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1、Chap 2 用用C语言编写程序语言编写程序 2.1 在屏幕上显示 Hello World!2.2 求华氏温度 100F 对应的摄氏温度2.3 计算分段函数2.4 输出华氏摄氏温度转换表2.5 生成乘方表与阶乘表 本章要点本章要点l怎样编写程序，在屏幕上显示一些信息？l怎样编写程序，实现简单的数据处理，例如将华氏温度转换为摄氏温度？l怎样使用 if 语句计算分段函数？l怎样用 for 语句求 1+2+100？l如何定义和调用函数生成一张乘方表？2.1 在屏幕上显示在屏幕上显示Hello World! 例2-1 在屏幕上显示一个短句:Hello World!2.1 在屏幕上显示在屏幕上显示Hel
2、lo World!/* 显示“Hello World!” */ 注释文本 # include int main(void) 主函数 printf(“Hello World! n”); 语句结束 return 0; 输出函数 换行符1.任何程序都有主函数任何程序都有主函数2.程序由若干语句组成程序由若干语句组成3.语句由；结束语句由；结束2.1 在屏幕上显示一些信息在屏幕上显示一些信息例2-2 在屏幕上显示:Programming is fun!And Programming in C is even more fun!# include 编译预处理命令int main(void) printf
3、(Programming is fun! n); printf(And Programming in C is even more fun! n); return 0; 2.2 求华氏温度求华氏温度 100F 对应的摄对应的摄氏温度氏温度 摄氏温度 C=(5/9)(F-32)2.2.1 程序解析2.2.2 常量、变量和数据类型2.2.3 算术运算和赋值运算2.2.4 格式化输出函数printf2.2.1 程序解析程序解析例2-3 求华氏温度 100F 对应的摄氏温度。摄氏温度 C=(5/9)(F-32) #include int main(void) int celsius, fahr; 变量
4、定义 fahr = 100; 变量使用 celsius = 5 * (fahr - 32) / 9; printf(fahr = %d, celsius = %dn, fahr, celsius);输出结果 return 0;输出输出: :fahr =100, celsius = 372.2.2 常量、变量和数据类型常量、变量和数据类型int celsius, fahr; celsius = 5 * (fahr - 32) / 9;l数据l常量：在程序运行过程中，其值不能被改变 l变量：在程序运行过程中，其值可以被改变 l数据类型l常量：5 和 9是整型常量（整数）l变量：在定义时指定变量的定
5、义变量的定义变量定义的一般形式：类型名 变量名表；例如：int celsius, fahr; 定义整型变量float x; 定义单精度浮点型变量double area, length; 定义双精度浮点型变量double型数据比float精度高，取值范围大 变量名：小写字母；见名知义变量名：小写字母；见名知义变量的定义变量的定义l定义变量时要指定变量名和数据类型类型名 变量名表；int celsius, fahr; float x;double area, length;l变量名代表内存中的一个存储单元存放该变量的值l该存储单元的大小由变量的数据类型决定lC语言中的变量代表保存数据的存储单元l数
6、学中的变量代表未知数 x = x+1变量的定义与使用变量的定义与使用变量必须先定义，后使用。#include int main(void) int celsius, fahr; fahr = 100; celsius = 5 * (fahr - 32) / 9; printf(fahr = %d, celsius = %dn, fahr, celsius); return 0;一个变量名只能定义一次一个变量名只能定义一次变量一般都定义在程序的头上变量一般都定义在程序的头上不能定义在程序的中间或后面不能定义在程序的中间或后面应该先赋值，后引用应该先赋值，后引用数据类型数据类型l基本类型l构造类型
7、l指针类型l空类型整型整型字符型字符型浮点型浮点型枚举类型枚举类型数组类型数组类型结构体类型结构体类型共用体类型共用体类型单精度型单精度型双精度类型双精度类型2.2.3 算术运算和赋值运算算术运算和赋值运算fahr = 100; celsius = 5 * (fahr - 32) / 9; 1、算术运算l双目算术运算符：+ - * / %l算术表达式：用算术运算符将运算对象连接起来的符合C语言语法规则的式子 数学式：(5/9)(F-32) C表达式：5 * (fahr - 32) / 9 或者：数学式：s(s-a)(s-b)(s-c)C表达式：s *(s-a) *(s-b) *(s-c)算术运
