【假一罚四】换个姿势学C语言

 关于本书 

从2002年开始，笔者陆续在培训机构、大学和企业里担任程序设计课程的教师，
培训的对象包括在校大学生和已经工作了多年的程序员，也包括从其他专业转过来的学
生。很多学生往往在入门阶段非常迷茫，感觉“看了很多书，听了很多课，但仍然没有
编程思路，仍然不会动手写程序”，进而选择了“从入门到放弃”。这促使笔者开始思
索是什么原因造成了这样的情况，学编程一定需要“天赋”吗？有没有一种学习路径可
以在降低难度的同时训练学生的编程思维？

为了解决这些问题，在过去十几年里笔者和同事始终坚持带领学生以项目实训的方
式展开学习，用项目需求来推动技术学习，取得了不错的教学效果，也积累了一些实训
案例。

在2018年的某次授课中，一名学生提出“我们能不能不在‘黑框框’下编程”，这
激发了笔者进行新课程设计的动力并设计了 “外汇牌价看板”实训项目用于教学，同时
也开始了这本实践指导书的编写。2019—2021年我们分别在多个教学班级进行了教学试
点，取得了很好的教学效果，在此基础上最终完成了本书。

 本书的读者 

如果你符合下列条件之一：

 ●准备开始学习软件开发，但不知道如何入门，也不知道方向； 
●学过某种程序设计语言，但不知道它有什么用，也无法将其应用于实践； 
●会做很多练习题，但从来没有从头至尾完成过一个项目； 
● 之前学习的挫折让你产生学不会编程这样消极的念头。

那么这本书就是适合你的。本书使用最简单的 C 语言作为入门语言，对读者之前的专
业、编程经验没有特殊要求。

 本书特色 

在本书的编写过程中，笔者始终把“急用先学、学以致用”作为最重要的原则，
避免对语言细节的过多深究造成的学习压力和乏味感；按照“先在实践中发现问题，再
学习相应的理论知识或技能来解决问题”的思路，让读者以最快的速度进入项目开发状
态，并在这个过程中有意识地锻炼读者发现问题、分析问题和解决问题的能力。

换个姿势学
C
语言

IV

因此，本书不是一本讲述C语言细节的专著，而是一本实践指导书。它着重帮助读
者建立对程序设计的系统认知，并通过案例来培养和锻炼读者的编程思维，积累编程经
验，从而度过最艰难的入门阶段。

本书所使用的案例放弃了传统C语言教学中纯文本模式下的编程，加入了对图形显
示原理和方法的介绍，并最终完成基于图形用户界面的项目开发。

 如何使用本书 

本书是一本实践指导书，全书是完全围绕完成“外汇牌价看板”这个目标而设计的。
因此，除了第1课是必备的背景知识外，从第2课开始每课都要解决一个或多个实际问题。

按照这种方式学习编程已经被大量学习者证明是最有效的，也最符合软件工程师日
常学习和工作的模式，对锻炼读者的编程思维和习惯养成是非常有益的。

第2~9课课后都安排了“小结”和“进度检查表”，请读者务必确保在完成了“进度
检查表”中每一个任务后再继续后续章节的学习。

更重要的建议是，读者在按照本书的指引完成实训项目的开发后，需要抛开这本书
按照自己的思路和想法，尝试找到比本书更好的方式来重新设计和实现一次“外汇牌价
看板”程序。如果读者真的这样做了，一定会有额外的收获。

 本书的案例 

在本书中，笔者将与读者共同从零开始逐步完成“外汇牌价看板”这个小型应用程序。

但“罗马不是一天建成的”，谁也不可能一开始就有能力完成整个程序的开发。
在最终实现“外汇牌价看板”程序之前我们将要学习程序和计算机的基础概念、基础的
C语言语法知识和数据结构，以及从文本界面逐渐过渡到图形用户界面，并且在这个过
程中设计软件需要的基础功能，才可以最后将它们“组装”成可以交付的“外汇牌价看
板”程序。在这个软件开发过程中读者需要先完成如表0-1所列的65个小任务，它们分布
在第2~9课中。

