1.3　分析C语言程序的结构

大型的C语言程序就像一辆汽车，由各个零件组成，零件完美组合才能使汽车跑起来，这需要汽车组装工非常了解汽车各个零件的功能。在编写C语言程序时，程序员就相当于汽车组装工，需要知道C语言程序的结构，每行代码的作用。

1.3.1　头文件

万事从“头”开始，就像汽车的头部，包括车灯、车牌及车品牌名等，如图1.23所示。

C语言程序也有头文件，头文件就像人的大脑，里面记录了许多天生就存在、不需要记忆的函数库。函数库就是函数的仓库，只要引用某个函数库，该函数库中的函数就可以随便使用。例如，引入stdio.h函数库，代码如下：

1.#include

#include是使用头文件的命令，是头文件的重要组成部分。“#”表示预处理命令；“include”是包括、计入的意思，也就是包括后面的函数库。“include”后面的函数库名称用英文半角格式的尖括号“〈〉”或英文半角格式的双引号“""”括起来。例如：

这两种头文件表示方法都是正确的，二者之间的区别如下：

●如果使用尖括号，那么系统会到存储C语言函数库的目录中寻找要包含的头文件。这是标准方式；

●如果使用双引号，那么系统会先在用户当前目录中寻找要包含的头文件，如果找不到，那么再到存储C语言函数库的目录中寻找要包含的头文件。

2.stdio.h

stdio.h是内存空间中的函数库之一，是C语言中的输入/输出函数库，包含各种各样的输入/输出函数（如printf（）、gets（）、putchar（）函数等），所以在进行输入或输出操作时都需要使用这个函数库。

学习笔记

C语言中除了stdio.h函数库，还有很多函数库，具体函数库及其包含的函数可以参考相关函数手册。

1.3.2　主函数

构成C语言程序的基本单位是函数。在众多函数中，需要从一个函数打入程序内部，这个函数就是主函数，即main（）函数。main（）函数相当于汽车的车门，要驾驶汽车，首先需要从车门进入驾驶舱，也就是说，main（）函数是可执行程序的入口函数，程序都是从main（）函数开始执行的。main（）函数的语法格式如下：

main（）函数前面的int表示主函数的返回类型，也就是需要返回一个整型数据，而程序的最后是return 0，说明0是函数的返回值。return 0是返回系统操作，表示程序正常退出。return语句通常写在程序的最后，表示这个程序结束了。

主函数可以不带参数，也可以带参数，如果使用带参数形式，那么需要有两个参数，第一个参数是int型，表示命令行中的字符串数，按照习惯（不是必须），将参数名称定义成argc（Argument Count）；第二个参数是字符串型，表示一个指向字符串的指针数组，按照习惯（不是必须），将参数名称定义为argv（Argument Value）。

1.3.3　输出函数

输出是从内部到外部的传递过程。输出设备的种类有很多，如图1.24所示，这些输出设备输出的东西我们能看得见。

C语言程序也是一样，代码在计算机内部进行编译，但是编译过程我们看不到，只有将编译结果输出到外部，我们才能看到。C语言程序需要一个媒介输出，即输出函数——putchar（）函数、puts（）函数及printf（）函数。

1.putchar（）函数

putchar（）函数每次只能输出单个字符，该函数是stdio.h函数库中的函数，它的语法格式如下：

其中的参数ch是要输出的字符，可以是字符型或整型变量，也可以是常量。例如：

学习笔记

从这3行代码中可以看出，单个字符使用的是英文半角格式的单引号“''”。

putchar（）函数的另一种形式是定义字符型变量并赋值，然后输出该字符。例如，利用putchar（）函数输出字符拼成“小猪”的表情，具体代码如下（实例内容参考配套资源中的源码）：

