《C语言程序设计 第4版》 课件 1- C语言程序设计入门、2- 利用三种程序结构解决简单问题

第1单元：C语言程序设计入门第2单元：利用三种程序结构解决简单问题第3单元：利用数组处理同类型的批量数据第4单元：利用函数实现模块化程序设计第5单元：灵活使用指针处理问题第6单元：利用复杂的构造类型解决实际问题第7单元：利用文件进行数据管理第8单元：应用软件设计

教学内容第1单元C语言程序设计入门【单元导读】

产生于20世纪70年代的C语言是国际上广泛流行的计算机高级编程语言。

C语言既是通用计算机软件设计的基础语言，也是当前嵌入式软件设计的主流语言。通过对本书的学习，既能掌握C语言编程基础，也能掌握模块化程序设计方法及软件工程文件组织方法，可为后续的其他软件语言程序设计（如Python、Java等）和嵌入式软件设计奠定良好的基础。

单元学习目标：首先了解通用计算机和嵌入式计算机的区别；然后通过上机练习，掌握VC++2010软件开发C程序的方法和步骤；最后能利用基本的数据类型和运算符解决简单的问题。任务1.1了解通用计算机和嵌入式计算机的区别

微型计算机具有很大的通用性，所以又称通用计算机。测控领域的计算机系统是嵌入到应用系统中，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、成本、体积、可靠性、功耗严格要求的专用计算机系统，即嵌入式计算机系统，简称嵌入式系统（EmbeddedSystem）。通俗地说，除了通用计算机（如台式计算机和笔记本计算机）外，所有包含CPU的系统都是嵌入式系统，其中以微控制器（MicroControllerUnit，MCU，国内也称为单片机）为核心的嵌入式系统应用最广泛。

通用计算机和嵌入式计算机，是计算机技术在发展过程中形成的两大分支。任务1.1了解通用计算机和嵌入式计算机的区别

我国在众多嵌入式应用领域，取得了举世瞩目的巨大成就。

例如：航空领域、智能家电、智能电动汽车等等。

请读者列举一些典型的嵌入式系统应用实例。

随着技术的发展，嵌入式计算机芯片的硬件集成度越来越高，使得嵌入式硬件设计难度不断降低，因此嵌入式软件设计在整个嵌入式系统开发中所占的分量越来越大，而当前嵌入式软件设计的主流语言是C语言。关于嵌入式软件设计的具体内容，读者可通过参考文献2（索明何《基于构件化的嵌入式系统设计》）进一步学习。C语言程序设计一般要经过4个基本步骤（VC++2010开发环境的使用方法和步骤请参照教材和微课视频）：（1）编辑源程序（.c文件或

.h文件）；（2）对源程序进行编译，生成二进制目标文件（.obj文件）；（3）连接若干个源文件和库文件对应的多个目标文件，生成可执行文件（.exe文件）；（4）运行程序。1.2.1VC++2010开发环境的使用方法和步骤任务1.2使用VC++2010软件开发简单的C程序

说明：Dev-C++开发环境的使用方法和步骤请参照教材附录E。1.2.2初识简单的C程序任务1.2使用VC++2010软件开发C程序【例1.1】在PC屏幕上显示一串字符。/*程序功能：在PC屏幕上显示一串字符*/#include

<stdio.h>

//（1）预处理命令：包含输入输出头文件intmain(void)

//（2）主函数{

printf("这是我写的第1个C程序\n");

//（3）调用printf函数，原样输出一串字符return0;

//（4）如程序正常结束，返回函数值0}可省略不写【课堂练习】同步练习1-1：分行输出社会主义核心价值观。任务1.3

理解数据的基本类型及其表现形式

【课堂练习】同步练习1-2：写出C语言的基本数据类型及两种表现形式。

数据又有常量与变量两种表现形式，例如整型数据有整型常量和整型变量。1.3.1常量和变量1、常量任务1.3理解数据的基本类型及其表现形式

在程序执行过程中，其值不发生改变的量称为常量。根据书写方式，常量可分为直接常量和符号常量。（1）直接常量：如4、23；1.23；'a'、'b'；''CHINA''等（2）符号常量：用#define指令，指定一个标识符代表一个常量。

例如，#definePI3.1415926//定义符号常量PI（代表常量3.1415926）

关于#define指令的使用方法，将在任务2.5中详细介绍。

用户定义的标识符不能与系统提供的关键字（参见附录B）同名。如int、void等都不能作为用户标识符。另外，标识符区分大小写，如Sum和sum是两个不同的标识符。1.3.1常量和变量1、常量任务1.3理解数据的基本类型及其表现形式

说明：

标识符是用来标识变量名、符号常量名、函数名、数组名、类型名、宏名、文件名的有效字符序列。C语言的标识符只能由字母、数字、下画线3种字符组成，且第一个字符必须是字母或下画线。

【课堂练习】同步练习1-3：识别C语言标识符。

在程序执行过程中，其值可以改变的量称为变量。变量必须“先定义，后使用”。定义变量后，编译系统为每个变量名分配对应的内存地址，即一个变量名对应一个存储单元。1.3.1常量和变量2、变量任务1.3理解数据的基本类型及其表现形式

