2007年7月21日星期六

C语言难点

这篇文章主要是介绍一些在复习C语言的过程中笔者个人认为比较重点的地方,较好的掌握这些重点会使对C的运用更加得 心应手。此外会包括一些细节、易错的地方。涉及的主要内容包括:变量的作用域和存储类别、函数、数组、字符串、指针、文件、链表等。一些最基本的概念在此 就不多作解释了,仅希望能有只言片语给同是C语言初学者的学习和上机过程提供一点点的帮助。

变量作用域和存储类别:

了解了基本的变量类型后,我们要进一步了解它的存储类别和变量作用域问题。

变量类别 子类别
局部变量 静态变量(离开函数,变量值仍保留)
自动变量
寄存器变量
全局变量 静态变量(只能在本文件中用)
非静态变量(允许其他文件使用)

换一个角度

变量类别 子类别
静态存储变量 静态局部变量(函数)
静态全局变量(本文件)
非静态全局/外部变量(其他文件引用)
动态存储变量 自动变量
寄存器变量
形式参数

extern 型的存储变量在处理多文件问题时常能用到,在一个文件中定义 extern型的变量即说明这个变量用的是其他文件的。顺便说一下,笔者在做课设时遇到out of memory的错误,于是改成做多文件,再把它include进来(注意自己写的*.h要用“”不用<>),能起到一定的效用。static 型的在读程序写结果的试题中是个考点。多数时候整个程序会出现多个定义的变量在不同的函数中,考查在不同位置同一变量的值是多少。主要是遵循一个原则,只 要本函数内没有定义的变量就用全局变量(而不是main里的),全局变量和局部变量重名时局部变量起作用,当然还要注意静态与自动变量的区别。

函数:

对 于函数最基本的理解是从那个叫main的单词开始的,一开始总会觉得把语句一并 写在main里不是挺好的么,为什么偏择出去。其实这是因为对函数还不够熟练,否则函数的运用会给我们编程带来极大的便利。我们要知道函数的返回值类型, 参数的类型,以及调用函数时的形式。事先的函数说明也能起到一个提醒的好作用。所谓形参和实参,即在调用函数时写在括号里的就是实参,函数本身用的就是形 参,在画流程图时用平行四边形表示传参。

函数的另一个应用例子就是递归了,笔者开始比较头疼的问题,反应总是比较迟钝,按照老师的方法,把递归的过程耐心准确的逐级画出来,学习的效果还是比较好的,会觉得这种递归的运用是挺巧的,事实上,著名的八皇后、汉诺塔等问题都用到了递归。

例子:
long fun(int n)
{
long s;
if(n==1||n==2) s=2;
else s=n-fun(n-1);
return s;
}
main()
{
printf("%ld",fun(4));
}

数组:

分为一维数组和多维数组,其存储方式画为表格的话就会一目了然,其实就是把相同类型的变量有序的放在一起。因此,在处理比较多的数据时(这也是大多数的情况)数组的应用范围是非常广的。

具 体的实际应用不便举例,而且绝大多数是与指针相结合的,笔者个人认为学习数组在 更大程度上是为学习指针做一个铺垫。作为基础的基础要明白几种基本操作:即数组赋值、打印、排序(冒泡排序法和选择排序法)、查找。这些都不可避免的用到 循环,如果觉得反应不过来,可以先一点点的把循环展开,就会越来越熟悉,以后自己编写一个功能的时候就会先找出内在规律,较好的运用了。另外数组做参数 时,一维的[]里可以是空的,二维的第一个[]里可以是空的但是第二个[]中必须规定大小。

冒泡法排序函数:
void bubble(int a[],int n)
{
int i,j,k;
for(i=1,i for(j=0;j if(a[j]>a[j+1])
{
k=a[j];
a[j]=a[j+1];
a[j+1]=k;
}
}

选择法排序函数:
void sort(int a[],int n)
{
int i,j,k,t;
for(i=0,i {
k=i;
for(j=i+1;j if(a[k] if(k!=i)
{
t=a[i];
a[i]=a[k];
a[k]=t;
}
}
}

