前言：

数组（array） 是按顺序储存的一系列类型相同的值， 如10个char类型的字符或15个int类型的值。 整个数组有一个数组名， 通过整数下标访问数组中单独的项或元素（element） 。 例如， 以下声明：float debts[20];声明debts是一个内含20个元素的数组， 每个元素都可以储存float类型的值。 数组的第1个元素是debts[0]， 第2个元素是debts[1]， 以此类推， 直到debts[19]。 注意， 数组元素的编号从0开始， 不是从1开始。 可以给每个元素赋float类型的值。 例如， 可以这样写：debts[5] = 32.54;debts[6] = 1.2e+21;实际上， 使用数组元素和使用同类型的变量一样。 例如， 可以这样把值读入指定的元素中：scanf("%f", &debts[4]); // 把一个值读入数组的第5个元素这里要注意一个潜在的陷阱： 考虑到影响执行的速度， C 编译器不会检查数组的下标是否正确。 下面的代码， 都不正确：

debts[20] = 88.32; / 该数组元素不存在/

debts[33] = 828.12;/ 该数组元素不存在/

编译器不会查找这样的错误。 当运行程序时， 这会导致数据被放置在已被其他数据占用的地方， 可能会破坏程序的结果甚至导致程序异常中断。数组的类型可以是任意数据类型。

int nannies[22]; /* 可储存22个int类型整数的数组 */

char actors[26]; /* 可储存26个字符的数组 */

long big[500]; /* 可储存500个long类型整数的数组 */

用于识别数组元素的数字被称为下标（subscript） 、 索引（indice） 或偏移量（offset） 。 下标必须是整数， 而且要从0开始计数。 数组的元素被依次储存在内存中相邻的位置。

一、在for循环中使用数组

// scores_in.c -- 使用循环处理数组

#include <stdio.h>

#define SIZE 10

#define PAR 72

int main(void)

{

int index, score[SIZE];

int sum = 0;

float average;

printf("Enter %d golf scores:\n", SIZE);

for (index = 0; index < SIZE; index++)

scanf("%d", &score[index]); // 读取10个分数

printf("The scores read in are as follows:\n");

for (index = 0; index < SIZE; index++)

printf("%5d", score[index]); // 验证输入

printf("\n");

for (index = 0; index < SIZE; index++)

sum += score[index]; // 求总分数

average = (float) sum / SIZE; // 求平均分

printf("Sum of scores = %d, average = %.2f\n", sum,

average);

printf("That's a handicap of %.0f.\n", average - PAR);

return 0;

}

下面是程序的输出：

Enter 10 golf scores:

99 95 109 105 100

96 98 93 99 97 98

The scores read in are as follows:

99 95 109 105 100 96 98 93 99 97

Sum of scores = 991, average = 99.10

That's a handicap of 27.

程序运行没问题， 我们来仔细分析一下。 首先， 注意程序示例虽然打印了11个数字， 但是只读入了10个数字， 因为循环只读了10个值。 由于scanf()会跳过空白字符， 所以可以在一行输入10个数字， 也可以每行只输入一个数字， 或者像本例这样混合使用空格和换行符隔开每个数字（因为输入是缓冲的， 只有当用户键入Enter键后数字才会被发送给程序） 。该程序示例演示了一些较好的编程风格。 第一， 用#define 指令创建的明示常量（SIZE） 来指定数组的大小。 这样就可以在定义数组和设置循环边界时使用该明示常量。 如果以后要扩展程序处理20个分数， 只需简单地把SIZE重新定义为20即可， 不用逐一修改程序中使用了数组大小的每一处。

第二， 下面的代码可以很方便地处理一个大小为SIZE的数组：for (index = 0; index < SIZE; index++)

设置正确的数组边界很重要。 第1个元素的下标是0， 因此循环开始时把index设置为0。 因为从0开始编号， 所以数组中最后一个元素的下标是SIZE -1。 也就是说， 第10个元素是score[9]。 通过测试条件index < SIZE来控制循环中使用的最后一个index的值是SIZE - 1。第三， 程序能重复显示刚读入的数据。 这是很好的编程习惯， 有助于确保程序处理的数据与期望相符。最后， 注意该程序使用了3个独立的for循环。

这是否必要？ 是否可以将其合并成一个循环？ 当然可以， 读者可以动手试试， 合并后的程序显得更加紧凑。 但是， 调整时要注意遵循模块化（modularity） 的原则。 模块化隐含的思想是： 应该把程序划分为一些独立的单元， 每个单元执行一个任务。 这样做提高了程序的可读性。 也许更重要的是， 模块化使程序的不同部分彼此独立， 方便后续更新或修改程序。 在掌握如何使用函数后， 可以把每个执行任务的单元放进函数中， 提高程序的模块化。

二、分支和跳转

（1）if语句

我们从一个有if语句的简单示例开始学习， 请看程序清单7.1。 该程序读取一列数据， 每个数据都表示每日的最低温度（℃） ， 然后打印统计的总天数和最低温度在0℃以下的天数占总天数的百分比。 程序中的循环通过scanf()读入温度值。 while循环每迭代一次， 就递增计数器增加天数， 其中的if语句负责判断0℃以下的温度并单独统计相应的天数。

