計概15-09C程式語言

15-9.1C程式語言設計的步驟

1.編輯	利用文書編輯器(editor)撰寫或修改C程式碼(source code)。
2.前置處理	前置處理器(preprocessor)在編譯前自動執行，依據程式碼#標示的指令(preprocessor directives)進行代換或插入。例如：#include <stdio.h>指示編譯器在編譯前，將程式庫的標頭檔stdio.h插入該位置。
3.編譯	編譯器(compiler)將程式碼編譯為目的碼(object code)。
4.連結	連結器(linker)將一個或多個目的檔(.obj)與靜態程式庫檔(.lib)連結，產生可執行檔(.exe)。
5.載入	載入器(loader)將可執行檔(.exe)載入記憶體，並與動態程式庫檔(.dll)連結。 動態程式庫可減少執行檔占用硬碟與記憶體的空間。
6.執行	在CPU控制下，執行載入程式。

 

15-9.2變數與資料型態

15-9.2.1變數與常數

變數(variable)	值會因程式執行而變動。
常數(constant)	值不會隨程式處理過程而變動。

 

15-9.2.2資料型態

資料型態	儲存空間(Bytes)	值範圍
int	4	-2,147,483,648 ~ 2,147,483,647
unsigned int	4	0 ~ 4,294,967,295
short	2	-32,768 ~ 32,767
unsigned short	2	0 ~ 65,535
long	4	-2,147,483,648 ~ 2,147,483,647
unsigned long	4	0 ~ 4,294,967,295
char	1	-128 ~ 127
unsigned char	1	0 ~ 255
float	4	10-38 ~ 1038
double	8	10-308 ~ 10308
bool	1	false或true

 

15-9.2.3變數的命名原則：變數必須在使用前宣告

1.不能使用保留字

2.只有前8個字元為有效字元

3.可使用英文字母、數字或底線

4.變數名稱中間不可以有空白

5.第一個字元不可為數字

6.變數名稱要有意義，且長短適中

7.大小寫有別

 

15-9.2.4保留字

auto	break	case	char	const	continue	default
do	double	else	enum	extern	float	for
goto	if	inline	int	long	register	restrict
return	short	signed	sizeof	static	struct	switch
typedef	union	unsigned	void	volatile	while

 

15-9.2.5資料型態轉換

指派轉換	x = 123;
算術轉換	y = i * 4 + 5 / 6;
模式轉換	i = int(x + 0.7);
函數轉換	s = sum(a, b);

 

15-9.2.6亂數

#include <stdlib.h> #include <time.h> srand((unsigned) time (NULL));   /* 函數srand()：設定亂數種子 */ int num = a + rand() % b;   /* 函數rand()：取亂數 */ /* a：起始值      b：亂數個數 */

 

15-9.3格式化的輸入與輸出

15-9.3.1標準輸入指令

語法	scanf("格式化字串", &var1, &var2, …);
說明	1.&是位址運算子 2.字元陣列不需加&位址運算子
輸入格式	%d：十進位整數 → int %f：浮點數 → float, double %c：字元 → char %s：字串 → 字元陣列

 

15-9.3.2標準輸出指令

語法	printf("格式字串", var1, var2, …);

 

15-9.3.3跳脫字元(Escape Sequence)

跳脫字元	功能	跳脫字元	功能
\a	響鈴	\d	ASCII碼(8進位)
\b	倒退鍵	\x	ASCII碼(16進位)
\f	換頁	\/	輸出斜線
\n	換列(Enter鍵)	\\	輸出反斜線
\r	歸位	\?	輸出問號
\t	定位字元(Tab鍵)	\'	輸出單引號
\v	垂直定位	\"	輸出雙引號
\0	空字元(Null)

 

15-9.3.4格式指定字(Format Specifier)

