1、第02章 編程初步,現在讀者一定很渴望編寫程序，讓計算機與外界進行實際的交互。我們不希望程序只能做打字員的工作，顯示包含在程序代碼中的固定信息。的確，編程的內涵遠不止此。 理想情況下，我們應能從鍵盤上輸入數據，讓程序把它們存儲在某個地方，這會讓程序更具多樣性。程序可以訪問和處理這些數據，而且每次執(zhí)行時，都可以處理不同的數據值。每次運行程序時輸入不同的信息正是整個編程業(yè)的關鍵。在程序中存儲數據項的地方是可以變化的，所以叫做變量(variable)，而這正是本章的主題,2.1 計算機的內存,首先看看計算機如何存儲程序要處理的數據。為此，就要了解計算機的內存，在開始編寫第一個程序之前，先簡要介紹計算

2、機的內存。 計算機執(zhí)行程序時，組成程序的指令和程序所操作的數據都必須存儲到某個地方。這個地方就是機器的內存，也稱為主內存(main memory)，或隨機訪問存儲器(Random Access Memory，RAM)。,2.2 什么是變量,變量是計算機里一塊特定的內存，它是由一個或多個連續(xù)的字節(jié)所組成。每個變量都有一個名稱，可以用該名稱表示內存的這個位置，以提取它包含的數據或存儲一個新數值 。,2.3 計算機繪圖系統的硬件組成,變量有幾種不同的類型，每種變量都用于存儲特定類型的數據。首先看看用于存儲數值的變量。在程序里存放數字的方法很多，下面從最簡單的方法開始 。 整數變量 變量的命名 變量的

3、使用 變量的初始化 算術語句,2.3.1 整數變量,首先是存儲整數的變量。整數是沒有小數點的數字。例如： 1 10,999,000,000 -1 這些數值是整數，但這對程序而言并不完全正確。整數是不能包含逗號的，所以第二個值在程序里應該寫成10999000000。,2.3.2 變量的命名,給變量指定的名稱一般稱為變量名。變量的命名是很有彈性的。它可以是一個或多個大寫或小寫字母、數字和下劃線( _ )(有時下劃線也算做字母)。下面是一些正確的變量名： Radius diameter Auntie_May Knotted_Wool D678,2.3.3 變量的使用,前面介紹了如何聲明及命名變量，但

4、這和在第一章學到的知識相比并沒有太多用處。下面編寫另一個程序，在產生輸出前使用變量的值。,2.3.4 變量的初始化,在上面的例子，用下面的語句聲明每個變量： int Cats; /* The number of cats as pets */ 用下面的語句設定變量Cats的值： Cats = 2; 將變量Cats的值設為2。,2.3.5 算術語句,上面的程序是第一個真正做了些事情的程序。它非常簡單，僅僅相加了幾個數字，但這是非常重要的一步。它是運用算術語句進行運算的一個基本例子。下面介紹一些更復雜的計算 。,2.4 變量與內存,前面介紹了整數變量，但未考慮過它們占用多少內存空間。每次聲明變量時

5、，計算機都會給它分配一塊足夠大的內存空間，來保存該類型的變量。相同類型的不同變量總是占據相同大小的內存(字節(jié)數)。但不同類型的變量需要分配的內存空間就不一樣了。,2.5 整數變量類型,有5種基本的變量類型可以聲明為存儲帶符號的整數值(無符號的整數值參見下一節(jié))。每種類型都用不同的關鍵字或關鍵字組合來指定 。 無符號的整數類型 使用整數類型 指定整數常量,2.5.1 無符號的整數類型,對于每個存儲帶符號整數的類型，都有一個對應的類型來存儲無符號的整數，它們占用的內存空間與無符號類型相同。每個無符號的類型名稱都與帶符號的類型名稱相同，但要在前面加上關鍵字unsigned。,2.5.2 使用整數類型

6、,在大多數情況下，int或long類型的變量就能滿足我們的需求，偶爾需要unsigned int或unsigned long。下面是聲明這些類型的例子： unsigned int count = 10; unsigned long inchesPerMile = 63360UL; int balance = -500;,2.5.3 指定整數常量,整數變量有不同的類型，整數常量也有不同的類型。例如，如果將整數寫成100，它的類型就是int。如果要確保它是long類型，就必須在這個數值的后面加上一個大寫L或小寫l。所以，long類型的整數100應寫為100L。雖然寫為100l也是合法的，但應盡量避

