第3章順序程序設(shè)計

第三章順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計算法C語言概述標(biāo)準(zhǔn)的輸入與輸出函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)輸出/輸入函數(shù)字符輸入/輸出函數(shù)

3.1算法算法的特性：有窮性確定性有0個或多個輸入有1個或多個輸出有效性程序包含兩個方面的內(nèi)容：一個是對數(shù)據(jù)的描述，一個是對操作的描述。

程序=算法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)程序=算法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+程序設(shè)計方法+語言工具和環(huán)境

3.1算法算法的組成要素操作每個操作的確定不僅取決于問題的需求，還取決于它們來自哪個操作集，它還與使用的工具系統(tǒng)有關(guān)。購買電視機報考大學(xué)結(jié)構(gòu)控制⑴順序結(jié)構(gòu)⑵選擇結(jié)構(gòu)（分支結(jié)構(gòu)）⑶循環(huán)結(jié)構(gòu)（重復(fù)結(jié)構(gòu)）3.1算法判斷框連接點流程線起止框處理框輸出輸入框算法的表示方法用自然語言表示算法自然語言就是人們?nèi)粘Ｊ褂玫恼Z言，可以是漢語、英語或其他語言。用自然語言表示通俗易懂，但文字冗長，容易出現(xiàn)歧義的算法。自然語言表示的含義往往不太嚴(yán)格，要根據(jù)上下文才能準(zhǔn)確判斷。此外，用自然語言描述分支和循環(huán)的算法，不是很直觀。用流程圖表示算法3.1算法用流程圖表示算法只有一個入口：不得從結(jié)構(gòu)外隨意轉(zhuǎn)入結(jié)構(gòu)中某點。

只有一個出口：不得從結(jié)構(gòu)內(nèi)某個位置隨意轉(zhuǎn)出（跳出）。結(jié)構(gòu)中的每一部分都有機會被執(zhí)行到（沒有“死語句”）。結(jié)構(gòu)內(nèi)不存在“死循環(huán)”（無終止的循環(huán)）。共同特點：

例如：計算半徑為r的圓的面積s

例如：判斷兩個輸入數(shù)據(jù)的大小，并輸出其中的大數(shù)。

用流程圖表示的算法直觀形象，比較清楚地顯示出各個框之間的邏輯關(guān)系，因此得到廣泛使用。算法的表示方法用N-S流程圖表示算法美國學(xué)者I.Nassi，B.Shneiderman提出了一種新的流程圖——N-S流程圖。在這種流程圖中，完全去掉了帶箭頭的流程線，每種結(jié)構(gòu)用一個矩形框表示，流程圖如下圖所示。例如：計算半徑為r的圓的面積s

例如：判斷兩個輸入數(shù)據(jù)的大小，并輸出其中的大數(shù)。

N-S流程圖表示算法有以下優(yōu)點：比文字描述更加直觀、形象，易于理解。比傳統(tǒng)的流程圖緊湊易畫。廢除流程線，整個算法結(jié)構(gòu)是由各個基本結(jié)構(gòu)按順序組成。N-S流程圖的上下順序就是執(zhí)行時的順序，表示的算法都是結(jié)構(gòu)化的算法。算法的表示方法

用偽代碼表示算法：偽代碼是用介于自然語言和計算機語言之間的文字和符號來描述算法。偽代碼不用圖形符號，書寫方便，格式緊湊，便于向計算機語言算法過渡。

下面就是從a、b、c中找出最大數(shù)的偽代碼描述。

輸入a、b、c；if(a>=b)max=a;elsemax=b;if(max>=c)

