周立功教授數(shù)年之心血之作《程序設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》,電子版已無(wú)償性分享到電子工程師與高校群體,經(jīng)周立功教授授權(quán),本公眾號(hào)特對(duì)本書(shū)內(nèi)容進(jìn)行連載,愿共勉之。
第一章為程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),本文為1.8.1 字符常量。
>>>1.字符常量的引用
字符常量是使用一對(duì)單引號(hào)“''”包圍起來(lái)的,比如,'O','編譯器知道這個(gè)符號(hào)指的是字母O的ASCII值,即79。同樣可以用' '指出空格,或用'9'指出數(shù)字9。常量'9'指的是一個(gè)字符,不應(yīng)該與整數(shù)值9混淆。除非程序員能記住ASCII碼表,否則任何人看到79都不會(huì)聯(lián)想到字母O,而字符常量'O' 則可以直接傳遞它的意義。
在C語(yǔ)言中,字符能象整數(shù)一樣計(jì)算,不需要特別的轉(zhuǎn)換。基于此,既可以給一個(gè)字符加上一個(gè)整數(shù),比如,字符c與整數(shù)n相加,即c+n表示c后面的第n個(gè)字符。也可以從一個(gè)字符減去一個(gè)整數(shù),比如,表達(dá)式c-n表示c前面的第n個(gè)字符。還可以從一個(gè)字符減去另一個(gè)字符,比如,c1和c2都是字符,那么c1-c2表示兩個(gè)字符的距離。
更進(jìn)一步地,還可以比較兩個(gè)字符,如果在ASCII表中,c1在c2前面,那么c1
if( ch >= '0' && ch <= '9' )??? { … }
這樣一來(lái)就將數(shù)字字符與ASCII碼表中的其它字符區(qū)分開(kāi)了。雖然標(biāo)準(zhǔn)C接口ctype.h提供了相應(yīng)的函數(shù),但如果你從頭到尾實(shí)現(xiàn)它們,則有助于進(jìn)一步深入了解它們的操作。如果ch是大寫(xiě)字母,返回它對(duì)應(yīng)的小寫(xiě)字母,否則返回ch本身,詳見(jiàn)程序清單 1.35。
程序清單1.35 tolower()函數(shù)范例程序
1 char tolower(char ch)
2 {
3 if( ch >= 'A' && ch <= 'Z' ){????????????????????????????? //標(biāo)識(shí)大寫(xiě)字母
4 return (ch + ('a' - 'A'));
5 }else{
6 return (ch);
7 }
8 }
>>>2. 字符的輸入輸出
雖然轉(zhuǎn)換符%c允許scanf()函數(shù)和printf()函數(shù)對(duì)一個(gè)單獨(dú)的字符進(jìn)行讀寫(xiě)操作。比如:
char ch;
scanf("%c", &ch);
printf("%c", ch);
但在讀入字符前,scanf()函數(shù)不會(huì)跳過(guò)空格符,即會(huì)將空格作為字符讀入變量ch。為了解決這個(gè)問(wèn)題,則必須在%c的前面加一個(gè)空格:
scanf(" %c", &ch);
雖然scanf()函數(shù)不會(huì)跳過(guò)空格符,卻很容易檢測(cè)到讀入的字符是否為換行符'\n'。比如:
while(ch != '\n'){
scanf("%c", &ch);
}
當(dāng)然也可以調(diào)用getchar()和putchar()讀寫(xiě)一個(gè)單獨(dú)的字符,它們是在stdio.h中定義的宏,分別用于從鍵盤(pán)讀取數(shù)據(jù)和將字符打印到屏幕上。雖然宏和函數(shù)在技術(shù)上存在一些區(qū)別,但它們的用法是一樣的。比如:
int getchar(void);//輸入一個(gè)字符
int putchar(int ch);//輸出一個(gè)字符
getchar()函數(shù)不帶任何參數(shù),它從輸入隊(duì)列中返回一個(gè)字符。比如,下面的語(yǔ)句讀取一個(gè)字符輸入,并將該字符的值賦給變量ch:
ch = getchar();
該語(yǔ)句與下面的語(yǔ)句等效:
