C语言程序设计

在计算机发展的历史上，没有哪一种程序设计语言像C语言这样应用如此广泛。C语言既具有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。它既可以作为工作系统设计语言，编写系统应用程序；又可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。它的应用范围广泛，具备很强的数据处理能力，不仅仅是在软件开发上，而且各类科研都需要用到C语言，适合编写系统软件，以及三维、二维图形、动画、单片机、嵌入式系统开发等工程应用。
C语言从UNIX的兴起一直到现在，在业内历经几十年而从未衰落过。而且C语言是很多主流开发语言的母体，.NET的底层、Java的底层都是用C语言开发的。虽然很多新语言来势汹汹，但究其根源，都脱离不开C语言，可见，它是最稳固的语言。C语言的应用领域几乎无处不在: 服务器、嵌入式、物联网、移动互联网、信息安全、游戏等。随着大数据、云计算、人工智能、信息安全乃至量子计算与量子编程等相关科学的发展，C语言及其编程技术将会被推广到更加广泛、深远的研究领域。本书具有以下特点。
1. 具有广泛的参考价值
C语言是国内外广泛推广使用的结构化程序设计语言，它功能丰富、表达能力强、使用方便灵活、应用面广、目标程序效率高、可移植性好，既有高级语言的优点，又有低级语言的许多特点；既可用于开发系统软件，又可用于开发应用软件，在教学和实际研发中都得到了广泛应用。国内外所有高等院校都以不同的课程性质开设C语言程序设计这门课。同时，C语言也是国内考研专业课、全国计算机等级考试（二级）的考试科目之一。可见，本书既可以作为一门计算机相关专业的专业基础课教材，又可以作为报考研究生、计算机等级考试者以及其他计算机编程人员的参考资料使用。
2. 全面反映新工科、应用型本科教学理念
本书一方面遵循理工科课程以“学科体系”为线索的指导思想，在教材内容的知识结构上以概念、理论为主线进行编写；另一方面紧密结合“培养学生实践能力为中心”的培养目标，为了突出技术的综合应用能力培养，加强实践操作和技能训练，本书在各章都配备了相关的例题、实验设计和练习，循序渐进地培养学生从扎实掌握基本知识扩展到学会实际问题的定位、解析并直到解决问题的能力上。
3. 作为新时代信息化教学教材，体现教学资源共建共享
融入了“互联网＋”的特点，每章实验和练习以二维码的形式提供源代码和答案，读者通过扫描二维码即可阅读、使用丰富的配套资源，既结合了新时代、新工具的特点，提高了互联网时代读者阅读教材的兴趣，又有助于教师潜移默化地贯彻创新性的教学改革思维。在为读者提供“纸质版教材＋数字化资源”的沉浸式体验的同时，又全面体现了新时代信息化教学改革的特色。
4. 编写内容、形式适合本科教学特点
本书内容经过精心组织，体系合理、结构严谨，全面介绍了C语言程序设计的基本思想、方法和解决实际问题的技巧，每章设计了例题、实验、练习，均提供了源代码。教材内容的组织形式由浅入深、循序渐进，以便于学生学习并有利于提高学生的程序设计的能力。同时，本书内容丰富，注重实践，帮助学生在理解和掌握基本知识的基础上，提高学生的逻辑分析、抽象思维和程序设计的能力，培养学生用计算机编程解决实际问题的能力。
本书由泰山学院雷靖和宋家庆编著。本书能顺利完成编写，参考了大量书籍和网络资源，谨向帮助该书出版的所有同事、朋友、同仁表示真挚的感谢。
由于编著者水平有限，本书难免有疏漏之处，敬请读者批评、斧正。

编著者2022年6月

C语言是国内外广泛推广使用的程序设计语言，既可用于开发系统软件，也可用于开发应用软件。本书内容经过精心组织，体系合理，内容组织形式由浅入深，具有典型性、实用性、易操作性等特点。本书全面介绍了C语言程序设计的相关概念和程序设计方法，设计了典型例题、实验和练习。全书共用11章来介绍C语言程序设计的方法，具体内容包括: 第1章对C语言的起源等知识进行了介绍，第2章介绍了C程序设计的相关概念，第3～5章分别对C程序的顺序结构、选择结构、循环结构三种结构的特点和使用方法进行了介绍，第6～10章依次介绍了数组、函数、指针、结构体、共用体和枚举、文件这几种数据类型的相关概念和使用方法，第11章介绍了底层程序设计的六种位运算。每一章设计了相关例题、实验、简答题、编程题，并通过二维码给出了编程源代码和练习答案。 本书既可以作为本科学生的教材，又可以作为职业院校学生的教材，还可以作为计算机等级考试以及其他计算机编程人员的参考用书。本书封面贴有清华大学出版社防伪标签，无标签者不得销售。

雷靖，任职于泰山学院数学与统计学院，博士、教授、硕士生导师，密歇根州立大学和特拉维夫大学访问学者，泰安市高层次人才。主持完成国家自然科学基金1项、省自然科学基金2项、厅级项目3项、教育协同育人项目4项，参与完成美国科学基金1项、国家自然科学基金4项。出版专著2部、发表SCI论文六十余篇。获得科研奖励省级3项、市级1项。 

