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這篇文章主要是介紹一些在複習C語言的過程中筆者個人認為比較重點的地方,較好的掌握這些重點會使對C的運用更加得心應手。此外會包括一些細節、易錯的地方。涉及的主要内容包括:變量的作用域和存儲類别、函數、數組、字元串、指針、檔案、連結清單等。一些最基本的概念在此就不多作解釋了,僅希望能有隻言片語給同是C語言初學者的學習和上機過程提供一點點的幫助。
變量作用域和存儲類别:
了解了基本的變量類型後,我們要進一步了解它的存儲類别和變量作用域問題。
變量類别 | 子類别 |
局部變量 | 靜态變量(離開函數,變量值仍保留) |
自動變量 | |
寄存器變量 | |
全局變量 | 靜态變量(隻能在本檔案中用) |
非靜态變量(允許其他檔案使用) |
換一個角度
變量類别 | 子類别 |
靜态存儲變量 | 靜态局部變量(函數) |
靜态全局變量(本檔案) | |
非靜态全局/外部變量(其他檔案引用) | |
動态存儲變量 | 自動變量 |
寄存器變量 | |
形式參數 |
extern型的存儲變量在處理多檔案問題時常能用到,在一個檔案中定義extern型的變量即說明這個變量用的是其他檔案的。順便說一下,筆者在做課設時遇到out of memory的錯誤,于是改成做多檔案,再把它include進來(注意自己寫的*.h要用“”不用<>),能起到一定的效用。static 型的在讀程式寫結果的試題中是個考點。多數時候整個程式會出現多個定義的變量在不同的函數中,考查在不同位置同一變量的值是多少。主要是遵循一個原則,隻要本函數内沒有定義的變量就用全局變量(而不是main裡的),全局變量和局部變量重名時局部變量起作用,當然還要注意靜态與自動變量的差別。
函數:
對于函數最基本的了解是從那個叫main的單詞開始的,一開始總會覺得把語句一并寫在main裡不是挺好的麼,為什麼偏擇出去。其實這是因為對函數還不夠熟練,否則函數的運用會給我們程式設計帶來極大的便利。我們要知道函數的傳回值類型,參數的類型,以及調用函數時的形式。事先的函數說明也能起到一個提醒的好作用。所謂形參和實參,即在調用函數時寫在括号裡的就是實參,函數本身用的就是形參,在畫流程圖時用平行四邊形表示傳參。
函數的另一個應用例子就是遞歸了,筆者開始比較頭疼的問題,反應總是比較遲鈍,按照老師的方法,把遞歸的過程耐心準确的逐級畫出來,學習的效果還是比較好的,會覺得這種遞歸的運用是挺巧的,事實上,著名的八皇後、漢諾塔等問題都用到了遞歸。
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)); } |
數組:
分為一維數組和多元數組,其存儲方式畫為表格的話就會一目了然,其實就是把相同類型的變量有序的放在一起。是以,在處理比較多的資料時(這也是大多數的情況)數組的應用範圍是非常廣的。
具體的實際應用不便舉例,而且絕大多數是與指針相結合的,筆者個人認為學習數組在更大程度上是為學習指針做一個鋪墊。作為基礎的基礎要明白幾種基本操作:即數組指派、列印、排序(冒泡排序法和選擇排序法)、查找。這些都不可避免的用到循環,如果覺得反應不過來,可以先一點點的把循環展開,就會越來越熟悉,以後自己編寫一個功能的時候就會先找出内在規律,較好的運用了。另外數組做參數時,一維的[]裡可以是空的,二維的第一個[]裡可以是空的但是第二個[]中必須規定大小。
冒泡法排序函數: void bubble(int a[],int n) { int i,j,k; for(i=1,i<n;i++) for(j=0;j<n-i;j++) if(a[j]>a[j+1]) { k=a[j]; a[j]=a[j+1]; a[j+1]=k; } } 選擇法排序函數: void sort(int a[],int n) { int i,j,k,t; for(i=0,i<n-1;i++) { k=i; for(j=i+1;j<n;j++) if(a[k]<a[j]) k=j; if(k!=i) { t=a[i]; a[i]=a[k]; a[k]=t; } } } 折半查找函數(原數組有序): 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<a[mid]) right=mid-1; else left=mid+1; } } |
相關常用的算法還有判斷回文,求階乘,Fibanacci數列,任意進制轉換,楊輝三角形計算等等。
字元串:
字元串其實就是一個數組(指針),在scanf的輸入列中是不需要在前面加“&”符号的,因為字元數組名本身即代表位址。值得注意的是字元串末尾的‘\0’,如果沒有的話,字元串很有可能會不正常的列印。另外就是字元串的定義和指派問題了,筆者有一次的比較綜合的上機作業就是字元串列印老是亂碼,上上下下找了一圈問題,最後發現是因為
char *name; |
而不是
char name[10]; |
前者沒有說明指向哪兒,更沒有确定大小,導緻了亂碼的錯誤,印象挺深刻的。
另外,字元串的指派也是需要注意的,如果是用字元指針的話,既可以定義的時候賦初值,即
char *a="Abcdefg"; |
也可以在指派語句中指派,即
char *a; a="Abcdefg"; |
但如果是用字元數組的話,就隻能在定義時整體賦初值,即char a[5]={"abcd"};而不能在指派語句中整體指派。
常用字元串函數清單如下,要會自己實作:
函數作用 | 函數調用形式 | 備注 |
字元串拷貝函數 | strcpy(char*,char *) | 後者拷貝到前者 |
字元串追加函數 | strcat(char*,char *) | 後者追加到前者後,傳回前者,是以前者空間要足夠大 |
字元串比較函數 | strcmp(char*,char *) | 前者等于、小于、大于後者時,傳回0、正值、負值。注意,不是比較長度,是比較字元ASCII碼的大小,可用于按姓名字母排序等。 |
字元串長度 | strlen(char *) | 傳回字元串的長度,不包括'\0'.轉義字元算一個字元。 |
字元串型->整型 | atoi(char *) | |
整型->字元串型 | itoa(int,char *,int) | 做課設時挺有用的 |
sprintf(char *,格式化輸入) | 賦給字元串,而不列印出來。課設時用也比較友善 |
注:對字元串是不允許做==或!=的運算的,隻能用字元串比較函數
指針:
指針可以說是C語言中最關鍵的地方了,其實這個“指針”的名字對于這個概念的了解是十分形象的。首先要知道,指針變量的值(即指針變量中存放的值)是指針(即位址)。指針變量定義形式中:基本類型 *指針變量名 中的“*”代表的是這是一個指向該基本類型的指針變量,而不是内容的意思。在以後使用的時候,如*ptr=a時,“*”才表示ptr所指向的位址裡放的内容是a。
指針比較典型又簡單的一應用例子是兩數互換,看下面的程式,
