内容简介

本书面向编程初学者，在清晰阐释程序设计基本思想的同时，全面涵盖C语言的核心知识点。全书围绕程序员的学习需求来组织内容，从第1章开始引入软件工程思维，通过贯穿各章的“案例分析”模块实践“问题-分析-设计-实现-测试”的问题求解方法，尤为重视良好编程习惯的培养。本书作为计算机专业教材历经十几年的教学实践，这一版对指针的讲解更加透彻，并新增了三个使用可视化图形案例的章节，还更新了一些编程练习题。

目录

Problem Solving and Program Design in C, Seventh Edition
出版者的话
译者序
前言
第0章　职业成长道路之计算机科学 1
0.1　为什么计算机科学可能是适合你的领域 1
0.1.1　主修计算机的原因 1
0.1.2　计算机科学家的特征 2
0.2　大学经验：计算机学科和专业选择 3
0.2.1　计算机科学 4
0.2.2　计算机工程 4
0.2.3　信息系统 4
0.2.4　信息技术 5
0.2.5　软件工程 5
0.2.6　混合学科专业 6
0.3　就业机会 6
0.3.1　美国和世界的需求 7
0.3.2　对弱势群体的需求 7
0.3.3　新职业初见端倪 8
第1章　计算机和程序设计概述 9
1.1　电子计算机的发展史 9
1.2　计算机硬件 11
1.2.1　存储器 12
1.2.2　中央处理单元 14
1.2.3　输入/输出设备 15
1.2.4　计算机网络 15
1.3　计算机软件 17
1.3.1　操作系统 17
1.3.2　应用软件 18
1.3.3　计算机语言 19
1.3.4　程序执行 22
1.4　软件开发方法 23
1.4.1　软件开发过程 23
1.4.2　注意：失败是软件开发过程的一部分 24
1.5　软件开发方法的应用 25
1.6　程序员的职业道德 27
1.6.1　数据隐私和滥用 27
1.6.2　计算机黑客 27
1.6.3　剽窃和软件盗版 28
1.6.4　计算机资源的滥用 28
本章内容回顾 29
快速练习 29
复习题 30
第2章　C语言概述 31
2.1　C语言元素 31
2.1.1　预处理指令 31
2.1.2　预处理指令的语法 33
2.1.3　主函数 33
2.1.4　保留字 34
2.1.5　标准标识符 34
2.1.6　用户自定义标识符 34
2.1.7　大写字母和小写字母 35
2.1.8　程序风格——选择标识符名称 35
2.2　变量声明和数据类型 36
2.2.1　变量声明 36
2.2.2　数据类型 37
2.2.3　数值类型间的差异 38
2.2.4　char数据类型 39
2.2.5　ASCII码 39
2.3　可执行语句 41
2.3.1　存储器中的程序 41
2.3.2　赋值语句 41
2.3.3　给一个字符型变量赋值 42
2.3.4　输入/输出操作和函数 43
2.3.5　printf函数 43
2.3.6　scanf函数 45
2.3.7　return语句 47
2.4　C程序的一般形式 48
2.4.1　程序风格——程序中的空格 48
2.4.2　程序中的注释 48
2.4.3　程序风格——使用注释 49
2.5　算术表达式 50
2.5.1　运算符/和% 50
2.5.2　表达式的数据类型 51
2.5.3　混合型赋值语句 52
2.5.4　强制类型转换 52
2.5.5　整型字符 53
2.5.6　多元运算符表达式 53
2.5.7　C语言中数学公式的表达 55
2.5.8　数值不精确 56
2.6　程序输出中的格式化数字 61
2.6.1　int类型的格式化值 61
2.6.2　double类型的格式化值 62
2.6.3　程序风格——消除首位空格 62
2.7　交互模式、批处理模式和数据文件 63
2.7.1　输入重定向 63
2.7.2　程序风格——回显输出与提示 63
2.7.3　输出重定向 64
2.8　常见编程错误 65
2.8.1　语法错误 65
2.8.2　运行时错误 67
2.8.3　未被发现的错误 67
2.8.4　逻辑错误 69
本章内容回顾 69
快速练习 70
复习题 71
编程项目 72
第3章　自顶向下的程序设计与函数 74
3.1　使用现有信息构建项目 74
3.2　库函数 81
3.2.1　预定义函数和代码重用 81
3.2.2　使用颜色突出显示新的结构 82
3.2.3　C语言库函数 83
3.2.4　知识扩展 84
3.3　自顶向下的设计和结构图 85
3.4　没有参数的函数 86
3.4.1　函数原型 87
3.4.2　函数定义 88
3.4.3　程序中函数的位置 89
3.4.4　程序风格——为程序中的函数添加注释 91
3.4.5　子函数与主函数的执行顺序 91
3.4.6　函数子程序的优点 91
3.4.7　显示用户说明 92
3.5　含输入参数的函数 93
3.5.1　含输入参数的void类型的函数 94
3.5.2　含输入参数与单一返回值的函数 95
3.5.3　程序风格——函数接口注释 97
3.5.4　带有多个参数的函数 97
3.5.5　对应参数列表 99
3.5.6　函数数据区 99
3.5.7　使用驱动程序测试函数 100
3.6　计算机图形学介绍（可选） 100
3.6.1　窗口的组成 100
3.6.2　常见的图形功能 101
3.6.3　程序风格——驼峰规则 102
3.6.4　背景色和前景色 102
3.6.5　绘制矩形 103
3.6.6　绘制圆、椭圆和弧线 104
3.6.7　程序风格——编写常见的图形程序 106
3.6.8　程序缺陷——不正确的函数调用顺序 108
3.6.9　扇形区域和实心椭圆 109
3.6.10　将文本信息添加到图形中 110
3.7　常见编程错误 112
本章内容回顾 112
快速练习 113
复习题 114
编程项目 114
图形项目 117
第4章　选择结构：if语句和switch语句 118
4.1　控制结构 118
4.2　条件表达式 119
4.2.1　关系运算符和等式运算符 119
4.2.2　逻辑运算符 120
4.2.3　运算符优先级 121
4.2.4　短路求值 122
4.2.5　用C语言实现对自然语言条件的编写 123
4.2.6　字符比较 123
4.2.7　逻辑赋值 124
4.2.8　补集 125
4.3　if语句 126
4.3.1　if双重选择语句 127

