、不、逻辑或||、逻辑非运算符%等算术运算等于!=、大于等于=!等逻辑运算符的结果符用于执行基本的数学运、小于等于=等关系也是一个布尔值，要么是算运算的结果是一个布尔值真1，要么是假0，要么是真1，要么是假0赋值运算符赋值运算符用于将一个值赋给一个变量最常见的赋值运算符是等号=顺序结构定义顺序结构是指程序按照代码的书写顺序逐行执行，没有跳转或分支就像一条笔直的道路，程序从起点开始，一步一步地按照预定的路线前进，直到到达终点特点顺序结构的执行过程简单直观，程序员可以很容易地预测程序的执行结果但是，顺序结构的灵活性较差，无法根据条件改变程序的执行流程例子例如，一个简单的加法运算程序首先输入两个数字，然后将它们相加，最后输出结果整个程序按照代码的书写顺序逐行执行，没有跳转或分支选择结构语句if1if语句用于根据条件判断是否执行某段代码如果条件成立，则执行if语句块中的代码，否则跳过该代码块语句else2else语句与if语句配合使用，当if语句的条件不成立时，执行else语句块中的代码语句else if3else if语句用于在if语句不成立的情况下，进一步判断其他条件当if语句的条件不成立，但else if语句的条件成立时，则执行else if语句块中的代码语句switch4switch语句用于根据表达式的值选择执行不同的代码块switch语句根据表达式的值与case语句中的值进行比较，如果相等，则执行该case语句块中的代码循环结构循环for1用于执行特定次数的代码块循环while2当条件为真时执行代码块循环do-while3至少执行一次代码块，然后检查条件循环结构允许程序重复执行代码块，直到满足特定条件C语言提供了三种主要的循环结构for循环，while循环和do-while循环for循环适合执行固定次数的循环，while循环适合执行条件满足时的循环，而do-while循环则确保代码块至少执行一次数组数组概念数组特点数组是一种数据结构，用于存储相同数据类型的多个元素·存储相同类型元素数组中的元素按顺序排列，每个元素都有一个唯一的索引，·元素按顺序排列通过索引可以访问数组中的任何元素·通过索引访问元素·内存空间连续分配一维数组定义初始化12一维数组是存储相同数据类型在定义数组时，可以使用花括元素的连续内存空间，使用一号`{}`初始化数组元素，例个索引访问每个元素例如，如`int numbers

[5]={1,2,3,`int numbers

[5]`定义了一4,5}`也可以只初始化部分个名为`numbers`的整型数元素，未初始化的元素会自动组，可以存储5个整数赋予0访问元素3使用索引访问数组元素，索引从0开始例如，`numbers

[0]`表示第一个元素，`numbers

[4]`表示最后一个元素二维数组定义访问应用二维数组是用来存储多维数据的结构访问二维数组的元素需要使用两个索二维数组在实际应用中非常广泛，例，它可以看作是一个表格，由行和列引，第一个索引代表行号，第二个索如组成每个元素都对应于一个唯一的引代表列号例如-存储矩阵数据行号和列号二维数组的定义方式类array

[1]

[2]访问的是第2行第3列的元-存储图像数据似于一维数组，但需要指定两个维度素-存储表格数据大小例如int array

[3]