1.3.2整型数据1、整型常量任务1.3理解数据的基本类型及其表现形式

（3）十六进制整数：以0x开头的数。如0x123表示十六进制数123，对应十进制291。在C语言中，整型常量（整型常数）有3种表示形式：（1）十进制整数：如123、－456、7。（2）八进制整数：以0开头的数。如0123表示八进制数123，对应十进制83。归纳起来，有10种整型变量，在VC++系统中对应的数值范围如下：（1）整型变量的分类1.3.2整型数据2、整型变量任务1.3理解数据的基本类型及其表现形式

数值范围是怎样计算出来的？（2）整型变量在内存中的存储形式（以单字节整型数据为例）1.3.2整型数据2、整型变量任务1.3理解数据的基本类型及其表现形式

（3）定义整型变量的方法1.3.2整型数据2、整型变量任务1.3理解数据的基本类型及其表现形式

1）定义一个变量的格式：类型标识符变量名;

例如：inti;//定义有符号基本整型变量i

unsignedintj;//定义无符号基本整型变量j2）同时定义多个同类型变量的格式：类型标识符

变量名1，变量名2，变量名3，…;

例如：inti,j,k;//同时定义三个基本整型变量i、j、k

定义变量后，系统将根据变量的类型给变量分配对应大小的内存空间，用于存储该变量。例如：

shortint

i;//定义短整型变量i

i=10;//给变量i赋值【课堂练习】同步练习1-4：定义变量。1.3.2整型数据2、整型变量任务1.3理解数据的基本类型及其表现形式

【例1.2】整型变量的定义、赋值和输出。#include<stdio.h>//（1）预处理命令：包含输入输出头文件intmain(void)

//（2）主函数{

inti;

//（3）定义变量

i=1234;

//（4）给变量赋值

printf("这是我写的第2个C程序\n");

//（5）原样输出一串字符

printf("i=%d\n",i);//（6）输出变量的值}格式输出函数printf的用法一般形式：printf(格式控制字符串,输出列表)作用：向显示器输出若干个任意类型的数据。②原样输出的字符，在显示中起提示作用。（2）输出列表：是需要输出的一些数据，可以是常量、变量或表达式。

多个数据之间要用逗号隔开。

括号内包含两部分：（1）格式控制字符串：由双撇号括起来的一个字符串，它包含两种信息。

①由%开头的格式符，用于指定数据的输出格式。

%d：以十进制形式输出带符号整数；

%%：输出%%x：以十六进制形式输出无符号整数；

%c：输出单个字符；

%s：输出字符串；%f：以小数形式输出实数（默认输出6位小数）；%e：以指数形式输出实数；%u：以十进制形式输出无符号整数；

使用printf函数时，要求格式控制字符串中必须含有与输出项一一对应的格式符，并且类型要匹配。printf函数也可以没有输出项。printf("这是我写的第2个C程序\n");

//原样输出一串字符，并换行printf("i=%d\n",i);//原样输出i=，然后以%d形式输出变量i的值，并换行1.3.2整型数据任务1.3理解数据的基本类型及其表现形式

【例1.3】整型变量的定义、赋值和输出。#include<stdio.h>intmain(void){

unsignedchara;

//定义无符号单字节整型变量charb,c;

//定义有符号单字节整型变量

unsignedshortintd;

//定义无符号短整型变量

shortinte,f;

//定义有符号短整型变量a=0xff;

b=0xff;

c=-1;

//单字节整型变量赋值

d=0xffff;e=0xffff;f=-1;

//短整型变量赋值

printf("%d%d%d\n",a,

b,

c);//以十进制形式输出变量的值

printf("%d%d%d\n",d,

e,

f);//以十进制形式输出变量的值

}【课后作业】思考与实践：分析并运行程序，理解整型数据在内存中的存储形式。1.3.3字符型数据1、字符常量任务1.3理解数据的基本类型及其表现形式

用一对单撇号括起来的一个字符，称为字符常量，例如：'A'，'6'，'+'

等。

C语言还有一种以

\开头的字符序列，称为转义字符（将\后面的字符转换成为另外的含义）。

请参考附录A，熟悉字符0～9、大写字母A～Z、小写字母a～z对应的ASCII码值。1.3.3

字符型数据任务1.3理解数据的基本类型及其表现形式

字符变量用来存放字符，并且只能存放1个字符。其类型标识符是char。

例如：charc1,c2;//定义字符变量c1、c2c1='a';c2='b';//给变量c1赋值'a'，变量c2赋值'b'3、字符型数据在内存中的存储形式及使用方法

一个字符变量在内存中占一个字节。字符型数据在内存中存储的是该字符对应的ASCII码。

字符型数据的存储形式与单字节整型数据相同。因此，字符型可以当作单字节整型。

2、字符变量

【课堂练习】同步练习1-5：字符型数据在内存中的存储形式、常用字符的ASCII码值。#include<stdio.h>intmain(void){

charc1;

//定义字符变量

c1=97;

//给变量c1赋整数（将ASCII码值97赋给变量c1）

printf("%c\n",c1);//以字符形式输出变量c1的值（ASCII码值对应的字符）

printf("%d\n",c1);//以整数形式输出变量c1的值（字符对应的ASCII码）}1.3.3字符型数据【例1.4】向字符变量赋整数。任务1.3理解数据的基本类型及其表现形式

