C和指针 清晰版 重点课后题已经画出来为什么需要这本书市面上已经有了许多优秀的讲述C语言的书籍,为什么我们还需要这一本呢?我在大学里教授C语言编程已有10个年头,但至今尚未发现一本书是按照我所喜欢的方式来讲述指针的。许多书籍用一章的篇幡专门讲述指针,而且往往出现在全书的后半部分。但是,仅仅描述指针的语法、并用一些简单的例子展示其用法是远远不够的。我在授课时,很早便开始讲授指针,而且在以后的授课过程屮也经常讨论指针。我描述它们在各种不同的上下文环境中的有效用法,展示使用指针的编程惯用法( programming idiom)。我还讨论了一些相关的课题如编程效率和程序可维护性之间的杈衡。指针是本书的线索所在,融会贯通于全书之中。指针为什么如此重要?我的信念是:正是指针使C威力无穷。有些任务用其他语言也可以实现,但C能够更有效地实现;有些任务无法用其他语言实现,如直接访问硬件,但C却可以。要想成为一名优秀的C程序员,对指针有一个深入而完整的理解是先决条件。然而,指针虽然很强大,与之相伴的风险却也不小。跟指甲锉相比,链锯可以更快地切割木材,但链锯史容易使你受伤,而且伤害常常米得极快,后果也非常严重。指针就像链锯样,如果使用得当,它们可以简化算法的实现,并使其更富效率;如果使用不当,它们就会引起错误,导致细微而令人困惑的症状,并且极难发现原因。对指针只是略知一一便放手使用是件非常危险的事。如果那样的话,它给你带来的总是痛苦而不是欢乐。本书提供了你所需要的深入而完整的关丁指针的知识,足以使你避开指针可能带来的痛苦。C和指针为什么要学习C语言为什么C语言依然如此流行?历史上,由于种种原因,业界选择了C,其中最主要的原因就在于它的效率。优秀C程序的效率几乎和汎编语言程序一样高,但C程序明显比汇编语言程序更易于开发。和许多其他语言相比,C给予程序员更多的控制权,如控制数据的存储位置和初始化过程等。C缺乏“安全网”特性,这量有助于提高它的效率,但也增加了出错的可能性。例如,C对数组下标引用和指针访问并不进行有效性检查,这可以节省时间,但你在使用这些特性时就必须特别小心。如果你在使用C语言时能够严格遵守相关规定,就可以避免这些潜在的问题。C提供了丰富的操作符集合,它们可以让程序员有效地执行一些底层的计算如移位和屏蔽等,而不必求助汇编语言。C的这个特点使很多人把C称为“高层”的汇编语言。但是当需要的时候,C程序可以很方便地提供汇编语言的接口。这些特性使C成为实现操作系统和嵌入性控制器软件的良好选择.C流行的另一个原因是由于它的普遍存在。C编译器在许多机器上实现。另外,ANsI标准提高了C程序在不同机器之间的可移植性。最后,C是C++的基础。C++提供了种和C不同的程序设计和实现的观点。然而,如果你对C的知识和技巧,如指针和标准库等成竹在胸,将非常有助于你成为一名优秀的C++程序员。为什么应该阅读这本书本书并不是一本关于编程的入门图书。它所面向的读者应该已经具备了一些编程经验,或者是一些想学习C,但又不想被诸如为什么循环很重要以及何时需要使用if语句等肤浅问题耽误进程的人。另一方面,我并不要求本书的读者以前学习过C。我讲述了C语言所有方面的内容。这种内睿的广泛覆盖性使本书不仅适用于学生,也适用于专业人员。也就是说,适用于首次号习C的读者和那些经验更丰富的希望进一步提高语言使用技巧的用户。优秀的C艹书籍把精力集屮于与面向对象模型有关的课题上(如类的设计)而不是专注于基本的C技巧,这样做是对的。但C++是建立在C的基础之上的,C的基本技巧依然非米重要,特别是那些能够实现可复用类的技巧。诚然,C+程序员在阅读本书时可以跳过一些他们所熟悉的内容,但他们会在本书中找到许多有用的C工具和技巧。2前言本书的组织形式本书按照教程的形式组织,它所面向的读者是先前具有编程经验的人。它的编写风格类似于导师在你的身后注视着你的工作,不时给你一些提示和忠告。我的日标是把通常需要多年实践才能获得的知识和观点传授给读者。这种组织形式也影响到材料的顺序—我通常在个地方引入一个话题,并进行完整的讲解。因此,本书也可以当做参考手册。在这种组织形式中,存在两个显著的例外之处。首先是指针,它贯穿全书,将在许多不同的上下文环境中进行讨论。其次就是第1章,它对语言的基础知识提供了一个快速的介绍。这种介绍有助于你很快掌握编写简单稈序的技巧。第1章所涉及的主题将在后续章节中深入讲解较之其他书籍,本书在许多领域着墨更多,主要是为了让每个主题更具深度,向读者传授通常只有实践才能获得的经验。另外,我使用了一些在现实编程屮不太常见的例子,虽然有些不太容易理解,但这些例子显示了C在某些方面的趣味所在。