C Primer Plus 第02章 C语言概述 学习笔记及复习题、编程题解答

第二章 C语言概述

1. 解析第一个C程序

一个基本的程序结构包含如下部分：

#include<stdio.h> // 包含另一个文件，C编译器软件包的标准部分，提供键盘输入和屏幕输出的支持。
/**#include 指令和头文件
 * 是一条C预处理器指令（preprocessor directive），C编译器在编译前会对源代码做一些准备，即预处理（preprocessing）。
 *
 * stdio.h 文件的含义是标准输入/输出头文件。通常，在C程序顶部的信息集合被称为头文件（header）。
 */

int main(void) /*一个简单的C程序*/
/** main()函数
 * C程序一定要从main()函数开始执行，除了main()函数，可以任意命名其他函数。圆括号是用于识别main()是一个函数。
 */
{
/** 花括号、函数体和块
 * {
 *  ...
 * }
 * 
 * 所有的C函数都使用花括号标记函数体的开始和结束。
 * 不能省略
 */
    int num; 
    /**声明一个名为num的变量，int是C语言的一个关键字（keyword），表示一种基本的C语言数据类型，
     * num是一个标识符（identifier），也就是一个变量、函数或其他实体的名称。
     * 
     */
    num = 7; /*为num赋一个值*/

    printf("I'm a simple "); /*使用printf()函数*/
    printf("Computer .\n");
    printf("My favorite number is %d . \n",num); /*换行符是一个转义序列，转义序列用于代码难以表示或无法输入的字符，如 \t 代表 Tab键*/
    return 0; 
} //结束

程序由一个或多个函数组成，必须有main() 函数。

函数由 函数头 和 函数体 组成。

• 函数头包含函数名、传入函数的信息类型和函数的返回类型。
• 函数体被花括号括起来，由一系列语句、声明组成。

2. 提高程序可读性的技巧

• 使用有意义的变量名和函数名
• 使用注释（模块太大时备注说明）
• 在函数中用空行分隔概念上的多个部分。
• 每条语句各占一行

  分行易读，配合分号，可以更好确定语句开始和结束。

3. 调试程序

Bug：程序的错误
调试（Debug）：找出并修正程序错误的过程。

3.1 语法错误

不遵循C语言的规则，把有效的C符号放在正确的位置。

一般使用 编译器（gcc） 时会报错，一般情况下，报错的位置比实际错误位置要滞后一行。

3.2 语义错误

编译器检测不到语义错误，因为这类错误未违反C语言的规则。

遵循C规则，但结果不正确的错误属于语义错误。

3.3 程序状态

程序状态：在程序的执行过程中，某给定点上所有变量值的集合。

跟踪程序状态的3个方法

• 自己模拟计算机逐步执行程序。

  小部分程序实用，大型程序不适合。

• 在程序中的关键点插入额外的printf() 语句，以监视制定变量值的变化。
• 使用调试器

  Linux环境中，C和C++一般使用GDB调试器。

4. 关键字和保留标识符

关键字由于特殊的含义，故不能用作标识符。

如果使用关键字不当（如，关键字用作变量名），编译器会将其视为语法错误。

保留标识符包括以下划线字符开头的标识符和标准库函数名，如printf() 。

5. 复习题

1.C语言的基本模块是什么？

基本模块和用户自定义模块的都称为函数。

2.什么是语法错误和语义错误？

• 语法错误：违反组成语句或程序的语法规则。例：printf "hello world";

• 语义错误：含义错误。例：n3 = n2*n

3. Indiana Sloth编写了下面的程序，并征求你的意见，请帮助他评定。

#include stdio.h

int main(void)
(
    int s
    s:=56;
    printf(There are s weeks in a year.);
    return 0;

程序错误是无法正常运行的。正确的修改如下：

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int s;
    s = 56; // 变量赋值方式不正确
    printf("There are %d weeks int a year.",s);
    return 0;
}

4. 假设下面的4个例子都是完整程序中的一部分，他们都输出什么结果？

a. printf("Baa Baa Black Sheep."); /*输出结果为：Baa Baa Black Sheep.Have you any wool?*/
   printf("Have you any wool?\n");
b. printf("Begone!\nO creature of lard!\n"); /*输出结果为：Begone!此处换行 O creature of lard!*/
c. printf("What?\nNo/nfish?\n"); /*输出结果为：What? 此处换行 No/nfish?*/
d. int num;
   num = 2;
   printf("%d + %d = %d",num,num,num+num); /*输出结果为：2 + 2 = 4*/

5. 在main、int、function、char、=中，哪些是C语言的关键字？

关键字为：main、int char。

6. 如何以下面的格式输出变量words和lines的值（例，3020和350代表两个变量的值）？
   There were 3020 words and 350 lines

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int words,lines;
    words = 3020;
    lines = 350;

    printf("There were %d words and %d lines\n",words,lines);

    return 0;
}

7. 考虑下面的程序

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int a,b;
    a = 5;
    b = 2; /*第 7 行*/
    b = a; /*第 8 行*/
    a = b; /*第 9 行*/
    printf("%d %d \n",b,a);
    return 0;
}

