C语言程序设计：现代方法（第2版）

C语言的经典之作
“近10年来*好的一部C语言著作”
讨论了标准C和C标准库的全部特性
强调软件工程和现代编程理念
突出工业界的**实践、实际经验和编程风格
已被包括哈佛大学、麻省理工学院、斯坦福大学等全球200多所学校采用为教材

　　时至今日，C语言仍然是计算机领域的通用语言之一，但今天的C语言已经和*初的时候大不相同了。本书*主要的一个目的就是通过一种“现代方法”来介绍C语言，书中强调标准C，强调软件工程，不再强调“手工优化”。这一版中紧密结合了C99标准，并与C89标准进行对照，补充了C99中的*特性。本书分为C语言的基础特性、C语言的高级特性、C语言标准库和参考资料4个部分。每章末尾都有一个“问与答”小节给出一系列与该章内容相关的问题及答案，此外还包含适量的习题。 　　本书是为大学本科阶段的C语言课程编写的教材，同时也非常适合作为其他课程的辅助用书。

K. N. King 世界知名的计算机程序设计教育家，现为佐治亚州立大学数学与计算机科学系副教授。他拥有耶鲁大学计算机科学硕士学位，加州大学伯克利分校计算机科学博士学位，曾任教于佐治亚理工学院。除本书外，他还撰写了广受欢迎的著作Modula-2: A Complete Guide 和Java Programming: From the Beginning，并在Dr.Dobb’s Journal等权威杂志上发表了许多文章。业余时间，King教授还在多部电影中扮演过角色。

目　录
　
第1章　C语言概述　1
1.1　C语言的历史　1
1.1.1　起源　1
1.1.2　标准化　1
1.1.3　基于C的语言　2
1.2　C语言的优缺点　3
1.2.1　C语言的优点　3
1.2.2　C语言的缺点　3
1.2.3　高效地使用C语言　4
问与答　5

第2章　C语言基本概念　7
2.1　编写一个简单的C程序　7
　程序　显示双关语　7
2.1.1　编译和链接　8
2.1.2　集成开发环境　8
2.2　简单程序的一般形式　9
2.2.1　指令　9
2.2.2　函数　9
2.2.3　语句　10
2.2.4　显示字符串　10
2.3　注释　11
2.4　变量和赋值　12
2.4.1　类型　12
2.4.2　声明　13
2.4.3　赋值　13
2.4.4　显示变量的值　14
　程序　计算箱子的空间重量　14
2.4.5　初始化　15
2.4.6　显示表达式的值　16
2.5　读入输入　16
　程序　计算箱子的空间重量(改进版)　16
2.6　定义常量的名字　17
　程序　华氏温度转换为摄氏温度　17
2.7　标识符　18
2.8　C程序的书写规范　19
问与答　21
练习题　23
编程题　24

第3章　格式化输入/输出　26
3.1　printf函数　26
3.1.1　转换说明　27
　程序　用printf函数格式化数　28
3.1.2　转义序列　28
3.2　scanf函数　29
3.2.1　scanf函数的工作方法　30
3.2.2　格式串中的普通字符　31
3.2.3　易混淆的printf函数和scanf函数　32
　程序　分数相加　32
问与答　33
练习题　34
编程题　35

第4章　表达式　36
4.1　算术运算符　36
　程序　计算通用产品代码的校验位　38
4.2　赋值运算符　39
4.2.1　简单赋值　40
4.2.2　左值　41
4.2.3　复合赋值　41
4.3　自增运算符和自减运算符　42
4.4　表达式求值　43
4.5　表达式语句　45
问与答　45
练习题　47
编程题　49

第5章　选择语句　50
5.1　逻辑表达式　50
5.1.1　关系运算符　50
5.1.2　判等运算符　51
5.1.3　逻辑运算符　51
5.2　if语句　52
5.2.1　复合语句　53
5.2.2　else子句　53
5.2.3　级联式if语句　54
　程序　计算股票经纪人的佣金　55
5.2.4　“悬空else”的问题　56
5.2.5　条件表达式　57
5.2.6　C89中的布尔值　58
5.2.7　C99中的布尔值　58
5.3　switch语句　59
　程序　显示法定格式的日期　61
问与答　62
练习题　65
编程题　67