【思考与实践】分析并运行程序，体会字符型数据在内存中的存储形式。1.3.3字符型数据【例1.5】字符型数据与整型数据混合运算。任务1.3理解数据的基本类型及其表现形式

【思考与实践】编写、运行程序，分析程序功能。#include<stdio.h>intmain(void){charc1,c2;//定义字符变量

c1='a';c2='b';

//给字符变量赋字符常量

c1=c1-32;c2=c2-32;

//将字符变量对应的ASCII码值更新

printf("%c,%c\n",c1,

c2);//以字符形式输出变量c1和c2的值

}

字符串常量是由一对双撇号括起来的字符序列。例如："CHINA"

，"Cprogram"

，"a"，"$12.5"

字符常量和字符串常量的区别：因此字符串常量"CHINA"在内存中占用6个字节。【思考】字符常量'a'和字符串常量"a"有何区别？4、字符串常量

1.3.3字符型数据任务1.3理解数据的基本类型及其表现形式

【课后作业】同步练习1-6：用sizeof运算符计算并输出字符串常量占用内存字节数。1.3.4实型数据1、实型常量

（2）指数形式。如123e3或123E3都代表123×103。要注意字母e（或E）之前必须要有数字，且e后面的指数必须为整数，如e2、4e2.5、.e3、e都不是合法的指数形式。

实型常量也称实数，在C语言中，实数有两种表示形式：

（1）十进制小数形式。它由数字和小数点组成（注意，必须要有小数点）。如：0.123、123.、123.0、0.0。

一个实数可以有多种指数表示形式。在程序中以指数形式输出一个实数时，会以规范化的指数形式输出。

例如123.456的规范化指数形式是1.23456e2。2、实型变量

根据数据的数值范围和精度，实型变量的类型主要有单精度（float）型和双精度（double）型。需要注意：实型数据在计算机内存中的存储精度有限，不可能得到完全精确的数值。任务1.3理解数据的基本类型及其表现形式

#include<stdio.h>intmain(void){

floatx;//定义实型变量xx=12.3;//将实型常数12.3赋给变量xprintf("%f\n",x);//以小数形式输出变量x的数值printf("%e\n",x);//以指数形式输出变量x的数值}1.3.4实型数据【例1.6】实型变量的定义、赋值和输出。任务1.3理解数据的基本类型及其表现形式

【课后作业】同步练习1-7：用sizeof运算符测试系统中数据类型的存储字节数。1.3.5变量的初始化C语言允许在定义变量的同时，对变量赋初值，即变量的初始化。任务1.3理解数据的基本类型及其表现形式

例如：

inta=3;

//定义整型变量a，并赋初值3

当一次定义同类型的多个变量时，可以给全部变量或部分变量赋初值。inta,b,c=5;

//定义a、b、c三个整型变量，只给c赋初值5注意，对3个变量赋相同的初值3时，不能写成：inta=b=c=3;inta=1,b=2,c=3;

//定义a、b、c三个整型变量，并赋不同的初值inta=3,b=3,c=3;

//定义a、b、c三个整型变量，并赋相同的初值3【课后作业】【例1.7】变量的初始化和输出。charc='a';

//定义字符变量c，并赋初值'a'floatb=1.23;//定义实型变量b，并赋初值1.23

在定义变量并对变量初始化时，如果加上关键字const，则变量的值在程序运行期间不再改变，这种变量称为常变量（constantvariable），也称为只读变量。例如：constinta=5;

//用const声明整型变量a为常变量，其值始终是5*1.3.6常变量任务1.3理解数据的基本类型及其表现形式

1.4.1算术运算符及其表达式1.4.2强制类型转换运算符及其表达式1.4.3赋值运算符及其表达式1.4.4关系运算符及其表达式1.4.5逻辑运算符及其表达式1.4.6位运算符及其表达式1.4.7

逗号运算符及其表达式任务1.4

利用基本的运算符解决简单问题

附录C列出了C语言的各种运算符。1.4.1算术运算符及其表达式1、基本的算术运算符（2）-

减法运算符，或负值运算符，如7-2、-4

（1）+

加法运算符，或正值运算符，如2+3、+5

（4）/

除法运算符，如5/2、5.0/2

（3）*乘法运算符，如2*3

（5）%模运算符，或称求余运算符，%两侧均应为整型数据，如5%2的值为1

说明：

任务1.4

利用基本的运算符解决简单问题

【课堂练习】同步练习1-8：理解算术运算符的运算规则。1.4.1算术运算符及其表达式1、基本的算术运算符任务1.4

利用基本的运算符解决简单问题

【例1.8】将两位十进制整数的十位数和个位数分离。#include

<stdio.h>intmain(void){inta=23,b,

c;

//定义a、b、c三个变量

b

=

a%10;

//求变量a的个位数

c

=

a/10;

//求变量a的十位数（/10相当于右移1位）printf("a=%d\n",

a);

