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c语言程序设计(面向系统能力培养大学计算机类专业教材) 大中专理科计算机卢萍、李开、王多强、甘早斌

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作者: 卢萍、李开、王多强、甘早斌
出版社: 清华大学出版社
ISBN: 9787302581505

出版时间: 2021-08
装帧: 平装
开本: 16开

作者: 卢萍、李开、王多强、甘早斌
出版社: 清华大学出版社

ISBN: 9787302581505
出版时间: 2021-08

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前言
“C语言程序设计”是高校计算机类专业非常重要的专业基础课程，是数据结构、编译原理、操作系统等专业课程的先导课程。本课程既有理论性，又有很强的实践性，其知识看起来都是固定模式，而真正应用于软件开发时却是千变万化的，具有很强的创造性。学生往往对C 语言的语法和句式掌握得很好，但一面对问题就头脑一片空白，不能灵活地将所学的知识应用到实际编程中。为此，作者结合长期教学和科研的实践经验和体会，根据教学目标，本着“与后继课程密切联系”的原则，提出了“融合C语言、数据结构和算法，实现三位一体”的教学思路。本书的编写一方面依据C语言标准ISO/IEC 9899:2011（简称C11），完整清楚地介绍C语言的基本语法和语义;另一方面围绕三位一体的教学思路，精心提炼算法实例进行分析和编程设计，以有效地培养和提高学生的C语言编程能力，以及分析和解决实际问题的能力。
为了满足不同层次的教学需求，本书采用三层次的思想组织章节内容，即将教材内容分为基本、提高、拓展三个层面并安排贯彻到全书的各个章节。基本层面是书中没有加号的内容，属于学习C语言必须掌握的部分，适合计算机类和非计算机类专业的学生学习。提高层面是书中加号的内容，属于计算机类专业本科教学必须讲授的内容。拓展层面是书中加号的内容，此部分内容课堂上不必讲授，适合学有余力的学生进一步深入研究。以上各部分内容，教师可以根据所在学校学生的实际情况适当取舍。
本书的作者在华中科技大学计算机学院长期从事“程序设计”课程的教学和研究，以及其他科研工作。本书的编写既参考了国内外多本著作，也融入了作者多年从事教学和科研的实践经验和体会，同时还吸收了同行专家学者的意见和建议。本书具有以下特点。
(1) 教材内容突出计算机类专业的学科特点，与非计算机类专业的教材有明显区别。对于计算机类专业的学生来说, 能进行系统级软件设计非常重要，因此，本书力求解决本专业的基础性问题，突出介绍了位运算、各类指针、字段结构等支持系统级编程的语言成分，增加了C语言的字符串库函数设计、数字串与数之间的转换函数设计、函数库设计、模拟串行进位的任意位数超长数据的加法运算、以函数指针为参数的函数设计等内容，希望学生具备用C语言编程解决本专业的基础性问题的程序设计能力，为学生将来能够熟练地用C语言编写系统软件、底层软件以及共享软件奠定坚实的语言基础。同时，也希望使非计算机类专业的学生感到有必要学习此书，以提高自己的C语言程序设计的能力与水平。
(2) 结合程序实例引入了各种常用算法。在介绍表达式、流程控制、函数、数组等C语言知识的同时，通过实例融入穷举法、递推法、有限状态机、筛法、蒙特卡罗法以及排序、查找、递归、分治、高精度计算等算法的实现，目的是让本课程教学覆盖程序设计涉及的基本算法，训练学生算法分析和实现的能力，为学生灵活应用C语言分析和解决实际工程问题打下扎实的基础。
