C語言程序設計（微課版）

吳紹根，男，1968年10月生，畢業於大連理工大學，碩士研究生，副教授，現為廣東輕工職業技術學院軟件技術專業專業帶頭人。十年企業工作經歷，在企業工作期間，參與或組織了多個計算機系統的設計與開發，包括：168聲訊服務系統、200長途電話直撥系統、電信綜合信息服務系統、ADSL寬帶接入系統等，這些系統被多個電信運營商采用和運營。在學校教學期間，發表科研論文20余篇，20余項知識產權，其中5項國家發明專利，主編參編教材10部，其中2部教材被列入教育部國家級規劃教材，組織7校級科研項目工作，主持參與2省級科研項目工作。代表學校參加了由中國職業教育學會主辦的“說專業群-說專業-說課程”活動，通過主題“說專業-軟件為智慧賦能-重構軟件技術專業”，向全國兄弟院校對我校的軟件技術專業做了介紹。主持多項企業項目研發，包括，無人機智慧機場集群管理系統、某地級市人力資源管理系統、某地級市幹部管理系統等系統的研發，具有豐富的項目經驗。

目錄

第1章C語言概述1

1.1C語言簡介1

1.2建立C語言程序開發環境2

1.2.1下載並安裝CLion集成環境2

1.2.2配置和驗證安裝2

1.3C語言程序基本結構5

1.4程序運行亂碼解決方法6

1.5基本輸出7

1.5.1type類型控制符8

1.5.2flags標誌控制符10

1.5.3width常用數據顯示寬度控制11

1.5.4“.precision”數據顯示精度控制11

1.5.5length控制符11

1.5.6轉義符12

1.6算法及其描述13

1.6.1使用自然語言描述算法13

1.6.2使用流程圖描述算法13

1.7案例： 微笑的自己15

1.8課後練習： 繪制圖形並計算面積16

第2章數據類型和數據運算17

2.1數據類型17

2.2變量18

2.2.1變量定義及其本質19

2.2.2變量賦值20

2.3數據輸入21

2.3.1格式說明符22

2.3.2數據輸入註意事項23

2.4數據運算24

2.4.1基本算術運算25

2.4.2強制類型轉換25

2.4.3自增和自減運算26

2.4.4復合運算符27

2.4.5表達式和運算符的優先級27

2.5常用數學函數28

2.6案例： 驗證sin2(x)+cos2(x)等於128

2.7課後練習： 三角形面積和周長29

第3章條件控制及程序分支30

3.1單分支if語句30

3.2關系運算和邏輯運算31

3.2.1關系運算與關系運算符31

3.2.2邏輯運算與邏輯運算符32

3.3雙分支if語句33

3.4多分支if語句34

3.5if語句的嵌套36

3.6條件表達式和表達式書寫註意事項37

3.6.1條件表達式37

3.6.2表達式書寫註意事項38

3.7switch語句39

3.8案例： 求一元二次方程的根41

3.9課後練習： 判斷一個年份是否是閏年42

第4章循環結構程序設計43

4.1while循環43

4.1.1while循環入門43

4.1.2while循環詳解44

4.1.3while循環使用舉例44

4.2do...while循環46

4.3for循環47

4.43種循環語句的等價性49

4.4.13種循環語句等價性舉例： 巴塞爾問題49

4.4.2宏常量與const關鍵字的使用51

4.5循環結構中的break語句和continue語句52

4.5.1break語句和continue語句使用舉例52

4.5.2隨機數發生器53

4.6循環的嵌套54

4.7案例： 猜數遊戲55

4.8課後練習： 求最大公約數和最小公倍數57

第5章數組58

5.1一維數組58

5.1.1定義數組58

5.1.2訪問數組元素58

5.1.3數組的初始化60

5.1.4sizeof關鍵字的使用60

5.1.5一維數組在內存中的存儲方式61

5.1.6一維數組應用舉例62

5.2二維數組64

5.2.1二維數組的定義和初始化64

5.2.2二維數組的訪問65

5.2.3三維及高維數組的定義和訪問65

5.2.4二維數組在內存中的存儲方式66

5.2.5二維數組應用舉例67

5.3案例： 計算學生課程成績69

5.4課後練習： 排序二維數組71

第6章字符數組和字符串72

6.1字符類型72

6.1.1字符及其編碼72

6.1.2字符類型變量73

6.1.3字符數據的輸入和輸出73

6.2字符數組74

6.2.1char類型數組的定義和初始化75

6.2.2字符數組的簡單應用75

6.3字符串77

6.3.1字符串常量77

6.3.2字符數組和字符串78

6.3.3字符串的輸入和輸出79

6.4字符數組和字符串應用舉例81

6.5常用字符串處理函數和字符型二維數組83

6.5.1常用的字符串處理函數83

6.5.2字符類型二維數組84

6.5.3字符串函數及字符二維數組的應用舉例84

6.6案例：  電子字典87

6.7課後練習：  逆轉字符矩陣89

第7章函數基礎90

7.1函數的分類及其意義90

7.1.1C語言標準庫函數90

7.1.2自定義函數91

7.1.3函數是程序模塊化和分工協作的基礎92

7.2定義函數92

7.2.1一個簡單的自定義函數92

7.2.2定義函數的一般形式93

7.2.3定義函數舉例93

7.3調用函數95

7.3.1調用自定義函數舉例95

7.3.2函數調用的一般形式及其應用96

7.3.3函數的形參和實參97

7.3.4函數聲明100

7.3.5文件包含#include預處理命令的本質102

7.4函數的嵌套調用和遞歸調用103

7.4.1函數的嵌套調用103

7.4.2函數的遞歸調用104

7.5數組作為函數參數105

7.5.1數組元素作為函數參數105