格式指定字	功能	格式指定字	功能
-	向左靠齊	%d	10進位整數
+	正負號	%u	無號10進位整數
%%	%	%x、%X	16進位整數
%c	字元	%l	長整數，加在d、u…之前
%s	字串	%e、%E	浮點數(指數e型式)
%o	8進位整數	%f	浮點數(小數點型式)

 

15-9.3.5格式化輸出

資料	格式	執行結果
123456	%d		1	2	3	4	5	6
123456	%+d	+	1	2	3	4	5	6
123456	%10d					1	2	3	4	5	6
123456	%-10d	1	2	3	4	5	6
123456	%010d	0	0	0	0	1	2	3	4	5	6
123.456	%7.2f		1	2	3	.	4	6
123.456	%010.3f	0	0	0	1	2	3	.	4	5	6
123.456	%+10.4f		+	1	2	3	.	4	5	6	0

 

15-9.4運算子與運算式

15-9.4.1算術運算子

運算子	意義	int a = 7, b = 3	執行結果	運算子	運算式	原式
+	加法	a + b	10	+=	a += b	a = a + b
-	減法	a - b	4	-=	a -= b	a = a - b
*	乘法	a * b	21	*=	a *= b	a = a * b
/	除法	a / b	2	/=	a /= b	a = a / b
%	取餘數	a % b	1	%=	a %= b	a = a % b

 

15-9.4.2關係運算子

運算子	意義	範例	執行結果	運算子	意義	範例	執行結果
>	大於	1 > 2	False	>=	大於等於	4 >= 5	False
<	小於	2 < 3	True	<=	小於等於	5 <= 6	True
==	等於	3 == 4	False	!=	不等於	6 != 7	True

 

15-9.4.3邏輯運算子

運算子	意義	a	b	a && b	a||b
&&	AND, 且	0	0	0	0
||	OR, 或	0	1	0	1
!	NOT, 否	1	0	0	1
		1	1	1	1

 

15-9.4.4遞增/遞減運算子

運算子	說明	int i = 5; int a;	執行結果
			i	a
++	變數值加1	i++	6
--	變數值減1	i--	4
i++	執行敘述後，i加1	a = i++	6	5
++i	i加1後，執行敘述	a = ++i	6	6
i--	執行敘述後，i減1	a = i--	4	5
--i	i減1後，執行敘述	a = --i	4	4

 

15-9.5選擇敘述句

15-9.5.1if敘述

if敘述	if…else	巢狀if	if…else if…else
if (判斷條件)   敘述;	if (判斷條件)   敘述1; else   敘述2;	if (判斷條件1) {   敘述主體1;   if (判斷條件2)   {     敘述主體2;   }   … }	if (判斷條件) {   敘述主體1; } else if (判斷條件) {   敘述主體2; } … else {   敘述主體n; }
if (判斷條件) {   敘述1;   …   敘述n; }	if (判斷條件) {   敘述主體1; } else {   敘述主體2; }

 

15-9.5.2switch敘述

switch (運算式)

{

  case 選擇值1: → 選擇值只能是「字元」或「常數」

    敘述主體1;

    break; → break用於跳離switch區塊

  case 選擇值2:

    敘述主體2;

    break;

  …

  case 選擇值n:

    敘述主體n;

    break;

  default: → 當選擇值皆不成立時

    敘述主體; → 執行敍述主體

}

 

15-9.6迴圈敘述句

15-9.6.1比較for / while / do…while

for敘述	while敘述	do…while敘述
for (初值; 判斷條件; 增減量) {   敘述1;   敘述2;   …   敘述n; }	設初值; while (判斷條件) {   敘述1;   敘述2;   …   敘述n;   設增減量; }	設初值 do {   敘述1;   敘述2;   …   敘述n;   設增減量; } while (判斷條件);

 

15-9.6.2無窮迴圈

while (1)

{

  敘述主體;

}

 

15-9.6.3空迴圈

for (設初值; 判斷條件; 設增減量) { }

for (設初值; 判斷條件; 設增減量);

 