[4];字符串字符串的定义字符串的操作字符串的存储在C语言中，字符串是指由一系列字符C语言提供了丰富的字符串操作函数，字符串通常存储在字符数组中字符数组成的序列，通常以空字符（\0）结例如字符串的复制、连接、比较、查找组的每个元素存放一个字符，最后一个尾字符串可以用来表示文本、文件名、替换等这些函数可以方便地对字符元素存放空字符（\0）作为字符串的、路径等信息串进行处理结束标记函数定义作用函数是C语言中的一种重要函数可以将复杂的功能分解的程序结构，它可以将一段成多个简单的模块，提高程代码封装成一个独立的模块序的可读性和可维护性，并，方便重复使用和代码组织使程序结构更加清晰类型C语言中的函数可以分为标准库函数和用户自定义函数两种类型，前者由C语言编译器提供，后者由程序员自行定义函数的定义和调用函数定义1定义函数的结构，包括返回值类型、函数名、参数列表和函数体函数调用2使用函数名和实际参数调用函数，并执行函数体函数返回值3函数执行完后返回一个值，该值可以被调用函数使用函数是C语言程序设计中的基本模块，可以将程序分解成多个独立的功能模块，提高程序的可读性、可维护性和可重用性函数定义包含函数头和函数体两部分，函数头包含函数的返回值类型、函数名和参数列表，函数体包含函数的具体代码调用函数时，需要传递实际参数，函数执行完后会返回一个值例如，以下代码定义了一个名为`add`的函数，该函数接收两个整数作为参数，并返回它们的和int addinta,int b{return a+b;}在主函数中调用`add`函数并打印结果int main{int sum=add3,5;printf3+5=%d\n,sum;return0;}函数参数传递值传递地址传递引用传递传递的是参数的副本，传递的是参数的地址，传递的是参数的引用，函数内部修改参数的值函数内部修改参数的值函数内部修改参数的值不会影响到函数外部会影响到函数外部会影响到函数外部在C语言中，通过指针来实现引用传递递归函数递归函数是指在函数内递归函数通常用于解决递归函数的关键在于递部调用自身的函数它问题具有自相似性的问归基例，即停止递归的就像一个嵌套的循环，题，例如阶乘、斐波那条件如果没有递归基每次调用都会进入一个契数列等它将复杂问例，函数会无限地调用新的层级，直到满足某题分解成更小的相同类自身，导致栈溢出递个条件才结束型子问题，通过不断调归基例需要确保函数最用自身解决子问题，最终能够结束递归调用终达到解决原问题的目的结构体定义成员优点结构体是一种用户自定义的数据类型结构体中的每个数据元素称为成员，结构体可以将相关数据组织在一起，，它可以将不同类型的数据组合在一每个成员可以是不同的数据类型提高代码的可读性和可维护性，并简起，作为一个整体进行操作化对数据的操作结构体定义和应用定义结构体1结构体是一种用户自定义的数据类型，用于存储不同类型数据的集合它允许将相关数据分组在一起，并使用一个名称来访问整个组通过定义结构体，可以将数据组织成更具逻辑的结构，方便管理和操作声明结构体变量2声明结构体变量是指创建结构体类型的变量，以便存储实际数据声明变量时，可以使用结构体名称和变量名，并使用圆括号包含成员变量的初始化值访问结构体成员3访问结构体成员是指访问结构体变量中包含的各个数据元素可以使用点运算符（.）来访问成员，例如结构体变量名.成员名指针指针的定义和概念指针的用途指针是C语言中一个强大的工具，它允许程序直接访问内存·动态内存分配指针可以用来分配和释放内存，以满足地址指针变量存储的是内存地址，而不是数据本身通过程序运行时的内存需求指针，程序可以高效地操作内存，例如动态分配内存、访问·数组和字符串操作指针可以方便地访问数组元素和字数组元素等符串字符·函数参数传递指针可以将函数参数传递给函数，以便函数修改参数的值·数据结构实现指针是构建链表、树等数据结构的基础指针的基本操作定义指针变量使用数据类型和*运算符定义指针变量，例如int*ptr;定义一个指向整数的指针变量获取变量地址使用取地址运算符获取变量的内存地址，例如ptr=#将变量num的地址赋值给指针变量ptr访问指针指向的值使用*运算符访问指针指向的内存单元的值，例如value=*ptr;获取指针ptr指向的内存单元的值并将其赋值给变量value指针运算指针可以进行加减运算，但必须与数据类型的大小相匹配，例如ptr++;将指针ptr指向下一个内存单元指针和数组数组的地址指针访问数组指针和数组的运算数组名本身代表数组的首地址，即第一可以使用指针来遍历数组，通过指针指可以对指针进行加减运算，例如个元素的地址可以使用指针来访问数向的地址访问数组中的元素指针可以`p++`表示将指针指向下一个元素的地组中的元素方便地进行数组的动态处理址指针可以用来访问数组的元素，并进行相关的运算动态内存分配概念1在程序运行时，根据需要动态地分配内存空间，而不是在编译时分配优势2更灵活，可以根据需要动态分配内存，避免浪费函数3malloc、free、calloc、realloc等函数用于分配和释放内存动态内存分配是C语言中一项强大的功能，它允许程序员在程序运行时根据需要请求和释放内存，而不是在编译时固定分配这种灵活性使得程序能够处理各种大小和类型的数据结构，并避免浪费宝贵的内存资源和函数malloc