8、算算术运算l双目算术运算符：+ - * / %l算术表达式：用算术运算符将运算对象连接起来的符合C语言语法规则的式子 注意l/ 整数除整数，得整数l如：1/2 0，9/4 2 l？5 * (fahr - 32) / 9 和 5 / 9 * (fahr - 32) 等价吗l% 针对整型数据l如： 565，941，10040l+和-可以作为单目运算符l双目运算符两侧操作数的类型要相同，否则系统自动转换赋值运算赋值运算l赋值运算符 =l赋值表达式：用 = 将一个变量和一个表达式连接起来的式子 变量 表达式例如：fahr = 100; celsius = 5 * (fahr - 32) / 9; l计
9、算赋值运算符右侧表达式的值l将赋值运算符右侧表达式的值赋给左侧的变量的左边必须是一个变量的左边必须是一个变量2.2.4 格式化输出函数格式化输出函数printf数据输出：格式化输出函数 printf #include printf(Hello World! n);printf(fahr = %d, celsius = %dn, fahr, celsius);printf(格式控制字符串, 输出参数1, , 输出参数n);用双引号括起来，表示输出的格式要输出的数据printf格式控制字符串格式控制字符串printf(Hello World! n); printf(fahr = %d, celsi
10、us = %dn, fahr, celsius);printf(Hin, fahr);格式控制字符串：l普通字符：原样输出l格式控制说明:按指定的格式输出数据,%与数据类型有关lint型 ：%dlfloat double型：%fprintf(fahr = %d, celsius = %dn, fahr, celsius);输出输出: :fahr =100, celsius = 372.3 计算分段函数计算分段函数 2.3.1 程序解析2.3.2 关系运算2.3.3 if-else语句2.3.4 格式化输入函数scanf2.3.5 常用数学库函数2.3.1 程序解析程序解析例2-4 分段计算水费
11、要解决的问题：l输入l计算分段函数l输出，并保留2位小数 415( )32.510.515xxyf xxx2.3.1 程序解析求分段函数程序解析求分段函数 #include int main(void) double x, y; printf(Enter x (x=0):n); /* 输入提示 */ scanf(%lf, &x); /* 调用scanf函数输入数据 */ if(x =0):9.5f(9.500000)=12.67Enter x (x=0):15f(15.000000)=20.00Enter x (x=0):21.3f(21.300000)=42.752.3.2 关系运算关系运算
12、x = 15比较 x 和 15 的大小比较的结果：真 假当 x 取值9.5时， x = 15的结果是：？当 x 取值21.3时， x = 15的结果是：？ 关系运算 比较运算，比较两个操作数l关系运算符x y x y x = y x != yl关系表达式：用关系运算符将2个表达式连接起来的式子。如：x = 1区分区分= 和和=运用关系表达式运用关系表达式表示比较的数学式 C关系表达式x10 x10 x10 x = 10 x = 10 x != 10 x = 10用关系表达式描述条件l判断 x 是否为负数x 0l判断 x 是否不为零x != 02.3.3 if - else语句语句if (表达式
13、) 语句1else 语句2if(x = 15) y = 4 * x / 3; else y = 2.5 * x - 10.5;语句语句1表达式表达式语句语句2真真假假计算二分段函数计算二分段函数 if (表达式) 语句1else 语句2if(x != 0) y = 1/x;else y = 0;10( )00 xf xxx源程序源程序#include int main(void) double x, y; printf(Enter x:n); scanf(%lf, &x); if(x != 0) y = 1/x; else y = 0; printf(f(%.2f) = %.1fn, x, y
14、); return 0;#include /*例例2-4 */int main(void) double x, y; printf(Enter x (x=0):n); scanf(%lf, &x); if(x = 15) y = 4 * x / 3; else y = 2.5 * x - 10.5; printf(f(%f) = %.2fn, x, y); return 0;运行结果运行结果#include int main(void) double x, y; printf(Enter x:n); scanf(%lf, &x); if(x != 0) y = 1/x; else y = 0;