15-9.6.4巢狀迴圈

for巢狀迴圈	while巢狀迴圈
for (初值1; 條件1; 增減量1) {  for (初值2; 條件2; 增減量2)   {     …   }   … }	初值1;  while (條件1) {   初值2;   while (條件2)   {     …     增減量2;   }   …   增減量1; }

 

15-9.6.5跳離迴圈

break(跳離迴圈)	continue(返回迴圈起始處)

15-9.7函式

15-9.7.1定義函式(Function)

語法	回傳值型態 函式名稱(參數列) {   變數宣告;   陳述句;   return 回傳值; }

 

15-9.7.2函式原型(Prototype)

語法	傳回值型態 函式名稱(參數型態);
範例	int sum(int, int); int sum(int a, int b);
說明	1.函式原型通常置於main()函式外，或是標頭檔內。 2.在原始程式檔中，以#include將標頭檔含括進來。

 

15-9.7.3函式呼叫

傳值呼叫(call by value)	複製參數值傳給函式，不會影響原來的變數值。
傳參考呼叫(call by reference)	將參數位址傳給函式，會影響原來的變數值。

 

15-9.7.4遞迴函式(Recursive Function)

1.自己呼叫自己，須注意終止條件的設定。

2.使用大量的堆疊(stack)空間，容易造成記憶體不足。

3.可以改寫成迴圈形式。

 

15-9.7.5儲存類別(Storage Class)

儲存類別	保留字	宣告位置	持久性	有效範圍	備註
自動變數	auto	函式內或區塊內	暫時	區域	預設
暫存器變數	register	函式內或區塊內	暫時	區域
靜態變數	static	函式內或區塊內	持續	區域	數值預設為0 指標預設為null
外部靜態	static	函式外	持續	全域(一個檔案)
外部變數	extern	函式外	持續	全域(所有檔案)

 

15-9.7.6範圍規則(Scope)

分類	說明	包含
檔案範圍	可在整個檔案中使用	1.全域變數(Global Variable) 2.函式定義 3.函式原形
區塊範圍	可在區塊內使用， 也就是{ }包起來的範圍	1.區域變數(Local Variable) 2.巢狀區塊中的變數 3.函式的參數
函式範圍	只能在函式範圍內使用	1.goto陳述句的標名 2.switch結構的case
函式原型範圍		函式原型參數列中的識別字

 

15-9.8前置處理器

15-9.8.1#define前置處理器

1.增加程式的易讀性。

2.增加程式執行效率。

3.簡化修改常數或字串內容的複雜度。

4.可使用巨集(Macro)取代簡單函數。

 

15-9.8.2#include前置處理器

語法	#include <stdio.h>   /* 到系統設定的目錄尋找標頭檔 */
	#include "C:\exam\score.h"   /* 依指定的目錄尋找標頭檔 */

 

15-9.9陣列

15-9.9.1一維陣列

語法	型態 陣列名稱[個數];
範例	int a[6] = {16, 41, 10, 48, 26, 28};
說明	a[0] = 16; a[1] = 41; a[2] = 10; a[3] = 48; a[4] = 26; a[5] = 28 每個元素占一個int型態大小(4Bytes) sizeof(a) → 4 * 6 = 24Bytes
初值設定	int data[5] = {1};   /* 所有元素值都設為1 */ int num[] = {1, 3, 5, 7, 9};   /* 依照初值設定的個數決定陣列的大小 */ int qty[9] = {1, 2, 3, 4, 5};   /* 初值個數少於宣告元素個數，剩餘空間填0 */

 

15-9.9.2二維陣列

語法	型態 陣列名稱[列數][行數];
範例	int b[2][4] = {{27, 36, 42, 40}, {29, 5, 35, 16}};
說明	b[0][0] = 27; b[0][1] = 36; b[0][2] = 42; b[0][3] = 40; b[1][0] = 29; b[1][1] = 5; b[1][2] = 35; b[1][3] = 16; sizeof(b) → 4 * (2 * 4) = 32Bytes
初值設定	int c[][5] = { {1, 2, 3, 4, 5},    /* 未定長度之二維陣列的初值設定 */            {6, 7, 8, 9, 10},            {11, 12, 13, 14, 15} };