第1章C语言介绍1
1.1C语言概述1
1.1.1C语言的起源和C语言标准1
1.1.2C语言的优缺点1
1.1.3如何使用C语言2
1.2C程序文件3
1.2.1源文件3
1.2.2头文件4
1.2.3把程序划分成多个文件4
1.3运行C程序4
1.3.1C程序的运行步骤4
1.3.2集成开发环境5
1.4编写程序6
1.4.1程序设计的任务6
1.4.2计算机算法6
1.4.3结构化算法或程序7
1.5C程序的书写规范和编程风格10
1.5.1书写规范10
1.5.2编程风格10
实验10
练习12
第2章C语言基本概念13
2.1数据类型13
2.1.1整数类型14
2.1.2浮点类型15
2.1.3字符类型16
2.1.4转义序列17
2.1.5不同类型数据间的混合运算18
2.2定义新类型18
2.2.1类型定义18
2.2.2类型定义的优点19
2.3常量、变量、标识符20
2.3.1常量20
2.3.2变量21
2.3.3标识符21
2.4运算符22
2.4.1算术运算符22
2.4.2赋值运算符23
2.4.3自增运算符和自减运算符24
2.4.4关系运算符24
2.4.5逻辑运算符25
2.4.6条件运算符26
2.4.7逗号运算符26
2.4.8取地址运算符和指针运算符27
2.4.9求字节数运算符27
2.4.10强制类型转换运算符27
2.4.11成员运算符27
2.4.12下标运算符28
2.4.13位运算符28
2.4.14函数调用运算符29
2.5表达式29
2.5.1算术表达式29
2.5.2赋值表达式29
2.5.3关系表达式30
2.5.4逻辑表达式30
2.5.5条件表达式30
2.6C语句31
实验32
练习34
第3章顺序结构35
3.1最简单的顺序结构C程序35
3.1.1指令36
3.1.2函数36
3.1.3语句36
3.1.4注释37
3.1.5显示字符串37
3.2变量、声明、赋值、输入/输出38
3.2.1变量的类型38
3.2.2声明38
3.2.3初始化与赋值39
3.2.4显示/输出40
3.2.5读入/输入41
3.3用printf函数和scanf函数格式化输出和输入42
3.3.1printf函数42
3.3.2scanf函数43
3.3.3易混淆的printf函数和scanf函数45
3.4字符的输入/输出46
3.4.1putchar函数46
3.4.2getchar函数47
实验48
练习49
第4章选择结构50
4.1if语句50
4.2switch语句52
实验55
练习56
第5章循环结构57
5.1while语句57
5.2dowhile语句59
5.3for语句61
5.3.1for语句的惯用法61
5.3.2在for语句中省略表达式62
5.4循环的嵌套及循环比较63
5.4.1循环的嵌套63
5.4.2几种循环的比较64
5.5退出循环64
5.5.1break语句64
5.5.2continue语句65
5.5.3goto语句66
实验67
练习68
第6章数组69
6.1数组概述69
6.2一维数组69
6.2.1一维数组的定义69
6.2.2一维数组的初始化70
6.2.3一维数组的引用70
6.3二维数组72
6.3.1二维数组的定义72
6.3.2二维数组的初始化73
6.3.3二维数组的引用74
6.3.4常量数组75
6.4字符数组76
6.4.1字符数组的定义76
6.4.2字符数组的初始化77
6.4.3引用字符数组中的元素77
6.4.4字符串78
6.4.5字符数组的输入/输出78
6.5处理字符串的函数79
实验83
练习84
第7章函数85
7.1函数的定义85
7.2函数调用及函数声明86
7.2.1函数调用86
7.2.2函数声明与函数原型87
7.2.3实际参数与形式参数89
7.3return语句和exit函数93
7.3.1return语句93
7.3.2exit函数93
7.4函数的嵌套和递归94
7.4.1函数的嵌套调用94
7.4.2函数的递归调用95
7.5程序结构97
7.5.1局部变量97
7.5.2全局变量99
7.5.3程序块与作用域99
7.5.4C程序的构建100
实验101
练习102
第8章指针104
8.1指针变量104
8.1.1定义指针变量104
8.1.2指针变量的引用105
8.2指针作为参数107
8.3指针作为返回值109
8.4指针的运算及与数组的关系110
8.4.1指针的算术运算和关系运算111
8.4.2指针和数组112
8.4.3指针和多维数组118
8.5通过指针引用字符串122
8.5.1字符串的引用方式122
8.5.2字符指针作函数参数122
8.5.3使用字符指针变量和字符数组的比较123
实验124
练习124
第9章结构体、共用体和枚举126
9.1结构体126
9.1.1结构体类型和结构体变量的定义126
9.1.2结构体变量的初始化128
9.1.3结构体变量的引用129
9.2结构体作为参数和返回值130
9.3嵌套的数组和结构体131
9.3.1嵌套的结构体131
9.3.2结构体数组132
9.4结构体指针135
9.4.1指向结构体变量的指针135
9.4.2指向结构体数组的指针136
9.4.3用结构体变量和结构体变量的指针作函数参数137
9.5用指针处理链表139
9.6共用体141
9.6.1共用体类型的定义和赋值141
9.6.2共用体的引用142
9.6.3共用体的特点143
9.7枚举145
实验146
练习147
第10章文件及其操作148
10.1C文件概述148
10.1.1文件的概念148
10.1.2文件名149
10.1.3文件的分类149
10.1.4文件缓冲区149
10.1.5文件类型指针149
10.2打开与关闭文件150
10.2.1用fopen函数打开数据文件150
10.2.2用fclose函数关闭数据文件151
10.3顺序读/写数据文件152
10.3.1向文件读/写字符152
10.3.2向文件读/写一个字符串153
10.3.3用格式化的方式读/写文件155
10.3.4用二进制方式读/写文件155
10.4随机读/写数据文件157
10.5文件读/写的出错检测158
实验158
练习159
第11章底层程序设计161
实验165
练习166
附录AASCII字符集167
附录BC语言运算符168
参考文献170

本书通过大量案例来讲解相关理论知识,趣味性强，可以激发学生的学习积极性。另外，本书配套资源比较齐全，包括了电子课件和答案等相关资源，便于教与学。