15、 printf(f(%.2f) = %.1fn, x, y); return 0;input x:2.5f(2.50)=0.4input x:0f(0.00)=0.0软件测试的基本思想软件测试的基本思想 软件测试精心设计一批测试用例 输入数据，预期输出结果 ，然后分别用这些测试用例运行程序，看程序的实际运行结果与预期输出结果是否一致。input x:2.5f(2.50)=0.4input x:0f(0.00)=0.0if(x != 0) y = 1/x;else y = 0;if(x =0):9.5f(9.500000)=12.67Enter x (x=0):15f(15.000000)=20
16、.00Enter x (x=0):21.3f(21.300000)=42.752.3.4 格式化输入函数格式化输入函数scanf数据输入：格式化输入函数 scanf #include scanf(%lf, &x);scanf(格式控制字符串, 输入参数1, , 输入参数n);用双引号括起来，表示输入的格式用双引号括起来，表示输入的格式变量地址变量地址scanf格式控制字符串格式控制字符串格式控制字符串：l格式控制说明: 按指定的格式输入数据, %与数据类型有关lint型 ：%dlfloat型：%fldouble型：%lfl普通字符：原样输入例如：scanf(%lf, &x);输入输入: : 9
17、.5scanf(x=%lf, &x);输入输入: x=9.5尽量不要出现普通字符尽量不要出现普通字符改进例改进例2-3的程序的程序例2-3 求华氏温度 100F 对应的摄氏温度。摄氏温度 C=(5/9)(F-32) #include int main(void) int celsius, fahr; fahr = 100; celsius = 5 * (fahr - 32) / 9; printf(fahr = %d, celsius = %dn, fahr, celsius); return 0;scanf(%d, &fahr);printf(“Enter fahr: n);Enter fa
18、hr:100fahr =100, celsius = 372.3.5 常用数学库函数常用数学库函数l库函数lC语言处理系统提供事先编好的函数，供用户在编程时调用。scanf(), printf(), exp()l在相应的系统文件（头文件）中定义一些必需的信息。l#include命令l用户调用库函数时，将相应的头文件包含到源程序中。例如l调用scanf, printf，需要 #include l调用sqrt，需要 #include 常用数学库函数常用数学库函数l平方根函数 sqrt(x) l绝对值函数 fabs(x)fabs(-3.56) 的值为3.56l幂函数 pow(x, n) ：xnpow
19、(1.1, 2) 的值为1.21（即1.12）l指数函数 exp(x)：exexp(2.3) 的值为e2.3l以e为底的对数函数 log(x)：ln xlog(123.45) 的值为4.815836l以10为底的对数函数 log10(x)：log10 xlog10(123.45) 的值为2.091491。 例例2-5 计算存款的本息计算存款的本息输入存款金额 money、存期 year 和年利率 rate，根据公式计算存款到期时的本息合计sum（税前），输出时保留2位小数。sum = money ( 1 + rate)yearsum = money * pow(1 + rate), year)
20、例例2-5 程序程序# include # include int main(void) int money, year; double rate, sum; printf(“Enter money:); scanf(%d, &money); printf(“Enter year: ); scanf(%d, &year); printf(“Enter rate:); scanf(%lf, &rate); sum = money * pow(1 + rate), year); printf(sum = %.2f, sum); return 0;Enter money: 1000Enter yea
21、r: 3Enter rate: 0.025sum = 1076.89scanf(%d%d%lf, &money, &year, &rate);调用调用scanf函数输入多个数据函数输入多个数据scanf(%d%d%lf, &money, &year, &rate); 输入：1000 3 0.025lscanf需要多个输入参数和多个格式控制说明输入参数的类型、个数和位置要与格式控制说明一一对应 ? scanf(%d%lf%d , &money, &year, &rate);l程序运行时，输入的多个数据之间必须有间隔。scanf(%d%lf%d , &money, &rate , &year);如
22、何输入？如何输入？输入参数、格式控制说明、输入数据输入参数、格式控制说明、输入数据2.4 输出华氏摄氏温度转换表输出华氏摄氏温度转换表2.4.1 程序解析2.4.2 for语句2.4.3 指定次数的循环程序设计2.4.1 程序解析程序解析例2-6输入2个整数lower和 upper，输出一张华氏摄氏温度转换表，华氏温度的取值范围是lower, upper，每次增加1F。 fahr celsius 30 -1.1 31 -0.6 32 0.0 33 0.6 34 1.1 35 1.72.4.1 程序解析程序解析-温度转换表温度转换表#include int main(void) int fahr