輸出max;else

輸出c;算法的表示方法用計算機語言表示算法用計算機語言表示算法實際上就是實際的程序。用計算機語言表示算法必須嚴(yán)格遵守所使用的語言的語法規(guī)則。自頂向下、逐步細(xì)化的設(shè)計過程包括以下幾個方面：⑴將一個復(fù)雜問題的解法分解和細(xì)化成由若干模塊組成的層次結(jié)構(gòu)。⑵將一個模塊的功能逐步分解細(xì)化為一系列的處理步驟，直到某種程序設(shè)計語言的語句和某種機器指令。具有以下兩個優(yōu)點：⑴自頂向下、逐步細(xì)化的方法符合人們解決復(fù)雜問題的普遍規(guī)律，可以顯著提高程序設(shè)計的效率。⑵用先全局后局部，先整體后細(xì)節(jié)、先抽象后具體的逐步細(xì)化過程設(shè)計出的程序具有清晰的層次結(jié)構(gòu)，容易閱讀和理解。用自頂向下、逐步細(xì)化的方法設(shè)計3個數(shù)中取最大數(shù)算法。例3.1

（1）首先，分析問題需求S1：輸入三個數(shù)a、b、c；S2：從a、b、c中找出最大數(shù)賦給max；S3：輸出max。（2）在前一階段的基礎(chǔ)上考慮各個“做什么”的實現(xiàn)途徑，把算法細(xì)化如下。S1：調(diào)用scanf()函數(shù)輸入三個數(shù)a、b、c；S2：調(diào)用一個求三個數(shù)中最大數(shù)函數(shù)max3(a、b、c)；S3：調(diào)用printf()函數(shù)，將最大數(shù)輸出。（3）編寫主程序main(){floata,b,c,max;floatmax3(floatx,floaty,floatz);printf("Input3numberabc:");scanf("%f%f%f",&a,&b,&c);max=max3(a,b,c);}（4）設(shè)計max3()。仍然采用逐步細(xì)化的方法，概要算法如下：S2.1：從x與y中取較大數(shù)送入m中；S2.2：從m與z中取較大數(shù)送入m中；S2.3：返回m給主調(diào)函數(shù)。s2.1：if(x>y)m=x;elsem=y;s2.2：if(m<z)m=z;s2.3：return(m);floatmax3(floatx,floaty,floatz){floatm;if(x>y)m=x;elsem=y;if(m<z)m=zreturn(m);}（百錢百雞）公元前五世紀(jì)，我國古代數(shù)學(xué)家張丘建在《算經(jīng)》一書中提出：雞翁一值錢五，雞母一值錢三，雞雛三值錢一。百錢買百雞，問雞翁、雞母、雞雛各幾何？例3.2

⑴解題思路的分析這是一個有名的不定方程問題：cocks+hens+chicks=100⑴5*cocks+3*hens+chicks/3=100⑵式中：

cocks:雞翁數(shù) 0～19中的整數(shù)

hens:雞母數(shù) 0～33中的整數(shù)

chicks:雞雛數(shù) 0～100中的整數(shù)

