C语言教程 第5页

本章我们将介绍 C 程序员如何创建、打开、关闭文本文件或二进制文件。 一个文件，无论它是文本文件还是二进制文件，都是代表了一系列的字节。C 语言不仅提供了访问顶层的函数，也提供了底层（OS）调用来处理存储设备上的文件。本章将讲解文件管理的重要调用。 打开文件 您可以使用 fopen( ) 函数来创建一个新的文件或者打开一个已有的文件，这个调用会初始化类型 FILE 的一个对象，类型 FILE 包含了所有用来控制流的必要的信息。下面是这个函数调用的原型： FILE *fopen( const char * filename, const char * mode ); 在这里，filename 是字符串，用来命名文件，访问模式 mode 的值可以是下列值中的一个： 模式 描述 r 打开一个已有的文本文件，允许读取文件。 w 打开一个文本文件，允许写入文件。如果文件不存在，则会创建一个新文件。在这里，您的程序会从文件的开头写入内容。 a 打开一个文本文件，以追加模式写入文件。如果文件不存在，则会创建一个新文件。在这里，您的程序会在已有的文件内容中追加内容。 r+ 打开一个文本文件，允许读写文件。 w+ 打开一个文本文件，允许读写文件。如果文件已存在，则文件会被截断为零长度，如果文件不存在，则会创建一个新文件。 a+ 打开一个文本文件，允许读写文件。如果文件不存在，则会创建一个新文件。读取会从文件的开头开始，写入则只能是追加模式。 如果处理的是二进制文件，则需使用下面的访问模式来取代上面的访问模式： "rb", "wb", "ab", "rb+", "r+b", "wb+", "w+b", "ab+", "a+b" 关闭文件 为了关闭文件，请使用 fclose( ) 函数。函数的原型如下： int fclose( FILE *fp ); 如果成功关闭文件，fclose( ) 函数返回零，如果关闭文件时发生错误，函数返回 EOF。这个函数实际上，会清空缓冲区中的数据，关闭文件，并释放用于该文件的所有内存。EOF 是一个定义在头文件 stdio.h 中的常量。 C 标准库提供了各种函数来按字符或者以固定长度字符串的形式读写文件。 写入文件 下面是把字符写入到流中的最简单的函数： int fputc( int c, FILE *fp ); 函数 fputc() 把参数 c 的字符值写入到 fp 所指向的输出流中。如果写入成功，它会返回写入的字符，如果发生错误，则会返回 EOF。您可以使用下面的函数来把一个以 null 结尾的字符串写入到流中： int fputs( const char *s, FILE *fp ); 函数 fputs() 把字符串 s 写入到 fp 所指向的输出流中。如果写入成功，它会返回一个非负值，如果发生错误，则会返回 EOF。您也可以使用 int fprintf(FILE *fp,const char *format, …) 函数来写把一个字符串写入到文件中。尝试下面的实例： 注意：请确保您有可用的 /tmp 目录，如果不存在该目录，则需要在您的计算机上先创建该目录。 #include <stdio.h> int...

C 语言提供了 typedef 关键字，您可以使用它来为类型取一个新的名字。下面的实例为单字节数字定义了一个术语 BYTE： typedef unsigned char BYTE; 在这个类型定义之后，标识符 BYTE 可作为类型 unsigned char 的缩写，例如： BYTE b1, b2; 按照惯例，定义时会大写字母，以便提醒用户类型名称是一个象征性的缩写，但您也可以使用小写字母，如下： typedef unsigned char byte; 您也可以使用 typedef 来为用户自定义的数据类型取一个新的名字。例如，您可以对结构体使用 typedef 来定义一个新的数据类型，然后使用这个新的数据类型来直接定义结构变量，如下： #include <stdio.h> #include <string.h> typedef struct Books { char title[50]; char author[50]; char subject[100]; int book_id; } Book; int main( ) { Book book; strcpy( book.title, "C Programming"); strcpy( book.author, "Nuha Ali"); strcpy( book.subject, "C Programming Tutorial"); book.book_id = 6495407; printf( "Book title : %s\n", book.title); printf( "Book author : %s\n", book.author); printf( "Book subject : %s\n", book.subject); printf( "Book book_id : %d\n", book.book_id); return 0; } 尝试一下 当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果： Book title : C Programming Book author : Nuha Ali Book subject : C Programming Tutorial Book book_id : 6495407 typedef vs #define...