(3) 兼顾后继课程“数据结构”的学习和引导。从编程使用的角度融入动态数据结构。例如，在掌握递归的基础上，渗透深度优先搜索的思想，分治与快速排序算法的编程设计；在介绍结构指针与动态存储分配等知识时，密切联系以堆栈、队列、单向链表、双向链表、十字交叉链表等数据结构为支撑的应用，学习用C语言来描述和实现这些数据结构，使学生打下扎实的程序设计所需的数据结构基础，加强学生深入学习后续专业课的兴趣。
(4) 深入介绍了C语言的各类数据类型。数据类型是程序设计语言的重要组成部分，理解数据类型和它的作用，对于学好程序设计语言和掌握程序设计方法非常重要。为此，除了基本数据类型以及数组、结构、联合、字段结构等构造类型外，本书还突出介绍了各类指针、指针与数组的关系、复杂声明等难度较高的数据类型；加强了对运算过程中类型转换规则的说明和举例，以及对在理解表达式计算结果时数据类型的重要作用的说明，让学生掌握克服难点的方法，使学生打下坚实的语言基础。
(5) 适当强调推理，采用逐步推导、归纳和比较的方法解释复杂类型及其声明，使学生更容易理解和掌握。由于二维数组存在两种类型的指针（n维数组存在n种类型的指针），因而增加了数组元素的指针表示的复杂性。本书在介绍二维数组的指针表示时，从分析C语言对多维数组的处理方法出发，紧紧抓住“二维数组的数组名”与“数组元素的指针”二者的联系和本质区别，通过标准中E1［E2］与((E1) (E2))等价的规则，逐步推导同一数组元素的各种等价的表示，进而推导多维数组元素的指针表示。对于程序设计中常见的含有、［］、( )的各种复杂声明，通过类型说明符的优先级和结合性来逐步推导解释，目的是培养学生的抽象思维能力、形式化的分析推理能力，以及精确的理解C语言的语法语义的能力。
(6) 体现了C语言标准ISO/IEC 9899:2011中新增语言成分。例如，新增静态断言、通用类型宏、多线程环境下原子类型修饰符_Atomic、对象的对齐（alignment of objects）、无返回函数（noreturn functions）、新的独占模式的fopen函数，因为安全原因删除了gets() 函数，用新的更安全的函数gets_s()替代等。同时，在书中尽可能直接引用C语言标准规定的语法和语义。
学习和掌握C语言有效的方法是实践。初可阅读别人写好的程序，通过理解程序所要完成的功能，从中学习编程的方法和技巧，进而模仿编写功能类似的程序，后逐步做到自己独立设计和编写完成指定任务的程序。此外，要真正掌握C语言以及用C语言进行程序设计的方法和技术，必须上机练习，调试运行自己编写的程序。因此，为便于读者练习解题时参考和上机编程实践，作者出版了《C语言程序设计典型题解与实验指导》（清华大学出版社）。此书依据本教材各部分的知识点设计了丰富的例题，并进行了详细分析和解答，介绍了主流的C语言程序开发环境的上机操作过程和程序调试方法，针对本教材各章节的主要内容，按递进的方式设计了多元化的上机实践内容，是对学习C语言程序设计很有帮助的辅助教材。本书适合作为高等学校计算机、通信、电子、自动化等信息技术学科各专业及其他有关专业的本科生教材，也适合广大科技人员和研究生自学参考。
本书作者都是长期在高校从事计算机类专业本科“C语言程序设计”课程教学的教师。本书第2、5、6、8、9章及附录A、B由卢萍编写，第1、7章由王多强编写，第4、11章由李开编写，第3、10章由甘早斌编写。卢萍制订了本书的编写大纲，撰写了前言，并对全书进行了统稿和审校。
本书的撰写得到了华中科技大学计算机学院领导与同事们的关心与支持，得到了“C语言程序设计”课程组原负责人曹计昌老师的支持与帮助，在此一并表示感谢。
由于作者水平有限，书中难免存在疏漏和错误之处，恳请广大读者批评指正。作者2021年3月于武汉