折半查找函数(原数组有序):
void search(int a[],int n,int x)
{
int left=0,right=n-1,mid,flag=0;
while((flag==0)&&(left<=right))
{
mid=(left+right)/2;
if(x==a[mid])
{
printf("%d%d",x,mid);
flag =1;
}
else if(x else left=mid+1;
}
}

相关常用的算法还有判断回文,求阶乘,Fibanacci数列,任意进制转换,杨辉三角形计算等等

字符串:

字 符串其实就是一个数组(指针),在scanf的输入列中是不需要在前面加 “&”符号的,因为字符数组名本身即代表地址。值得注意的是字符串末尾的‘\0’,如果没有的话,字符串很有可能会不正常的打印。另外就是字符串 的定义和赋值问题了,笔者有一次的比较综合的上机作业就是字符串打印老是乱码,上上下下找了一圈问题,最后发现是因为

char *name;

而不是

char name[10];

前者没有说明指向哪儿,更没有确定大小,导致了乱码的错误,印象挺深刻的。

另外,字符串的赋值也是需要注意的,如果是用字符指针的话,既可以定义的时候赋初值,即

char *a="Abcdefg";

也可以在赋值语句中赋值,即

char *a;
a="Abcdefg";

但如果是用字符数组的话,就只能在定义时整体赋初值,即char a[5]={"abcd"};而不能在赋值语句中整体赋值。

常用字符串函数列表如下,要会自己实现:

函数作用 函数调用形式 备注
字符串拷贝函数 strcpy(char*,char *) 后者拷贝到前者
字符串追加函数 strcat(char*,char *) 后者追加到前者后,返回前者,因此前者空间要足够大
字符串比较函数 strcmp(char*,char *) 前者等于、小于、大于后者时,返回0、正值、负值。注意,不是比较长度,是比较字符ASCII码的大小,可用于按姓名字母排序等。
字符串长度 strlen(char *) 返回字符串的长度,不包括'\0'.转义字符算一个字符。
字符串型->整型 atoi(char *)
整型->字符串型 itoa(int,char *,int) 做课设时挺有用的
sprintf(char *,格式化输入) 赋给字符串,而不打印出来。课设时用也比较方便

注:对字符串是不允许做==或!=的运算的,只能用字符串比较函数

指针:

指 针可以说是C语言中最关键的地方了,其实这个“指针”的名字对于这个概念的理解 是十分形象的。首先要知道,指针变量的值(即指针变量中存放的值)是指针(即地址)。指针变量定义形式中:基本类型 *指针变量名 中的“*”代表的是这是一个指向该基本类型的指针变量,而不是内容的意思。在以后使用的时候,如*ptr=a时,“*”才表示ptr所指向的地址里放的内 容是a。

指针比较典型又简单的一应用例子是两数互换,看下面的程序,

swap(int c,int d)
{
int t;
t=c;
c=d;
d=t;
}
main()
{
int a=2,b=3;
swap(a,b);
printf(“%d,%d”,a,b);
}

这是不能实现a和b的数值互换的,实际上只是形参在这个函数中换来换去,对实参没什么影响。现在,用指针类型的数据做为参数的话,更改如下:

swap(#3333FF *p1,int *p2)
{
int t;
t=*p1;
*p1=*p2;
*p2=t;
}
main()
{
int a=2,b=3;
int *ptr1,*ptr2;
ptr1=&a;
ptr2=&b;
swap(prt1,ptr2);
printf(“%d,%d”,a,b);
}

这样在swap中就把p1,p2 的内容给换了,即把a,b的值互换了。

指针可以执行增、减运算,结合++运算符的法则,我们可以看到:

*++s

取指针变量加1以后的内容

*s++ 取指针变量所指内容后s再加1
(*s)++ 指针变量指的内容加1

指针和数组实际上几乎是一样的,数组名可以看成是一个常量指针,一维数组中ptr=&b[0]则下面的表示法是等价的:

a[3]等价于*(a+3)
ptr[3]等价于*(ptr+3)