表0-1 书中涉及的65个任务

任务编码

任务名称

L02_01_HELLOWORLD

第1个C语言程序

L03_01_PRINTF

printf函数的基本用法

L03_02_ESCAPE_CHARACTERS

在printf函数中使用转义符

L03_03_SAY_HELLO_FOR_MANY_TIMES

多次调用一个函数

L04_01_RATES_EXAMPLE

使用外汇牌价接口库获取指定外币中行折
算价

L04_02_ADDRESS_OF_VARIABLE

显示变量的内存地址

L04_03_AVOID_OVERFLOW

使用更大的数据类型解决溢出问题

L04_04_CONDITIONAL_EXPRESSION

显示条件表达式的值

L04_05_IF_STATEMENT

使用if语句显示较大的数值

前 
言

V

续表

任务编码

任务名称

L05_01_GET_RATES_BY_CODE

根据货币代码获得完整的外汇牌价数据

L05_02_TRAVERSAL_IN_ARRAY

使用goto语句遍历数组

L05_03_FOR_EXAMPLE

使用for循环遍历数组

L05_04_SIZEOF_OPERATOR

使用sizeof运算符计算数组大小

L05_05_OUT_OF_ARRAY

数组访问越界

L05_06_ARRAY_LIMIT

了解数组大小限制

L05_07_MALLOC

动态分配内存

L05_08_ADDRESS_OF_VARIABLE

获取变量的地址

L05_09_CHAGE_VARIABLE_WITH_POINTER

使用指针改变变量的值

L05_10_ACCESS_LARGE_ARRAY

“伪造”一个大数组

L05_11_FIND_MAX_IN_ARRAY

在数组中查找最大值的函数

L05_12_SWAP_ELEMENT

用函数交换变量的值

L05_13_SORT_ARRAY

数组排序

L05_14_CHAR

C语言中的字符编码

L05_15_KEY_IN_CHAR

从键盘输入字符

L05_16_STRING_CONST

C语言中的字符串常量

L05_17_STRING_VARIABLE

C语言中存储可变字符串的方法

L05_18_KEY_IN_STR

从键盘输入字符串

L05_19_GET_RATES_AND_CURRENCY_NAME_BY_
CODE

获取和显示全部牌价数据

L06_01_STRING_LENGTH

计算字符串长度

L06_02_INDEX_OF_CHAR

在字符串中查找特定字符

L06_03_TO_LOWER_CASE

大写字母转换为小写字母

L06_04_STRING_COPY

字符串复制

L06_05_SCANF_NUMBER

使用scanf函数输入数值

L06_06_SCANF_STRING

使用scanf函数输入字符串的隐患及解决
方法

L06_07_SCANF_MULTI_VARIABLES

使用scanf函数输入多项数据

L06_08_INPUT_FUNCTION

典型用户输入功能实现

L06_09_INPUT_INTEGER

输入整数并检查有效性

L06_10_INPUT_CHAR

输入字符并检查有效性

L06_11_INPUT_STRING

输入字符串并检查有效性

L06_12_USE_MARS_LIB

引用Mars函数库

L07_01_STRUCT

在程序中使用结构体

L07_02_SIZE_OF_STRUCT

计算结构体变量的大小

L07_03_DISPLAY_ADDRESS_OF_MEMBERS

显示结构体成员的内存地址

L07_04_MEMORY_ALIGNMENT

内存对齐

L07_05_TYPE_DEF

自定义数据类型

L07_06_GET_RATE_RECORD_BY_CODE

根据货币代码获取外币牌价

L07_07_OPEN_AND_WRITE_FILE

向文件中写数据

换个姿势学
C
语言

续表

任务编码

任务名称

L07_08_OPEN_AND_READ_FILE

从文件中读数据

L07_09_SAVE_USD_RATES

保存美元牌价数据到磁盘文件

L07_10_READ_RATES_FROM_FILE