如果程序的结构中包含多个开关量，只有 TRUE/FALSE 变量，如下： struct { unsigned int widthValidated; unsigned int heightValidated; } status; 这种结构需要 8 字节的内存空间，但在实际上，在每个变量中，我们只存储 0 或 1。在这种情况下，C 语言提供了一种更好的利用内存空间的方式。如果您在结构内使用这样的变量，您可以定义变量的宽度来告诉编译器，您将只使用这些字节。例如，上面的结构可以重写成： struct { unsigned int widthValidated : 1; unsigned int heightValidated : 1; } status; 现在，上面的结构中，status 变量将占用 4 个字节的内存空间，但是只有 2 位被用来存储值。如果您用了 32 个变量，每一个变量宽度为 1 位，那么 status 结构将使用 4 个字节，但只要您再多用一个变量，如果使用了 33 个变量，那么它将分配内存的下一段来存储第 33 个变量，这个时候就开始使用 8 个字节。让我们看看下面的实例来理解这个概念： #include <stdio.h> #include <string.h> /* 定义简单的结构 */ struct { unsigned int widthValidated; unsigned int heightValidated; } status1; /* 定义位域结构 */ struct { unsigned int widthValidated : 1; unsigned int heightValidated : 1; } status2; int main( ) { printf( "Memory size occupied by status1 : %d\n", sizeof(status1)); printf( "Memory size occupied by status2 : %d\n", sizeof(status2)); return 0; } 尝试一下 当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果： Memory size occupied by status1...

共用体是一种特殊的数据类型，允许您在相同的内存位置存储不同的数据类型。您可以定义一个带有多成员的共用体，但是任何时候只能有一个成员带有值。共用体提供了一种使用相同的内存位置的有效方式。 定义共用体 为了定义共用体，您必须使用 union 语句，方式与定义结构类似。union 语句定义了一个新的数据类型，带有多个成员。union 语句的格式如下： union [union tag] { member definition; member definition; ... member definition; } [one or more union variables]; union tag 是可选的，每个 member definition 是标准的变量定义，比如 int i; 或者 float f; 或者其他有效的变量定义。在共用体定义的末尾，最后一个分号之前，您可以指定一个或多个共用体变量，这是可选的。下面定义一个名为 Data 的共用体类型，有三个成员 i、f 和 str： union Data { int i; float f; char str[20]; } data; 现在，Data 类型的变量可以存储一个整数、一个浮点数，或者一个字符串。这意味着一个变量（相同的内存位置）可以存储多个多种类型的数据。您可以根据需要在一个共用体内使用任何内置的或者用户自定义的数据类型。 共用体占用的内存应足够存储共用体中最大的成员。例如，在上面的实例中，Data 将占用 20 个字节的内存空间，因为在各个成员中，字符串所占用的空间是最大的。下面的实例将显示上面的共用体占用的总内存大小： #include <stdio.h> #include <string.h> union Data { int i; float f; char str[20]; }; int main( ) { union Data data; printf( "Memory size occupied by data : %d\n", sizeof(data)); return 0; } 尝试一下 当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果： Memory size occupied by data : 20 访问共用体成员 为了访问共用体的成员，我们使用成员访问运算符（.）。成员访问运算符是共用体变量名称和我们要访问的共用体成员之间的一个句号。您可以使用 union 关键字来定义共用体类型的变量。下面的实例演示了共用体的用法： #include <stdio.h> #include <string.h> union Data { int i; float f; char str[20]; }; int main(...

C 数组允许定义可存储相同类型数据项的变量，结构体是 C 编程中另一种用户自定义的可用的数据类型，它允许您存储不同类型的数据项。 结构体用于表示一条记录，假设您想要跟踪图书馆中书本的动态，您可能需要跟踪每本书的下列属性： Title Author Subject Book ID 定义结构体 为了定义结构体，您必须使用 struct 语句。struct 语句定义了一个包含多个成员的新的数据类型，struct 语句的格式如下： struct [structure tag] { member definition; member definition; ... member definition; } [one or more structure variables]; structure tag 是可选的，每个 member definition 是标准的变量定义，比如 int i; 或者 float f; 或者其他有效的变量定义。在结构定义的末尾，最后一个分号之前，您可以指定一个或多个结构变量，这是可选的。下面是声明 Book 结构的方式： struct Books { char title[50]; char author[50]; char subject[100]; int book_id; } book; 访问结构成员 为了访问结构的成员，我们使用成员访问运算符（.）。成员访问运算符是结构变量名称和我们要访问的结构成员之间的一个句号。您可以使用 struct 关键字来定义结构类型的变量。下面的实例演示了结构的用法： #include <stdio.h> #include <string.h> struct Books { char title[50]; char author[50]; char subject[100]; int book_id; }; int main( ) { struct Books Book1; /* 声明 Book1，类型为 Book */ struct Books Book2; /* 声明 Book2，类型为 Book */ /* Book1 详述 */ strcpy( Book1.title, "C Programming"); strcpy( Book1.author, "Nuha Ali"); strcpy( Book1.subject, "C Programming Tutorial"); Book1.book_id = 6495407;...