导语摘要
《C语言程序设计》依据C11标准和用C语言进行程序设计所涉及的知识结构，全面系统地阐述C语言的语法和语义，同时精心提炼一些算法实例进行分析和编程实现，培养学生的程序设计能力。本书共11章，内容包括概论、C语言的基本元素、标准输入输出、程序的语句及流程控制、函数、编译预处理、数组、指针、结构与联合、文件、用户自定义库，尤其对C语言的重点、难点和特色之处，如位运算、递归函数、指针的用法、复杂指针的应用、字段结构、结构指针等进行了详细介绍。本书概念清楚，叙述翔实，内容新颖实用，实例典型丰富，要点清晰明了。既考虑初学者的需求，又突出计算机类专业的教学要求。本书适合作为高等学校计算机、通信、电子、自动化等相关专业“程序设计”课程的教材，也可作为研究生入学考试C语言与程序设计的参考书，还可供软件开发工程师和广大科技人员自学参考。

商品简介

《C语言程序设计》依据C11标准和用C语言进行程序设计所涉及的知识结构，全面系统地阐述C语言的语法和语义，同时精心提炼一些算法实例进行分析和编程实现，培养学生的程序设计能力。本书共11章，内容包括概论、C语言的基本元素、标准输入输出、程序的语句及流程控制、函数、编译预处理、数组、指针、结构与联合、文件、用户自定义库，尤其对C语言的重点、难点和特色之处，如位运算、递归函数、指针的用法、复杂指针的应用、字段结构、结构指针等进行了详细介绍。本书概念清楚，叙述翔实，内容新颖实用，实例典型丰富，要点清晰明了。既考虑初学者的需求，又突出计算机类专业的教学要求。本书适合作为高等学校计算机、通信、电子、自动化等相关专业“程序设计”课程的教材，也可作为研究生入学考试C语言与程序设计的参考书，还可供软件开发工程师和广大科技人员自学参考。

作者简介
卢萍，女，副教授，C语言程序设计课程组长。1988年本科毕业于华中理工大学（现华中科技大学），1993年获华中理工大学计算机系统结构硕士学位。主要从事信息存储理论与技术，大数据处理与分析方面的科学研究工作，参加完成了国家科技攻关项目，国家自然科学重点基金课题，国家“863”计划等国家重大项目的研究，主持2项GF横向合作项目，申请国家发明专利多项。承担计算机专业本科校级精品课程《C语言程序设计》、省级精品课程《微机接口技术》、《verilog语言》的教学工作，多次获校教学质量优秀奖，正式出版教材2部，获校教学成果一等奖1次，获省教学成果一等奖1次，获湖北省多媒体课件二等奖1次，获“国信蓝点杯”全国软件专业人才设计与开发大赛全国总决赛C语言程序设计本科组一等奖优秀指导教师奖2次。