//输出变量a的值printf("十位=%d\n",

c);//输出变量a对应的十位数printf("个位=%d\n",

b);//输出变量a对应的个位数

}1.4.1算术运算符及其表达式1、基本的算术运算符任务1.4

利用基本的运算符解决简单问题

（1）【例1.9】将一个正整数倒序输出。（2）同步练习1-9：

用/和%运算符将一个3位和一个4位十进制整数的各位数字分离。

（3）【思考与实践】

分析并运行例1.10程序，体会不同类型数据之间的混合运算规则。【课后作业】1.4.1算术运算符及其表达式2、自增、自减运算符任务1.4

利用基本的运算符解决简单问题

自增运算符++：使变量的值自增1，相当于i=i+1。自减运算符--：使变量的值自减1，相当于i=i-1。

i++

表达式先用i的值，然后对i的值加1

（先用后加）

++i

先对i的值加1，然后表达式用i加1的值（先加后用）--i

先对i的值减1，然后表达式用i减1的值（先减后用）

i--

表达式先用i的值，然后对i的值减1

（先用后减）有以下4种形式的表达式：

可见，由自增（自减）运算符构成不同形式的表达式时，对变量而言，自增1（自减1）都具有相同的效果，但对表达式而言却有着不同的值。1.4.1算术运算符及其表达式2、自增、自减运算符#include<stdio.h>intmain(void){int

i=3,j=3,k=3,x=3;

printf("%d\t",i++);printf("i=%d\n",i);

printf("%d\t",++j);printf("j=%d\n",j);

printf("%d\t",k--);printf("k=%d\n",k);

printf("%d\t",--x);printf("x=%d\n",x);}说明：

（1）自增、自减运算符只能用于变量，不能用于常量或表达式。如5++或(a+b)++都是不合法的。（2）自增、自减运算符常用在循环语句中，使循环变量自动加1、减1，这将在后续单元中学习。任务1.4

利用基本的运算符解决简单问题

【例1.11】自增、自减运算符的应用。1.4.1算术运算符及其表达式任务1.4

利用基本的运算符解决简单问题

3、算术表达式和运算符的优先级与结合性

算术表达式：用算术运算符和括号将运算对象（常量、变量或表达式）连接起来的、符合C语法规则的式子。例如：a+b*c-5/2+'a'。C语言规定了运算符的优先级。在表达式求值时，先按运算符的优先级高低次序执行，例如：x-y*z相当于x-(y*z)。

算术运算符的结合方向为“自左向右（左结合性）”，即先左后右。因此a+b-c相当于

(a+b)-c。附录C给出了C语言运算符的优先级和结合性，在分析表达式时查询参考。

如果在一个运算对象两侧的运算符的优先级相同，则按照规定的“结合方向（结合性）”处理。

问题：a+b-c，b先与a相加，还是先与c相减？1.4.2强制类型转换运算符及其表达式强制类型转换表达式的一般形式：(类型标识符)(表达式)例如：

(int)i

将i转换为整型(int)x+y

将x转换成整型后，再与y相加（“(int)”的优先级高于“+”）

(float)(x+y)

将x+y的结果转换为float型#include<stdio.h>intmain(void){

inti;//定义整型变量i

floatx=2.4F;//定义实型变量x，并赋初值

i=

(int)x;//将实型变量x强制转换为int型

printf("x=%f,i=%d\n",x,i);

//输出变量

x

和

i的值}【例1.12】将实型数据强制转换为整型。任务1.4

利用基本的运算符解决简单问题

1.4.2强制类型转换运算符及其表达式任务1.4

利用基本的运算符解决简单问题

【思考与总结】数值类型转换有几种方式？

（1）系统自动进行的类型转换。如2+3.5，系统自动将整数2转换为实型。

（2）强制类型转换。若i为float型，则i%3不合法，必须用(int)i%3。（1）【思考与实践】

1）分析并运行例1.13程序，体会强制类型转换运算符的作用。

2）编程输出表达式的值。（2）同步练习1-10：

输出课程的优秀率（用百分比表示）。

【课后作业】1、简单赋值运算符“=”及其表达式1.4.3赋值运算符及其表达式任务1.4

利用基本的运算符解决简单问题

简单赋值表达式的形式：变量=

表达式

赋值表达式中的“表达式”，又可以是一个赋值表达式。根据附录C，赋值运算符是按照“自右向左”的结合顺序。

根据附录C，赋值运算符的优先级仅高于逗号运算符，而低于其他运算符。因此赋值表达式a=3*5等价于a=(3*5)，i=a+b等价于i=(a+b)。

一个表达式应该有一个值，例如赋值表达式“

a=5”的值是5。执行运算后，变量a的值也是5。

同步练习1-11：分析下面各赋值表达式中变量a的值。a=5+(c=7)a=b=c=33a=(b=6)/(c=2)a=(b=2)+(c=5)1273

因此

a=b=5与

a=(b=5)等价。2、复合的赋值运算符及其表达式1.4.3赋值运算符及其表达式

在简单赋值运算符“=”之前加上其他运算符，可构成复合的赋值运算符。a*=3等价于a=a*3a-=3等价于a=a-3a*=b+2等价于a=a*(b+2)a+=3等价于a=a+3a/=3等价于a=a/3a%=3等价于a=a%3任务1.4