S1:cocks=0;/*賦初值*/S2:while(cocks<=19)S2.1：找出滿足題意的hens、chicks；S2.2：cocks加1；/*cocks=cocks+1*/S2.1.1:hens=0;/*賦初值*/S2.1.2:while(hens<=33)S：找出滿足題意的chicks；S：hens加1；/*hens=hens+1*/⑵下面對S2.1細(xì)化思路1：把已經(jīng)確定的cocks帶入（1）與（2）中，求解方程，看能否找到滿意的解。這種思路不太適合計算機求解。思路2：在每個給定的cocks下，對hens的取值范圍內(nèi)的各個值依次測試，看能找到哪些hens及chicks滿足題意。S：chicks=100–cocks-hens;if(5*cocks+3*hens+chicks/3.0==100)printf("%d%d%d\n",cocks,hens,chicks);⑶對S細(xì)化對S來說，cocks和hens都已確定，這時的chicks滿足：chicks=100–cocks-hens#include"stdio.h"voidmain(){intcocks,hens,chicks;cocks=0;while(cocks<=19){hens=0;while(hens<=33){chicks=100–cocks-hens;if(5*cocks+3*hens+chicks/3.0==100)printf("%d%d%d\n",cocks,hens,chicks);hens++;}cocks++;}}3.2C語句概述C語句可以分為3大類：控制語句表達(dá)式語句復(fù)合語句3.2.1控制語句C有9種控制語句，它們是：①if()～else～ （條件語句）②for()～（循環(huán)語句）③while()～（循環(huán)語句）④do～while()（循環(huán)語句）⑤continue（結(jié)束本次循環(huán)語句）⑥break（終止執(zhí)行switch或循環(huán)語句）⑦switch（多分支選擇語句）⑧goto(轉(zhuǎn)向語句)⑨return（從函數(shù)返回語句）3.2.2表達(dá)式語句表達(dá)式語句是在表達(dá)式最后加上一個“；”組成。表達(dá)式表達(dá)式語句說明a=3（賦值表達(dá)式）a=3;（賦值語句）getch()（函數(shù)調(diào)用表達(dá)式）getch();（函數(shù)調(diào)用語句）getch();合法且有意義，只關(guān)心是否有擊鍵，不關(guān)心具體的值。i++（自增表達(dá)式）i++;（一般表達(dá)式語句）ch=getch()（函數(shù)調(diào)用表達(dá)式，賦值表達(dá)式）gh=getch();（一般表達(dá)式語句）x+y（算術(shù)表達(dá)式）x+y;（一般表達(dá)式語句）x+y;是一個語句，其作用是完成x+y操作，是合法的，但它將結(jié)果不賦給另外的變量，所以并無實際意義。3.2.2表達(dá)式語句表達(dá)式語句常見的形式有：賦值語句由賦值表達(dá)式加上一個分號構(gòu)成賦值語句。函數(shù)調(diào)用語句由函數(shù)調(diào)用表達(dá)式加一個分號構(gòu)成函數(shù)調(diào)用語句。printf("ThisisaCstatement.");空語句只有一個分號的語句，它什么也不做（表示這里可以有一個語句，但是目前不需要做任何工作）。3.2.3復(fù)合語句

用{}把一些語句（語句序列，表示一系列工作）括起來成為復(fù)合語句，又稱語句塊、分程序。如：{inta,b,sum;a=0;b=2sum=a+b;printf("%d",sum);}注意：C語言允許一行寫幾個語句，也允許一個語句拆開寫在幾行上，書寫格式無固定要求。一般將彼此關(guān)聯(lián)的、或表示一個整體的一組較短的語句寫在一行上。3.3數(shù)據(jù)的輸入和輸出C語言本身不提供輸入輸出語句。輸入輸出操作是由標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出函數(shù)來完成的。3.3.1數(shù)據(jù)的輸出函數(shù)格式：printf(“格式控制參數(shù)”，輸出項1，輸出項2，…)；說明格式控制參數(shù)以字符串的形式描述，也稱“格式控制字符串”。3.3.1數(shù)據(jù)的輸出函數(shù)格式輸出函數(shù)基本上由兩種使用形式：原樣輸出格式printf(“要輸出的字符串”)；如：printf(“ThisisaCprogram.\n”);（原樣輸出“ThisisaCprogram.”）輸出變量的值printf(“格式控制字符串”，輸出表列)；輸出的表列是要輸出的變量、常量和表達(dá)式等，輸出表列中參數(shù)的個數(shù)是一個到若干個，當(dāng)超過一個時，用逗號分隔。格式控制字符串中有兩類字符：非格式字符非格式字符（或稱普通字符）一律按原樣輸出。格式說明符格式說明符由“%”和轉(zhuǎn)換字符組成，作用是將輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為指定的格式輸出。格式：

printf(“格式控制參數(shù)”，輸出項1，輸出項2，…)；格式字符輸出形式舉例輸出結(jié)果d（或i）十進制整數(shù)inta=123;printf("%d",a);123X（或x）

十六進制整數(shù)inta=123;printf("%x",a);7Bo八進制整數(shù)inta=123;printf("%o",a);173u不帶符號的十進制整數(shù)inta=80;printf("%u",a);80c單一字符chara=69;printf("%c",a);Es字符串staticchara[]="CHINA";

printf("%s",a);CHINAe（或E）

指數(shù)形式的浮點數(shù)floata=123.456;

printf("%e",a);1.234560e+002f小數(shù)形式的浮點數(shù)floata=123.456;

printf("%f",a);123.456000g（或G）

e和f中較短的一種，不輸出無效0floata=123.456;