下面看一个用指针来自己实现atoi(字符串型->整型)函数:

int atoi(char *s)
{
int sign=1,m=0;
if(*s=='+'||*s=='-') /*判断是否有符号*/
sign=(*s++=='+')?1:-1; /*用到三目运算符*/
while(*s!='\0') /*对每一个字符进行操作*/
{
m=m*10+(*s-'0');
s++; /*指向下一个字符*/
}
return m*sign;
}

指向多维数组的指针变量也是一个比较广泛的运用。例如数组a[3][4],a代表的实际是整个二维数组的首地址,即第0行的首地址,也就是一个指针变量。而a+1就不是简单的在数值上加上1了,它代表的不是a[0][1],而是第1行的首地址,&a[1][0]。

指针变量常用的用途还有把指针作为参数传递给其他函数,即指向函数的指针
看下面的几行代码:

void Input(ST *);
void Output(ST *);
void Bubble(ST *);
void Find(ST *);
void Failure(ST *);
/*函数声明:这五个函数都是以一个指向ST型(事先定义过)结构的指针变量作为参数,无返回值。*/

void (*process[5])(ST *)={Input,Output,Bubble,Find,Failure};
/*process被调用时提供5种功能不同的函数共选择(指向函数的指针数组)*/

printf("\nChoose:\n?");
scanf("%d",&choice);
if(choice>=0&&choice<=4)
(*process[choice])(a); /*调用相应的函数实现不同功能*;/

总之,指针的应用是非常灵活和广泛的,不是三言两语能说完的,上面几个小例子只是个引子,实际编程中,会逐渐发现运用指针所能带来的便利和高效率。

文件:

函数调用形式 说明
fopen("路径","打开方式") 打开文件
fclose(FILE *) 防止之后被误用
fgetc(FILE *) 从文件中读取一个字符
fputc(ch,FILE *) 把ch代表的字符写入这个文件里
fgets(FILE *) 从文件中读取一行
fputs(FILE *) 把一行写入文件中
fprintf(FILE *,"格式字符串",输出表列) 把数据写入文件
fscanf(FILE *,"格式字符串",输入表列) 从文件中读取
fwrite(地址,sizeof(),n,FILE *) 把地址中n个sizeof大的数据写入文件里
fread(地址,sizeof(),n,FILE *) 把文件中n个sizeof大的数据读到地址里
rewind(FILE *) 把文件指针拨回到文件头
fseek(FILE *,x,0/1/2) 移动文件指针。第二个参数是位移量,0代表从头移,1代表从当前位置移,2代表从文件尾移。
feof(FILE *) 判断是否到了文件末尾

文件打开方式 说明
r 打开只能读的文件
w 建立供写入的文件,如果已存在就抹去原有数据
a 打开或建立一个把数据追加到文件尾的文件
r+ 打开用于更新数据的文件
w+ 建立用于更新数据的文件,如果已存在就抹去原有数据
a+ 打开或建立用于更新数据的文件,数据追加到文件尾

注:以上用于文本文件的操作,如果是二进制文件就在上述字母后加“b”。

我 们用文件最大的目的就是能让数据保存下来。因此在要用文件中数据的时候,就是要 把数据读到一个结构(一般保存数据多用结构,便于管理)中去,再对结构进行操作即可。例如,文件aa.data中存储的是30个学生的成绩等信息,要遍历 这些信息,对其进行成绩输出、排序、查找等工作时,我们就把这些信息先读入到一个结构数组中,再对这个数组进行操作。如下例:

#include
#include
#define N 30

typedef struct student /*定义储存学生成绩信息的数组*/
{
char *name;
int chinese;
int maths;
int phy;
int total;
}ST;

main()
{
ST a[N]; /*存储N个学生信息的数组*/
FILE *fp;
void (*process[3])(ST *)={Output,Bubble,Find}; /*实现相关功能的三个函数*/
int choice,i=0;
Show();
printf("\nChoose:\n?");
scanf("%d",&choice);
while(choice>=0&&choice<=2)
{
fp=fopen("aa.dat","rb");
for(i=0;i fread(&a[i],sizeof(ST),1,fp); /*把文件中储存的信息逐个读到数组中去*/
fclose(fp);
(*process[choice])(a); /*前面提到的指向函数的指针,选择操作*/
printf("\n");
Show();
printf("\n?");
scanf("%d",&choice);
}
}