前言/序言

　　?ProblemSolvingandProgramDesigninC,SeventhEdition本书提供了一种问题解决的严谨方法，即通过连贯的、可读的、可重用的模块，将软件工程中被广泛接受的方法应用于程序设计中。我们选择ANSIC的子集作为这些模块的实现工具，因为C语言是一门因性能和可移植性而著称的标准的、强大的编程语言。这本书可作为编程方法的初级教程，假设读者没有计算机或编程的预备知识。本书案例分析和练习广泛丰富，可以帮助教师设计一门C语言程序设计引导课程，适用于计算机专业学生或其他相关专业学生。

　　版本更新此版本的更新如下：

　　第3章（函数）、第5章（循环）和第7章（数组）包含图形程序的可选章节。

　　第6章（指针和模块化编程）新增了关于指针的6.1节。

　　第4章中用新的完整程序来说明if语句的使用。

　　第4章中用新的完整程序来说明switch语句的使用。

　　删除了以前版本中的第7章（简单数据类型），将内容整合到本书的其他章节中。

　　第1章中的硬件示例已更新并反映了当前最新技术。

　　一些章节中收录了新编程项目的作业题。

　　关于图形学的更多信息许多计算机科学学院建议使用图形来启发编程初学者，并作为一种帮助学生了解如何使用库和调用函数的工具。我们同意这一观点，并在本版中收录了三个使用图形案例的可选章节。新的图形章节包括：