第6章　循环　69
6.1　while语句　69
　程序　显示平方表　71
　程序　数列求和　71
6.2　do语句　72
　程序　计算整数的位数　73
6.3　for语句　73
6.3.1　for语句的惯用法　74
6.3.2　在for语句中省略表达式　75
6.3.3　C99中的for语句　75
6.3.4　逗号运算符　76
　程序　显示平方表(改进版)　77
6.4　退出循环　78
6.4.1　break语句　78
6.4.2　continue语句　78
6.4.3　goto语句　79
　程序　账簿结算　80
6.5　空语句　81
问与答　83
练习题　84
编程题　85

第7章　基本类型　88
7.1　整数类型　88
7.1.1　C99中的整数类型　90
7.1.2　整数常量　90
7.1.3　C99中的整数常量　91
7.1.4　整数溢出　91
7.1.5　读/写整数　91
　程序　数列求和(改进版)　92
7.2　浮点类型　93
7.2.1　浮点常量　94
7.2.2　读/写浮点数　94
7.3　字符类型　94
7.3.1　字符操作　95
7.3.2　有符号字符和无符号字符　95
7.3.3　算术类型　96
7.3.4　转义序列　96
7.3.5　字符处理函数　97
7.3.6　用scanf和printf读/写字符　98
7.3.7　用getchar和putchar读/写字符　98
　程序　确定消息的长度　99
7.4　类型转换　100
7.4.1　常用算术转换　101
7.4.2　赋值过程中的转换　102
7.4.3　C99中的隐式转换　103
7.4.4　强制类型转换　103
7.5　类型定义　105
7.5.1　类型定义的优点　105
7.5.2　类型定义和可移植性　105
7.6　sizeof运算符　106
问与答　107
练习题　109
编程题　110

第8章　数组　113
8.1　一维数组　113
8.1.1　数组下标　113
　程序　数列反向　115
8.1.2　数组初始化　115
8.1.3　指定初始化式　116
　程序　检查数中重复出现的数字　116
8.1.4　对数组使用sizeof运算符　117
　程序　计算利息　118
8.2　多维数组　119
8.2.1　多维数组初始化　120
8.2.2　常量数组　121
　程序　发牌　121
8.3　C99中的变长数组　122
问与答　123
练习题　124
编程题　125

第9章　函数　129
9.1　函数的定义和调用　129
　程序　计算平均值　129
　程序　显示倒计数　130
　程序　显示双关语(改进版)　131
9.1.1　函数定义　132
9.1.2　函数调用　133
　程序　判定素数　134
9.2　函数声明　135
9.3　实际参数　136
9.3.1　实际参数的转换　137
9.3.2　数组型实际参数　138
9.3.3　变长数组形式参数　140
9.3.4　在数组参数声明中使用static　141
9.3.5　复合字面量　141
9.4　return语句　142
9.5　程序终止　143
9.6　递归　144
　程序　快速排序　146
问与答　147
练习题　150
编程题　153

第10章　程序结构　155
10.1　局部变量　155
10.1.1　静态局部变量　156
10.1.2　形式参数　156
10.2　外部变量　156
10.2.1　示例：用外部变量实现栈　156
10.2.2　外部变量的利与弊　157
　程序　猜数　158
10.3　程序块　161
10.4　作用域　162
10.5　构建C程序　163
　程序　给一手牌分类　163
问与答　169
练习题　169
编程题　170

第11章　指针　172
11.1　指针变量　172
11.2　取地址运算符和间接寻址运算符　173
11.2.1　取地址运算符　173
11.2.2　间接寻址运算符　174
11.3　指针赋值　174
11.4　指针作为参数　176
　程序　找出数组中的元素和小元素　177
11.5　指针作为返回值　179
问与答　180
练习题　181
编程题　182