free函数mallocmalloc函数用于在堆内存中动态分配一块指定大小的内存空间函数原型为void*mallocsize_t size;·参数size表示要分配的内存空间的大小，以字节为单位·返回值为指向分配的内存空间的首地址，如果分配失败则返回NULL函数freefree函数用于释放之前使用malloc函数分配的内存空间函数原型为void freevoid*ptr;·参数ptr指向要释放的内存空间的首地址和函数calloc realloc函数函数calloc realloccalloc函数用于分配内存并将其初始化为0它接受两个参数要realloc函数用于重新分配内存块的大小它接受两个参数要重分配的元素数量和每个元素的大小例如，calloc10,新分配的内存块的指针和新的大小如果新的大小大于旧的大小sizeofint会分配10个整数的空间，并将它们全部初始化为0，realloc函数会尝试在现有内存块之后分配额外的内存如果新的大小小于旧的大小，realloc函数会尝试将现有内存块缩小文件操作打开文件1使用fopen函数打开文件，指定文件路径和打开模式关闭文件2使用fclose函数关闭已打开的文件，释放文件资源读写文件3使用fscanf、fprintf、fread和fwrite函数读写文件内容文件定位4使用fseek函数将文件指针移动到指定位置，用于随机读写文件内容文件的打开和关闭打开文件在C语言中，使用fopen函数打开文件该函数需要两个参数文件名和打开模式例如，要以只读模式打开名为file.txt的文件，可以使用以下代码FILE*fp=fopenfile.txt,r;如果打开文件成功，fopen函数将返回指向文件的指针，否则将返回NULL关闭文件使用fclose函数关闭文件该函数需要一个参数指向文件的指针例如，要关闭上面打开的文件，可以使用以下代码fclosefp;关闭文件很重要，因为它可以释放文件占用的系统资源并防止数据丢失打开模式C语言提供了多种打开模式，例如·r只读模式·w只写模式，如果文件存在，则覆盖它；如果文件不存在，则创建它·a追加模式，如果文件存在，则将数据追加到文件末尾；如果文件不存在，则创建它·r+读写模式，打开文件用于读写操作·w+读写模式，打开文件用于读写操作，如果文件存在，则覆盖它；如果文件不存在，则创建它·a+读写模式，打开文件用于读写操作，如果文件存在，则将数据追加到文件末尾；如果文件不存在，则创建它文件的读写操作读操作1使用fscanf函数从文件中读取数据写操作2使用fprintf函数向文件中写入数据格式化读写3使用fscanf和fprintf函数可以根据指定的格式读取和写入数据文件的读写操作是C语言中重要的内容，可以用来读取和保存数据使用fscanf和fprintf函数可以实现文件的读写操作，它们可以根据指定的格式读取和写入数据例如，可以使用fscanf函数读取文本文件中的字符串，也可以使用fprintf函数将数据写入到文本文件或二进制文件中文件的定位和错误处理文件定位错误处理在文件操作中，我们可能需要将文件指针移动到指定的位置在文件操作过程中，可能会出现各种错误，例如文件不存在，例如读取特定位置的数据或写入特定位置的数据C语言、文件不可写、磁盘空间不足等C语言提供了一系列函数提供了一系列函数来实现文件定位，例如来检测和处理文件错误，例如•fseekFILE*fp,long intoffset,int whence;•ferrorFILE*fp;•ftellFILE*fp;•feofFILE*fp;•rewindFILE*fp;•clearerrFILE*fp;这些函数可以根据文件指针的当前位置、偏移量和基准位置通过检测错误状态，我们可以及时采取措施来处理错误，例来定位文件指针通过合理运用这些函数，我们可以精确地如输出错误信息、终止程序运行等，从而避免程序意外崩溃定位文件中的任意位置或数据丢失位运算位运算符应用场景示例位运算符用于操作二进制位，包括位运算在计算机程序中应用广泛，包括例如，可以使用位运算符来判断一个数的奇偶性·按位与两个位都为1时，结果为1，否则为0·对数据进行位操作，例如设置或清除特定位int num=5;·按位或|两个位中只要有一个为1，结果就为1·实现高效的算法，例如二进制数的加减乘除if