　　3.6节：计算机图形学介绍。

　　5.11节：循环在图形程序中的应用。

　　7.10节：数组表示图形程序。

　　为了减少引入图形所需的开销，我们决定使用WinBGIm（一种带有鼠标的WindowsBGI），它是一个基于TurboPascalBGI（BorlandGraphicsInterface）库的软件包。WinBGIm由MichaelMain和他的学生在科罗拉多大学创建，并在Win32库之上运行。一些适用于CS1课程的开发平台都已包含WinBGIm。Quincy（由AlStevens开发）是一个开源的面向学生的C++IDE，它包含WinBGIm和更高级的库（http://www.codecutter.net/tools/quincy）。下页图显示了使用所选WinBGIm图形应用的Quincy新项目窗口（File→New→Project）。

　　科罗拉多大学发布了一个基于开源GNUg++编译器和emacs程序编辑器的命令行平台（http://www.codecutter.net/tools/winbgim）。WinBGIm也可以在Bloodshed软件的Dev-C++和Microsoft的VisualStudioC++中使用。

　　使用C语言进行程序开发教学程序设计教学和C语言教学这两个目标在某些人看来可能是矛盾的。人们普遍认为C语言是一种只有在学习了一些更友好语言的基础上，才能更好地掌握的语言。C语言极其困难，这一认识可追溯到语言史。作为用于UNIX操作系统的编程工具，C语言可以在这类程序员中找到它的原始客户——他们了解操作系统和底层机器的复杂性，并认为在程序中利用这些知识是很自然的事情。因此，在许多以教授C语言为主要目标的教科书中，所给出的程序范例会要求学生了解机器的概念，而这些概念并不在标准入门编程课程的教学大纲中。

　　本书讲解了程序开发的合理方法并简单介绍了ANSIC，因为我们选择第一个目标——程序设计教学作为主要目标。有人可能担心这会导致ANSIC的淡化处理。然而，我们发现在C语言中编程概念和概念实现的有机结合可以充分彰显ANSIC作为高级编程语言的威力，而这在一些以ANSIC的全面覆盖为首要目标的书中常常被忽略。即使我们对程序设计的讨论优先于对C语言特性的讨论，但本书也达到了对C语言基本结构的全面覆盖。

　　指针和本书结构C语言主题的组织顺序取决于程序初学者的需求，而不是C语言程序的结构。读者可能会惊讶地发现没有一章的标题为“指针”。这是因为我们将C语言作为高级语言进行处理，而不是忽视指针在C语言中的重要作用。

　　其他的高级语言对输出参数和数组都有独立的语言结构，而C语言公开地将这些概念“折叠”成指针，极大地增加了学习语言的复杂性。可以从不同的角度讨论指针来简化C语言的学习过程，让学生在一定时间内逐步理解指针使用的复杂性，类似的主题在其他编程语言中也经常出现。我们使用了基于传统高级语言的术语——输出参数、数组、数组下标、字符串，使基本概念的表示成为可能，也使没有汇编语言基础的学生更容易掌握指针使用的方方面面。

　　因此，本书使用四章而不是一章介绍指针。第6章从指针、间接引用和文件指针的使用（来源于第2章）开始讨论，然后讨论了指针作为简单输出和输入/输出参数的使用。第8章介绍了字符串指针和数组指针。第11章再次讨论了文件指针。第13章回顾了之前所学的指针使用，并且描述了动态存储分配。

　　软件工程概念本书展示了软件工程的许多方面，有一些进行了明确的讨论而其他的仅使用例题进行讲解。早在第1章占用一小节讨论问题解决的艺术和科学时，我们就建立了良好的问题解决技巧和高效软件开发之间的联系。第1章提到的五段式软件开发方法不仅用来解决第一个案例分析，还将应用于整本书的案例分析。主要程序风格问题得到了重点呈现，而且例题中使用的编码风格都遵守C语言软件行业的准