7.5.2數組名作為函數參數107

7.5.3二維數組名作為函數參數110

7.6案例： 檢查回文數字114

7.7課後練習： 求斐波那契數列任一項的值116

第8章函數進階117

8.1變量的作用域和變量的存儲類型117

8.1.1變量的作用域117

8.1.2變量的存儲類型121

8.2C語言預處理命令123

8.2.1#define預處理命令123

8.2.2#undef預處理命令125

8.2.3#ifndef...#endif預處理命令125

8.3程序工程管理和extern關鍵字及其使用126

8.3.1程序工程管理126

8.3.2extern關鍵字及其使用127

8.4程序調試129

8.5案例： 圖書信息管理系統132

8.6課後練習： 學生信息管理系統136

第9章指針基礎137

9.1存儲器和存儲器地址137

9.2指針變量入門138

9.2.1定義指針變量138

9.2.2取地址運算符&及其使用139

9.2.3取內容運算符及其使用139

9.2.4指針的形象理解140

9.3指針與一維數組141

9.3.1指針與一維數組基礎141

9.3.2使用指針操作一維數組舉例143

9.4指針與二維數組146

9.4.1指針與二維數組基礎146

9.4.2二維數組地址的等價性148

9.5指針與字符數組和字符串150

9.5.1指向字符變量的指針150

9.5.2指向字符數組元素的指針150

9.5.3指向字符串常量的指針151

9.6案例： 二維數組排序153

9.7課後練習： 字符串逆轉154

第10章指針進階155

10.1指針數組和二級指針155

10.1.1指針數組155

10.1.2二級指針158

10.2指針與函數160

10.2.1指針作為函數參數160

10.2.2指針作為函數返回值及nullptr空指針的使用165

10.2.3函數指針變量及其應用167

10.3動態內存分配169

10.3.1動態內存分配入門169

10.3.2動態內存申請及釋放庫函數171

10.3.3動態內存申請應用舉例172

10.4帶參數的main()函數173

10.4.1在命令行終端執行程序173

10.4.2帶參數的main()函數的參數含義及其使用174

10.4.3生成沒有調試信息的可執行文件並交付用戶使用176

10.5指針使用中常見錯誤177

10.5.1錯誤一：  使用未初始化的指針178

10.5.2錯誤二：  返回局部變量的地址作為指針179

10.5.3錯誤三：  沒有釋放動態申請的內存空間180

10.6案例： 自制運算器180

10.7課後練習： 小字符串連接成大字符串183

第11章結構體184

11.1結構體入門184

11.2結構體類型定義和使用詳解186

11.2.1結構體類型定義186

11.2.2定義和使用結構體變量187

11.2.3結構體類型的嵌套及其使用188

11.3結構體與數組189

11.4結構體與指針190

11.4.1結構體指針的基本使用190

11.4.2結構體與動態內存分配191

11.5結構體與函數193

11.5.1結構體作為函數參數193

11.5.2結構體作為函數的返回值194

11.6聯合體union195

11.7枚舉類型198

11.8使用typedef自定義類型名稱200

11.9案例： 基於鏈表的圖書信息管理系統202

11.10課後練習： 完善圖書信息管理系統210

第12章文件操作211

12.1文件操作概述211

12.2文件讀/寫入門212

12.2.1將數據寫入文件中212

12.2.2從文件中讀取數據213

12.3文件讀/寫的一般過程及其關鍵函數214

12.3.1打開文件：  fopen()214

12.3.2寫數據到文件中：  fwrite()、fprintf()、fputs()、fputc()216

12.3.3從文件中讀取數據：  fread()、fscanf()、fgets()、fgetc()217

12.3.4關閉文件：  fclose()219

12.3.5文件操作錯誤碼及其處理方式219

12.4以文本模式或二進制模式打開文件220

12.4.1以二進制（十六進制）模式觀察文件的原始內容220

12.4.2以文本模式或二進制打開文件的總結222

12.5文件讀/寫位置定位224

12.5.1移動讀/寫位置指針到文件開始處：  rewind()224

12.5.2設定讀/寫位置指針到指定位置：  fseek()225

12.5.3獲取讀/寫位置指針的當前位置：  ftell()228

12.6讀/寫結構化數據229

12.6.1讀/寫單個結構化數據229

12.6.2讀/寫結構體數組數據230

12.7案例： 保存圖書信息到文件232

12.8課後練習： 個人財務管理系統239

第13章位操作和地址空間對齊241

13.1位操作241

13.1.1位邏輯運算241

13.1.2移位運算242

13.1.3位操作應用舉例242

13.2位段246

13.2.1定義和訪問位段246

13.2.2位段使用舉例247

13.2.3定義位段註意事項248

13.3地址空間對齊248

13.3.1地址空間對齊的基本概念249

13.3.2修改地址空間對齊方式250

13.3.3地址空間對齊應用251

13.4案例： 基於位段的數制轉換252

13.5課後練習： 絢麗跑馬燈254

第14章AI輔助編程255

14.1AI輔助編程初探255

14.2使用AI輔助編程插件258

14.2.1安裝AI輔助編程插件259

14.2.2AI輔助編程功能介紹260

14.3正確使用AI輔助編程261

參考文獻262