在 C 语言中，字符串实际上是使用 null 字符 ” 终止的一维字符数组。因此，一个以 null 结尾的字符串，包含了组成字符串的字符。 下面的声明和初始化创建了一个 “Hello” 字符串。由于在数组的末尾存储了空字符，所以字符数组的大小比单词 “Hello” 的字符数多一个。 char greeting[6] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', ''}; 依据数组初始化规则，您可以把上面的语句写成以下语句： char greeting[] = "Hello"; 以下是 C/C++ 中定义的字符串的内存表示： 其实，您不需要把 null 字符放在字符串常量的末尾。C 编译器会在初始化数组时，自动把 ” 放在字符串的末尾。让我们尝试输出上面的字符串： #include <stdio.h> int main () { char greeting[6] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'}; printf("Greeting message: %s\n", greeting ); return 0; } 尝试一下 当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果： Greeting message: Hello C 中有大量操作字符串的函数： 序号 函数 & 目的 1 strcpy(s1, s2);复制字符串 s2 到字符串 s1。 2 strcat(s1, s2);连接字符串 s2 到字符串 s1 的末尾。 3 strlen(s1);返回字符串 s1 的长度。 4 strcmp(s1, s2);如果 s1 和 s2 是相同的，则返回 0；如果 s1<s2 则返回小于 0；如果 s1>s2 则返回大于 0。 5 strchr(s1, ch);返回一个指针，指向字符串 s1 中字符 ch 的第一次出现的位置。 6 strstr(s1, s2);返回一个指针，指向字符串 s1 中字符串 s2 的第一次出现的位置。 下面的实例使用了上述的一些函数： #include <stdio.h> #include...

学习 C 语言的指针既简单又有趣。通过指针，可以简化一些 C 编程任务的执行，还有一些任务，如动态内存分配，没有指针是无法执行的。所以，想要成为一名优秀的 C 程序员，学习指针是很有必要的。 正如您所知道的，每一个变量都有一个内存位置，每一个内存位置都定义了可使用连字号（&）运算符访问的地址，它表示了在内存中的一个地址。请看下面的实例，它将输出定义的变量地址： #include <stdio.h> int main () { int var1; char var2[10]; printf("var1 变量的地址： %x\n", &var1 ); printf("var2 变量的地址： %x\n", &var2 ); return 0; } 尝试一下 当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果： var1 变量的地址： bff5a400 var2 变量的地址： bff5a3f6 通过上面的实例，我们了解了什么是内存地址以及如何访问它。接下来让我们看看什么是指针。 什么是指针？ 指针是一个变量，其值为另一个变量的地址，即，内存位置的直接地址。就像其他变量或常量一样，您必须在使用指针存储其他变量地址之前，对其进行声明。指针变量声明的一般形式为： type *var-name; 在这里，type 是指针的基类型，它必须是一个有效的 C 数据类型，var-name 是指针变量的名称。用来声明指针的星号 * 与乘法中使用的星号是相同的。但是，在这个语句中，星号是用来指定一个变量是指针。以下是有效的指针声明： int *ip; /* 一个整型的指针 */ double *dp; /* 一个 double 型的指针 */ float *fp; /* 一个浮点型的指针 */ char *ch /* 一个字符型的指针 */ 所有指针的值的实际数据类型，不管是整型、浮点型、字符型，还是其他的数据类型，都是一样的，都是一个代表内存地址的长的十六进制数。不同数据类型的指针之间唯一的不同是，指针所指向的变量或常量的数据类型不同。 如何使用指针？ 使用指针时会频繁进行以下几个操作：定义一个指针变量、把变量地址赋值给指针、访问指针变量中可用地址的值。这些是通过使用一元运算符 * 来返回位于操作数所指定地址的变量的值。下面的实例涉及到了这些操作： #include <stdio.h> int main () { int var = 20; /* 实际变量的声明 */ int *ip; /* 指针变量的声明 */ ip = &var; /* 在指针变量中存储 var 的地址 */ printf("Address of var variable: %x\n", &var ); /* 在指针变量中存储的地址 */ printf("Address stored in ip variable: %x\n",...

