【重拾C语言】二、顺序程序设计（基本符号、数据、语句、表达式、顺序控制结构、数据类型、输入/输出操作）

C语言是一种通用的、过程式的计算机编程语言，由贝尔实验室的Dennis Ritchie在20世纪70年代初开发。它被设计成一种简单、高效和可移植的语言，用于系统级编程和应用程序开发。

以下是C语言的一些主要特点：

1. 结构化编程：C语言支持结构化编程，它提供了顺序执行、条件语句（如if-else和switch）和循环结构（如for和while），使程序更易于阅读、理解和维护。

2. 中级语言：C语言同时具备高级语言和低级语言的特点。它提供了丰富的控制结构和操作符，可以直接访问内存和硬件，并且允许程序员进行底层的操作，如位操作和指针运算。

3. 可移植性：C语言编写的程序具有很高的可移植性，因为它的语法和特性在不同的计算机系统上基本保持一致。这使得程序可以在不同的平台上进行编译和执行，而无需对代码进行太多的修改。

4. 强大的标准库：C语言提供了一个丰富的标准库，其中包含了各种函数和工具，用于处理输入输出、字符串操作、内存管理、数学运算等。这些函数可以提高程序开发的效率，并且可以跨平台使用。

5. 面向系统编程：由于C语言具有直接访问内存和硬件的能力，它经常用于开发操作系统、嵌入式系统和驱动程序等底层软件。C语言还提供了位操作和指针等特性，使得程序员可以更好地控制系统资源。

6. 扩展性：C语言允许程序员编写自定义的函数和库，以扩展语言的功能。这使得C语言非常适合大型项目的开发，可以将代码组织成模块化的结构，并通过函数调用进行复用。

尽管C语言相对较为底层，但它仍然是一种非常重要和广泛应用的编程语言。它为程序员提供了强大的控制能力和性能优势，并且在各种领域，如系统编程、嵌入式开发、游戏开发等方面都得到了广泛应用。许多现代编程语言，如C++、Java和Python，都受到了C语言的影响，并在其基础上进行了扩展和改进。

二、顺序程序设计

2.1 求绿化带面积——简单程序

下面是使用C语言编写的一个简单程序，用于求解绿化带的宽度：

#include <stdio.h>

int main() {
    float length, width, area;

    printf("请输入绿化带的长度（单位：米）：");
    scanf("%f", &length);

    printf("请输入绿化带的宽度（单位：米）：");
    scanf("%f", &width);

    area = length * width;
    printf("绿化带的面积为： %.2f 平方米\n", area);

    return 0;
}

这个程序首先使用printf函数输出提示信息，然后使用scanf函数从用户输入中读取绿化带的长度和宽度，并将其存储在相应的变量中。接下来，通过将长度和宽度相乘计算绿化带的面积，并将结果存储在area变量中。最后，使用printf函数将绿化带的面积输出到屏幕上。

2.2基本符号：

在C语言中，有一些基本符号用于表示不同的含义，包括字符集、特定符、标识符、间隔符和注释。

2.2.1 字符集

C语言使用ASCII字符集作为基本字符集，其中包含了大写和小写字母、数字、标点符号和特殊字符等。

可视字符

是可以在屏幕上显示或打印出来的字符，包括以下类型：

字母字符：包括小写字母a~z和大写字母A~Z。
数字字符：包括0~9的数字。
特殊字符：包括一些常见的特殊符号，如#、+、-、*、/、{}等。
不可视字符

是无法直接显示或打印的字符，它们通常用于控制文本的格式、布局和传输。不可视字符包括以下类型：

文本控制符：用于控制文本的格式和布局，如换行符（'\n'）、制表符（'\t'）等。
介质控制符：用于控制数据传输和通信的字符，如起始符（SOH）、结束符（EOT）等。
特殊的控制字符：如空格符、回车符、退格符等。

需要注意的是，ASCII字符集只定义了128个字符，无法表示其他语言（如中文、日文、韩文）的字符。为了表示更多字符，后来出现了扩展的字符编码标准，如Unicode和UTF-8，它们可以表示全球范围内的各种字符。

2.2.2 C特定符

C语言中的特定符号可以分为三类：关键字、分隔符和运算符。

关键字

具有特殊含义和作用的固定拼写的单词，它们在编程语言中有特殊的独立功能。例如，在C语言中，关键字包括if、else、while、for等等。

分隔符

由一个字符组成的特殊符号，用于标记程序中的不同部分或语句的开始和结束。

# ( ) [ ] { } , ’ ” ; : \

运算符

由一个或多个字符组成的特殊符号，用于执行各种操作，如数学运算、逻辑运算、赋值等。C语言中的运算符包括算术运算符（如+、-、*、/）、关系运算符（如<、>、==）、逻辑运算符（如&&、||）等。

2.2.3 标识符

在C语言中，标识符是用来表示变量、函数、类型等命名的符号。标识符必须以字母或下划线开头，可以包含字母、数字和下划线。标识符是区分大小写的。

2.2.4 间隔符

在C语言中，空格、行结束符、水平制表符、垂直制表符、换页符被称为间隔符
- 用于分隔不同的符号和语句；
- 任何由标识符、保留字、字面常量组成的两个相邻词法单位之间至少应有一个间隔符；
- 多个间隔符一起连用相当于一个；
- 任何词法单位之内不允许有间隔符，错误示例：
  - 317 写成 3 1 7
  - <= 写成 < =