第12章　指针和数组　184
12.1　指针的算术运算　184
12.1.1　指针加上整数　185
12.1.2　指针减去整数　185
12.1.3　两个指针相减　186
12.1.4　指针比较　186
12.1.5　指向复合常量的指针　186
12.2　指针用于数组处理　186
12.3　用数组名作为指针　188
　程序　数列反向(改进版)　189
12.3.1　数组型实际参数(改进版)　189
12.3.2　用指针作为数组名　191
12.4　指针和多维数组　191
12.4.1　处理多维数组的元素　191
12.4.2　处理多维数组的行　192
12.4.3　处理多维数组的列　192
12.4.4　用多维数组名作为指针　192
12.5　C99中的指针和变长数组　193
问与答　194
练习题　195
编程题　197

第13章　字符串　198
13.1　字符串字面量　198
13.1.1　字符串字面量中的转义序列　198
13.1.2　延续字符串字面量　199
13.1.3　如何存储字符串字面量　199
13.1.4　字符串字面量的操作　200
13.1.5　字符串字面量与字符常量　200
13.2　字符串变量　200
13.2.1　初始化字符串变量　201
13.2.2　字符数组与字符指针　202
13.3　字符串的读和写　203
13.3.1　用printf函数和puts函数写字符串　203
13.3.2　用scanf函数和gets函数读字符串　203
13.3.3　逐个字符读字符串　204
13.4　访问字符串中的字符　205
13.5　使用C语言的字符串库　206
13.5.1　strcpy函数　207
13.5.2　strlen函数　208
13.5.3　strcat函数　208
13.5.4　strcmp函数　209
　程序　显示一个月的提醒列表　209
13.6　字符串惯用法　211
13.6.1　搜索字符串的结尾　211
13.6.2　复制字符串　213
13.7　字符串数组　214
　程序　核对行星的名字　217
问与答　218
练习题　220
编程题　222

第14章　预处理器　225
14.1　预处理器的工作原理　225
14.2　预处理指令　227
14.3　宏定义　227
14.3.1　简单的宏　227
14.3.2　带参数的宏　229
14.3.3　#运算符　231
14.3.4　##运算符　231
14.3.5　宏的通用属性　232
14.3.6　宏定义中的圆括号　233
14.3.7　创建较长的宏　233
14.3.8　预定义宏　234
14.3.9　C99中新增的预定义宏　235
14.3.10　空的宏参数　236
14.3.11　参数个数可变的宏　236
14.3.12　__func__标识符　237
14.4　条件编译　237
14.4.1　#if指令和#endif指令　238
14.4.2　defined运算符　238
14.4.3　#ifdef指令和#ifndef指令　239
14.4.4　#elif指令和#else指令　239
14.4.5　使用条件编译　240
14.5　其他指令　240
14.5.1　#error指令　240
14.5.2　#line指令　241
14.5.3　#pragma指令　242
14.5.4　_Pragma运算符　242
问与答　243
练习题　245

第15章　编写大型程序　248
15.1　源文件　248
15.2　头文件　249
15.2.1　#include指令　249
15.2.2　共享宏定义和类型定义　250
15.2.3　共享函数原型　251
15.2.4　共享变量声明　252
15.2.5　嵌套包含　253
15.2.6　保护头文件　253
15.2.7　头文件中的#error指令　254
15.3　把程序划分成多个文件　254
　程序　文本格式化　255
15.4　构建多文件程序　260
15.4.1　makefile　260
15.4.2　链接期间的错误　262
15.4.3　重新构建程序　262
15.4.4　在程序外定义宏　264
问与答　264
练习题　265
编程题　266