利用基本的运算符解决简单问题

【课后作业】【思考与实践】

（1）分析并运行例1.14程序，体会复合赋值运算符的运算规则。

（2）编程输出变量的值。①a*=b+2

②a*=

(b+2)

(

)

（对表达式

b+2

外加括号，因为“+”的优先级高于“*=”）③

=

（在“=”左侧补上变量名a）

（将“a*”移到“=”右侧）

aa*(b+2)

3、类型转换1.4.3赋值运算符及其表达式任务1.4

利用基本的运算符解决简单问题

注意：在赋值运算中，需要根据数据的类型和数值的范围为变量指定合适的类型，必要时还需要借助强制类型转换运算符，以防出错。

【思考与实践】

如果赋值运算符“=”两侧的数据类型不一致，但同为数值型数据，在赋值时，系统会自动进行类型转换。

课后上机编程，输出教材中所列的几种情况下变量的值，并思考其原因。1.4.4关系运算符及其表达式1、关系运算符及其优先级次序

优先级相同（高）优先级相同（低）③>

大于①<

小于②<=

小于或等于⑥!=

不等于④>=

大于或等于⑤==

等于任务1.4

利用基本的运算符解决简单问题

根据附录C，关系运算符的优先级低于算术运算符，高于赋值运算符。a=b>c等价于

a=(b>c)例如：

c>a+b等价于

c>(a+b)a==b<c等价于

a==(b<c)a>b==c等价于

(a>b)==c2、关系表达式1.4.4关系运算符及其表达式任务1.4

利用基本的运算符解决简单问题

用关系运算符将两个表达式连接起来的式子，称为关系表达式。a+b>c+d(a=3)>(b=5)'a'<'b'a==3例如：a>ba!=3

关系表达式的值是一个逻辑值：“真”或“假”。例如关系表达式“5==3”的值为“假”，“5>=0”的值为“真”。

关系运算结果，以“1”代表“真”，以“0”代表“假”。关系表达式逻辑值（真、假）关系表达式的值（1、0）a>ba>b+ca!=b+ca>b>c若a=3，b=2，c=1，则：真假假假1000【课堂练习】【例1.15】考察关系表达式的值。假1.4.5逻辑运算符及其表达式1、逻辑运算符及其优先级次序

③!逻辑非①&&逻辑与②||逻辑或

逻辑运算的真值表aba&&ba||b!a真真真假假真假假真真假真假真假假真!a==b||c<d等价于a>b&&c>d等价于a+b>c&&x+y<d等价于根据附录C，几种运算符的优先级次序：

！（非）

高算术运算符关系运算符&&和||赋值运算符低(a+b)(>c)(x+y)(<d)&&(a>b)(c>d)&&(!a)(==b)||(c<d)任务1.4

利用基本的运算符解决简单问题

2、逻辑表达式的值

1.4.5逻辑运算符及其表达式任务1.4

利用基本的运算符解决简单问题

C语言规定，参与逻辑运算的操作数以非0代表“真”，以0代表“假”。逻辑表达式的值，即逻辑运算结果，以数值1代表“真”，以0代表“假”。例如：（1）若a=3，则!a的值：（4）'a'&&'b'的值：（2）若a=3，b=4，则a&&b的值：（3）3&&0||-4的值：0111在逻辑表达式的求解过程中，有时并非所有的运算都被执行。

例如：

（1）a&&b：只有当a为真（非0）时，才需要判断b的值。只要a为假，就不必判断b的值，此时整个表达式已确定为假。（2）a||b：只要a为真（非0），就不必判断b的值。只有a为假，才判断b的值。1.4.5逻辑运算符及其表达式任务1.4

利用基本的运算符解决简单问题

【课堂练习】（1）同步练习1-12：关系运算符和逻辑运算符的综合运用。（2）【思考与实践】分析并运行例1.16程序，考察逻辑表达式的值。位运算符含义&按位与|按位或^按位异或~按位取反<<左移>>右移说明：1）位运算符中除“~”以外，均为二目运算符，即要求两侧各有一个运算量。

2）运算量只能是整型或字符型数据，不能是实型数据。1.4.6位运算符及其表达式

在嵌入式软件设计中，经常用到位运算符：对二进制位进行运算。任务1.4

利用基本的运算符解决简单问题

例如，0x23与0x45按位与：00100011（0x23）

&)01000101（0x45）

特殊用途：“与0清零、与1保留”——可对数据的某些位清零，某些位保留不变。0&0=0，0&1=0，1&0=0，1&1=100000001（0x01）1.4.6位运算符及其表达式任务1.4

利用基本的运算符解决简单问题

1、“按位与”运算符（&）

例如，将0x23的高4位清零，低4位保留不变。00100011

（0x23）

&)00001111（0x0F）0000

0011

（0x03）例如，0x23与0x45按位或：00100011（0x23）

|)01000101（0x45）

特殊用途：“或1置1、或0保留”——可对数据的某些位置1，某些位保留不变。0|0=0，0|1=1，1|0=1，1|1=101011101（0x67）2、“按位或”运算符（|）1.4.6位运算符及其表达式任务1.4

利用基本的运算符解决简单问题

例如，将0x23的高4位置1，低4位保留不变。00100011

（0x23）

|)