num1{printf奇数;·按位异或^两个位不同时，结果为1，否则为0·优化代码性能，例如使用位运算代替逻辑运算}else{·按位取反~将位的值取反，0变1，1变0printf偶数;·左移将二进制位向左移动指定位数，高位丢}弃，低位补0·右移将二进制位向右移动指定位数，低位丢弃，高位补0或补1，取决于系统位运算符和应用位运算符位运算的应用位运算符是在二进制位级别上对数据进行操作的运算符C位运算在C语言中有着广泛的应用，例如语言提供了以下几种位运算符·判断奇偶性·（按位与）·提取指定位·|（按位或）·设置指定位·^（按位异或）·交换两个变量的值·~（按位取反）·对数据进行压缩和解压缩·（左移）·（右移）预处理指令宏定义文件包含条件编译使用`#define`指使用`#include`指使用`#ifdef`、令定义宏，可以将常令将其他文件的内容`#ifndef`、量、表达式或语句替包含到当前文件中，`#else`、`#endif`换为指定的文本，提方便代码组织和模块指令实现条件编译，高代码的可读性和可化开发根据不同的条件选择维护性不同的代码段进行编译，提高代码的灵活性和#define#include宏定义头文件包含#define指令用于定义宏，它允许您在程序中用一个标识符（#include指令用于将其他文件的内容包含到当前文件中，通宏名）替换一段代码，提高代码的可读性和可维护性常用于包含库函数的声明条件编译定义语法12条件编译是指根据预定义条件编译使用#ifdef、的宏来选择性地编译源代#ifndef、#else、#elif和码的一部分这允许您根#endif预处理指令来控制据不同的条件，例如平台代码的编译过程、编译器版本或调试模式，选择性地包含或排除代码应用场景3条件编译用于创建可移植的代码、根据调试需求调整代码行为，以及根据特定条件选择不同的代码路径链接和库函数静态库动态库静态库是一组目标文件的集合，在编译时链接到可执行文件动态库是在程序运行时加载的库文件，它们通常以.so为扩展中静态库文件通常以.a为扩展名，它们包含预编译好的代名动态库的代码在程序执行时才被加载到内存中，这意味码，在程序编译时被复制到可执行文件中，因此程序运行时着程序运行时需要动态库文件的存在，并且可以被多个程序不需要额外的库文件共享静态库和动态库静态库动态库静态库是在程序编译时将库代码直接链接到可执行文件中，动态库是在程序运行时才加载库代码，并与可执行文件一起生成一个包含所有库代码的可执行文件这种方式在程序运运行这种方式可以减少可执行文件体积，因为库代码不会行时不需要额外的库文件，但会导致可执行文件体积较大，被复制到可执行文件中，而是以独立文件形式存在但程序因为库代码被复制到了可执行文件中运行时需要动态库文件才能正常运行常用库函数介绍输入输出函数字符串处理函数数学函数内存管理函数/例如printf用于格式化输例如strcpy用于复制字符例如sqrt用于计算平方根例如malloc用于动态分配出到控制台，scanf用于从串，strcmp用于比较字符，pow用于计算幂内存，free用于释放内存控制台读取用户输入串综合应用实例学生成绩管理系统1图书馆管理系统2银行账户管理系统3通讯录管理系统4五子棋游戏5通过学习本课程，您可以掌握C语言的基本语法和应用技巧，并能够独立完成一些简单的程序设计任务为了进一步巩固学习成果，我们将通过一些综合应用实例来展示C语言的实际应用场景实例学生成绩管理系统1:需求分析1学生成绩管理系统旨在简化学生成绩的录入、存储、查询和统计，提高效率并方便管理系统应包含以下功能:·添加学生信息·修改学生信息·删除学生信息·查询学生成绩·统计学生成绩系统设计2使用C语言开发学生成绩管理系统，可以采用结构体来存储学生信息，并使用文件进行数据持久化系统设计应考虑数据结构、算法、用户界面和数据库操作等方面代码实现3根据系统设计，编写C语言代码实现系统功能，包括数据输入、数据处理、数据输出和文件操作等确保代码清晰、规范，并进行充分的测试系统测试4完成代码编写后，进行系统测试，验证系统功能是否符合设计要求，并修复发现的错误测试内容包括功能测试、性能测试、安全测试等实例图书馆管理系统2:用户管理实现用户注册、登录、信息修改等功能，方便用户进行图书借阅操作图书管理包含图书添加、删除、修改、查询等功能，确保图书信息的完整性和准确性借阅管理用户可以通过系统进行图书借阅、归还操作，并记录借阅记录和逾期情况统计分析系统能够统计图书借阅量、热门图书等信息，为图书馆管理提供数据支持实例银行账户管理系统3:账户创建1支持用户创建不同类型的账户，例如储蓄账户、支票账户等存款和取款2用户可以方便地进行存款和取款操作，并查看账户余额转账3支持用户之间进行转账操作，并记录交易历史密码管理4用户可以设置和修改账户密码，确保账户安全该系统旨在模拟银行账户管理的基本功能，帮助用户更好地理解C语言在实际应用中的应用，并学习如何使用C语言开发简单的应用程序实例通讯录管理系统4:功能需求一个完整的通讯录管理系统需要具备以下基本功能添加、删除、修改、查找联系人信息，以及对联系人进行排序和分组等操作数据结构可以使用结构体来存储每个联系人的信息，例如姓名、电话号码、地址、电子邮件等可以使用数组或链表来管理多个联系人程序设计程序设计需要考虑用户界面设计、数据输入与输出、数据处理逻辑以及错误处理等方面可以使用函数来实现不同的功能模块扩展功能可以根据需要添加一些扩展功能，例如生日提醒、分组管理、导入导出联系人数据等实例五子棋游戏5:游戏规则1两名玩家轮流在棋盘上放置棋子，先在横、竖、斜方向上连成五颗棋子者获胜游戏界面2使用图形界面，方便玩家操作和观赏游戏逻辑3实现棋子放置、判定输赢、悔棋等功能。