7、免，因為小寫字母l與數字1很難辨別。,2.6 浮點數,浮點變量用來存儲浮點數。浮點數包含的值帶小數點，也可以表示分數和整數。下面是浮點數的例子： 1.6 0.00008 7655.899 由于浮點數的表示方式，它的位數是固定的。然而它的取值范圍要比整數大得多。浮點數通常表示為一個小數值乘以10的次方。 。,2.7 浮點數變量,浮點數變量的聲明方式和整數變量類似。只需給浮點數類型使用對應的關鍵字即可： float Radius; double Biggest; 如果需要存儲至多有7位精確值的數(范圍從10-38到10+38)，就應需要使用float類型的變量。類型float的值稱為單精度浮點數。

8、從表2-6中得知，它占用4個字節(jié)。使用類型double的變量可以存儲雙精度浮點數。類型double的變量占用8個字節(jié)，有15位精確值，范圍從10-308到10+308。它足以滿足大多數的需求。但某些特殊的應用程序需要更精確、更大的范圍，此時可以使用long double。 。,2.8 使用浮點數完成除法運算,如前所見，除法運算使用的是整數操作數時，通常會得到整數結果。除非除法運算的左操作數剛好是右操作數的整數倍，否則其結果是不正確的。當然，在將餅干分給孩子們的例子中，整數除法運算的方式是沒問題的，但將10尺長的厚板均分成4塊時，就有問題了。這時就需要用到浮點數了 。 控制小數位數 控制輸出字段

9、寬度,2.8.1 控制小數位數,在上個例子的輸出中有太多不必要的0。擅長使用量尺和鋸子，并不說明能用長度為2.500000量尺切割木板，更不用說用2.500001長度的量尺了。可以用格式指定符指定小數點后面的位數。例如，要使輸出的小數點后有兩位數，就可以使用格式指定符%.2f。如果小數點后需要有3位數，則可以使用%.3f。,2.8.2 控制輸出字段寬度,輸出的字段寬度是輸出值所使用的總字符數(包括空格)，它一般是默認的。printf()函數確定了輸出值需要占用多少個字符位置，小數點后的位數由我們指定，并將它用作字段寬度。但我們可以自己確定字段寬度。如果要求輸出一列排列整齊的數值，就應確定其字段

10、寬度。如果讓printf()函數指定字段寬度，輸出的數字列就不整齊 。,2.9 較復雜的表達式,算術要比兩個數相除復雜得多。事實上，如果要進行復雜的算術運算，也可以使用筆和紙。有了加減乘除的工具，就可以開始進行一些真正復雜的計算了。 對于較復雜的的計算，需要更多地控制表達式的計算順序。括號可以提供這方面的能力。當遇到錯綜復雜的情況時，括號還有助于使表達式更清晰 。,2.10 定義常量,前面的例子將Pi定義為變量，但它是一個不會改變的常量，的值是一個不循環(huán)的無限小數，其值總是固定不變。唯一的問題是，在指定它時精確到幾位數。最好確保它的值在程序里保持不變，使之不會因錯誤而改變 。 極限值 size

11、of運算符,2.10.1 極限值,當然，一定要確定程序中給定的整數類型可以存儲的極限值。頭文件定義的符號表示每種類型的極限值 。,2.10.2 sizeof運算符,使用sizeof運算符可以確定給定的類型占據多少字節(jié)。當然，在C語言中sizeof是一個關鍵字。表達式sizeof(int)會得到int類型的變量所占的字節(jié)數，所得的值是一個size_t類型的整數。size_t類型在標準頭文件(和其他頭文件如)中定義，對應于一個基本整數類型。但是，與size_t類型對應的類型可能在不同的C庫中有所不同，所以最好使用size_t變量存儲sizeof運算符生成的值，即使知道它對應的基本類型，也應如此。,

12、2.11 選擇正確的類型,必須仔細選擇在計算過程中使用的變量類型，使之能包含我們期望的值。如果使用了錯誤的類型，程序就可能出現很難檢測出來的錯誤 。,2.12 定義常量,在程序2.14計算季度收入的表達式中，可以控制操作的執(zhí)行，得到正確的結果： RevQuarter = QuarterSold/150*Revenue_Per_150; 要使結果正確，必須修改這個語句，以浮點數的方式計算表達式。如果可以把QuarterSold的值轉換為float類型，該表達式就會以浮點數的方式計算，問題就解決了。要把變量從一種類型轉換為另一種類型，應把目標類型放在變量前面的括號中 。 自動轉換類型 隱式類型轉換

