1.3　分析C語言程序的結(jié)構(gòu)

大型的C語言程序就像一輛汽車，由各個零件組成，零件完美組合才能使汽車跑起來，這需要汽車組裝工非常了解汽車各個零件的功能。在編寫C語言程序時，程序員就相當(dāng)于汽車組裝工，需要知道C語言程序的結(jié)構(gòu)，每行代碼的作用。

1.3.1　頭文件

萬事從“頭”開始，就像汽車的頭部，包括車燈、車牌及車品牌名等，如圖1.23所示。

C語言程序也有頭文件，頭文件就像人的大腦，里面記錄了許多天生就存在、不需要記憶的函數(shù)庫。函數(shù)庫就是函數(shù)的倉庫，只要引用某個函數(shù)庫，該函數(shù)庫中的函數(shù)就可以隨便使用。例如，引入stdio.h函數(shù)庫，代碼如下：

1.#include

#include是使用頭文件的命令，是頭文件的重要組成部分。“#”表示預(yù)處理命令；“include”是包括、計入的意思，也就是包括后面的函數(shù)庫。“include”后面的函數(shù)庫名稱用英文半角格式的尖括號“〈〉”或英文半角格式的雙引號“""”括起來。例如：

這兩種頭文件表示方法都是正確的，二者之間的區(qū)別如下：

●如果使用尖括號，那么系統(tǒng)會到存儲C語言函數(shù)庫的目錄中尋找要包含的頭文件。這是標(biāo)準(zhǔn)方式；

●如果使用雙引號，那么系統(tǒng)會先在用戶當(dāng)前目錄中尋找要包含的頭文件，如果找不到，那么再到存儲C語言函數(shù)庫的目錄中尋找要包含的頭文件。

2.stdio.h

stdio.h是內(nèi)存空間中的函數(shù)庫之一，是C語言中的輸入/輸出函數(shù)庫，包含各種各樣的輸入/輸出函數(shù)（如printf（）、gets（）、putchar（）函數(shù)等），所以在進(jìn)行輸入或輸出操作時都需要使用這個函數(shù)庫。

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C語言中除了stdio.h函數(shù)庫，還有很多函數(shù)庫，具體函數(shù)庫及其包含的函數(shù)可以參考相關(guān)函數(shù)手冊。

1.3.2　主函數(shù)

構(gòu)成C語言程序的基本單位是函數(shù)。在眾多函數(shù)中，需要從一個函數(shù)打入程序內(nèi)部，這個函數(shù)就是主函數(shù)，即main（）函數(shù)。main（）函數(shù)相當(dāng)于汽車的車門，要駕駛汽車，首先需要從車門進(jìn)入駕駛艙，也就是說，main（）函數(shù)是可執(zhí)行程序的入口函數(shù)，程序都是從main（）函數(shù)開始執(zhí)行的。main（）函數(shù)的語法格式如下：

main（）函數(shù)前面的int表示主函數(shù)的返回類型，也就是需要返回一個整型數(shù)據(jù)，而程序的最后是return 0，說明0是函數(shù)的返回值。return 0是返回系統(tǒng)操作，表示程序正常退出。return語句通常寫在程序的最后，表示這個程序結(jié)束了。

主函數(shù)可以不帶參數(shù)，也可以帶參數(shù)，如果使用帶參數(shù)形式，那么需要有兩個參數(shù)，第一個參數(shù)是int型，表示命令行中的字符串?dāng)?shù)，按照習(xí)慣（不是必須），將參數(shù)名稱定義成argc（Argument Count）；第二個參數(shù)是字符串型，表示一個指向字符串的指針數(shù)組，按照習(xí)慣（不是必須），將參數(shù)名稱定義為argv（Argument Value）。

1.3.3　輸出函數(shù)

輸出是從內(nèi)部到外部的傳遞過程。輸出設(shè)備的種類有很多，如圖1.24所示，這些輸出設(shè)備輸出的東西我們能看得見。

C語言程序也是一樣，代碼在計算機內(nèi)部進(jìn)行編譯，但是編譯過程我們看不到，只有將編譯結(jié)果輸出到外部，我們才能看到。C語言程序需要一個媒介輸出，即輸出函數(shù)——putchar（）函數(shù)、puts（）函數(shù)及printf（）函數(shù)。

1.putchar（）函數(shù)

putchar（）函數(shù)每次只能輸出單個字符，該函數(shù)是stdio.h函數(shù)庫中的函數(shù)，它的語法格式如下：

其中的參數(shù)ch是要輸出的字符，可以是字符型或整型變量，也可以是常量。例如：

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從這3行代碼中可以看出，單個字符使用的是英文半角格式的單引號“''”。

putchar（）函數(shù)的另一種形式是定義字符型變量并賦值，然后輸出該字符。例如，利用putchar（）函數(shù)輸出字符拼成“小豬”的表情，具體代碼如下（實例內(nèi)容參考配套資源中的源碼）：

運行上述程序，運行結(jié)果如圖1.25所示。

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char是數(shù)據(jù)類型之一，表示字符型，具體知識將在第二章講解；變量賦值是利用“=”賦值，表示將等號右側(cè)的值賦給等號左側(cè)的變量。