目录
第1章概论1
1.1基础知识1
1.1.1为计算而生1
1.1.2计算机系统概述4
1.1.3程序设计语言5
1.2问题求解和程序设计7
1.2.1问题求解过程7
1.2.2算法和程序8
1.3C语言的发展11
1.3.1C语言的发展过程11
1.3.2C语言的标准化12
1.3.3C语言的特征13
1.4C语言编程初步14
1.4.1C编程的典型过程14
1.4.2个程序: 编程从这里开始15
本章小结21
习题121
第2章C语言的基本元素22
2.1字符集及词法元素22
2.1.1字符集22
2.1.2词法元素22
2.2关键字和标识符23
2.2.1关键字23
2.2.2标识符23
2.3基本数据类型24
2.3.1数据类型概述24
2.3.2char类型25
2.3.3整型类型26
2.3.4浮点类型27
2.3.5C99新增数据类型29
2.4常量与变量31
2.4.1整型常量322.4.2浮点型常量33
2.4.3字符常量33
2.4.4字符串常量35
2.4.5符号常量37
2.4.6变量声明38
2.5运算符和表达式39
2.5.1运算符概述39
2.5.2算术运算41
2.5.3关系运算42
2.5.4逻辑运算43
2.5.5自增和自减运算44
2.5.6赋值运算47
2.5.7条件运算48
2.5.8逗号运算49
2.5.9sizeof运算51
2.6位运算51
2.6.1整数在机内的表示51
2.6.2位逻辑运算52
2.6.3移位运算54
2.6.4位运算的应用55
2.7类型转换57
2.7.1类型转换的规则58
2.7.2类型转换的方法59
2.8枚举类型60
2.8.1枚举类型的声明60
2.8.2用枚举类型定义符号常量61
2.8.3枚举变量的定义61
本章小结63
习题263
第3章格式化输入与输出66
3.1字符输入与输出66
3.1.1字符输入函数getchar663.1.2字符输出函数putchar67
3.2格式化输入与输出69
3.2.1格式输出函数printf69
3.2.2格式输入函数scanf73
本章小结79
习题379
第4章程序的语句及流程控制82
4.1语句分类82
4.2表达式语句82
4.3复合语句83
4.4条件语句85
4.4.1if语句85
4.4.2switch语句88
4.5循环语句91
4.5.1while语句91
4.5.2dowhile语句96
4.5.3for语句100
4.5.4循环语句小结104
4.6转移语句104
4.6.1break语句104
4.6.2continue语句106
4.6.3return语句107
4.6.4goto语句和标号语句107
4.7程序设计实例110
4.7.1嵌套循环110
4.7.2枚举114
4.7.3筛法116
4.7.4递推117
本章小结118
习题4118第5章函数120
5.1模块化程序设计120
5.1.1函数与模块化编程120
5.1.2蒙特卡洛模拟: 猜数程序122
5.1.3C程序的一般结构125
5.2自定义函数125
5.2.1函数定义125
5.2.2函数原型128
5.2.3函数调用130
5.3变量的存储类型132
5.3.1作用域与生存期132
5.3.2自动变量133
5.3.3外部变量134
5.3.4静态变量137
5.3.5寄存器变量140
5.4递归140
5.4.1递归概述140
5.4.2递归算法分析142
5.4.3递归函数设计143
5.4.4经典问题的递归程序设计144
5.4.5分治法与快速排序147
5.5多文件的C程序148
5.5.1函数的存储类型149
5.5.2多文件编程149
5.6参数数目可变的函数151
5.7C11增加的属性152
5.7.1函数修饰符_Noreturn152
5.7.2存储类型_Thread_local153
本章小结154
习题5154
第6章编译预处理157
6.1文件包含1576.2宏定义158
6.2.1无参宏定义158
6.2.2带参数的宏定义159
6.2.3取消宏定义162
6.3条件编译162
6.3.1#if指令162
6.3.2#ifdef指令164
6.3.3#ifndef指令165
6.3.4defined运算符166
6.4断言166
6.4.1宏assert166
6.4.2静态断言167
6.5宏的高级用法167
6.5.1宏操作符#和##168
6.5.2可变参数宏168
6.5.3通用类型宏169
6.5.4预定义宏170
本章小结171
习题6171
第7章数组173
7.1数组概述173
7.2一维数组173
7.2.1一维数组的声明173
7.2.2一维数组元素的引用和下标175
7.2.3一维数组的运算176
7.2.4一维数组的逻辑结构和存储结构176
7.2.5初始化数组178
7.2.6用const、extern、static声明数组182
7.2.7一维数组作为函数的形参182
7.3二维数组185
7.3.1二维数组的定义186
7.3.2二维数组元素的引用和数组运算1867.3.3二维数组的逻辑结构和存储结构187
7.3.4二维数组的初始化188