23、, lower, upper; double celsius; printf(Enter lower:); scanf(%d, &lower); printf(Enter upper:); scanf(%d, &upper); printf(fahr celsiusn);/ 温度重复转换：华氏温度从lower开始，到upper结束，每次增加1F for (fahr = lower; fahr = upper; fahr +) celsius = (5.0 / 9.0) * (fahr - 32); printf(%d %6.1fn, fahr, celsius); return 0; fahr
24、 = fahr+1Enter lower: 30Enter upper: 35fahr celsius 30 -1.1 31 -0.6 32 0.0 33 0.6 34 1.1 35 1.7例例2-8中中for语句的流程语句的流程for (fahr = lower; fahr = upper; fahr +) celsius = (5.0 / 9.0) * (fahr - 32); printf(%d %6.1fn, fahr, celsius); fahr = fahr+2输出？输出？Enter lower: 30Enter upper: 35fahr celsius 30 -1.1 31
25、-0.6 32 0.0 33 0.6 34 1.1 35 1.7for(表达式1；表达式2；表达式3) 循环体语句实现C语句的重复执行2.4.2 for语句循环语句语句循环语句3个表达式、循环体语句个表达式、循环体语句！书写顺序和执行顺序不同书写顺序和执行顺序不同！表达式表达式1只执行一次只执行一次循环(控制)变量：for语句中，通过改变或判断某个变量的值来控制循环的执行for (fahr = lower; fahr = upper; fahr +) celsius = (5.0 / 9.0) * (fahr - 32.0); printf(%d %6.1fn, fahr, celsius);
26、 for语句中的循环变量语句中的循环变量赋初值赋初值判断其值判断其值改变其值改变其值for (fahr = lower; fahr = upper; fahr +) celsius = (5.0 / 9.0) * (fahr - 32.0); printf(%d %6.1fn, fahr, celsius); 表达式1：给循环变量赋初值，指定循环的起点。fahr = lower表达式2：给出循环的条件，决定循环的继续或结束。fahr = upper表达式3：设置循环的步长，改变循环变量的值，从而可改变表达式2的真假性。fahr+语句：被反复执行的语句，一条语句。for语句的说明语句的说明for
27、 (fahr = lower; fahr = upper; fahr +) celsius = (5.0 / 9.0) * (fahr - 32.0); printf(%d %6.1fn, fahr, celsius); for (fahr = lower ; fahr = upper; fahr = fahr + 1) celsius = (5.0 / 9.0) * (fahr - 32.0); printf(%d %6.1fn, fahr, celsius); 复合语句复合语句 和空语句和空语句 ;for (fahr = lower ; fahr = upper; fahr = fahr
28、+ 1); celsius = (5.0 / 9.0) * (fahr - 32.0); printf(%d %6.1fn, fahr, celsius); ！不要在！不要在for语句中随意加分号语句中随意加分号求 1+2+100抽取具有共性的算式：sum = sum + i sum初值为0，该算式重复100次，i从1变到100设i为循环变量，则：指定循环起点的表达式1：i = 1给出循环条件的表达式2：i = 100设置循环步长的表达式3：i+循环体语句：sum = sum + i;for(i=1; i=100; i+)sum =sum+i;2.4.3 指定次数的循环程序设计指定次数的循环程
29、序设计/* 计算1 + 2 + 3 + + 100 */#include int main(void) int i, sum; sum = 0; /* 置累加和sum的初值为0 */ for ( i = 1; i = 100; i+ ) /* 循环重复100次 */ sum = sum + i; /* 反复累加 */ printf( “sum = %dn”, sum); /* 输出累加和 */ return 0;源程序求源程序求 1+2+100for(i=1; i=100; i+) sum=0; sum=sum+i;sum=5050#include int main(void) int i,