2.puts（）函數(shù)

puts（）函數(shù)一次可以輸出多個字符，主要用于輸出一個字符串，它也是stdio.h函數(shù)庫中的函數(shù)，它的語法格式如下：

其中，字符指針變量str是形式參數(shù)，主要用于接收要輸出的字符串。例如，使用puts（）函數(shù)輸出一個字符串常量，代碼如下：

這行代碼可以輸出一個字符串，之后會自動進(jìn)行換行操作。這與printf（）函數(shù)（下面講解具體用法）有所不同，在printf（）函數(shù)中進(jìn)行換行時，要在字符串中添加轉(zhuǎn)義字符“\n”。puts（）函數(shù)會在字符串中判斷“\0”結(jié)束符，在遇到“\0”結(jié)束符后，后面的字符不再輸出，并且自動換行。例如：

在加上“\0”結(jié)束符后，puts（）函數(shù)輸出的字符串就變成了“Welcome”。

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●字符串使用的是英文半角格式的雙引號“""”。

●編譯器會在字符串常量的末尾添加結(jié)束符“\0”，因此puts（）函數(shù)會在輸出字符串常量后自動進(jìn)行換行操作。

3.printf（）函數(shù)

printf（）函數(shù)是控制格式輸出函數(shù)，它也是stdio.h函數(shù)庫中的函數(shù)，它的語法格式如下：

1）格式控制。

格式控制是用雙引號括起來的字符串，又稱為轉(zhuǎn)換控制字符串，包括格式字符和普通字符共兩種字符。

●格式字符主要用于進(jìn)行格式說明，作用是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為指定的格式輸出。格式字符是以“%”字符開頭的。

●普通字符是需要原樣輸出的字符，包括雙引號內(nèi)的逗號、空格和換行符。

2）輸出列表。

輸出列表中列出的是要輸出的數(shù)據(jù)，可以是變量，也可以是表達(dá)式。

例如：

運行以上代碼，輸出結(jié)果為“521 I Love You”。在格式控制的雙引號中的字符是“%d I Love You”，其中的“I Love You”字符串中的字符是普通字符，而“%d”是格式字符，表示輸出后面的iInt表示的數(shù)據(jù)。

printf（）函數(shù)常用的格式字符如表1.1所示。

1.3.4　輸入函數(shù)

輸入是從外部到內(nèi)部的傳遞過程。C語言程序使用輸入函數(shù)實現(xiàn)輸入功能。C語言中的輸入函數(shù)有g(shù)etchar（）函數(shù)、gets（）函數(shù)及scanf（）函數(shù)。

1.getchar（）函數(shù)

getchar（）函數(shù)每次只能從終端（輸入設(shè)備）輸入一個字符，該函數(shù)是stdio.h函數(shù)庫中的函數(shù)，它的語法格式如下：

getchar（）函數(shù)沒有參數(shù)，該函數(shù)的值就是從輸入設(shè)備得到的字符。例如，從輸入設(shè)備得到一個字符，將其賦給字符變量cChar，代碼如下：

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getchar（）函數(shù)每次只能接收一個字符。getchar（）函數(shù)得到的字符可以賦給一個字符變量或整型變量，也可以不賦給任何變量，還可以作為表達(dá)式的一部分。例如，“putchar（getchar（））；”表示將getchar（）函數(shù)作為putchar（）函數(shù)的參數(shù)，getchar（）函數(shù)從輸入設(shè)備得到字符，然后putchar（）函數(shù)將字符輸出。

例如，使用getchar（）函數(shù)輸入一個小寫字母，輸出對應(yīng)的大寫字母，具體代碼如下（實例內(nèi)容參考配套資源中的源碼）：

運行上述程序，運行結(jié)果如圖1.26所示。

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小寫字母的ASCII碼值比大寫字母的ASCII碼值大32。例如，小寫字母a的ASCII碼值是95，將數(shù)值95減去32得到數(shù)值65，ASCII碼值65對應(yīng)的是大寫字母A。

2.gets（）函數(shù)

gets（）函數(shù)主要用于獲取用戶從終端（輸入設(shè)備）輸入的一個字符串，它也是stdio.h函數(shù)庫中的函數(shù)，它的語法格式如下：

其中，字符指針變量str是形式參數(shù)，主要用于存儲讀取的字符串。在讀取字符串的過程中，當(dāng)出現(xiàn)新的一行時停止讀取。新的一行的換行字符會轉(zhuǎn)換為字符串中的結(jié)束符“\0”。

例如，前面已經(jīng)定義了字符數(shù)組變量cString，使用gets（）函數(shù)獲取輸入字符數(shù)組的方式如下：

3.scanf（）函數(shù)

scanf（）函數(shù)主要用于按照指定的格式接收用戶從終端（輸入設(shè)備）輸入的數(shù)據(jù)，并且將輸入的數(shù)據(jù)存儲于指定的變量中，它也是stdio.h函數(shù)庫中的函數(shù)，它的語法格式如下：

scanf（）函數(shù)的格式控制與printf（）函數(shù)的格式控制相同。地址列表中的地址是接收數(shù)據(jù)變量的地址。例如，得到一個整型數(shù)據(jù)，具體代碼如下：

在這一行代碼中，“＆”符號表示取iInt變量的地址。在變量前加“＆”符號，表示取該變量的地址。

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scanf（）函數(shù)在讀取數(shù)據(jù)時不檢查邊界，因此Microsoft公司的Visual Studio開發(fā)工具提供了scanf_s（）函數(shù)，它的功能與scanf（）函數(shù)相同，Visual Studio開發(fā)工具認(rèn)為scanf_s（）函數(shù)更安全。