scanf("%c", &ch);
putchar()函數(shù)打印它的參數(shù),比如,下面的語(yǔ)句將之前賦給ch的值作為字符打印出來(lái):
putchar(ch);
該語(yǔ)句與下面的語(yǔ)句效果相同:
printf("%c", ch);
由于這些函數(shù)只處理字符,因此它們比scanf()和printf()函數(shù)更快,這兩個(gè)函數(shù)通常定義在stdio.h中,實(shí)際上它們是預(yù)處理宏,不是真正的函數(shù)。雖然這些宏看起來(lái)很簡(jiǎn)單,但有時(shí)出了問(wèn)題,卻找不出原因。比如:
char ch1, ch2;
ch1 = getchar();
ch2 = getchar();
printf("%d %d\n", ch1, ch2);
此時(shí),如果輸入字符'a',而打印結(jié)果卻是“97,10”。因?yàn)閺逆I盤(pán)輸入一個(gè)字符后,就打印出了結(jié)果,還沒(méi)有輸入第二個(gè)字符程序就結(jié)束了。由于鍵盤(pán)輸入一次結(jié)束后,會(huì)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)被稱(chēng)為緩沖區(qū)的臨時(shí)存儲(chǔ)區(qū),按下Enter鍵后程序才可使用用戶(hù)輸入的字符,因此scanf()和getchar()也是從輸入流緩沖區(qū)中取值的,而人們常常會(huì)產(chǎn)生這樣的錯(cuò)覺(jué),誤以為它們是從鍵盤(pán)緩沖區(qū)取值的。實(shí)際上,數(shù)據(jù)是通過(guò)cin函數(shù)直接從輸入流緩沖區(qū)中取走的,所以,當(dāng)緩沖區(qū)中有殘留數(shù)據(jù)時(shí),cin函數(shù)會(huì)直接讀取這些殘留數(shù)據(jù)而不會(huì)請(qǐng)求鍵盤(pán)輸入。
這里的10恰好是Enter鍵輸入的換行符'\n',當(dāng)讀取數(shù)據(jù)遇到換行符'\n'結(jié)束時(shí),換行符會(huì)一起讀入輸入流緩沖區(qū),所以第一次接受輸入時(shí),取走字符后會(huì)留下字符'\n',于是第二次直接從緩沖區(qū)中將\n取走。
為何要有緩沖區(qū)呢?首先,將若干字符作為一個(gè)塊進(jìn)行傳輸比逐個(gè)發(fā)送這些字符節(jié)約時(shí)間。其次,如果用戶(hù)打錯(cuò)字符,可以直接通過(guò)鍵盤(pán)修正錯(cuò)誤。當(dāng)最后按下Enter鍵時(shí),傳輸?shù)氖钦_的輸入。雖然輸入緩沖區(qū)的好處很多,但在某些交互式程序中也需要無(wú)緩沖區(qū)輸入。比如,在游戲中,如果希望按下一個(gè)鍵就執(zhí)行相應(yīng)的命令,因此緩沖輸入和無(wú)緩沖輸入各有各的用武之地,但本書(shū)假設(shè)所有的輸入都是緩沖輸入。
緩沖分為兩類(lèi):完全緩沖I/O和行緩沖I/O,完全緩沖輸入指的是當(dāng)緩沖區(qū)被填滿時(shí)才刷新緩沖區(qū),內(nèi)容被發(fā)送到目的地,通常出現(xiàn)在文件輸入中。緩沖區(qū)的大小取決于系統(tǒng),常見(jiàn)的大小為512字節(jié)和4096字節(jié)。行緩沖區(qū)I/O指的是在出現(xiàn)換行符時(shí)刷新緩沖區(qū),鍵盤(pán)輸入通常是行緩沖區(qū)輸入,所以在按下Enter鍵后才刷新緩沖區(qū)。
getchar()讀取每個(gè)字符,包括空格、制表符和換行符;而scanf()在讀取數(shù)字時(shí),則會(huì)跳過(guò)空格、制表符和換行符。雖然這兩個(gè)函數(shù)都很好用,但不能混合使用。
雖然putchar()的參數(shù)ch定義為int類(lèi)型,但實(shí)質(zhì)上它接收的是一個(gè)char類(lèi)型字符,因?yàn)樵趐utchar()內(nèi)部,系統(tǒng)會(huì)將ch強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為char類(lèi)型后再使用。如果字符輸出成功,則putchar()返回輸出的字符((char)ch),而不是輸入的參數(shù)ch;如果不成功,則返回預(yù)定義的常量EOF(end of file,文件結(jié)束),EOF是一個(gè)整數(shù)。