30、sum; sum = 0; for ( i = 1; i = 100; i+ ) sum = sum + i; printf( “sum = %dn”, sum); return 0;求求 1+1/2+1/3+ 1/100for(i=1; i=100; i+) sum=sum+1.0/i;int i;double sum;printf( “sum = %fn”, sum);一般包含四个部分：l初始化：指定循环起点l给循环变量赋初值，如i = 1;l进入循环之前，设置相关变量的初值，如sum = 0。l条件控制：l只要i 100，循环结束。指定次数的循环程序设计指定次数的循环程序设计输入一个正整
31、数n，求前n项和，即循环n次#include int main(void) int i, sum; sum = 0; for ( i = 1; i = 100; i+ ) sum = sum + i; printf( “sum = %dn”, sum); return 0;例例2-7 求求 1+2+3+n for(i=1; i=n; i+) sum=sum+i;printf(“Enter n:); scanf(%d, &n); Enter n: 100Sum = 5050#include int main(void) int i, sum; printf(“Enter n: ); scanf(
32、%d, &n); sum = 0; for ( i = 1; i = n; i+ ) sum = sum + i; printf( “sum = %dn”, sum); return 0;求求1+1/2+1/3+ 1/n #include int main(void) int i; double sum; printf(“Enter n: ); scanf(%d, &n); sum = 0; for ( i = 1; i = n; i+ ) sum = sum + 1.0/i; printf( “sum = %fn”, sum); return 0;求前n项和，即循环n次，每次累加1项。for
33、 (i = 1; i = n ; i+) sum = sum + item (第i项)item = 1.0 / (2 * i - 1)求求 1+1/3+1/5+ 的前的前n项和项和#include int main(void) int i, n; double item, sum; printf(“Enter n: ); scanf (%d, &n);sum = 0 ; for ( i = 1; i = n; i+ ) item = 1.0 / (2 * i - 1); /* 计算第i项的值 */ sum = sum + item ; /* 累加第i项的值 */ printf ( sum =
34、%fn, sum); return 0;源程序求源程序求 1+1/3+1/5+ 求前n项和，即循环n次，每次累加1项。for (i = 1; i = n ; i+) sum = sum + item (第i项)item = flag * 1.0 / denominator denominator = denominator + 2flag = -flag例例2-8 求求 1-1/3+1/5- 的前的前n项和项和item = flag*1.0/(2 * i - 1)#include int main(void) int denominator, flag, i, n; double item,
35、sum; printf(“Enter n: ); scanf (%d, &n);flag=1; denominator =1;sum = 0 ; for ( i = 1; i = n; i+ ) item = flag * 1.0/ denominator; /* 计算第i项的值 */ sum = sum + item ; /* 累加第i项的值 */ flag = -flag; /* 准备下一次循环 */ denominator = denominator +2; printf ( sum = %fn, sum); return 0;例例2-8 源程序源程序n! = 1*2*nfor (i =
36、 1; i = n ; i+) product = product * item (第i项)item=i例例2-9 求求n!初始化：初始化：product = ?#include int main(void) int i, n; double product; printf(input n: n); scanf (%d, &n) ; product=1; /* 置阶乘product的初值为1 */ for ( i = 1; i = n; i+ ) /* 循环重复n次，计算n! */ product = product * i ; printf ( product = %.0fn, produc