判断结构要求程序员指定一个或多个要评估或测试的条件，以及条件为真时要执行的语句（必需的）和条件为假时要执行的语句（可选的）。 C 语言把任何非零和非空的值假定为 true，把零或 null 假定为 false。 下面是大多数编程语言中典型的判断结构的一般形式： 判断语句 C 语言提供了以下类型的判断语句。点击链接查看每个语句的细节。 语句 描述 if 语句 一个 if 语句 由一个布尔表达式后跟一个或多个语句组成。 if…else 语句 一个 if 语句 后可跟一个可选的 else 语句，else 语句在布尔表达式为假时执行。 嵌套 if 语句 您可以在一个 if 或 else if 语句内使用另一个 if 或 else if 语句。 switch 语句 一个 switch 语句允许测试一个变量等于多个值时的情况。 嵌套 switch 语句 您可以在一个 switch 语句内使用另一个 switch 语句。 ? : 运算符 我们已经在前面的章节中讲解了 条件运算符 ? :，可以用来替代 if…else 语句。它的一般形式如下： Exp1 ? Exp2 : Exp3; 其中，Exp1、Exp2 和 Exp3 是表达式。请注意，冒号的使用和位置。 ? 表达式的值是由 Exp1 决定的。如果 Exp1 为真，则计算 Exp2 的值，结果即为整个 ? 表达式的值。如果 Exp1 为假，则计算 Exp3 的值，结果即为整个 ? 表达式的值。

运算符是一种告诉编译器执行特定的数学或逻辑操作的符号。C 语言内置了丰富的运算符，并提供了以下类型的运算符： 算术运算符 关系运算符 逻辑运算符 位运算符 赋值运算符 杂项运算符 本章将逐一介绍算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、赋值运算符和杂项运算符。 算术运算符 下表显示了 C 语言支持的所有算术运算符。假设变量 A 的值为 10，变量 B 的值为 20，则： 运算符 描述 实例 + 把两个操作数相加 A + B 将得到 30 – 从第一个操作数中减去第二个操作数 A – B 将得到 -10 * 把两个操作数相乘 A * B 将得到 200 / 分子除以分母 B / A 将得到 2 % 取模运算符，整除后的余数 B % A 将得到 0 ++ 自增运算符，整数值增加 1 A++ 将得到 11 — 自减运算符，整数值减少 1 A– 将得到 9 实例 请看下面的实例，了解 C 语言中所有可用的算术运算符： #include <stdio.h> int main() { int a = 21; int b = 10; int c ; c = a + b; printf("Line 1 - c 的值是 %d\n", c ); c = a - b; printf("Line 2 - c 的值是 %d\n", c ); c = a * b;...

存储类定义 C 程序中变量/函数的范围（可见性）和生命周期。这些说明符放置在它们所修饰的类型之前。下面列出 C 程序中可用的存储类： auto register static extern auto 存储类 auto 存储类是所有局部变量默认的存储类。 { int mount; auto int month; } 上面的实例定义了两个带有相同存储类的变量，auto 只能用在函数内，即 auto 只能修饰局部变量。 register 存储类 register 存储类用于定义存储在寄存器中而不是 RAM 中的局部变量。这意味着变量的最大尺寸等于寄存器的大小（通常是一个字节），且不能对它应用一元的 ‘&’ 运算符（因为它没有内存位置）。 { register int miles; } 寄存器只用于需要快速访问的变量，比如计数器。还应注意的是，定义 ‘register’ 并不意味着变量将被存储在寄存器中，它意味着变量可能存储在寄存器中，这取决于硬件和实现的限制。 static 存储类 static 存储类指示编译器在程序的生命周期内保持局部变量的存在，而不需要在每次它进入和离开作用域时进行创建和销毁。因此，使用 static 修饰局部变量可以在函数调用之间保持局部变量的值。 static 修饰符也可以应用于全局变量。当 static 修饰全局变量时，会使变量的作用域限制在声明它的文件内。 在 C 编程中，当 static 用在类数据成员上时，会导致仅有一个该成员的副本被类的所有对象共享。 #include <stdio.h> /* 函数声明 */ void func(void); static int count = 5; /* 全局变量 */ main() { while(count--) { func(); } return 0; } /* 函数定义 */ void func( void ) { static int i = 5; /* 局部静态变量 */ i++; printf("i is %d and count is %d\n", i, count); } 尝试一下 可能您现在还无法理解这个实例，因为我已经使用了函数和全局变量，这两个概念目前为止还没进行讲解。即使您现在不能完全理解，也没有关系，后续的章节我们会详细讲解。当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果： i is 6 and count is 4 i is 7 and count...