 

15-9.9.3陣列與函數

1.陣列元素(下標變數)作為函數傳入參數

與普通變數無區別。將陣列元素的值傳給參數，是單向傳送，兩者的終值是不同的。

2.陣列名稱作為函數參數

(1)函數收到的是陣列位址的指標(Pointer)，兩者為同一陣列，共同擁有記憶體空間。

(2)和相對應的傳入參數必須是相同型態的陣列，否則會發生錯誤。

(3)和相對應的傳入參數的長度可以不一致，但執行結果會與實際不符。

(4)在函數參數表中，允許不給參數的長度，或用一個變數來表示陣列元素的個數。

(5)多維陣列也可作為函數參數。在函數定義時，對參數可以指定每一維的長度，也可省去第一維的長度。

 

15-9.10字串

15-9.10.1字元變數

語法	char 字元變數名稱[字串長度];
範例	char a[] = "Dennis Ritchie"; sizeof(a) → 14個字元 + 字串結束字元\0 = 15Bytes
	char b = 'c'; sizeof(b) → 1個字元 = 1Byte
	char d[] = "e"; sizeof(d) → 1個字元 + 加上字串結束字元\0 = 2Bytes
說明	1.字串變數要宣告為字元陣列。 2.字串常數儲存於記憶體時，最後會加上字串結束字元\0。

 

15-9.10.2字串的輸入函數/輸出函數

語法	scanf("%s", 字元陣列名稱); printf("%s", 字元陣列名稱);	gets(字元陣列名稱); puts(字元陣列名稱);
說明	scanf()讀到Enter或空白時就結束讀取動作，並在字串結尾處加上\0。	gets()讀到Enter時才結束讀取動作，並在字串結尾處加上\0。 puts()會將\0轉換成換行字元，在輸出字串時自動換行。

 

15-9.10.3字串陣列

語法	char 字元陣列名稱[陣列大小][字串長度];
範例	char name[3][10] = {"David", "Jany Chang", "Mary Lin"};
說明	常用的字串函數放在string.h中。

 

15-9.11指標(Pointer)

15-9.11.1指標變數

語法	型態 *指標變數;
範例	int *ptrin;   /* 整數型態之指標變數 */ char *ptrch;   /* 字元型態之指標變數 */
說明	指標變數：存放變數在記憶體的位址。 指標變數占4Bytes。 sizeof(ptrin) → 4Bytes sizeof(ptrch) → 4Bytes

 

15-9.11.2指標運算子

&	位址運算子：用來取得變數或陣列元素在記憶體的位址。
*	依址取值運算子：用來取得指標指向記憶體位址的內容。

 

15-9.11.3指標的運算

設定運算	將等號右邊的值設定給左邊的指標變數。 p = &a;   /* 將a的位址存放於p */
加減運算	針對各個資料型態的長度來計算位址。 x++;   /* 將x的位址值加4Bytes(int型態的大小) */ y--;   /* 將y的位址值減1Byte(char型態的大小) */
差值運算	計算兩個指標間的距離，單位為資料型態的長度。 sub = m - n;   /* 計算m和n的距離(以int為單位的距離) */

 

15-9.11.4指標與函數

說明	函數的return敘述只能有一個回傳值。 利用指標可在函數間傳遞多個回傳值。

 

15-9.11.5指標與陣列的關係

陣列可視為指標的分身，陣列元素的排列可利用指標運算來存取。

int a[3] = {5, 7, 9};

※陣列a以指標方式表示時，a被視為指標常數，不可寫成a++。

 

15-9.11.6指標陣列

語法	型態 *陣列名稱[個數];
說明	陣列中存放的變數為指標變數。

 