第16章　结构、联合和枚举　267
16.1　结构变量　267
16.1.1　结构变量的声明　267
16.1.2　结构变量的初始化　269
16.1.3　指定初始化　269
16.1.4　对结构的操作　270
16.2　结构类型　270
16.2.1　结构标记的声明　271
16.2.2　结构类型的定义　272
16.2.3　结构作为参数和返回值　272
16.2.4　复合字面量　273
16.3　嵌套的数组和结构　274
16.3.1　嵌套的结构　274
16.3.2　结构数组　274
16.3.3　结构数组的初始化　275
　程序　维护零件数据库　275
16.4　联合　281
16.4.1　用联合来节省空间　282
16.4.2　用联合来构造混合的数据结构　284
16.4.3　为联合添加“标记字段”　284
16.5　枚举　285
16.5.1　枚举标记和类型名　286
16.5.2　枚举作为整数　286
16.5.3　用枚举声明“标记字段”　286
问与答　287
练习题　289
编程题　293

第17章　指针的高级应用　294
17.1　动态存储分配　294
17.1.1　内存分配函数　294
17.1.2　空指针　295
17.2　动态分配字符串　296
17.2.1　使用malloc函数为字符串分配内存　296
17.2.2　在字符串函数中使用动态存储分配　296
17.2.3　动态分配字符串的数组　297
　程序　显示一个月的提醒列表(改进版)　297
17.3　动态分配数组　299
17.3.1　使用malloc函数为数组分配存储空间　299
17.3.2　calloc函数　300
17.3.3　realloc函数　300
17.4　释放存储空间　301
17.4.1　free函数　301
17.4.2　“悬空指针”问题　301
17.5　链表　302
17.5.1　声明结点类型　302
17.5.2　创建结点　303
17.5.3　->运算符　303
17.5.4　在链表的开始处插入结点　304
17.5.5　搜索链表　306
17.5.6　从链表中删除结点　307
17.5.7　有序链表　308
　程序　维护零件数据库(改进版)　309
17.6　指向指针的指针　313
17.7　指向函数的指针　314
17.7.1　函数指针作为参数　314
17.7.2　qsort函数　314
17.7.3　函数指针的其他用途　316
　程序　列三角函数表　317
17.8　受限指针　318
17.9　灵活数组成员　319
问与答　320
练习题　323
编程题　325

第18章　声明　327
18.1　声明的语法　327
18.2　存储类型　328
18.2.1　变量的性质　328
18.2.2　auto存储类型　329
18.2.3　static存储类型　329
18.2.4　extern存储类型　330
18.2.5　register存储类型　331
18.2.6　函数的存储类型　332
18.2.7　小结　332
18.3　类型限定符　333
18.4　声明符　334
18.4.1　解释复杂声明　335
18.4.2　使用类型定义来简化声明　336
18.5　初始化式　336
18.6　内联函数　337
18.6.1　内联定义　338
18.6.2　对内联函数的限制　339
18.6.3　在GCC中使用内联函数　339
问与答　339
练习题　342

第19章　程序设计　345
19.1　模块　345
19.1.1　内聚性与耦合性　347
19.1.2　模块的类型　347
19.2　信息隐藏　347
19.3　抽象数据类型　350
19.3.1　封装　351
19.3.2　不完整类型　351
19.4　栈抽象数据类型　352
19.4.1　为栈抽象数据类型定义接口　352
19.4.2　用定长数组实现栈抽象数据类型　353
19.4.3　改变栈抽象数据类型中数据项的类型　354
19.4.4　用动态数组实现栈抽象数据类型　355
19.4.5　用链表实现栈抽象数据类型　357
19.5　抽象数据类型的设计问题　359
19.5.1　命名惯例　359
19.5.2　错误处理　359
19.5.3　通用抽象数据类型　359
19.5.4　新语言中的抽象数据类型　360
问与答　360
练习题　361
编程题　362

第20章　底层程序设计　363
20.1　位运算符　363
20.1.1　移位运算符　363
20.1.2　按位求反运算符、按位与运算符、按位异或运算符和按位或运算符　364
20.1.3　用位运算符访问位　365
20.1.4　用位运算符访问位域　366
　程序　XOR加密　366
20.2　结构中的位域　367
20.3　其他底层技术　369
20.3.1　定义依赖机器的类型　369
20.3.2　用联合提供数据的多个视角　370
20.3.3　将指针作为地址使用　371
　程序　查看内存单元　371
20.3.4　volatile类型限定符　373
问与答　374
练习题　374
编程题　376