从磁盘文件读取牌价数据

L07_11_READ_RATES_TO_STRUCTURE_ARRAY

将外币牌价读取到结构体数组

L07_12_READ_RATES_ONE_BY_ONE

逐一读取所有外币牌价

L07_13_GET_AND_DISPLAY_ALL_RATES

一次读取全部外币牌价数据并显示

L07_14_GET_AND_SAVE_ALL_RATES

一次读取全部外币牌价数据并保存到磁盘
文件

L07_15_DISPLAY_RATES_IN_FILE

显示磁盘文件中的全部外币牌价数据

L08_01_PUT_PIXEL

在屏幕上绘制点

L08_02_DRAW_LINES

在屏幕上绘制线

L08_03_SET_COLOR

控制绘图颜色

L08_04_DRAW_BOX

绘制和填充矩形框

L09_01_DISPLAY_BMP

显示BMP图片

L09_02_DISPLAY_BMP_V2

改进显示BMP图片的程序

L09_03_DISPLAY_TEXT

在图形窗口中显示文本

L09_04_SET_AND_RESTORE_DISPLAY_MODE

设置和恢复屏幕分辨率

L09_05_NO_BORDER_AND_BUTTONS

实现无边框、无按钮的窗口

L09_06_SET_FULL_SCREEN_WINDOW

设置和恢复屏幕模式

完成这些任务后，我们将在第10课最终完成“外汇牌价看板”程序，在第11课通过
改善程序的细节使其达到交付标准。“外汇牌价看板”最终运行效果如图0-1所示，并且
每隔5分钟会自动刷新并显示最新的外汇牌价信息。

图0-1 “外汇牌价看板”运行效果

前 
言

 本书的网络资源 

本书案例所需的素材、程序文件、全部案例代码以及因篇幅原因未能收入书中的内
容，读者可以从清华大学出版社的网站下载，下载请扫描下面的二维码。

G:\文件帮科技\换个姿势学C语言 1校袁超0609\1校替换0601\二维码\P1 ，扩展阅读：《重新认识计算机》.png

欢迎各位读者通过电子邮件（hexh@163.com）与笔者联系，提出指正的意见、建议
或在使用本书过程中遇到的问题。

本书的创作灵感来自日常教学中与学生们的交流和互动，他们的学习热情也感染和
支持我完成这项工作。中国地质大学（北京）的项乐、浙江工业大学教科学院的廖伟霞
参与了本书部分案例代码的编写和测试工作，并从读者的角度提出了很多有益的建议。

清华大学出版社的编辑老师在本书写作期间给予了很多帮助和指导，本书的很多修
正来自于他们的宝贵意见，也是在他们的帮助下本书才得以出版。

何旭辉

 2022年8月于武汉

这是一本指引零基础读者使用C语言逐步完成一个完整项目的实践指导书。全书以完成“外汇牌价看板”项目为目标，将编程语言基础、程序设计及调试方法、软件工程实践的经验融入其中，帮助初学者度过最艰难的入门阶段。
全书共11课：编程基础（第1～3课）介绍了什么是程序、不同编程语言的特点、C语言程序的结构以及使用Visual Studio 2022编写C语言程序的方法；C语言核心知识（第4～7课）从实际需求出发介绍了C语言程序中常用的数据结构，包括变量、结构体、数组等，这部分还介绍了指针、动态内存分配和文件访问、自定义函数库的知识；图形用户界面实现原理和方法（第8、9课）以在屏幕上绘制“点”为基础，逐步介绍显示图形、位图的方法和原理，并将文本界面的“外汇牌价看板”程序升级到图形用户界面；“外汇牌价看板”程序的完成与交付（第10、11课），在前面已完成内容的基础上对“外汇牌价看板”进行重构，完善细节并使其达到交付标准。此外，在附录A（电子版形式，请扫描第1页的二维码获取）介绍了一些有关计算机的基础知识。
《换个姿势学C语言》不仅适合对学习编程感到困难的读者，也适合那些“看了很多书，听了很多课，但仍然没有编程思路，不会动手写程序”的读者，还适合没有编程经验的读者学习。

? 这是一本按照“先让读者在实践中遇到问题，再通过理论学习来解决问题”思路编写的C语言实践指导书；
? 全书本着“急用先学，学以致用”的原则，将一个完整项目开发过程分解为65个任务，将C语言的核心知识点按照项目需求的顺序贯穿其中，并注重编程思维和编码习惯的训练；
? 使用《换个姿势学C语言》，读者可快速进入项目开发状态，锻炼发现问题、分析问题和解决问题的核心能力。