printf("%g",a);123.456%百分號本身printf("%%");%數(shù)據(jù)的輸出（1）%d格式字符。%d：整數(shù)的實際位數(shù)輸出一個整數(shù)。%md：在m列的位置上以數(shù)據(jù)右對齊的方式輸出一個整數(shù)，m大于整數(shù)的寬度時多余的位數(shù)空格留在數(shù)據(jù)前面，m小于整數(shù)的寬度時m不起作用，系統(tǒng)正確輸出該整數(shù)。%-md：在m列的位置上以數(shù)據(jù)左對齊的方式輸出一個整數(shù)，m大于整數(shù)的寬度時多余的位數(shù)空格留在數(shù)據(jù)后面，m小于整數(shù)的寬度時m不起作用，系統(tǒng)正確輸出該整數(shù)。%0md：在m列的位置上以數(shù)據(jù)左對齊的方式輸出一個整數(shù)，m大于整數(shù)的寬度時多余的位數(shù)在數(shù)據(jù)前面補0，m小于整數(shù)的寬度時m不起作用，系統(tǒng)正確輸出該整數(shù)。#include"stdio.h"main(){inta;a=123;printf("%d\n",a);printf("%6d\n",a);printf("%2d\n",a);printf("%-6d\n",a);printf("%06d\n",a);}運行結(jié)果：123123123123000123數(shù)據(jù)的輸出（2）%o格式字符：八進制整型數(shù)據(jù)格式。…printf("%o\n",a);printf("%6o\n",a);printf("%2o\n",a);printf("%-6o\n",a);printf("%06o\n",a);…運行結(jié)果為：173173173173000173數(shù)據(jù)的輸出（3）%x格式字符：十六進制整型數(shù)據(jù)格式?！璸rintf("%x\n",a);printf("%6x\n",a);printf("%2x\n",a);printf("%-6x\n",a);printf("%06x\n",a);…運行結(jié)果為：7b7b7b7b00007b數(shù)據(jù)的輸出（4）%u格式字符：十進制無符號整型數(shù)據(jù)格式。#include"stdio.h"main(){inta=-1,b=1;printf("十進制八進制十六進制無符號整型\n");printf("a:%d,%o,%x,%u\n",a,a,a,a);printf("b:%d,%o,%x,%u",b,b,b,b);}運行結(jié)果：十進制八進制十六進制無符號整型a:-1,37777777777,ffffffff,4294967295b:1,1 ,1,1數(shù)據(jù)的輸出（5）%c格式字符：字符型數(shù)據(jù)格式。#include"stdio.h"main(){ charc='W'; inti=87; printf("%c,%d\n",c,c);printf("%d,%c\n",i,i); printf("%-5c,%5c\n",c,c);}輸出結(jié)果為：W,8787,WW,W（6）%s格式字符：字符串?dāng)?shù)據(jù)格式。%s：原樣輸出（一般用法）。%ms：按給定的寬度m輸出。若字符串長度小于m，則在左側(cè)用空格補足（右對齊輸出）；若大于m則輸出全部。%-ms：按給定的寬度m輸出。若字符串長度小于m，則在右側(cè)用空格補足（左對齊輸出）；若大于m則輸出全部。%m.ns：在m列的位置上輸出一個字符串的前n個字符。若m>n，則在左側(cè)用空格補足（右對齊輸出）；若m<n，則輸出n個字符；若n大于字符串長度，則輸出整個字符串。%-m.ns：在m列的位置上輸出一個字符串的前n個字符。若m>n，則在右側(cè)用空格補足（左對齊輸出）；若m<n，則輸出n個字符；若n大于字符串長度，則輸出整個字符串。main(){printf("%s\n","happyman");printf("%10s\n","happyman");printf("%-10s\n","happyman");printf("%8.5s\n","happyman");printf("%-8.5s\n","happyman");}運行結(jié)果：happyman （一般格式輸出）happyman （輸出寬度10，在左端補2個空格）happyman （輸出寬度10，在右端補2個空格）happy （取左端5個字符，輸出寬度8，在左端補3個空格）happy（取左端5個字符，輸出寬度8，在右端補3個空格）（7）%f格式字符：實型數(shù)據(jù)（包括單精度、雙精度）格式。%f：按系統(tǒng)默認(rèn)的寬度輸出，整數(shù)部分全部輸出，并輸出6位小數(shù)，單精度數(shù)7位有效數(shù)字，雙精度數(shù)16位有效數(shù)字。%m.nf：在m列的位置上輸出一個實數(shù)，保留n位小數(shù)，系統(tǒng)自動對數(shù)據(jù)進行四舍五入的處理。m大于實數(shù)總寬度時，多于的位數(shù)空格留在數(shù)據(jù)前面，m小于實數(shù)總寬度時，m不起作用，系統(tǒng)正確輸出該數(shù)。%-m.nf：在m列的位置上輸出一個實數(shù)，保留n位小數(shù)，系統(tǒng)自動對數(shù)據(jù)進行四舍五入的處理。m大于實數(shù)總寬度時，多于的位數(shù)空格留在數(shù)據(jù)后面，m小于實數(shù)總寬度時，m不起作用，系統(tǒng)正確輸出該數(shù)。main(){floatx=123456.123;doubley=1234567890.1234;printf("%f\n",x);printf("%25f\n",x);printf("%25.2f\n",x);printf("%.2f\n",x);printf("\n");printf("%f\n",y);printf("%25f\n",y);printf("%.2f\n",y);printf("%-25.2f\n",y);}運行結(jié)果：123456.125000 （一般輸出格式，左對齊）