ANSI C木书描述 ANSIC,是由 ANSIISO9899-199ANSI90进行定义并由KERN89进行描述的。我之所以选择这个版本的C是基于两个原因:首先,它是旧式C(有时称做 Kernighan和 Ritchie KERN78],或称K&RC)的后继者,并已在根本上取代了后者;其次, ANSI C是C+的基础。本书中的所有例子都是用 ANSI C编写的。我常常把“ ANSI C标准文档”简称为“标准”排版说明语法描述格式如下if( expressions七a-cmenelses七 atement我在语法描述中使用了4种字体,其中必需的代码(如此例中的关键字if)将如上所示设置为 Courier New字体。必要代码的抽象描述(如上例中的 expression)用Co1 rier ner表示。有些语句具有可选部分,如果我决定使用可选部分(如此例中的eLse关键字),它将严格按上面的例子以粗体 Courier New表示。可选部分的抽象描述(如第2个 statement)将以斜体 Courier new表示。每次引入新术语时,我将以黑体表示。完整的程序将标上号码,以“程序0.1”这样的格式显示。标题给出了程序的名称,包C和指针含源代码的文件名则显示在右下角一一这些文件都可以从 Addison Wesley Longman的网站上找到。文中有“提示”部分。这些提示中的许多内容都是对良好编程技巧的讨论就是使程序更易编写、更易阅读并在以后更易理解。当一个程序刘次写成时,稍微多做些努力就可能节约以后修改程序的大量时间。其他一些提示能帮助你把代码写得更加紧凑或更有效率。另外还有一些提示涉及软件工程的话题。C的诞生远早于现代软件工程原则的形成。因此,有些语言特性和通用技巧不为这些原则所提倡。这些话题通常涉及到某种特定结构的效率和代码的可读性与可维护性之间的利弊权衡。这方面的讨论将向你提供·些背景知识,帮助你判断效率上的收益是否抵得上其他质量上的损失。当你看到“警告”时就要特别小心:我将要指出的是C程序员新手(有时甚至是老手)经常出现的错误之一,或者代码将不会如你所预想的那样运行。这个警告标志将使提示内容不易被忘记,而且以后回过头来寻找也更容易一些“K&Rc”表示我正在讨论 ANSI C和K&RC之间的重要区别。尽管绝大多数以K&RC写成的程序仅需极微小的修改即可在 ANSi O环境运行,但有时你仍可能碰到一个ANSI之前的编译器,或者遇到一个更老式的程序。如此一来,两者的区别便至关重要。每章问题和编程练习本书每章的最后一节是间题和编程练习。问题难简不一,从简单的语法问题到更为复杂的问题诸如效率和可维护性之间的权衡等。编程练习按等级区分难度:★的练习最为简单,★★★★★的练习难度最大。这些练丬有许多作为课堂测验已沿用多年。问题或编程练习前如果有一个符号,表示在附录中可以找到它的参考答案。补充材料Addison Wesley longman专门为本书维护了一个 World wide web站点。该站点的URL是ht:/www.awl.com/cscng/titlc0-673-9986-6/(或可直接访问作者主页www.cs.rit.edukar/)。这个站点包含本书所有程序的源代码,以章为单位分类。你还可以在上面看到本书的最新勘误表。你还可以联系附近的 Addison Wesley longman代表,获取 tructor's guide,它包含了书上未给出答案的问题和编程练习的所有答案。如果你是一位教育工作者,也可以免费获取UNX系统上自动递交和测试学生程序的软件REEK89REK96,通过匿名FTP: ftp. cs. rit.edu,月录是pb/ kar/try前言致谢我无法列出所有对本书做出贡献的人们,但我将感谢他们中的所有人我的妻子 Margaret对我的写作鼓励有加,为我提供精神上的支持,而且她默默承受着由于我写作本书而带给她的生活上的孤独。我要感谢 Warren caithers教授,他是我在RT的同事,阅读并审校了本书的初稿。他真诚的批评帮助我从一大堆讲谍稿和例子中生成了一份清晰、连贯的手稿。我非常感谢我的C语言编程课程的学生们,他们帮助我发现录入错误,提出改进意见并在教学过程中忍受着草稿形式的教材。他们对我的作品的反应向我提供了有益的反馈,帮助我进一步改进本书的质量。我还要感谢 Steve allan, Bill appelbe, Richard c. detmer, Roger eggen, Joanne Goldenberg,Dan Hinton, Dan Hirschberg, Keith EJolly, Joseph F. Kent, Masoud Milani, Steve Summit FAKanupriya Tewary,他们在本书出版前对它作了评价。