请问，在执行完第7、第8、第9行后，程序的状态分别是什么？

• 执行完第7行，a = 5，b = 2；
• 执行完第8行，a = 5，b = 5
• 执行完第9行，a = 5，b = 5

8. 考虑下面的程序

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int x,y;
    x = 10;
    y = 5; /*第 7 行*/
    y = x + y; /*第 8 行*/
    x = x * y; /*第 9 行*/
    printf("%d %d \n",x,y);
    return 0;
}

请问，在执行完第7、第8、第9行后，程序的状态分别是什么？

• 执行第7行后，x = 10，y = 5
• 执行第8行后，x = 10，y = 15
• 执行第9行后，x = 150，y = 15

6. 编程练习题

1. 编写一个程序，调用一次printf()函数，把你的姓名打印在一行，再调用一次printf()函数，把你的姓名打印在两行。然后，再调用两次printf()函数，把你的姓名打印在一行。打印形式如下：

   Soler HO 第一次的内容

   Soler 第二次打印

   HO 第三次打印

   Soler HO 第三次 和第四次 打印

#include <stdio.h>
  
int main(void)
{
    printf("my name is : Soler HO\n");/*第一次打印内容*/
    printf("my first name is : Soler \n");/*第二次打印 ---- 名字*/
    printf("my last name is : HO \n"); /*第三次打印 ---- 姓*/
    printf("total name is : Soler HO \n"); /*第三次和第四次打印*/
    return 0;
}

2. 编写一个程序，打印你的姓名和地址

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    char name[] = "Soler HO";
    char address[] = "Shanghai";

    printf("my name is %s , Address is %s .\n",name,address);

    return 0;
}

3. 编写一个程序，把你的年龄转换成天数，并显示这两个值，不用考虑闰年的问题

/*编写一个程序，把你的年龄转换成天数，并显示这两个值，不用考虑闰年的问题*/
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int age,days;
    int oneYear = 365; /*此处默认一年为365天*/

    printf("please input your age : \n");
    scanf("%d",&age);
    days = age * oneYear;
    printf("you live %d days\n",days);
    return 0;

}

4. 编写一个程序，生成以下输出：

   For he's a jolly good fellow!
   For he's a jolly good fellow!
   For he's a jolly good fellow!
   Which nobody can deny!
   

除了main()函数以外，该程序还要调用两个自定义函数：一个名为jolly()，用于打印前3条消息，调用一次打印一条：另一个函数名为deny()，打印最后一条消息。

#include <stdio.h>
  
void jolly(void);
void deny(void);

int main(void)
{
    for(int i=1;i<=3;i++)
        jolly();
    deny();
}
void jolly(void)
{
    printf("For He's a jolly good fellow!\n");
}

void deny(void)
{
    printf("which nobody can deny!\n");
}

5. 编写一个程序，生成以下输出：

   Brazil, Russia, India, China
   India, China,
   Brazil, Russia
   

除了main()以外，该程序还要调用两个自定义函数：一个名为br()，调用一次打印一次"Brazil,Russia";另一个名为ic(),调用一次打印一次"India,China"。其他内容在main()函数中完成。

/*编程练习题05*/
#include <stdio.h>

void br(void);
void ic(void);

int main(void)
{
    br();
    printf(",");
    ic();
    printf("\n");
    ic();
    printf(",\n");
    br();
    printf("\n");
    return 0;
}

void br(void)
{
    printf("Brazil,Russia");
}

void ic(void)
{
    printf("India,China");
}

6. 编写一个程序，创建一个整型变量toes,并将toes设置为10.程序中还要计算toes的两倍和toes的平方。该程序应打印3个值，并分别描述以示区分。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int toes = 10;
    int twotimes = 2 * toes;
    int square = toes * toes;
    printf("origin toes is %d \n",toes);
    printf("double toes is %d \n",twotimes);
    printf("square toes is %d \n",square);

    return 0;
}

7. 编写一个程序，生成以下格式的输出：

   Smile!Smile!Smile!
   Smile!Smile!
   Smile!
   

该程序要定义一个函数，该函数要被调用一次打印一次“Smile!”,根据程序的需要使用该函数。

#include <stdio.h>

void smile(void);

int main(void)
{
    /*具体优化后续重新优化*/
    for(int i = 3;i>=1;i--)
        smile();
        printf("\n");
    for(int i = 1;i<3;i++)
        smile();
        printf("\n");
    smile();
    printf("\n");
    return 0;
}
void smile(void)
{
    printf("Smile!");
}

8. 在C语言中，函数可以调用另一个函数。编写一个程序，调用一个名为one_three()的函数。
   该函数在一行打印单词"one",再调用第2个函数two(),然后在另一行打印单词“three”。
   two()函数在一行显示单词“two”。main()函数在调用one_three()函数前要打印短语“starting now:”，
   并在调用完毕后显示短语“done!”。因此，该程序的输出应如下所示：

   starting now:
   one
   two
   three
   done!
   

#include <stdio.h>

void one_three(void);
void two(void);

int main(void)
{
    printf("starting Now : \n");
    one_three(); /*函数嵌套*/

    printf("Done!\n");
    return 0;
}
void one_three(void)
{
    printf("one \n");
    two();
}

void two(void)
{
    printf("two\n");
    printf("three\n");
}