15-9.11.7雙重指標：指向指標的指標

語法	型態 **指標變數;
說明	指標變數中，存放另一個指標變數的位址。

 

15-9.12結構與其他資料型態

15-9.12.1結構(Structure)

語法	struct 結構名稱 {   資料型態 欄位名稱1;   資料型態 欄位名稱2;   … };

 

15-9.12.2巢狀結構

struct date   /* 結構名稱 */ {   int month;   int day; }; struct newdata   /* 結構名稱 */ {   char name[15];   struct date birthday;   /* 結構變數 */   int score; };

 

15-9.12.3結構陣列

struct mydata student[10]; for(i=0; i<10; i++)   printf("%s got %d points! \n", student[i].name, student[i].score);

 

15-9.12.4結構指標

struct mydata student[10];   /* 結構陣列 */ struct mydata *ptr = student;   /* 結構指標，初值為student陣列的起始位址 */

 

15-9.12.5結構與函數

void get_data(struct mydata *p);   /* 函式原型，參數為結構指標 */ void print_data(struct mydata a);   /* 函式原型，參數為結構變數 */

 

15-9.12.6自訂型態(typedef)

typedef	#define
由編譯器執行	由前置處理器主導
typedef int clock; clock hour, second;	#define CLOCK int CLOCK hour, second;

 

15-9.13檔案

15-9.13.1檔案儲存在記憶體的類型

類型	儲存方式	儲存單位	檔案大小	檔案類型
文字檔 text file	ASCII碼	1個字元占1Byte，數值132956占6Bytes	較大(資料相同時)	文字資料
二進位檔 binary file	二進位格式	以資料型態的長度為儲存單位，整數132956占4Bytes	較小(資料相同時)	圖形檔、聲音檔、影像檔

 

15-9.13.2檔案存取模式

代碼	存取模式	代碼	存取模式	代碼	存取模式
r	讀取舊檔	r+	讀取、覆寫舊檔	rb	讀取二進位檔
w	覆寫新舊檔	w+	讀取、覆寫新舊檔	wb	覆寫二進位檔
a	附加新舊檔	a+	讀取、附加新舊檔	ab	附加二進位檔

 

15-9.13.3檔案處理函數(有緩衝區)

變數宣告	FILE *file; char ch; char buffer[128];
函數	功能	範例
exit	立即終止執行	void exit(int status)
fclose	關檔	fclose(file);
feof	檢查結束	int feof(FILE *fp) 傳回值：0表示檔案未結束。1表示檔案結束。
ferror	檢查錯誤	int ferror(FILE *fp); 傳回值：0表示無錯誤。1：表示錯誤。
fgetc	讀取字元	ch = fgetc(file);
fgets	讀取字串	fget(buffer, 128, file);
fopen	開檔	file = fopen(“C:\abc.txt”, “r”);
fprintf	格式化輸出	fprintf(file, “%c \n”, ch);
fputc	寫入字元	fputc(ch, file);
fputs	寫入字串	fputs(buffer, file);
fread	區塊輸入	fread(buffer, sizeof(char), 128, file);
fscanf	格式化輸入	fscanf(file, “%c”, &ch);
fseek	移動檔案指標位置	int fseek(FILE *fp, long offset, int base); offset是相對於base位置的位移量，正數表示往檔案相對於base的下幾筆移動，負數表示往檔案相對於base的上幾筆移動。 base的傳回值： 0：SEEK_SET，檔案開頭 1：SEEK_CUR，目前游標所在位置 2：SEEK_END，檔案結尾
fwrite	區塊輸出	fwrite(buffer, sizeof(char), 128, file);
rewind	重新指向檔案開頭	void rewind(FILE *fp)

 

15-9.13.4命令列參數的使用

語法	main(argc, argv) int argc; char *argv[]; {   ... }	main(int argc, char* argv[]) {   ... }
說明	argc：記錄參數個數 argv：記錄參數值