运行上述程序，运行结果如图1.25所示。

学习笔记

char是数据类型之一，表示字符型，具体知识将在第二章讲解；变量赋值是利用“=”赋值，表示将等号右侧的值赋给等号左侧的变量。

2.puts（）函数

puts（）函数一次可以输出多个字符，主要用于输出一个字符串，它也是stdio.h函数库中的函数，它的语法格式如下：

其中，字符指针变量str是形式参数，主要用于接收要输出的字符串。例如，使用puts（）函数输出一个字符串常量，代码如下：

这行代码可以输出一个字符串，之后会自动进行换行操作。这与printf（）函数（下面讲解具体用法）有所不同，在printf（）函数中进行换行时，要在字符串中添加转义字符“\n”。puts（）函数会在字符串中判断“\0”结束符，在遇到“\0”结束符后，后面的字符不再输出，并且自动换行。例如：

在加上“\0”结束符后，puts（）函数输出的字符串就变成了“Welcome”。

学习笔记

●字符串使用的是英文半角格式的双引号“""”。

●编译器会在字符串常量的末尾添加结束符“\0”，因此puts（）函数会在输出字符串常量后自动进行换行操作。

3.printf（）函数

printf（）函数是控制格式输出函数，它也是stdio.h函数库中的函数，它的语法格式如下：

1）格式控制。

格式控制是用双引号括起来的字符串，又称为转换控制字符串，包括格式字符和普通字符共两种字符。

●格式字符主要用于进行格式说明，作用是将数据转换为指定的格式输出。格式字符是以“%”字符开头的。

●普通字符是需要原样输出的字符，包括双引号内的逗号、空格和换行符。

2）输出列表。

输出列表中列出的是要输出的数据，可以是变量，也可以是表达式。

例如：

运行以上代码，输出结果为“521 I Love You”。在格式控制的双引号中的字符是“%d I Love You”，其中的“I Love You”字符串中的字符是普通字符，而“%d”是格式字符，表示输出后面的iInt表示的数据。

printf（）函数常用的格式字符如表1.1所示。

1.3.4　输入函数

输入是从外部到内部的传递过程。C语言程序使用输入函数实现输入功能。C语言中的输入函数有getchar（）函数、gets（）函数及scanf（）函数。

1.getchar（）函数

getchar（）函数每次只能从终端（输入设备）输入一个字符，该函数是stdio.h函数库中的函数，它的语法格式如下：

getchar（）函数没有参数，该函数的值就是从输入设备得到的字符。例如，从输入设备得到一个字符，将其赋给字符变量cChar，代码如下：

学习笔记

getchar（）函数每次只能接收一个字符。getchar（）函数得到的字符可以赋给一个字符变量或整型变量，也可以不赋给任何变量，还可以作为表达式的一部分。例如，“putchar（getchar（））；”表示将getchar（）函数作为putchar（）函数的参数，getchar（）函数从输入设备得到字符，然后putchar（）函数将字符输出。

例如，使用getchar（）函数输入一个小写字母，输出对应的大写字母，具体代码如下（实例内容参考配套资源中的源码）：

运行上述程序，运行结果如图1.26所示。

学习笔记

小写字母的ASCII码值比大写字母的ASCII码值大32。例如，小写字母a的ASCII码值是95，将数值95减去32得到数值65，ASCII码值65对应的是大写字母A。

2.gets（）函数

gets（）函数主要用于获取用户从终端（输入设备）输入的一个字符串，它也是stdio.h函数库中的函数，它的语法格式如下：

其中，字符指针变量str是形式参数，主要用于存储读取的字符串。在读取字符串的过程中，当出现新的一行时停止读取。新的一行的换行字符会转换为字符串中的结束符“\0”。

例如，前面已经定义了字符数组变量cString，使用gets（）函数获取输入字符数组的方式如下：

3.scanf（）函数

scanf（）函数主要用于按照指定的格式接收用户从终端（输入设备）输入的数据，并且将输入的数据存储于指定的变量中，它也是stdio.h函数库中的函数，它的语法格式如下：

scanf（）函数的格式控制与printf（）函数的格式控制相同。地址列表中的地址是接收数据变量的地址。例如，得到一个整型数据，具体代码如下：

在这一行代码中，“＆”符号表示取iInt变量的地址。在变量前加“＆”符号，表示取该变量的地址。

学习笔记

scanf（）函数在读取数据时不检查边界，因此Microsoft公司的Visual Studio开发工具提供了scanf_s（）函数，它的功能与scanf（）函数相同，Visual Studio开发工具认为scanf_s（）函数更安全。