2.2.5 注释

在C语言中，注释用于对代码进行说明和解释，编译器会忽略注释部分的内容。C语言支持两种注释形式：

单行注释：使用//开头，从//到行末的内容都被视为注释。
多行注释：使用/*开头，以*/结尾，之间的内容都被视为注释。

2.3 数据

在C语言中，数据可以分为字面常量、常量标识符和变量。

2.3.1 字面常量（Literal Constants）

字面常量是指直接出现在代码中的固定值，不会改变。例如，整数常量（如123）、浮点数常量（如3.14）、字符常量（如'a'）和字符串常量（如"Hello, World!"）都属于字面常量。字面常量在代码中直接使用，不需要赋值给变量。

2.3.2 常量标识符（Constant Identifiers）

常量标识符是用来表示具有固定值的符号，一旦定义后其值不能被修改。在C语言中，可以使用const关键字将一个变量声明为常量，例如：

const int MAX_VALUE = 100;

常量标识符的值在声明时被初始化，并且不能在后续的代码中修改。

2.3.3 变量

变量是用来存储和表示数据的符号，其类型可以根据需要进行声明和定义。变量可以在程序执行过程中被修改和赋值。

2.3.4 代码示例

#include <stdio.h>

int main() {
    // 字面常量
    int num1 = 10; // 整数字面常量
    float num2 = 3.14; // 浮点数字面常量
    char letter = 'A'; // 字符字面常量
    char string[] = "Hello, World!"; // 字符串字面常量

    // 常量标识符
    const int MAX_VALUE = 100; // 常量标识符

    // 变量
    int num3;
    num3 = 20; 

    printf("num1: %d\n", num1);
    printf("num2: %.2f\n", num2);
    printf("letter: %c\n", letter);
    printf("string: %s\n", string);
    printf("MAX_VALUE: %d\n", MAX_VALUE);
    printf("num3: %d\n", num3);

    return 0;
}

输出：

2.4 语句

在C语言中，语句是用来执行特定操作的指令或命令。常见的语句包括赋值语句、条件语句、循环语句等。每个语句以分号（;）结尾。

2.5 表达式

表达式是由操作数和运算符组成的序列，用于执行特定的计算或操作。

2.5.1 表达式

表达式是由变量、常量和运算符组成的组合。例如，a + b、5 * x和3.14 / y都是表达式。

2.5.2 表达式语句、赋值

表达式语句是指将一个表达式作为整个语句的一部分。赋值语句是一种特殊的表达式语句，用于将一个值赋给一个变量。

2.5.3 代码示例

#include <stdio.h>

int main() {
    int a = 5, b = 3;
    int result;

    result = a + b;  // 赋值语句，将a + b的结果赋给result
    printf("a + b = %d\n", result);

    result = a - b;  // 赋值语句，将a - b的结果赋给result
    printf("a - b = %d\n", result);

    result = a * b;  // 赋值语句，将a * b的结果赋给result
    printf("a * b = %d\n", result);

    result = a / b;  // 赋值语句，将a / b的结果赋给result
    printf("a / b = %d\n", result);

    return 0;
}

2.6 顺序控制结构

顺序控制结构是一种程序控制结构，按照代码的书写顺序依次执行各个语句。顺序控制结构没有条件判断或循环，是最简单的控制结构。上述代码即为一个简单的顺序控制结构。

2.7 数据类型

2.7.1 数据类型

数据类型是用来表示变量或表达式的类型。常见的数据类型包括：

int：整数类型
float：浮点数类型
char：字符类型
double：双精度浮点数类型
void：空类型

2.7.2 浮点类型

用于表示带有小数部分的数值。在C语言中，可以使用float和double两种浮点类型。

2.7.3 整数字符类型

用于表示整数和字符数据。在C语言中，可以使用int和char两种整数字符类型。

2.7.4 混合运算类型转换

在C语言中，不同类型的数据进行混合运算时，会根据一定的规则进行类型转换。例如，整数和浮点数进行运算时，整数会自动转换为浮点数。

2.7.5 代码示例

#include <stdio.h>

int main() {
    int num1 = 10;
    float num2 = 3.14;
    char ch = 'A';
    double result;

    result = num1 + num2;  // 整数和浮点数进行混合运算，整数自动转换为浮点数
    printf("整数和浮点数相加的结果：%.2f\n", result);

    result = num1 + ch;  // 整数和字符进行混合运算，字符自动转换为整数
    printf("整数和字符相加的结果：%d\n", result);

    return 0;
}

2.8 输入/输出

输入/输出是指程序与用户或外部设备之间进行数据交换的过程。

2.8.1 I/O

I/O是指输入（Input）和输出（Output）操作，用于从外部设备读取数据或将数据输出到外部设备。

2.8.2 字符IO

字符IO是指以字符为单位进行输入和输出的操作。在C语言中，可以使用getchar和putchar函数进行字符IO操作。

#include <stdio.h>

int main() {
    char ch;

    printf("请输入一个字符：");
    ch = getchar();

    printf("您输入的字符是：");
    putchar(ch);

    return 0;
}

2.8.3 格式输入

格式输入是指按照特定的格式从输入源（如键盘）读取数据。在C语言中，可以使用scanf函数进行格式输入。

2.8.4 格式输出

格式输出是指按照特定的格式将数据输出到输出目标（如屏幕或文件）。在C语言中，可以使用printf函数进行格式输出。

#include <stdio.h>

int main() {
    int age;
    float height;

    printf("请输入您的年龄和身高（用空格分隔）：");
    scanf("%d %f", &age, &height);

    printf("您的年龄是：%d 岁，身高是：%.2f 米\n", age, height);

    return 0;
}