37、t ); return 0;例例2-9 源程序源程序输入实数x和正整数n，计算xn = x * x * * xfor (i = 1; i = n ; i+) power = power * item (第i项)item=?求求 xn #include int main(void) int i, n; double x, power ; printf(“Enter x, n: n); scanf (%lf%d, &x, &n) ; power = 1; /* 置power的初值为1 */ for ( i = 1; i = n; i+ ) /* 循环重复n次，计算x的n次幂 */ power =
38、power * x; printf( %0.fn, power);源程序求源程序求 xn 2.5 生成乘方表和阶乘表生成乘方表和阶乘表2.5.1 程序解析2.5.2 结构化程序设计思想2.5.1 程序解析程序解析例2-10（1）输入一个正整数n，生成一张2的乘方表，输出20到2n的值，可以调用幂函数计算2的乘方。for (i = 0; i = n ; i+) power = pow(2, i); /*调用幂函数调用幂函数pow(2,i)计算计算2的的i次方次方*/ 输出输出power的值的值;源程序生成乘方表源程序生成乘方表#include #include int main(void) in
39、t i, n; double power; printf(Enter n:); scanf(%d, &n); for (i = 0; i = n ; i+) power = pow(2, i); /* 调用幂函数pow(2,i)计算2的i次方 */ printf(pow(2,%d)= %.0fn, i, power); return 0;Enter n: 4pow(2,0)= 1pow(2,1)= 2pow(2,2)= 4pow(2,3)= 8pow(2,4)= 16 例例2-10（2）生成阶乘表）生成阶乘表输入一个正整数n，生成一张阶乘表，输出0！到n！的值。要求定义和调用函数fact(n)
40、计算n!，函数类型是double。 for (i = 0; i = n ; i+) power = pow(2, i); /*调用幂函数调用幂函数pow(2,i)计算计算2的的i次次方方*/ 输出输出power的值的值;for (i = 0; i = n ; i+) product = fact(i); /* 调用自定义函数调用自定义函数fact(i)计算计算i! */ 输出输出product的值的值;源程序生成阶乘表源程序生成阶乘表#include double fact(int n); /* 自定义函数的声明 */int main(void) int i, n; double result
41、; printf(Enter n:); scanf(%d, &n); for (i = 0; i = n ; i+) result = fact(i); /* 调用自定义函数fact(i)计算i! */ printf(%d!=%.0fn, i, result); return 0;Enter n: 30!=11!=12!=23!=6double fact(int n) /* 函数首部函数首部 */ int i; double product; product = 1; for (i = 1; i = n; i+) product = product * i; return product; /
42、* 将结果回送主函将结果回送主函数数 */2.5.2 结构化程序设计思想结构化程序设计思想l结构化程序设计(Structured Programming)l程序设计技术lC语言是结构化程序设计语言l强调程序设计的风格和程序结构的规范化，提倡清晰的结构，其基本思路是将一个复杂问题的求解过程划分为若干阶段，每个阶段要处理的问题都容易被理解和处理。按自顶向下的方法对问题进行分析、模块化设计和结构化编码等3个步骤。自顶向下的分析方法自顶向下的分析方法l把大的复杂的问题分解成小问题后再解决l面对一个复杂的问题，首先进行上层（整体）的分析，按组织或功能将问题分解成子问题，如果子问题仍然十分复杂，再做进一步
43、分解，直到处理对象相对简单，容易处理为止。l当所有的子问题都得到了解决，整个问题也就解决了。l每一次分解都是对上一层的问题进行细化和逐步求精，最终形成一种类似树形的层次结构，来描述分析的结果。学生成绩统计程序学生成绩统计程序成绩输入成绩输入数据计算数据计算数据查找数据查找输出成绩输出成绩计算学生平均分计算学生平均分计算课程平均分计算课程平均分学生成绩统计程序的层次结构图学生成绩统计程序的层次结构图 模块化设计模块化设计l将模块组织成良好的层次系统，顶层模块调用其下层模块以实现程序的完整功能，每个下层模块再调用更下层的模块，从而完成程序的一个子功能，最下层的模块完成最具体的功能。l遵循模块独立性的原则，即模块之间的联系应尽量简单。l一个模块只完成一个指定的功能。l模块之间只通过参数进行调用。l一个模块只有一个入口和一个出口。l模块内慎用全局变量。结构化编码结构化编码 选用顺序、选择和循环三种控制结构，使程序具有良好的风格。l对变量、函数、常量等命名时，要见名知意，有助于对变量含义或函数功能的理解。l在程序中增加必要的注释，增加程序的可读性。l程序要清晰易懂，语句构造要简单直接，一行写一条语句，采用缩进格式。l程序有良好的交互性，输入有提示，输出有说明，并尽量采用统一整齐的格式。