程序 colddays.c程序

// colddays.c -- 找出0℃以下的天数占总天数的百分比

#include <stdio.h>

int main(void)

{

const int FREEZING = 0;

float temperature;

int cold_days = 0;

int all_days = 0;

printf("Enter the list of daily low temperatures.\n");

printf("Use Celsius, and enter q to quit.\n");

while (scanf("%f", &temperature) == 1)

{

all_days++;

if (temperature < FREEZING)

cold_days++;

}

if(all_days != 0)

printf("%d days total: %.1f%% were below freezing.\n",

all_days, 100.0 * (float) cold_days / all_days);

if (all_days == 0)

printf("No data entered!\n");

return 0;

}

下面是该程序的输出示例：

Enter the list of daily low temperatures.

Use Celsius, and enter q to quit.

12 5 -2.5 0 6 8 -3 -10 5 10 q

10 days total: 30.0% were below freezing.

while循环的测试条件利用scanf()的返回值来结束循环， 因为scanf()在读到非数字字符时会返回0。 temperature的类型是float而不是int， 这样程序既可以接受-2.5这样的值， 也可以接受8这样的值。while循环中的新语句如下：

if (temperature < FREEZING)

cold_days++;

if 语句指示计算机， 如果刚读取的值（remperature） 小于 0， 就把cold_days 递增 1； 如果temperature不小于0， 就跳过cold_days++;语句， while循环继续读取下一个温度值。接着， 该程序又使用了两次if语句控制程序的输出。 如果有数据， 就打印结果； 如果没有数据， 就打印一条消息（稍后将介绍一种更好的方法来处理这种情况） 。

为避免整数除法， 该程序示例把计算后的百分比强制转换为 float类型。 其实， 也不必使用强制类型转换， 因为在表达式100.0 * cold_days /all_days中， 将首先对表达式100.0 * cold_days求值， 由于C的自动转换类型规则， 乘积会被强制转换成浮点数。 但是， 使用强制类型转换可以明确表达转换类型的意图， 保护程序免受不同版本编译器的影响。 if语句被称为分支语句（branching statement） 或选择语句（selection statement） ， 因为它相当于一个交叉点， 程序要在两条分支中选择一条执行。 if语句的通用形式如下：

if ( expression )

statement

如果对expression求值为真（非0） ， 则执行statement； 否则， 跳过statement。 与while循环一样， statement可以是一条简单语句或复合语句。 if语句的结构和while语句很相似， 它们的主要区别是： 如果满足条件可执行的话， if语句只能测试和执行一次， 而while语句可以测试和执行多次通常， expression 是关系表达式， 即比较两个量的大小（如， 表达式 x >y 或 c == 6） 。 如果expression为真（即x大于y， 或c == 6） ， 则执行statement。 否则， 忽略statement。 概括地说， 可以使用任意表达式， 表达式的值为0则为假。

statement部分可以是一条简单语句， 如本例所示， 或者是一条用花括号括起来的复合语句（或块） ：

if (score > big)

printf("Jackpot!\n"); // 简单语句

if (joe > ron)

{

joecash++;

printf("You lose, Ron.\n");

}

注意， 即使if语句由复合语句构成， 整个if语句仍被视为一条语句。

（2）if else语句

简单形式的if语句可以让程序选择执行一条语句， 或者跳过这条语句。C还提供了if else形式， 可以在两条语句之间作选择。 我们用if else形式修正程序清单7.1中的程序段。

if (all_days != 0)

printf("%d days total: %.1f%% were below freezing.\n",

all_days, 100.0 * (float) cold_days / all_days);

if (all_days == 0)

printf("No data entered!\n");

如果程序发现all_days不等于0， 那么它应该知道另一种情况一定是all_days等于0。 用if else形式只需测试一次。 重写上面的程序段如下：

if (all_days!= 0)

printf("%d days total: %.1f%% were below freezing.\n",

all_days, 100.0 * (float) cold_days / all_days);

else

printf("No data entered!\n");

如果if语句的测试表达式为真， 就打印温度数据； 如果为假， 就打印警告消息。

注意， if else语句的通用形式是：

if ( expression )

statement1

else

statement2

如果expression为真（非0） ， 则执行statement1； 如果expression为假或0， 则执行else后面的statement2。 statement1和statement2可以是一条简单语句或复合语句。 C并不要求一定要缩进， 但这是标准风格。 缩进让根据测试条件的求值结果来判断执行哪部分语句一目了然。如果要在if和else之间执行多条语句， 必须用花括号把这些语句括起来成为一个块。 下面的代码结构违反了C语法， 因为在if和else之间只允许有一条语句（简单语句或复合语句） ：

if (x > 0)

printf("Incrementing x:\n");

x++;

else // 将产生一个错误

printf("x <= 0 \n");