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); } |
這是不能實作a和b的數值互換的,實際上隻是形參在這個函數中換來換去,對實參沒什麼影響。現在,用指針類型的資料做為參數的話,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); } |
這樣在swap中就把p1,p2 的内容給換了,即把a,b的值互換了。
指針可以執行增、減運算,結合++運算符的法則,我們可以看到:
*++s | 取指針變量加1以後的内容 |
*s++ | 取指針變量所指内容後s再加1 |
(*s)++ | 指針變量指的内容加1 |
指針和數組實際上幾乎是一樣的,數組名可以看成是一個常量指針,一維數組中ptr=&b[0]則下面的表示法是等價的:
a[3]等價于*(a+3)
ptr[3]等價于*(ptr+3)
下面看一個用指針來自己實作atoi(字元串型->整型)函數:
int atoi(char *s) { int sign=1,m=0; if(*s=='+'||*s=='-') sign=(*s++=='+')?1:-1; while(*s!='\0') { m=m*10+(*s-'0'); s++; } return m*sign; } |
指向多元數組的指針變量也是一個比較廣泛的運用。例如數組a[3][4],a代表的實際是整個二維數組的首位址,即第0行的首位址,也就是一個指針變量。而a+1就不是簡單的在數值上加上1了,它代表的不是a[0][1],而是第1行的首位址,&a[1][0]。
指針變量常用的用途還有把指針作為參數傳遞給其他函數,即指向函數的指針。
看下面的幾行代碼:
void Input(ST *); void Output(ST *); void Bubble(ST *); void Find(ST *); void Failure(ST *); void (*process[5])(ST *)={Input,Output,Bubble,Find,Failure}; printf("\nChoose:\n?"); scanf("%d",&choice); if(choice>=0&&choice<=4) (*process[choice])(a); { char *name; int chinese; int maths; int phy; int total; }ST; main() { ST a[N]; FILE *fp; void (*process[3])(ST *)={Output,Bubble,Find}; 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<N;i++) fread(&a[i],sizeof(ST),1,fp); fclose(fp); (*process[choice])(a); 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) { int i,t=0; printf("Name Chinese Maths Physics Total\n"); for(i=0;i<N;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) { int i,pass; ST m; for(pass=0;pass<N-1;pass++) for(i=0;i<N-1;i++) if(a[i].total<a[i+1].total) { m=a[i]; 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<N;i++) if(!strcmp(m,a[i].name)) { 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"); } |
連結清單:
連結清單是C語言中另外一個難點。牽扯到結點、動态配置設定空間等等。用結構作為連結清單的結點是非常适合的,例如:
struct node { int data; struct node *next; }; |
其中next是指向自身所在結構類型的指針,這樣就可以把一個個結點相連,構成連結清單。
連結清單結構的一大優勢就是動态配置設定存儲,不會像數組一樣必須在定義時确定大小,造成不必要的浪費。用malloc和free函數即可實作開辟和釋放存儲單元。其中,malloc的參數多用sizeof運算符計算得到。
連結清單的基本操作有:正、反向建立連結清單;輸對外連結表;删除連結清單中結點;在連結清單中插入結點等等,都是要熟練掌握的,初學者通過畫圖的方式能比較形象地了解建立、插入等實作的過程。
typedef struct node { char data; struct node *next; }NODE; 正向建立連結清單: NODE *create() { char ch='a'; NODE *p,*h=NULL,*q=NULL; while(ch<'z') { p=(NODE *)malloc(sizeof(NODE)); p->data=ch; if(h==NULL) h=p; else q->next=p; ch++; q=p; } q->next=NULL; 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; h=p; ch++; } return h; } |
用遞歸實作連結清單逆序輸出:
void output(NODE *h) { if(h!=NULL) { output(h->next); printf("%c",h->data); } } |
插入結點(已有升序的連結清單):
NODE *insert(NODE *h,int x) { NODE *new,*front,*current=h; while(current!=NULL&&(current->data<x)) { front=current; current=current->next; } new=(NODE *)malloc(sizeof(NODE)); new->data=x; new->next=current; if(current==h) h=new; else front->next=new; return h; } |
删除結點:
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) { if(p==h) h=h->next; else q->next=p->next; free(p); } return h; } |
經常有連結清單相關的程式填空題,做這樣的題要注意看下面提到的變量是否定義了,用到的變量是否賦初值了,是否有給配置設定空間的沒有配置設定空間,最後看看傳回值是否正确。