7.3.5二维数组作为函数的形参190
7.4n维数组191
7.4.1n维数组的定义191
7.4.2n维数组的使用192
7.4.3n维数组元素的引用和使用192
7.4.4n维数组的存储结构193
7.4.5n维数组的初始化194
7.4.6n维数组作为函数的参数195
7.5字符数组和字符串196
7.5.1字符数组196
7.5.2字符串196
7.5.3字符数组的初始化197
7.5.4字符数组的使用197
7.5.5字符串处理函数200
7.5.6二维字符数组和字符串数组208
7.6基于数组的应用210
7.6.1冒泡排序211
7.6.2二分查找212
7.6.3矩阵乘运算215
本章小结216
习题7217
第8章指针220
8.1指针的概念220
8.1.1变量的地址和指针变量220
8.1.2指针变量的声明222
8.1.3指针的赋值和移动操作223
8.1.4悬挂指针和NULL指针225
8.2指针参数226
8.2.1传值调用和传址调用226
8.2.2返回多个值的函数2278.3指针和一维数组228
8.3.1一维数组元素的指针表示228
8.3.2一维数组参数的指针表示232
8.3.3高精度计算: 超长整数加法235
8.4指针与字符串237
8.4.1字符串的指针表示237
8.4.2字符串作函数参数238
8.5指针数组240
8.5.1指针数组的概念240
8.5.2用指针数组表示字符串数组241
8.5.3指向指针的指针246
8.6main函数的参数249
8.6.1命令行参数249
8.6.2带参main函数的定义249
8.6.3命令行参数的传递251
8.7指针函数252
8.7.1指针函数的声明252
8.7.2指针函数返回值的分析252
8.7.3指针函数的定义及应用253
8.8指向函数的指针256
8.8.1函数指针变量的声明256
8.8.2函数指针的应用257
8.9指针与多维数组258
8.9.1指向数组元素的指针259
8.9.2指向数组的指针259
8.9.3二维数组参数的指针表示262
8.9.4多维数组的指针表示265
8.10用typedef定义类型名266
8.10.1typedef的用法267
8.10.2typedef与#define的区别268
8.11复杂声明268
8.11.1函数指针数组269
8.11.2指向函数的指针函数2708.11.3函数指针数组的指针271
8.12restrict和_Atomic类型限定符273
8.12.1restrict限定的指针273
8.12.2_Atomic类型限定符273
本章小结274
习题8274
第9章结构与联合278
9.1结构概述278
9.2结构的声明和引用279
9.2.1结构类型的声明279
9.2.2结构变量的定义280
9.2.3结构变量的初始化280
9.2.4点运算符281
9.2.5嵌套的结构281
9.2.6结构的大小282
9.3结构数组285
9.3.1结构数组的定义285
9.3.2结构数组的初始化286
9.3.3结构数组作函数参数286
9.4指向结构的指针288
9.4.1结构指针的声明288
9.4.2箭头运算符289
9.4.3结构数组的指针表示289
9.4.4柔性数组成员295
9.5结构与函数296
9.5.1结构或结构指针作函数参数296
9.5.2结构或结构指针作函数返回值297
9.5.3复合文字作实参299
9.6联合300
9.7字段结构303
9.8结构指针的应用306
9.8.1静态和动态数据结构3069.8.2单链表的结构307
9.8.3单链表的建立和输出308
9.8.4单链表的基本操作313
9.8.5单链表排序319
9.8.6十字交叉链表322
9.8.7双向链表325
本章小结326
习题9326
第10章文件329
10.1文件概述329
10.1.1数据流329
10.1.2文件的概念329
10.1.3文件类型330
10.1.4文件指针332
10.1.5文件操作的基本步骤333
10.2文件的打开与关闭333
10.2.1打开文件函数fopen333
10.2.2关闭文件函数fclose335
10.2.3应用举例336
10.3文件的顺序读写336
10.3.1字符读写操作337
10.3.2字符串读写操作338
10.3.3格式化读写340
10.3.4数据块读写342
10.4文件的随机读写345
10.4.1文件指针的复位346
10.4.2文件指针的随机移动346
10.4.3文件指针当前位置的获取346
10.5文件的状态及异常检测350
10.5.1文件结束判断函数350
10.5.2文件读写错误信息判断函数350
10.5.3文件读写错误信息清除函数35010.6文件的重定向352
10.7C11标准新增文件操作语法353
10.7.1打开文件时的独占模式354
10.7.2用gets_s函数替代gets函数354
10.7.3文件操作中参数使用restrict修饰的说明
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