123456.125000 （寬度25位，右對齊）

123456.12 （寬度25位，兩位小數(shù)，右對齊）123456.12 （寬度不限.兩位小數(shù)，左對齊）1234567890.123400 （一般輸出格式，左對齊）

1234567890123.123400 （寬度25位，右對齊）1234567890123.12 （寬度不限，兩位小數(shù)，左對齊）1234657980123.12 （寬度25位，兩位小數(shù)，左對齊）

數(shù)據(jù)的輸出數(shù)據(jù)的輸出（8）%e格式字符：實型數(shù)據(jù)指數(shù)形式格式。%e：按規(guī)范的指數(shù)形式輸出，即小數(shù)點前1位非零數(shù)字，小數(shù)點后6位小數(shù)，指數(shù)部分占5位，再加上小數(shù)點共13位，如1.123456e+007。%m.ne：按給定的寬度m輸出，包括n位小數(shù)和5位指數(shù)。若數(shù)據(jù)長度小于指定寬度m，在左側(cè)用空格補足，若數(shù)據(jù)長度大于指定寬度m，則按實際長度輸出。%-m.ne：按給定寬度m輸出，包括n位小數(shù)和5位指數(shù)，若數(shù)據(jù)長度小于指定寬度m，在右側(cè)用空格補足；若數(shù)據(jù)長度大于指定寬度m，則按實際長度輸出。main(){floatx;doubley;x=123456.123;y=1234567890123.123;printf("%e\n",x);printf("%20e\n",x);printf("%20.2e\n",x);printf("%.2e\n",x);printf("%-20.2e\n",x);printf("\n");printf("%e\n",y);printf("%20e\n",y);printf("%20.2e\n",y);printf("%.2e\n",y);printf("%-20.2e\n",y);}運行結(jié)果：1.23456e+05 （一般輸出格式，左對齊）

1.23456e+05 （輸出寬度20位，右對齊）

1.2e+05 （輸出寬度20位，右對齊）1.2e+05 （輸出寬度不限，含兩位小數(shù)，左對齊）1.2e+05 （輸出寬度20位，兩位小數(shù)，左對齊）1.234567e+12 （一般輸出格式，左對齊）

1.234567e+12 （輸出寬度20位，右對齊）

1.2e+12 （輸出寬度20位，右對齊）1.2e+12 （輸出寬度不限，含兩位小數(shù)，左對齊）1.2e+12 （輸出寬度20位，兩位小數(shù)，右對齊）