13、的規(guī)則 賦值語句中的隱式類型轉換,2.12.1 自動轉換類型,該程序的第二個版本的輸出如下： Sales revenue this quarter is :$1930.50 即使表達式中沒有顯式轉換類型，結果也是浮點數形式，但它仍是錯誤的。這是因為編譯器在處理涉及不同類型的值操作時，會自動把其中一個操作數的類型轉換為另一個操作數的類型,2.12.2 隱式類型轉換的規(guī)則,確定二元運算中的哪個操作數要轉換為另一個操作數的類型時，其機制相當簡單。其基本規(guī)則是，將值域較小的操作數類型轉換為另一個操作數類型，但在一些情況下，兩個操作數都要轉換類型。,2.13 再談數值數據類型,為了完整論述數值數據類型，

14、下面討論一些前面未提及的內容。第一個未涉及的類型是char。char類型的變量可以存儲單個字符的代碼。它只能存儲一個字符代碼(即一個整數)，所以被看作整數類型?？梢韵衿渌麛殿愋湍菢犹幚韈har類型存儲的值，因此可以在算術運算中使用它 。 字符類型 字符的輸入輸出 寬字符類型 枚舉 存儲布爾值的變量 復數類型,2.13.1 字符類型,在所有數據的類型中，char類型占用的內存空間最少。它一般只需一個字節(jié)。存儲在char類型變量的整數可以表示為帶符號或無符號的值，這取決于編譯器 。,2.13.2 字符的輸入輸出,使用scanf()函數和格式指定符%c，可以從鍵盤上讀取單個字符，將它存儲在char

15、類型的變量中 。,2.13.3 寬字符類型,wchar_t類型的變量存儲多字節(jié)字符碼，一般占用兩個字節(jié)。在處理Unicode字符時，就需要使用wchar_t類型。wchar_t類型在標準頭文件中定義，所以需要在使用該類型的源文件中包含該頭文件。在char類型的字符常量前面加上修飾符L，就可以定義一個寬字符常量 。,2.13.4 枚舉,在編程時，常常希望變量存儲一組可能值中的一個。例如一個變量存儲表示當前月份的值。這個變量應只存儲12個可能值中的一個，分別對應于112月。C語言中的枚舉(enumeration)就用于這種情形 。,2.13.5 存儲布爾值的變量,_Bool類型存儲布爾值。布爾值一

16、般是比較的結果true或false；第3章將學習比較操作，并使用其結果做出判斷。_Bool類型的變量值可以是0或1，對應于布爾值false和true。由于值0和1是整數，所以_Bool類型也被看作整數類型 。,2.13.6 復數類型,本節(jié)假定讀者學過復數。如果讀者未學過這個內容，可以跳過本節(jié)。如果對復數的概念比較模糊，這里將介紹它的基本特性。 復數的形式是a + bi(在電子學中是a + bj)，其中i是1的平方根，a和b是實數。A是實數部分，bi是復數的虛數部分。復數可以看作實數(a, b)的有序對,2.14 賦值操作的op=形式,C語言是一種非常簡潔的語言，提供了一些操作的縮寫形式?？紤]下

17、面的代碼： number = number + 10; 這類賦值操作是給一個變量遞增或遞減一個數字，它非常常見，所以有一個縮寫形式： number += 10;,2.15 數學函數,math.h頭文件包含各種數學函數的聲明。為了了解這些數學函數，下面介紹最常用的函數。所有的函數都返回一個double類型的值。,2.16 設計一個程序,下面設計本章末的一個真實例子。在一個新程序中試用一些數值類型是一個很不錯的想法。這里將從頭開始編寫一個程序，涉及編程的所有基本要素，包括問題的初始描述、問題的分析、解決方案的準備、編寫程序、運行程序，以及測試它，確保它正常工作。該過程的每一步都會引入新問題，而不僅

18、僅是紙上談兵 。 問題 分析 解決方案,2.16.1 問題,許多人都對樹的高度很感興趣。如果將樹砍倒，量出它的高度，就可以確定離樹多遠才是安全的。這對于患有神經衰弱的人來說非常重要。問題是如何不使用非常長的梯子，就可以確定樹的高度，因為長梯也會對人和樹枝帶來危險。為了確定樹的高度，可以向朋友求助，最好找一個個子比較矮的朋友。假定要測量的樹比自己和朋友都高。比自己還矮的樹很容易測量出其高度，除非這棵樹長滿了刺 。,2.16.2 分析,現實問題很少能用適合于編程的方式來表達。在編寫代碼之前，需要確保完全理解了問題及其解決方式。只有這樣，才能估計出創(chuàng)建解決方案所需的時間和精力。 分析階段應增強對問題的理解，確定解決它的邏輯過程。一般這需要大量的工作，這包括找出問題闡述中模糊或遺漏的細節(jié)。只有全面理解了問題，才能開始以適合編程的形式