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C 語言程序設計實踐教程 版權信息
- ISBN:9787030446107
- 條形碼:9787030446107 ; 978-7-03-044610-7
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數(shù):暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>>
C 語言程序設計實踐教程 內容簡介
《C語言程序設計實踐教程》采用理論和實踐相結合的方式組織C語言程序設計教學內容,由理論知識篇和上機實踐篇兩部分組成。理論知識篇以程序設計過程為主線,以任務驅動方式講授C語言的各種語言成分以及程序設計的基本概念、基本理論和基本方法;上機實踐篇以Visual C++6.0為程序開發(fā)環(huán)境,介紹C語言程序的上機操作過程、程序調試方法以及實驗內容,給出10個實驗內容,其中含兩道綜合實訓題,對每個實驗明確實驗要求,提示分析問題解決問題的方法和程序設計的思路,以培養(yǎng)學生的程序設計能力和上機實踐能力。 《C語言程序設計實踐教程》體系完整,內容由淺入深,條理清晰,語言流暢,實例豐富,提供了多套模擬試題,也為任課教師提供 PPT課件和《C語言程序設計實踐教程》例題源代碼,實用性強。
C 語言程序設計實踐教程 目錄
理論知識篇
第1章 緒論 2
1.1 程序與程序設計語言 2
1.1.1 計算機與程序 2
1.1.2 程序設計語言 2
1.1.3 高級語言程序的開發(fā)過程 3
1.2 C語言的發(fā)展和特點 4
1.2.1 C語言的發(fā)展歷史 4
1.2.0 C語言的特點 5
1.2.3 C和C++ 6
1.3 C程序的結構與書寫風格 7
1.4 本書組織結構和主要內容 8
本章小結 10
習題1 10
第2章 數(shù)據(jù)的基本類型與基本運算11
【任務2.1】計算圓的面積和周長 11
2.1 基本數(shù)據(jù)類型 11
2.1.1 整型 12
2.1.2 實型 13
2.1.3 字符型 13
2.2 常量 14
2.2.1 字面常量 14
2.2.2 符號常量 15
2.3 變量 16
2.3.1 變量的概念與命名 16
2.3.2 變量的定義和初始化 16
2.3.3 變量的賦值 19
2.4 數(shù)據(jù)的基本運算 19
2.4.1 C語言運算符簡介 19
2.4.2 算術運算符與算術表達式 20
2.4.3 關系運算符與關系表達式 20
2.4.4 邏輯運算符與邏輯表達式 21
2.4.5 自增、自減運算符 23
2.4.6 運算符的優(yōu)先級與結合性 25
2.5 數(shù)據(jù)類型轉換 26
2.5.1 自動類型轉換 26
2.5.2 強制類型轉換 28
2.6 完成【任務2.1】的程序 28
2.7 簡單程序設計實例 29
本章小結 30
習題2 30
第3章 數(shù)據(jù)的輸入/輸出 33
【任務3.1】計算圓的面積和周長(改進版) 33
3.1 C語言的輸入/輸出 33
3.2 字符的非格式化輸入/輸出函數(shù) 33
3.3 格式化輸出函數(shù)printf 34
3.3.1 printf函數(shù)概述 34
3.3.2 printf函數(shù)的格式說明 35
3.3.3 printf函數(shù)的使用 37
3.4 格式化輸入函數(shù)scanf 39
3.4.1 scanf函數(shù)概述 39
3.4.2 scanf函數(shù)的格式說明 40
3.4.3 scanf函數(shù)的使用 41
3.5 完成【任務3.1】的程序 43
3.6 程序設計實例 43
本章小結 45
習題3 45
第4章 程序的基本結構與基本語句 48
4.1 程序與基本語句 48
4.1.1 程序 48
4.1.2 C基本語句 51
4.2 順序結構 52
【任務4.1】利用海倫公式求三角形面積 53
4.2.1 賦值語句 53
4.2.2 逗號運算符與逗號表達式 55
4.2.3 完成【任務4.1】的程序 55
4.2.4 順序結構程序設計舉例 56
4.3 分支結構 57
【任務4.2】利用海倫公式求三角形面積(改進) 57
4.3.1 單分支if語句 57
4.3.2 雙分支if語句 58
4.3.3 完成【任務4.2】的程序 59
【任務4.3】百分制成績轉換成五級記分制成績 61
4.3.4 多分支if語句和if語句的嵌套 61
4.3.5 條件運算符與條件表達式 63
4.3.6 switch語句 64
4.3.7 完成【任務4.3】的程序 65
4.3.8 分支結構程序設計舉例 67
4.4 循環(huán)結構 71
【任務4.4】求100以內所有自然數(shù)的累加和 71
4.4.1 for 語句 71
4.4.2 while語句 72
4.4.3 dowhile語句 73
4.4.4 幾種循環(huán)的比較 74
4.4.5 break和 continue語句 74
4.4.6 完成【任務4.4】的程序 76
【任務4.5】打印圖形 77
4.4.7 循環(huán)的嵌套 78
4.4.8 完成【任務4.5】的程序 80
4.4.9 循環(huán)結構程序設計舉例 81
本章小結 86
習題4 86
第5章 函數(shù)和模塊化程序設計 90
5.1 模塊化程序設計方法 90
5.2 用戶自定義函數(shù) 91
【任務5.1】用函數(shù)實現(xiàn)累加求和 91