编译器把printf()语句视为if语句的一部分， 而把x++;看作一条单独的语句， 它不是if语句的一部分。 然后， 编译器发现else并没有所属的if， 这是错误的。 上面的代码应该这样写：

if (x > 0)

{

printf("Incrementing x:\n");

x++;

}

else

printf("x <= 0 \n");

if语句用于选择是否执行一个行为， 而else if语句用于在两个行为之间选择。

（3）介绍getchar（）和putchar（）

到目前为止， 学过的大多数程序示例都要求输入数值。 接下来， 我们看看输入字符的示例。 相信读者已经熟悉了如何用 scanf()和 printf()根据%c 转换说明读写字符， 我们马上要讲解的示例中要用到一对字符输入/输出函数： getchar()和putchar()。getchar()函数不带任何参数， 它从输入队列中返回下一个字符。 例如，下面的语句读取下一个字符输入， 并把该字符的值赋给变量ch：ch = getchar();

该语句与下面的语句效果相同：

scanf("%c", &ch);

putchar()函数打印它的参数。 例如， 下面的语句把之前赋给ch的值作为

字符打印出来：

putchar(ch);

该语句与下面的语句效果相同：

printf("%c", ch);

由于这些函数只处理字符， 所以它们比更通用的scanf()和printf()函数更快、 更简洁。 而且， 注意 getchar()和 putchar()不需要转换说明， 因为它们只处理字符。 这两个函数通常定义在 stdio.h头文件中（而且， 它们通常是预处理宏， 而不是真正的函数， 第16章会讨论类似函数的宏） 。接下来， 我们编写一个程序来说明这两个函数是如何工作的。 该程序把一行输入重新打印出来， 但是每个非空格都被替换成原字符在ASCII序列中的下一个字符， 空格不变。 这一过程可描述为“如果字符是空白， 原样打印； 否则， 打印原字符在ASCII序列中的下一个字符”。C代码看上去和上面的描述很相似， 请看下面程序。

// cypher1.c -- 更改输入， 空格不变

#include <stdio.h>

#define SPACE ' ' // SPACE表示单引号-空格-单引号

int main(void)

{

char ch;

ch = getchar(); // 读取一个字符

while (ch != '\n') // 当一行未结束时

{

if(ch == SPACE) // 留下空格

putchar(ch); // 该字符不变

else

putchar(ch + 1); // 改变其他字符

ch = getchar(); // 获取下一个字符

}

putchar(ch); // 打印换行符

return 0;

}

（ 如果编译器警告因转换可能导致数据丢失， 不用担心。讲到EOF时再解释。 ）

下面是该程序的输入示例：

CALL ME HAL.

DBMM NF IBM/

把程序中的循环和该例中的循环作比较。 前者使用scanf()返回的状态值判断是否结束循环， 而后者使用输入项的值来判断是否结束循环。 这使得两程序所用的循环结构略有不同： 程序中在循环前面有一条“读取语句”， 程序中在每次迭代的末尾有一条“读取语句”。 不过， C的语法比较灵活， 读者也可以模仿程序， 把读取和测试合并成一个表达式。 也就是说， 可以把这种形式的循环：

ch = getchar(); /* 读取一个字符 */

while (ch != '\n') /* 当一行未结束时 */

{ ..

. /* 处理字符 */

ch = getchar(); /* 获取下一个字符 */

}

替换成下面形式的循环：

while ((ch = getchar()) != '\n')

{ ..

. /* 处理字符 */

}

关键的一行代码是：

while ((ch = getchar()) != '\n')

这体现了C特有的编程风格——把两个行为合并成一个表达式。 C对代码的格式要求宽松， 这样写让其中的每个行为更加清晰：

while (

(ch = getchar()) // 给ch赋一个值

!= '\n') // 把ch和\n作比较

以上执行的行为是赋值给ch和把ch的值与换行符作比较。 表达式ch =getchar()两侧的圆括号使之成为!=运算符的左侧运算对象。 要对该表达式求值， 必须先调用getchar()函数， 然后把该函数的返回值赋给 ch。 因为赋值表达式的值是赋值运算符左侧运算对象的值， 所以 ch = getchar()的值就是 ch的新值， 因此， 读取ch的值后， 测试条件相当于是ch != '\n'（即， ch不是换行符） 。这种独特的写法在C编程中很常见， 应该多熟悉它。 还要记住合理使用圆括号组合子表达式。 上面例子中的圆括号都必不可少。 假设省略ch =getchar()两侧的圆括号：

while (ch = getchar() != '\n')

!=运算符的优先级比=高， 所以先对表达式getchar() != '\n'求值。 由于这是关系表达式， 所以其值不是1就是0（真或假） 。 然后， 把该值赋给ch。 省略圆括号意味着赋给ch的值是0或1， 而不是 getchar()的返回值。 这不是我们的初衷。下面的语句：

putchar(ch + 1); /* 改变其他字符 */

再次演示了字符实际上是作为整数储存的。 为方便计算， 表达式ch + 1中的ch被转换成int类型， 然后int类型的计算结果被传递给接受一个int类型参数的putchar()， 该函数只根据最后一个字节确定显示哪个字符。