void Show()
{
printf("\n****Choices:****\n0.Display the data form\n1.Bubble it according to the total score\n2.Search\n3.Quit!\n");
}

void Output(ST *a) /*将文件中存储的信息逐个输出*/
{
int i,t=0;
printf("Name Chinese Maths Physics Total\n");
for(i=0;i {
t=a[i].chinese+a[i].maths+a[i].phy;
a[i].total=t;
printf("%4s%8d%8d%8d%8d\n",a[i].name,a[i].chinese,a[i].maths,a[i].phy,a[i].total);
}
}

void Bubble(ST *a) /*对数组进行排序,并输出结果*/
{
int i,pass;
ST m;
for(pass=0;pass for(i=0;i if(a[i].total {
m=a[i]; /*结构互换*/
a[i]=a[i+1];
a[i+1]=m;
}
Output(a);
}

void Find(ST *a)
{
int i,t=1;
char m[20];
printf("\nEnter the name you want:");
scanf("%s",m);
for(i=0;i if(!strcmp(m,a[i].name)) /*根据姓名匹配情况输出查找结果*/
{
printf("\nThe result is:\n%s, Chinese:%d, Maths:%d, Physics:%d,Total:%d\n",m,a[i].chinese,a[i].maths,a[i].phy,a[i].total);
t=0;
}
if(t)
printf("\nThe name is not in the list!\n");
}

链表:
链表是C语言中另外一个难点。牵扯到结点、动态分配空间等等。用结构作为链表的结点是非常适合的,例如:

struct node
{
int data;
struct node *next;
};

其中next是指向自身所在结构类型的指针,这样就可以把一个个结点相连,构成链表。

链表结构的一大优势就是动态分配存储,不会像数组一样必须在定义时确定大小,造成不必要的浪费。用malloc和free函数即可实现开辟和释放存储单元。其中,malloc的参数多用sizeof运算符计算得到。

链表的基本操作有:正、反向建立链表;输出链表;删除链表中结点;在链表中插入结点等等,都是要熟练掌握的,初学者通过画图的方式能比较形象地理解建立、插入等实现的过程。

typedef struct node
{
char data;
struct node *next;
}NODE; /*结点*/

正向建立链表:
NODE *create()
{
char ch='a';
NODE *p,*h=NULL,*q=NULL;
while(ch<'z')
{
p=(NODE *)malloc(sizeof(NODE)); /*强制类型转换为指针*/
p->data=ch;
if(h==NULL) h=p;
else q->next=p;
ch++;
q=p;
}
q->next=NULL; /*链表结束*/
return h;
}

逆向建立:

NODE *create()
{
char ch='a';
NODE *p,*h=NULL;
while(ch<='z')
{
p=(NODE *)malloc(sizeof(NODE));
p->data=ch;
p->next=h; /*不断地把head往前挪*/
h=p;
ch++;
}
return h;
}

用递归实现链表逆序输出:

void output(NODE *h)
{
if(h!=NULL)
{
output(h->next);
printf("%c",h->data);
}
}

插入结点(已有升序的链表):

NODE *insert(NODE *h,int x)
{
NODE *new,*front,*current=h;
while(current!=NULL&&(current->data {
front=current;
current=current->next;
}
new=(NODE *)malloc(sizeof(NODE));
new->data=x;
new->next=current;
if(current==h) /*判断是否是要插在表头*/
h=new;
else front->next=new;
return h;
}

删除结点:

NODE *delete(NODE *h,int x)
{
NODE *q,*p=h;
while(p!=NULL&&(p->data!=x))
{
q=p;
p=p->next;
}
if(p->data==x) /*找到了要删的结点*/
{
if(p==h) /*判断是否要删表头*/
h=h->next;
else q->next=p->next;
free(p); /*释放掉已删掉的结点*/
}
return h;
}

没有评论: