本书以程序设计为基本线索，同时深入介绍了C语言各方面的情况。书中强调的是如何认识程序、写程序和用C写出好的程序。并通过实例讨论了问题的分析和分解，找出主要步骤，确定函数抽象，找出循环，选择语言结构，最后写出程序的过程。书中不少实例给出了在不同考虑下可能形成的多种解法，以帮助读者理解程序设计的“真谛”。
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无
作为计算机科学教育的第一门专业课程，程序设计课程的重要性是毋庸置疑的。本书的目标是作为第一门程序设计课程的教材或入门自学读物，介绍如何理解程序语言，如何学习程序设计，如何为计算机领域中的进一步学习和工作做好准备。
本书以C作为讨论程序设计的语言，讨论了基本程序设计的各方面问题。书中给出程序实例时没有采用常见的“提出问题，给出解答，再加些解释”的简单三步形式，而是增加了许多对问题的分析和讨论，以帮助读者认识程序设计过程的实质，理解从问题到程序的思考过程。书中还尽可能详尽地解释了许多与C语言和程序设计有关的问题。
程序构造过程应该有充分的科学性，并要有对程序实现过程的科学认识。有关研究的发展形成了程序的理论。入门书不可能讨论有关的理论成果，但必须反映其精神实质，使初学者从一开始就看到程序的一些本质性问题。本书特别强调问题的分析和分解，很早就介绍了函数抽象的概念，而后不断有进一步的讨论，实例中也特别注意这方面的问题。书中一些地方还通过实例介绍了一些更深入的理论问题，如通过对程序运行时间的统计，介绍计算过程的基本性质（复杂性）；通过分析循环过程是否完成了所需工作，介绍“循环不变关系”的概念和意义等。当然，这些只是希望帮助读者了解一些情况，作为思考程序问题的线索。
程序设计也是一种工程性的工作，需要分析问题，寻找可能的解决方案，在各种方案中做评价和选择，还要对所做选择有清醒的认识（优点和缺点，是否在某些方面有所偏向或不足）。工程中通常没有完美的选择，更多的是权衡和折中，在程序设计里也是如此。本书的许多实例包含了比较详细的分析过程，常对一个问题给出多个解答，比较它们的优劣，有时还指出其他可能性：还可以如何看问题，还可能如何做，等等。书中还常给读者提出一些问题，希望读者发挥自己的思维能力和主观能动性。各章练习也试图反映这些想法。
本书希望强调一种观点：程序问题并没有需要记住的标准答案。由于分析问题时的不同考虑，设计过程中的不同选择，人们对同一问题会得到许多合理而正确的不同程序。这些程序常常各有长短，可能各有侧重，也可能反映了人们对问题的不同认识。在学习中应该特别注意如何分析问题，如何把复杂问题分解为相对简单的部分，如何在可用的功能中做出选择等。这里的每一步都可能产生分支，我们应该认清各种选择的后果，包括收获和损失。
各种书籍（包括本书）给出的程序并不是“金科玉律”，它们不过是作者对问题的理解和分析的结果，实际上还有很多可能性。要学好程序设计，我们应该养成这样的习惯：在看程序时，应该特别注意分析其中隐含着作者的哪些考虑和选择，其中哪些是合理而有价值的（或不合理而无价值的），还可能有什么选择，沿其他选择做下去可能得到什么（或失去什么），等等。这样思考将使我们受益无穷。当然，这并不是说书中的示例不重要。恰恰相反，因为程序设计中有许多选择可能，所以书中应当给出好的分析和选择，供读者参考。入门书籍还应该说明选择的理由，指出采取这些选择带来的问题（缺点、限制等）。
正如本书的书名所言，程序设计是“从问题到程序”的思考和工作过程。要很好地完成程序设计，我们既要充分发挥聪明才智，又要有细致认真、一丝不苟的工作态度。即使将来不从事程序设计工作，从这一课程中得到的锻炼也可能很重要。
从作为入门语言的角度看，没有一种语言具有无可比拟的优势，使用时都需要考虑其有利方面，也要克服其不利因素。选择C作为入门语言的主要理由有：C是使用最广的语言之一，包含了基本程序设计需要理解的主要机制，能满足讨论程序设计问题的需要。学生可以用它完成练习，得到有关的知识积累和能力锻炼，还能掌握一种实用工具，也能作为后续课程学习的基础。C语言适合（也正在）作为计算机领域许多课程的教学语言。
C是一种很灵活的语言，用它写程序常需要了解一些细节，这是人们对用C作为基础课语言的主要疑虑。从另一方面看，通过用C做程序设计，也可能得到对程序设计的更多认识。C程序设计可以在比较低的层次上做，也可以在较高层次上做，学生可能从中了解更多有关程序设计过程的问题。此外，许多语言从C借鉴了一些想法和表达形式，有些就是C的扩充和发展，C语言知识对于进一步了解其他语言，包括未来的新语言都很有价值。
本书以程序设计为基本线索，同时深入介绍了C语言各方面的情况。这里强调的是如何认识程序、写程序和用C写程序。本书通过实例讨论了问题的分析和分解，找出主要步骤，确定函数抽象，找出循环，选择语言结构，最后写出程序的过程。不少实例给出了在不同考虑下可能形成的多种解法，以帮助读者理解程序设计的“真谛”。
书中特别强调好的程序设计风格，强调“好的”C程序设计：反复讨论了通过函数抽象建立清晰结构的重要性，特别关注程序的结构良好、可读、易修改，也尽可能指出了一些不良程序设计习惯及其危害。历史原因使C成为一个不太严格的语言，如果不注意，用C写的程序就有可能隐藏一些不易发现的错误。ANSI C标准倡导了一套写“好的”C程序的写法。本书坚持这一正确方向，讨论了如何写出更可靠、不易包藏隐含错误的清晰、简洁、高效的C程序，通过实例说明了应该如何写和不应该如何写。书中还介绍了一些实用的C程序设计技术，详细解释了C语言的各种结构和机制，尽可能地提供了一些背景说明。
本书包括如下各章和若干附录：
第1章，程序设计和C语言。介绍程序与程序语言的概念，C语言的发展及其特点，并用一个小例子介绍C程序的形式，其加工和执行。最后介绍程序设计与开发过程。
第2章，数据对象与计算。讨论程序语言的许多最基本概念，包括：字符集、标识符和关键字，数据与类型，数据表示，运算符、表达式与计算过程，数学函数库的使用等。
第3章，变量、函数和控制结构。讨论程序设计的一些基本问题，包括语句与复合结构，变量及其使用，简单函数定义，逻辑条件的描述与使用等。最后介绍了几种基本控制结构。
第4章，基本程序设计技术。首先讨论循环程序设计的基本问题，通过一系列程序实例分析了循环的构造过程。此后介绍了C语言的其他控制结构及其使用。
第5章，C程序结构。讨论C语言的许多具有一般性的重要问题，主要是C程序的结构，函数概念及有关的问题，预处理命令和预处理过程，递归的概念等。
第6章，数组。介绍数组的概念、定义和使用，数组与函数的关系，两维和多维数组等。
第7章，指针。首先介绍指针的概念和指针变量的使用，C语言中指针与数组的关系，多维数组作为参数的通用函数，而后讨论动态存储管理、类型定义、指向函数的指针等问题。
第8章，文件和输入输出。讨论文件的概念，与输入输出有关的各种问题，标准库的输入输出功能，以及输入输出的程序设计问题。
第9章，结构和其他数据机制。介绍结构（struct）、联合（union）、枚举（enum）等数据定义机制的意义及在程序中的使用。随后简单介绍了链接结构的概念。
第10章，程序开发技术。讨论程序设计及开发中的一般性问题和技术，包括分块开发问题等。
第11章，标准库。介绍标准库提供的各方面功能及其相关知识。
最后有几个附录介绍了C语言的一些相关参考资料。
本书以ANSI标准C语言为背景，书中所有实例均按ANSI C标准书写，习题也不涉及任何具体的系统环境。读者可以用任何符合ANSI C标准的C系统作为编程环境，如国内使用较多的turbo C系统，微机上可用的公开的免费的lcc、Dev-C++以及其他各种系统。
在此特别感谢北京大学理科试验班和数学学院参加C程序设计课程的同学们和参加辅导工作的研究生们，是他们的思考和问题给了我许多启示，使我更深入地理解了许多问题。我也要感谢我的家人与同事在这些年的工作中给予我的支持。
本书曾于1999年在北京大学出版社出版。这一新版对全书做了大幅度修改，反映了近年来我对许多问题的新认识，也使这个新版已经成为了另一本新书。由于机械工业出版社华章分社朋友们的大力支持，使得本书得以面世，我在这里向他们表示特别的谢意。虽然本书凝结着我多年的工作心得和深入的思考，但书中仍难免有或大或小的错误。希望读者能把发现的问题告诉我，也希望同行们对本书提出宝贵意见。
裘宗燕
北京大学数学学院信息科学系，2005年修订
裘宗燕：
裘宗燕: 北京大学数学学院信息科学系教授。长期从事计算机软件与理论、程序设计语言和符号计算方面的研究和教学工作。已出版多部著作和译著，包括《程序设计语言基础》（译著，北京大学出版社，1990），《Mathematica数学软件系统的应用与程序设计》（编著，北京大学出版社，1994），《计算概论（上）》（合著，高等教育出版社，1997），《从问题到程序—程序设计与C语言引论》（编著，北京大学出版社，1999）等；自2000年以来，他先后为机械工业出版社华章分社翻译了《程序设计实践》（2000），《C++程序设计语言（特别版）》（2001），《C++语言的设计和演化》（2002），《程序设计语言——概念和结构》（2002），《从规范出发的程序设计》（2003），《计算机程序的构造和解释》（2004）等一系列经典著作，他认真的工作作风、严谨的治学态度，以及所做出的巨大贡献，赢得广大读者的好评。 在北京大学教授的主要课程：计算概论（一年级本科生，主要内容为C语言程序设计），程序设计技术与方法（本科生），程序设计语言原理（研究生），算法和数据结构（本科生），算法设计与分析（本科生和研究生），数理逻辑（本科生）等。 点击进入[URL=http://www.math.pku.edu.cn/teachers/qiuzy/]作者主页[/URL]。
第1章 程序设计和C语言 1
1.1 程序和程序语言 1
1.2 C语言简介 8
1.3 一个简单的C程序 10
1.4 程序开发过程 13
1.5 问题与程序设计 17
本章讨论的重要概念 18
练习 18
第2章 数据对象与计算 21
2.1 基本字符、名字表示、标识符和关键字 21
2.2 数据与类型 23
2.3 基本类型与数据表示 23
2.3.1 整数类型和整数的表示 23
2.3.2 实数类型和实数的表示 25
2.3.3 字符类型和字符的表示 26
2.3.4 数据的外部表示、内部表示与转换 27
2.4 运算符、表达式与计算 30
2.4.1 算术运算符 30
2.4.2 算术表达式 31
2.4.3 表达式的求值 32
2.4.4 计算和类型 34
2.5 数学函数库及其使用 37
2.5.1 函数、函数调用 37
2.5.2 数学函数及其使用 38
2.5.3 函数调用中的类型转换 39
问题解释 40
几个常用程序模式 40
本章讨论的重要概念 41
练习 41
第3章 变量、函数和控制结构 43
3.1 语句、复合结构 43
3.2 变量—概念、定义和使用 44
3.2.1 变量的定义 45
3.2.2 变量的赋值与取值 46
3.2.3 几个问题 48
3.3 定义函数（初步） 50
3.3.1 函数定义 52
3.3.2 函数和程序 55
3.3.3 函数与类型 56
3.3.4 自定义输出函数 57
3.4 关系表达式、逻辑表达式、条件表达式 58
3.4.1 关系表达式和条件表达式 58
3.4.2 逻辑表达式 60
3.5 语句与控制结构 61
3.5.1 条件语句（if语句） 62
3.5.2 循环语句（1）：while语句 65
3.5.3 循环语句（2）：for语句 68
3.6 若干常用结构和问题 70
3.6.1 增量和减量运算符（++、--） 70
3.6.2 逗号运算符 71
3.6.3 实现二元运算符操作的赋值运算符 71
3.6.4 空语句 72
3.6.5 表达式和求值 73
问题解释 74
几个常用程序模式 74
本章讨论的重要概念 75
练习 75
第4章 基本程序设计技术 79
4.1 循环程序设计 79
4.1.1 基本循环方式 80
4.1.2 求一系列完全平方数 81
4.1.3 判断素数（谓词函数） 82
4.1.4 艰难的旅程（浮点误差） 83
4.1.5 求立方根（迭代和逼进） 85
4.1.6 求sin函数值（通项计算） 86
4.2 循环程序的问题 87
4.2.1 从循环中退出 87
4.2.2 循环中的几种变量 89
4.3 循环与递归 90
4.3.1 阶乘和乘幂（循环，递归） 90
4.3.2 Fibonacci序列（计算与时间） 93
4.3.3 为计算过程计时 94
4.3.4 Fibonacci序列的迭代计算（程序正确性与循环不变式） 95
4.3.5 最大公约数 97
4.3.6 河内塔（梵塔）问题 100
4.4 基本输入输出 102
4.4.1 格式输入函数scanf 102
4.4.2 字符输入输出函数 109
4.4.3 输入函数的返回值及其作用 112
4.5 控制结构和控制语句 114
4.5.1 do-while循环结构 114
4.5.2 流程控制语句 115
4.5.3 开关语句 117
4.6 程序设计实例 119
4.6.1 一个简单计算器 119
4.6.2 定义枚举常量 119
4.6.3 单词计数问题 120
4.7 程序测试和排错 123
4.7.1 测试 123
4.7.2 白箱测试 124
4.7.3 黑箱测试 125
4.7.4 排除程序里的错误 126
问题解释 127
几个常用程序模式 128
本章讨论的重要概念 128
练习 128
第5章 C程序结构 133
5.1 数值类型 133
5.1.1 实数类型和整数类型 133
5.1.2 字符类型 133
5.1.3 整数类型 134
5.1.4 基本数据类型的选择 135
5.2 函数和标准库函数 136
5.2.1 C语言的库函数 137
5.2.2 字符分类函数 137
5.2.3 随机数生成函数 138
5.3 函数定义和程序的函数分解 139
5.3.1 主函数 140
5.3.2 程序的函数分解 141
5.3.3 对函数的两种观点 142
5.3.4 函数原型 146
5.4 C程序结构与变量 149
5.4.1 外部定义的变量 150
5.4.2 作用域与生存期 151
5.4.3 外部变量和自动变量 151
5.4.4 变量定义的嵌套 153
5.4.5 静态局部变量 154
5.4.6 变量的其他问题 155
5.4.7 一个实例 157
5.5 预处理 159
5.5.1 文件包含命令 159
5.5.2 宏定义与宏替换 160
5.5.3 条件编译命令 163
5.6 定义常量 164
5.7 字位运算符 165
5.8 编程实例 168
5.8.1 一个简单的猜数游戏 168
5.8.2 加密与解密 170
本章讨论的重要概念 172
练习 172
第6章 数组 175
6.1 数组的概念、定义和使用 175
6.1.1 定义数组变量 176
6.1.2 数组的使用 177
6.1.3 数组的初始化 179
6.1.4 数组的存储实现 180
6.2 数组程序实例 181
6.2.1 从字符到下标 181
6.2.2 筛法求素数 182
6.2.3 成绩分类 183
6.2.4 多项式求值 184
6.2.5 定义数组的问题 185
6.3 数组作为函数参数 186
6.3.1 一个例子 186
6.3.2 修改实参数组的元素 188
6.4 字符数组与字符串 189
6.4.1 字符数组 189
6.4.2 字符串 189
6.4.3 程序实例 191
6.4.4 标准库字符串处理函数 193
6.4.5 输出文本里的最长行 194
6.5 两维和多维数组 198
6.5.1 多维数组的初始化 198
6.5.2 多维数组的表示和使用 199
6.5.3 多维数组作为函数的参数 200
6.6 编程实例 201
6.6.1 成绩直方图 201
6.6.2 一个通用带检查的整数输入函数 205
6.6.3 “计算”数组变量的大小 206
6.6.4 统计C程序里的关键字 208
6.6.5 数组的划分 211
6.6.6 数组的排序 213
问题解释 215
几个常用程序模式 215
本章讨论的重要概念 215
练习 215
第7章 指针 217
7.1 地址与指针 217
7.2 指针变量的定义和使用 218
7.2.1 指针操作 218
7.2.2 指针作为函数的参数 219
7.2.3 与指针有关的一些问题 222
7.3 指针与数组 224
7.3.1 指向数组元素的指针 224
7.3.2 基于指针运算的数组程序设计 227
7.3.3 数组参数与指针 228
7.3.4 指针与数组操作的程序实例 229
7.3.5 字符指针与字符数组 231
7.4 指针数组 233
7.4.1 指针数组与两维数组 234
7.4.2 命令行参数及其处理 235
7.5 多维数组作为参数的通用函数 238
7.6 动态存储管理 240
7.6.1 为什么需要动态存储管理 240
7.6.2 C语言的动态存储管理机制 241
7.6.3 两个程序实例 244
7.6.4 函数、指针和动态存储 247
7.7 定义类型 250
7.7.1 定义数组类型和指针类型 251
7.7.2 复杂类型描述与解读 252
7.8 指向函数的指针 254
7.8.1 函数指针的定义和使用 254
7.8.2 函数指针作为函数的参数 255
7.8.3 数值积分函数 257
7.8.4 若干以函数指针为参数的数组操作实用函数 259
几个常用程序模式 260
本章讨论的重要概念 260
练习 261
第8章 文件和输入输出 263
8.1 文件的概念 263
8.1.1 流和文件指针 263
8.1.2 缓冲式输入输出 264
8.2 文件的使用 265
8.2.1 文件的打开和关闭 265
8.2.2 输入输出函数 267
8.2.3 程序实例 268
8.2.4 直接输入输出函数 270
8.3 标准流输入输出与格式控制 271
8.3.1 行式输入和输出 271
8.3.2 输入格式控制 272
8.3.3 输出格式控制 276
8.3.4 以字符串作为格式化输入输出对象 278
8.3.5 标准错误流 278
8.4 程序实例 279
8.4.1 求文件数据的平均值 279
8.4.2 一个背单词程序 281
8.4.3 资金账目系统 285
练习 288
第9章 结构和其他数据机制 291
9.1 结构（struct） 291
9.1.1 结构声明与变量定义 291
9.1.2 结构变量的初始化和使用 296
9.1.3 结构、数组与指针 297
9.2 结构与函数 299
9.2.1 处理结构的函数 299
9.2.2 程序实例 302
9.3 联合（union） 306
9.4 枚举（enum） 308
9.5 编程实例 310
9.5.1 数据组的排序 310
9.5.2 复数的表示和处理 312
9.6 链接结构（自引用结构） 315
9.6.1 链接结构 315
9.6.2 自引用结构的定义 317
9.6.3 程序实现 318
9.6.4 数据与查找 321
9.7 字段 322
问题解释 323
本章讨论的重要概念 323
练习 323
第10章 程序开发技术 327
10.1 分别编译和C程序的分块开发 327
10.1.1 分块开发的问题和方法 327
10.1.2 程序实例：学生成绩处理 328
10.1.3 分块重整 333
10.1.4 其他安排和考虑 336
10.1.5 模块化思想和技术 338
10.1.6 单一头文件结构和多个头文件结构 342
10.2 功能模块和程序库 345
10.2.1 复数模块 345
10.2.2 目标文件和库 348
10.2.3 防止重复包含 349
10.3 错误报告和处理 349
10.3.1 建立统一的错误报告机制 349
10.3.2 定义变参数的错误报告函数 350
10.3.3 运行中错误的检查和处理 352
10.4 程序的配置 358
10.4.1 程序的行为参数和启动时的配置 358
10.4.2 交互式配置 360
10.4.3 通过命令行参数 361
10.4.4 采用配置文件 362
10.5 程序开发过程 362
10.5.1 自上而下的开发 363
10.5.2 自下而上的开发 365
10.5.3 实际开发过程 365
练习 367
第11章 标准库 371
11.1 标准库结构 371
11.1.1 标准定义（<stddef.h>） 372
11.1.2 错误信息（<errno.h>） 372
11.2 几个已经介绍过的头文件 373
11.2.1 数学函数（<math.h>） 373
11.2.2 字符处理函数（<ctype.h>） 374
11.3 字符串函数（<string.h>） 375
11.3.1 一些字符串函数 375
11.3.2 存储区操作 378
11.4 功能函数（<stdlib.h>） 379
11.4.1 几个整数函数 380
11.4.2 数值转换 380
11.4.3 执行控制 381
11.4.4 与执行环境交互 381
11.4.5 常用函数bsearch和qsort 382
11.5 日期和时间（<time.h>） 383
11.6 实现特征（<limits.h>和<float.h>） 385
11.6.1 整数类型特征 385
11.6.2 浮点数类型特征 386
11.7 其他与输入输出有关的函数（<stdio.h>） 386
11.7.1 符号常量和类型 386
11.7.2 文件操作函数 387
11.7.3 流缓冲区操作函数 388
11.7.4 文件定位及定位函数 389
11.7.5 其他有关函数 390
11.7.6 采用va_list参数的输出函数 391
11.8 定义变长度参数表（<stdarg.h>） 392
11.9 非局部控制转移（<setjmp.h>） 395
11.10 调试断言和信号处理（<assert.h>和<signal.h>） 397
11.11 标准库的其他功能 398
11.11.1 本地化 398
11.11.2 多字节字符 400
本章讨论的重要概念 400
练习 400
附录A C语言运算符表 401
附录B C语言速查 403
附录C C99简介 409
进一步学习的建议 413
参考文献 416