11110000（0xF0）1111

0011

（0xF3）例如，0x23与0x45按位异或：00100011（0x23）

^)01000101（0x45）

特殊用途：“异或1取反（0变1，1变0），异或0保留”——可对数据的某些位取反，某些位保留不变。3、“按位异或”运算符（^）01011100（0x66）两者相异为1，相同为0。0^0=0，0^1=1，1^0=1，1^1=0

1.4.6位运算符及其表达式任务1.4

利用基本的运算符解决简单问题

例如，将0x23的高4位取反，低4位保留不变。00100011

（0x23）

^)11110000（0xF0）1101

0011

（0xD3）4、“按位取反”运算符（~）例如，0x55按位取反：01010101（0x55）~)↓

10010110（0xaa）1.4.6位运算符及其表达式任务1.4

利用基本的运算符解决简单问题

对一个二进制数按位取反：0变1，1变0。

例如：

a<<3，表示将a的二进制数左移3位，高位溢出后丢弃，低位补0。任务1.4

利用基本的运算符解决简单问题

用来将一个数的各二进制位全部左移若干位。5、“左移”运算符（<<）1.4.6位运算符及其表达式例如：

a>>3，表示将a的二进制数右移3位，低位溢出后丢弃，对于无符号数，高位补0。【课堂思考与实践】分析并运行例1.17程序，考察位运算表达式的值。任务1.4

利用基本的运算符解决简单问题

1.4.6位运算符及其表达式6、“右移”运算符（>>）

用来将一个数的各二进制位全部右移若干位。【例1.18】利用位运算符实现对8位寄存器R和对16位寄存器R'的二进制位操作

。1.4.6位运算符及其表达式任务1.4

利用基本的运算符解决简单问题

1.4.7逗号运算符及其表达式

逗号表达式的一般形式：表达式1,表达式2

根据附录C，逗号运算符的结合性是“从左至右”。求解过程：先求解表达式1，再求解表达式2。整个逗号表达式的值是表达式2的值。

例如，逗号表达式“2+3,3+5”的值是8。

【思考】

表达式“a=2*3,a*5”的值是多少？

30C语言中，在所有运算符中，逗号运算符的优先级最低。任务1.4

利用基本的运算符解决简单问题

逗号表达式的扩展形式：表达式1,

表达式2,表达式3,…,表达式n整个逗号表达式的值等于表达式n的值。【课堂练习】【例1.19】考察逗号表达式的值。【课后作业】同步练习1-13：考察逗号表达式的值。第1单元：C语言程序设计入门第2单元：利用三种程序结构解决简单问题第3单元：利用数组处理同类型的批量数据第4单元：利用函数实现模块化程序设计第5单元：灵活使用指针处理问题第6单元：利用复杂的构造类型解决实际问题第7单元：利用文件进行数据管理第8单元：应用软件设计

教学内容第2单元利用三种程序结构解决简单问题【单元导读】

在现实生活中，经常遇到顺序执行、选择执行和循环执行的问题，这些问题可通过C语言程序来解决。

单元学习目标：能利用C语言中的顺序结构、选择结构、循环结构解决实际问题，并在此基础上，能利用预处理命令提高编程效率。

计算机程序

=数据结构

+算法

+程序代码2.1.1算法及流程图表示1、算法的概念

为解决问题而采用的方法和步骤称为算法。对于同一个问题可以有不同的算法，应尽量选择占用内存小、执行速度快的算法。2、算法的5个特征

（1）有穷性：一个算法应包含有限的操作步骤，且每个步骤都能在有限时间内完成。

（2）确定性：算法中的每一个步骤都应该是确定的，而不应模糊和具有二义性。

（3）可行性：算法的每一个步骤都是切实可行的。

（4）有输入：一个算法可有零个或多个输入（键盘输入或传给算法数据）。

（5）有输出：一个算法必须有一个或多个输出（显示输出或传给算法数据）。任务2.1知识储备3、算法的流程图表示

常用的算法表示方法：自然语言描述法、流程图法、计算机语言描述法。在此，只介绍最常用的流程图法。2.1.1算法及流程图表示任务2.1知识储备2.1.2程序的三种基本结构1、顺序结构

按照程序语句书写的顺序一步一步依次执行。

根据条件判断的结果，从多种路径中选择其中的一种路径执行。

2、选择结构任务2.1知识储备

将一组操作重复执行多次。有“当型”和“直到型”两种循环结构。

2.1.2程序的三种基本结构3、循环结构当型循环结构

先判断

后执行直到型循环结构

先执行

后判断任务2.1知识储备1、声明语句：对变量、函数、类型（如结构体等类型）等进行声明例如：

变量声明语句：inti;

变量声明语句：int

a1=12,a2=34,a3=56;

在C语言中，分号是语句的结束标志。C语句分为6类。2.1.3C语句分类2、表达式语句：在表达式的末尾加分号例如：

a=3（赋值表达式）

a=3;

（赋值语句）i++（自增1表达式）i++;

（自增1语句）任务2.1知识储备3、函数调用语句：函数调用表达式加分号例如：

printf("这是我写的第1个C程序\n");2.1.3C语句分类4、控制语句：控制程序的流程（1）条件语句：if语句、switch语句（3）转向语句：break语句、continue语句、return语句、goto语句（2）循环语句：while语句、do…while语句、for语句任务2.1知识储备