getchar()沒(méi)有輸入?yún)?shù),其返回值為int型,而不是char型。這里需要區(qū)分文件中的有效數(shù)據(jù)和輸入結(jié)束符,當(dāng)有字符可讀時(shí),getchar()不會(huì)返回文件結(jié)束符EOF,所以
ch = getchar() != EOF //相當(dāng)于ch = (getchar() != EOF)
取值為true,變量ch被賦值為1。
當(dāng)程序沒(méi)有輸入時(shí),則getchar()返回文件結(jié)束符EOF,即表達(dá)式取值為false,此時(shí)變量ch被賦值為0,程序結(jié)束運(yùn)行。如果將getchar()函數(shù)的返回值定義為int型,則既能存儲(chǔ)任何可能的字符,也能存儲(chǔ)文件結(jié)束符EOF,將輸入復(fù)制到輸出的例程序詳見(jiàn)程序清單1.36。
程序清單1.36將輸入復(fù)制到輸出范例程序
1 #include
2 int main(int argc, char *argv[])
3 {
4 int ch;
5
6 while((ch = getchar()) != EOF){
7 putchar(ch);
8 }
9 return 0;
10 }
當(dāng)然,也可以用getchar()的另一種慣用法替代程序清單1.36(6):
while((ch = getchar()) != '\n')
即將讀入的一個(gè)字符與換行符比較,如果測(cè)試結(jié)果為true,則執(zhí)行循環(huán)體,接著重復(fù)測(cè)試循環(huán)條件,再讀入一個(gè)新的字符,同時(shí)getchar()用于搜索字符和跳過(guò)字符等效。比如:
while((ch = getchar()) == ' ')
當(dāng)循環(huán)終止時(shí),變量ch將包含getchar()遇到的第一個(gè)非空字符。
do-while循環(huán)遠(yuǎn)比f(wàn)or和while循環(huán)用得小,因?yàn)樗辽傩枰獔?zhí)行循環(huán)體一次,且在代碼的最后而不是開(kāi)始執(zhí)行條件循環(huán)測(cè)試。邏輯條件應(yīng)該出現(xiàn)在它們所“保護(hù)”的代碼之前,這也是if、while和for的工作方式。通常閱讀代碼的習(xí)慣是從前向后,當(dāng)使用do/while循環(huán)時(shí),需要對(duì)這段代碼讀兩次。同時(shí),這種方式在很多情況下是不正確的,比如:
? do{
? ch = getchar();
? putchar(ch);
? }while(ch != EOF);
由于測(cè)試被放在對(duì)putchar()的調(diào)用之后,因此該代碼無(wú)端地多寫(xiě)了一個(gè)字符。只有在某個(gè)循環(huán)體必須至少執(zhí)行一次的情況下,使用do-while循環(huán)才是正確的。
另一個(gè)讓人迷惑的是,do/while循環(huán)中的contiune語(yǔ)句:
do{
continue;
}while(false);
它會(huì)永遠(yuǎn)循環(huán)下去還是只執(zhí)行一次?雖然它只會(huì)循環(huán)一次,但大多數(shù)人都會(huì)想一想。C++的開(kāi)創(chuàng)者Bjarne Stroustrup是這樣說(shuō)的,“do語(yǔ)句是錯(cuò)誤和困惑的來(lái)源,我傾向于將條件放在前面我能看到的地方,避免使用do語(yǔ)句。”
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數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
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原文標(biāo)題:周立功:字符能像整數(shù)一樣計(jì)算
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