他们的建议和观点对我进一步改进本书的表达形式助益颇多。最后,我要向我在 addison- Wesley的编辑 Deborah lafferty女土、产品编辑 Amy Willcutt女士表示感谢。正是由于她们的帮助,才使这本书从一本手稿成为一本正式的书籍。她们不仅给了我很多有价值的建议,而且鼓励我改进我原先自我感觉良好的排版。现在我已经看到了结果,她们的意见是正确的。现在是开始学习的时候了,我预祝大家在学习C语言的过程中找到快乐!Kenneth A, reekkar@cs.rit. eduChurchville,纽约录第1章快速上手…………………灬.1简介111空白和注释……………命●即中4节学唱声卡4自12预处理指令…p喻自自4411.3mai函数1自卓●·争争F●曾看P章看即114 read columm numbers函数……11.5 rearrange函数………122补充说明………13编译自白是音哈备卧聊中中司甲西旱卧↓甲甲目吾合平看命●国中甲p国自自↓卧卓即司吾导导P罪音香自命国即中国国早事聊4总结151.5警告的总结………鲁国国●鲁中…151.6编程提示的总结……■击d4●导年罪骨看可血学自电D甲甲看P新17问题……18编程练第2章基本概念……聊唱组中电命■●唱春导向阜罪一司山血目血自中4垂●导甲司血自如由4备是鲁唱D●命●看罪‘血器自国2.1环境……■■争唱D●●卓中司■■■2].1翻译……司■■212执行目目国国↓具年导目中罪司目目目国国国导看寻导即卓卓■2122词法规厕…国即厂即即目即即即旷≯自P萨P目目目唱即自自音即自自首申日国1…………21221字符222注释……………2323自由形式的源代码…224标识符……225程序的形式………2423程序风烙国命自备自备号争目早争唱国导■■p甲■■■国目国国昏中唱导导甲甲罪国目国口国国导鲁争司早■2524总结………26C和指针25警告的总结………p4●●甲烟烟吾奋中中唱命命●26编科提小的总结灬27问题……2728编程练习…第3章数据………31基本数据类型杳中中目中3.11整型家族………灬…………312浮点类型313指针……………32基本声明………321初始化血响实5322声明简单数组…36323声明指针………36324隐式声明……33 typedef…看甲哈鲁中申唱自导3834常量383.5作用域pq看即命血唱D命国即命3.51代码块作用域………命目一国回3.52文件作用域…………命司司寻命41353原型作用域354函数作用域……36链妾属性……4137存储类型………d山自adp■p38satc关键之……39作用域、存储类型示例…3.10总结■目目号号中目鲁中中31警告的总结3.2编程提示的总结·345644313问题……第4章语句……………5141空语句5142祓达式语句……ep卓●●国中司q萨………5143代码块…44i语句………45 while语句P群自中中鲁唱售雪目争鲁451 break和 continue语句……4.52whie语句的执行过程…46for语句……………:547do请句2月录8 switch语481 switch中的brk语句482dat子句………483 switch语句的执行过程49goo话句●一命备自备命●中啁唱410总结。·●●看量导4,11警告的总结……412编程提示的总结413问题……4.14编程练习……………第5章操作符和表达式51操作符日目画国自……67511算术操作符官中日萨中中●《》本击命玉本指512移位操作符…513位操作符……■◆5l4赋值………申目日p●谓51.5单目操作符…51.6关系操作符……51.7逻辑操作符………4+7451.8条件操作符灬卓函国命身■即即519逗号操作符灬5110下标引用、函数调用和结构成员7752布尔值……b即唱D甲国罪甲看甲53左值和右值54表达式求值■bq击p●鲁甲541隐式类型转换9088542算术转换……面面中●●甲卡备甲目命备↓年早单歌唱国点身目自目目号目命唱543操作符的属性81544优先级和求值的顺序55总结…自卜中命命手56警告的总结…………2s6657编程提示的总结…58问题………8659编程练习…88第6章指针……961内和地址也国p中唱目●▲甲日卧自……9162.值和类型9263指针变量的内容……Ppm●看自看导●■64间接访问操作符……1■■■群萨…94