第21章　标准库　377
21.1　标准库的使用　377
21.1.1　对标准库中所用名字的限制　377
21.1.2　使用宏隐藏的函数　378
21.2　C89标准库概述　378
21.3　C99标准库更新　380
21.4　：常用定义　381
21.5　：布尔类型和值　381
问与答　382
练习题　382
编程题　383

第22章　输入/输出　384
22.1　流　384
22.1.1　文件指针　385
22.1.2　标准流和重定向　385
22.1.3　文本文件与二进制文件　385
22.2　文件操作　386
22.2.1　打开文件　386
22.2.2　模式　387
22.2.3　关闭文件　388
22.2.4　为打开的流附加文件　389
22.2.5　从命令行获取文件名　389
　程序　检查文件是否可以打开　389
22.2.6　临时文件　390
22.2.7　文件缓冲　391
22.2.8　其他文件操作　392
22.3　格式化的输入/输出　393
22.3.1　…printf函数　393
22.3.2　…printf转换说明　393
22.3.3　C99对…printf转换说明的修改　395
22.3.4　…printf转换说明示例　396
22.3.5　…scanf函数　398
22.3.6　…scanf格式串　398
22.3.7　…scanf转换说明　398
22.3.8　C99对…scanf转换说明的改变　400
22.3.9　scanf示例　400
22.3.10　检测文件末尾和错误条件　401
22.4　字符的输入/输出　403
22.4.1　输出函数　403
22.4.2　输入函数　403
　程序　复制文件　404
22.5　行的输入/输出　405
22.5.1　输出函数　405
22.5.2　输入函数　406
22.6　块的输入/输出　406
22.7　文件定位　407
　程序　修改零件记录文件　409
22.8　字符串的输入/输出　409
22.8.1　输出函数　410
22.8.2　输入函数　410
问与答　411
练习题　414
编程题　416

第23章　库对数值和字符数据的支持　419
23.1　：浮点类型的特性　419
23.2　：整数类型的大小　421
23.3　：数学计算(C89)　422
23.3.1　错误　422
23.3.2　三角函数　422
23.3.3　双曲函数　423
23.3.4　指数函数和对数函数　423
23.3.5　幂函数　424
23.3.6　就近取整函数、值函数和取余函数　424
23.4　：数学计算(C99)　425
23.4.1　IEEE浮点标准　425
23.4.2　类型　426
23.4.3　宏　426
23.4.4　错误　426
23.4.5　函数　427
23.4.6　分类宏　427
23.4.7　三角函数　428
23.4.8　双曲函数　428
23.4.9　指数函数和对数函数　429
23.4.10　幂函数和值函数　430
23.4.11　误差函数和伽玛函数　430
23.4.12　就近取整函数　431
23.4.13　取余函数　432
23.4.14　操作函数　432
23.4.15　值函数、小值函数和正差函数　433
23.4.16　浮点乘加　433
23.4.17　比较宏　434
23.5　：字符处理　434
23.5.1　字符分类函数　435
　程序　测试字符分类函数　436
23.5.2　字符大小写映射函数　437
　程序　测试大小写映射函数　437
23.6　：字符串处理　437
23.6.1　复制函数　437
23.6.2　拼接函数　438
23.6.3　比较函数　439
23.6.4　搜索函数　440
23.6.5　其他函数　442
问与答　442
练习题　443
编程题　444

第24章　错误处理　446
24.1　：诊断　446
24.2　：错误　447
24.3　：信号处理　448
24.3.1　信号宏　449
24.3.2　signal函数　449
24.3.3　预定义的信号处理函数　450
24.3.4　raise函数　450
　程序　测试信号　451
24.4　：非局部跳转　452
　程序　测试setjmp和longjmp　452
问与答　453
练习题　454