把多条语句用花括号括起来组成的一个语句，称为复合语句。例如：5、复合语句2.1.3C语句分类

例如：下面的for循环体是空语句，在嵌入式软件设计中常用作软件延时。

for(i=10000;i>0;i--) {

;

//空语句

}6、空语句：只有一个分号，什么也不执行任务2.1知识储备1、数据输入输出的概念及在C语言中的实现2.2.1数据输入输出函数

（1）从计算机内存向输出设备传送数据称为输出，从输入设备向计算机内存传送数据称为输入。

（2）C语言本身不提供输入输出语句，而用户可以通过调用C标准函数库中的输入输出函数，实现数据的输入和输出。

（3）使用标准输入输出库函数时，要用预处理命令#include将其对应的头文件“stdio.h”包含到源文件中：

#include<stdio.h>或

#include"stdio.h"任务2.2利用顺序结构程序解决实际问题2、字符输出函数——putchar函数

●向显示器输出一个字符。2.2.1数据输入输出函数任务2.2利用顺序结构程序解决实际问题putchar('H');

//输出字符Hputchar('\n');//换行charc='X';

putchar(c);//输出字符X3、字符输入函数——getchar函数

●读取从键盘上输入的一个字符。

注意：getchar函数只能接收一个字符，输入数字也按字符处理。输入多个字符时，计算机只接收第一个字符。2.2.1数据输入输出函数【例2.1】从键盘输入一个字符，并在显示屏显示。任务2.2利用顺序结构程序解决实际问题#include

<stdio.h>

//包含输入输出头文件intmain(void){

charc;printf("请输入一个字符:");

//原样输出一串字符，增加人机互动性

c

=

getchar();

//从键盘输入一个字符

putchar(c);

//在屏幕上显示输入的字符

putchar('\n');

//换行

}putchar(getchar());//在屏幕上显示输入的字符

【课后作业】同步练习2-1：putchar和getchar函数的应用。4、格式输出函数——printf函数2.2.1数据输入输出函数任务2.2利用顺序结构程序解决实际问题

●向显示器输出若干个任意类型的数据。一般形式：printf(格式控制字符串,输出列表)在1.3.2节中曾学过：按照格式控制字符串中以%开头的格式符指定的格式，将输出列表中对应的数据输出。也可以没有输出列表项。printf("这是我写的第2个C程序\n");

//原样输出一串字符，并换行printf("i=%d\n",i);//原样输出i=，然后以%d形式输出变量i的值，并换行printf("%d,%c\n",

i,c);//分别以%d形式和%c形式输出变量i和变量c的值，并换行#include<stdio.h>

//包含输入输出库函数头文件intmain(void){

inta=5,b=-1;

floatc=1.2;

chard='a';printf("a=%d,b=%d,c=%f,d='%c'\n",a,b,c,d);//依次按指定的格式将多个数据输出

printf("字母a的ASCII码:%d\n",d);//以十进制格式输出字母a的ASCII码printf("字母a的ASCII码:%x\n",d);//以16进制格式输出字母a的ASCII码printf("输出字符串:%s\n","CHINA");//输出字符串"CHINA"printf("今年的增长率=");//原样输出一串字符printf("50%%\n");//输出50%}2.2.1数据输入输出函数【例2.2】printf函数使用：格式化输出数据。任务2.2利用顺序结构程序解决实际问题4、格式输出函数——printf函数【思考与实践】分析并运行例2.2程序，以进一步掌握printf函数的使用方法。【课后作业】【例2.3】printf函数的使用：指定输出宽度、小数位数和左端对齐。

说明：使用printf函数输出数据时，还可在格式符中的%和格式字符之间加入一些修饰符，用于指定输出宽度、小数位数和左端对齐。5、格式输入函数——scanf函数2.2.1数据输入输出函数任务2.2利用顺序结构程序解决实际问题

一般形式：scanf(格式控制字符串，地址列表)

（2）地址列表：由若干个地址组成的列表。

变量的地址：地址运算符“&”后跟变量名。

多个地址之间要用逗号隔开。

（1）格式控制字符串的作用与printf函数类似。

●按用户指定的格式从键盘把数据输入到指定的变量地址中。%d：输入有符号的十进制整数；%e：以指数形式输入单精度实数（%le用于输入双精度实数）%u：输入无符号的十进制整数；%x：输入无符号的十六进制整数；%c：输入单个字符；%s：输入字符串（将字符串送到一个字符数组中）；%f：以小数形式输入单精度实数（%lf用于输入双精度实数）；#include<stdio.h>

//包含输入输出库函数头文件intmain(void){

inti,j;

floatk;

doublex;

printf("请输入两个整数和两个实数:\n");//提示输入4个数据

scanf("%d%d%f%lf",&i,&j,&k,&x);//输入4个数据分别赋给4个变量

printf("%d,%d,%f,%f\n",i,j,k,x);//将4个变量的数值输出}

说明：用scanf函数一次输入多个数值或多个字符串时，在两个数据之间可用空格或换行符或Tab符作分隔。2.2.1数据输入输出函数【例2.4】用scanf函数输入多个数值数据。①用空格作分隔