（9）%g格式字符：以實形數(shù)形式輸出，能根據(jù)數(shù)值的大小自動選用%f格式或%e格式，以使輸出寬度較小，且不輸出無意義的零。main(){ floatx;doubley; x=123456.123; y=1234567890123.132; printf("%f%e%g\n",x,x,x,); printf("%f%e%g\n",y,y,y);}運行結(jié)果：123456.1250001.23456e+051324561234567890123.1230501.23457e+121.23457e+12數(shù)據(jù)的輸出3.3.2scanf函數(shù)scanf函數(shù)用于輸入數(shù)據(jù)。它是按格式參數(shù)的要求，從終端上把數(shù)據(jù)傳送到地址參數(shù)所指定的內(nèi)存空間中。其一般形式為：scanf(“格式控制參數(shù)”,地址1,地址2,…);scanf函數(shù)1．地址參數(shù)求地址的運算符為＆，得到的地址是一種符號地址。例如：inta;floatb;說明：則＆a、＆b為兩個符號地址，＆a給出的是變量a所占空間大小的首地址。＆b給出的是變量b所占空間大小的首地址。這種符號地址在編譯時才被算成實際地址。格式控制參數(shù)scanf函數(shù)的格式參數(shù)有兩種成分：格式說明項scanf的格式說明項基本組成如下：%*mh/l格式字符[開始符][賦值抑制符][寬度指示符][長度修正符][指出輸出類型]把輸入數(shù)據(jù)分為整型（int型，用d、o、x指定）、字符型（char型，用c指定）、實型（float型，用f指定）。在整型與實型中可再加長度修正說明符。m（注意沒有n）用以指定輸入數(shù)據(jù)的寬度。輸入分隔符scanf函數(shù)輸入流數(shù)據(jù)分隔scanf函數(shù)是從輸入數(shù)據(jù)流中接收到非空的字符，再轉(zhuǎn)換成格式項描述的格式，傳送到與格式項對應(yīng)的地址中去。系統(tǒng)怎么知道哪幾個字符算作一下數(shù)據(jù)項呢？有以下幾種方法：根據(jù)格式字符的含義從輸入流中取得數(shù)據(jù)，當(dāng)輸入流中數(shù)據(jù)類型與格式字符要求不符時，就認(rèn)為這一數(shù)據(jù)項結(jié)束。根據(jù)格式項中指定的域?qū)挿指舫鰯?shù)據(jù)項。用分隔符。空格、跳格符（'\t'）、換行符（'\n'）都是C語言認(rèn)定的數(shù)據(jù)分隔符。main(){inta;charb;floatc;printf("inputabc:")scanf("%d%c%f",&a,&b,&c);printf("a=%d,b=%c,c=%f",a,b,c);}一次執(zhí)行結(jié)果為：inputabc:1234r1234.567↙a=1234,b=r,c=1234.567017main(){inta;flaotb,c;scanf("%2d%3f%4f",&a,&b,&c);printf("a=%d,b=%f,c=%f",a,b,c);}一次運行情況如下：12345678987654321↙a=12,b=345.000000,c=6789.000000main(){inta;floatb,c;scanf("%d%f%f",&a,&b,&c);printf("a=%d,b=%f,c=%f",a,b,c);}一次運行情況如下：12345678987654321↙a=12,b=345.000000,c=6789.000000scanf函數(shù)抑制字符*其作用是在按格式說明讀入數(shù)據(jù)后不送給任何變量，即“虛讀”。例如：scanf("%3d%*4d%f",&i,&f);如果輸入為：12345678765.43↙則123送給i，4567不送給任何變量，8765.43送給f。scanf的停止與返回scanf函數(shù)在執(zhí)行中遇到下面兩種情況后結(jié)束：格式參數(shù)中的格式項用完——正常結(jié)束。發(fā)生格式項與輸入域不匹配時——非正常結(jié)束。例如從鍵盤輸入的數(shù)據(jù)數(shù)目不足。scanf是一個函數(shù)，它也有一個返回值，這個返回值就是成功匹配的項數(shù)。main(){inta,b,c;printf("%d\n",scanf("%3d-%2d-%4d",&a,&b,&c));printf("a=%d,b=%d,c=%d\n",a,b,c);}一次運行情況如下：123-45-6789↙3a=123,b=45,c=6789另一次運行情況為：12-345-6789↙