　　译者序ProblemSolvingandProgramDesigninC,SeventhEdition近几年来，编程语言的发展可谓是进入了井喷时期。尽管每年都会诞生很多新的编程语言，C语言却始终位居编程语言榜首。有人可能会提出疑问，C语言为何具有如此强大的生命力？首先，这和C语言是标准通用汇编语言是分不开的。C语言完美平衡了语言中机器相关与机器无关的部分，使得我们可以用机器无关的方式来处理程序逻辑，但必要时又可以直接控制底层硬件，C语言被广泛运用在操作系统开发中正是这一点的绝佳例证。其次，C语言的核心非常简单，一切细节都尽显在程序员面前，不会因为某种语法构造而导致隐藏的性能消耗，这使得C语言成为程序员在追求程序效率时的一个绝佳选择。最后，C语言良好的设计、卓越的编码实现永远都是不可替代的，正是它们实现了一个软件的真正价值。

　　本书提供了一种连贯的、可读的、可重用的模块，通过“案例分析–章节回顾–程序设计”的学习模式，使读者循序渐进地掌握C语言的编程方法和思想，提高动手能力。全书案例按照“问题–分析–设计–实现–测试”的顺序组织，用通俗易懂的语言解释了C语言的主要知识点、简单应用和综合应用，建立了友好的问题解决技巧和高效软件开发之间的联系。

　　本书在前一版的基础上，提供了一种问题解决的严谨方法，将软件工程中被广泛接受的方法应用于程序设计中。这种程序开发的合理方法以及全书对ANSIC的全面覆盖极大地完善了前几版的C语言体系，可谓是一个巨大的惊喜。此外，本书收录了3个使用图形案例的可选章节，在总结前几版的基础上对章节进行了更精确细微的调整，使内容在逻辑上更加合理，读起来更加流畅，更符合阅读习惯。本书使用四章而不是一章来介绍指针。第6章从指针、间接引用和文件指针的使用（来源于第2章）开始讨论，然后讨论了指针作为简单输出和输入/输出参数的使用。第8章介绍了字符串指针和数组指针。第11章再次讨论了文件指针。第13章回顾了之前所学的指针使用，并且描述了动态存储分配，使没有汇编语言基础的学生更容易掌握指针使用的方方面面。本书还包含各种编程实例，让学生了解计算机应用程序的重要性，包括数据库检索、计费和销售分析的商业应用、文字处理以及辐射水平检测和节约用水的环境应用程序。另外还有一些细微的调整与删除，使得本书更加紧凑与完美。

　　我认为，本书在C语言程序设计中具有重要的价值。它讨论的是程序设计中最基础、全面又具有实践性的思想、原理和编程方法，填补了国内目前这方面书籍的空白。这本书值得每个拥有编程梦想并努力使自己成为优秀程序员的爱好者参考，值得每个计算机相关专业的学生和研究工作者阅读，也可以作为程序设计、数据结构等相关课程的辅助教材。我相信，只要大家静下心来读这本接地气的实践指南，就会获益颇多。

　　我们非常高兴有机会翻译这本书。本书第0、1、2章由太原理工大学强彦译，第3、4章由太原理工大学赵涓涓译，第5、6章由太原科技大学蔡星娟译，第7、8章由忻州师范学院纪国华译，第9章由吕梁学院王三虎译，第10章由吕梁学院刘继华译，第11、12章由太原师范学院屈明月译，第13章由太原理工大学常春燕译，第14章由吕梁学院高文莲译，第15章和附录由太原理工大学雷红译。在本书的翻译工作中，廖晓磊、杨晓兰、崔强、宋云霞、赵鑫、张婷、赵鹏飞、董林佳、张伟做了大量的文献查找和校对工作，在此一并表示感谢。

　　在这里要感谢机械工业出版社华章公司的朱劼编辑、朱秀英编辑和其他编辑人员。他们为使这本好书较早地与读者见面投入了巨大的热情并付出了很多心血。没有他们的帮助和鼓励，本书不可能顺利付梓。

　　由于本书覆盖面广，翻译难度确实比较大，我们不仅查阅了大量国内外的相关资料，还与英文原著作者进行了深入交流，力求“信、达、雅”，但是在译文中仍难免会出现一些疏漏，如有任何意见和建议，我真诚地希望认真的、有见识的同行们和朋友们不吝赐教，共同进步。

　　译者zhaojuanjuan@tyut.edu.cn2017年3月