②用换行符作分隔任务2.2利用顺序结构程序解决实际问题③用Tab符作分隔5、格式输入函数——scanf函数【课堂练习】同步练习2-2：scanf函数的正确输入数据方法。

当输入数据的类型与scanf函数中的格式符指定的类型不一致时，系统认为该数据结束。2.2.1数据输入输出函数【例2.5】用scanf函数输入多个不同类型的数据。任务2.2利用顺序结构程序解决实际问题#include

<stdio.h>intmain(void){

inti;charj; floatk;printf("请输入1个整数、1个字符和1个实数:\n");

//提示输入3个数据

scanf("%d%c%f",&i,&j,&k);//输入3个数据分别赋给变量i、j、k

printf("%d,%c,%f\n",i,j,k);//将变量i、j、k的数据输出

}5、格式输入函数——scanf函数#include<stdio.h>intmain(void){

chari,j,k;

printf("请输入3个字符:\n");//提示输入3个数据

scanf("%c%c%c",&i,&j,&k);//输入3个数据分别赋给变量i、j、k

printf("%c,%c,%c\n",i,j,k);//将变量i、j、k的数据输出}用scanf函数输入字符时，系统将输入的空格、换行符作为有效字符。2.2.1数据输入输出函数【例2.6】用scanf函数输入多个字符。任务2.2利用顺序结构程序解决实际问题【课后作业】同步练习2-3：scanf函数的正确输入数据方法、解决实际问题。5、格式输入函数——scanf函数2.2.2顺序结构程序设计应用任务2.2利用顺序结构程序解决实际问题【例2.7】将输入的两个整数交换，然后再输出这两个整数。ABABABAB

两名同学互换位置，如何实现？

需要借助一个临时变量实现两数的交换。//==================================//程序功能：输入两个整数，交换后再输出。//设计日期：2023-07-20//==================================#include<stdio.h>//包含头文件intmain(void){

intx,y,t;//定义三个变量

printf("请输入两个整数(用空格隔开):");scanf("%d%d",&x,&y);//输入两个数据给x和y

t=x;x=y;y=t;//将数x和y交换

printf("将输入的两个整数交换之后：");printf("%d%d\n",x,y);//输出x和y两个数}【例2.8】计算1+2+3+4+5的和。#include

<stdio.h>intmain(void){

inti=1,

s=0;s=s+i;i++;s=s+i;i++;s=s+i;i++;s=s+i;i++;s=s+i;

printf("sum=%d\n",s);}2.2.2顺序结构程序设计应用重复执行多次循环结构任务2.2利用顺序结构程序解决实际问题

选择结构程序：根据不同的条件，执行不同的语句（根据不同的条件选择不同的道路）。两种选择语句：if语句和switch语句。1、if语句的3种形式

（1）if基本形式if(表达式)语句#include<stdio.h>intmain(void){

inta,b,t;printf("请输入两个整数(用空格隔开)：");scanf("%d%d",&a,&b);if(a<b){

t=a;a=b;b=t; }printf("由大到小：%d,%d\n",a,b);}2.3.1if语句及应用【例2.9】输入两个整数，要求按由大到小的顺序输出。任务2.3利用选择结构程序解决实际问题1、if语句的3种形式

2.3.1if语句及应用任务2.3利用选择结构程序解决实际问题（1）if基本形式if(表达式)语句#include<stdio.h>intmain(void){

intscore;

printf("请输入成绩:");

scanf("%d",&score);

if(score>=60)printf("恭喜，通过！\n");}要求：当考试成绩不低于60分时，输出“恭喜，通过”。【例2.10】用if语句判断考试结果。#include<stdio.h>intmain(void){

intscore;

printf("请输入成绩:");

scanf("%d",&score);

if(score>=60)printf("恭喜，通过！\n");

elseprintf("未通过，继续努力！\n");}2.3.1if语句及应用if(表达式)语句1else语句2（2）if…else基本形式【例2.11】用if…else语句判断考试结果。【课后作业】【例2.12】判断输入的数据是否为0。【例2.13】判断输入的两个数据是否有0。任务2.3利用选择结构程序解决实际问题1、if语句的3种形式

要求：当考试成绩不低于60分时，输出“恭喜，通过！”。

当考试成绩低于60分时，输出“未通过，继续努力！”

同步练习2-4：

用if语句解决实际问题。2.3.1if语句及应用任务2.3利用选择结构程序解决实际问题1、if语句的3种形式

说明：注意if与else的配对关系。else总是与它上面最近的未配对的if配对。（3）if…else嵌套形式——用于解决多分支问题2.3.1if语句及应用任务2.3利用选择结构程序解决实际问题1、if语句的3种形式

（3）if…else嵌套形式——用于解决多分支问题

虚线左侧的嵌套结构，还可写成虚线右侧的更加紧凑的形式。【例2.14】根据符号函数，编程实现输入一个x值，输出y值。#include<stdio.h>intmain(void){

intx,y;

printf("请输入x的值：");

scanf("%d",&x);

printf("x=%d,y=%d\n",x,y);}if(x<0)y=-1;elseif(x==0)y=0;else