第25章　国际化特性　456
25.1　：本地化　456
25.1.1　类别　456
25.1.2　setlocale函数　457
25.1.3　localeconv函数　458
25.2　多字节字符和宽字符　461
25.2.1　多字节字符　461
25.2.2　宽字符　461
25.2.3　统一码和通用字符集　462
25.2.4　统一码编码　462
25.2.5　多字节/宽字符转换函数　463
25.2.6　多字节/宽字符串转换函数　465
25.3　双字符和三字符　465
25.3.1　三字符　465
25.3.2　双字符　466
25.3.3　：拼写替换　467
25.4　通用字符名　467
25.5　：扩展的多字节和宽字符实用工具　467
25.5.1　流倾向　468
25.5.2　格式化宽字符输入/输出函数　468
25.5.3　宽字符输入/输出函数　470
25.5.4　通用的宽字符串实用工具　471
25.5.5　宽字符时间转换函数　474
25.5.6　扩展的多字节/宽字符转换实用工具　474
25.6　：宽字符分类和映射实用工具　477
25.6.1　宽字符分类函数　477
25.6.2　可扩展的宽字符分类函数　478
25.6.3　宽字符大小写映射函数　478
25.6.4　可扩展的宽字符大小写映射函数　478
问与答　479
练习题　479
编程题　480

第26章　其他库函数　482
26.1　：可变参数　482
26.1.1　调用带有可变参数列表的函数　483
26.1.2　v…printf函数　484
26.1.3　v…scanf函数　485
26.2　：通用的实用工具　485
26.2.1　数值转换函数　485
　程序　测试数值转换函数　486
26.2.2　伪随机序列生成函数　488
　程序　测试伪随机序列生成函数　488
26.2.3　与环境的通信　489
26.2.4　搜索和排序实用工具　490
　程序　确定航空里程　491
26.2.5　整数算术运算函数　492
26.3　：日期和时间　492
26.3.1　时间处理函数　493
26.3.2　时间转换函数　495
　程序　显示日期和时间　498
问与答　500
练习题　501
编程题　502

第27章　C99对数学计算的新增支持　503
27.1　：整数类型　503
27.1.1　类型　503
27.1.2　对指定宽度整数类型的限制　504
27.1.3　对其他整数类型的限制　505
27.1.4　用于整数常量的宏　505
27.2　：整数类型的格式转换　506
27.2.1　用于格式说明符的宏　506
27.2.2　用于宽度整数类型的函数　507
27.3　复数　508
27.3.1　复数的定义　508
27.3.2　复数的算术运算　509
27.3.3　C99中的复数类型　509
27.3.4　复数的运算　510
27.3.5　复数类型的转换规则　510
27.4　：复数算术运算　511
27.4.1　宏　511
27.4.2　CX_LIMITED_RANGE编译提示　512
27.4.3　函数　512
27.4.4　三角函数　512
27.4.5　双曲函数　513
27.4.6　指数函数和对数函数　514
27.4.7　幂函数和值函数　514
27.4.8　操作函数　514
　程序　求二次方程的根　515
27.5　：泛型数学　515
27.5.1　泛型宏　516
27.5.2　调用泛型宏　517
27.6　：浮点环境　518
27.6.1　浮点状态标志和控制模式　518
27.6.2　宏　519
27.6.3　FENV_ACCESS编译提示　519
27.6.4　浮点异常函数　520
27.6.5　舍入函数　520
27.6.6　环境函数　521
问与答　521
练习题　522
编程题　523

附录A　C语言运算符　524
附录B　C99与C89的比较　525
附录C　C89与经典C的比较　529
附录D　标准库函数　532
附录E　ASCII字符集　569

参考文献　570
索引　573

“我完全沉浸在阅读的过程中，我迫切地想用这本书作为授课教材。” ——Karen Reid,多伦多大学计算机科学系资深讲师 “我将这本书用作工程系新生的教材。它语言简洁，阐述清晰，并且覆盖了C语言的方方面面，非常适用于初学者。“ ——Maekus Bussmann，多伦多大学机械工业工程系教授 “这是我目前读到过的一本*好的C语言书籍，15年前如果有这本书的话，我大概会少走很多弯路。“ ——互动网读者评论