5.2.1 函數(shù)的定義與聲明 91
5.2.2 函數(shù)調用 93
5.2.3 完成【任務5.1】的程序 95
5.3 系統(tǒng)庫函數(shù) 96
【任務5.2】用函數(shù)實現(xiàn)素數(shù)判定 96
5.3.1 頭文件與文件包含 97
5.3.2 數(shù)學函數(shù) 98
5.3.3 隨機函數(shù) 99
5.3.4 完成【任務5.2】的程序 100
5.4 變量的作用域 100
5.4.1 局部變量 100
5.4.2 全局變量 102
5.4.3 重名問題 102
5.5 變量的生存期 103
5.5.1 動態(tài)變量 104
5.5.2 靜態(tài)變量 104
5.6 函數(shù)的嵌套調用 105
【任務5.3】方程近似解 105
5.6.1 函數(shù)的嵌套調用 106
5.6.2 完成【任務5.3】的程序 106
5.7 遞歸函數(shù) 108
【任務5.4】求階乘 108
5.7.1 函數(shù)的遞歸定義與調用 108
5.7.2 完成【任務5.4】的程序 108
5.8 函數(shù)應用程序設計實例 109
本章小結 115
習題5 116
第6章 數(shù)組 119
6.1 一維數(shù)組 119
【任務6.1】計算平均成績 119
6.1.1 一維數(shù)組的定義與初始化 119
6.1.2 一維數(shù)組的操作 120
6.1.3 完成【任務6.1】的程序 121
6.1.4 一維數(shù)組應用舉例 122
6.2 二維數(shù)組 125
【任務6.2】計算多科平均成績 125
6.2.1 二維數(shù)組的定義與初始化 125
6.2.2 二維數(shù)組的操作 126
6.2.3 完成【任務6.2】的程序 127
6.2.4 二維數(shù)組應用舉例 128
6.3 字符串與字符數(shù)組 130
【任務6.3】統(tǒng)計字符個數(shù) 130
6.3.1 字符數(shù)組的定義與初始化 130
6.3.2 字符串的輸入/輸出 132
6.3.3 字符串處理函數(shù) 135
6.3.4 完成【任務6.3】的程序 138
6.3.5 字符數(shù)組應用舉例 139
6.4 數(shù)組名作為函數(shù)參數(shù) 140
【任務6.4】統(tǒng)計學生成績 140
6.4.1 一維數(shù)組名作為函數(shù)參數(shù) 140
6.4.2 二維數(shù)組名作為函數(shù)參數(shù) 142
6.4.3 完成【任務6.4】的程序 143
6.5 數(shù)組應用程序設計實例 145
本章小結 146
習題6 147
第7章 指針 150
7.1 指向變量的指針 150
【任務7.1】通過自定義函數(shù)實現(xiàn)整數(shù)排序 150
7.1.1 指針的概念 150
7.1.2 指針變量的定義與初始化 151
7.1.3 通過指針訪問變量 154
7.1.4 指針變量作為函數(shù)參數(shù) 154
7.1.5 指針的強制轉換 157
7.1.6 void指針類型 157
7.1.7 完成【任務7.1】的程序 158
7.2 指向數(shù)組的指針 159
【任務7.2】通過自定義函數(shù)實現(xiàn)數(shù)組逆序 159
7.2.1 指針變量與一維數(shù)組 159
7.2.2 指針變量與二維數(shù)組 161
7.2.3 數(shù)組指針作為函數(shù)參數(shù) 165
7.2.4 完成【任務7.2】的程序 166
7.3 指針數(shù)組和指向指針的指針 167
【任務7.3】多個字符串排序 167
7.3.1 指針數(shù)組的定義與使用 168
7.3.2 指針數(shù)組與字符串數(shù)組 169
7.3.3 指向指針的指針 171
7.3.4 main函數(shù)的形參 172
7.3.5 完成【任務7.3】的程序 174
7.4 指向函數(shù)的指針 175
【任務7.4】主函數(shù)中實現(xiàn)對排序函數(shù)正序逆序操作的控制 175
7.4.1 函數(shù)指針的定義與使用 176
7.4.2 函數(shù)指針作為函數(shù)參數(shù) 176
7.4.3 完成【任務7.4】的程序 178
7.5 返回指針的函數(shù) 180
【任務7.5】自定義函數(shù)中字符串的傳入和傳出 180
7.5.1 返回指針的函數(shù)定義與調用 180
7.5.2 完成【任務7.5】的程序 182
7.6 指針應用程序設計實例 183
本章小結 185
習題7 185
第8章 自定義數(shù)據(jù)類型與鏈表 187
8.1 結構體類型與結構體變量 187
【任務8.1】學生信息表中數(shù)據(jù)的輸入和輸出 187
8.1.1 結構體類型與結構體變量的定義與使用 187
8.1.2 嵌套的結構體類型與結構體變量 191
8.1.3 完成【任務8.1】的程序 193
8.2 結構體數(shù)組 194
【任務8.2】學生信息表中數(shù)據(jù)操作(改進1) 194
8.2.1 結構體數(shù)組的定義與初始化 194
8.2.2 完成【任務8.2】的程序 196
8.3 指向結構體的指針與內存管理 200
【任務8.3】學生信息表中數(shù)據(jù)操作(改進2) 200
8.3.1 指向結構體變量的指針 200
8.3.2 指向結構體變量的指針與無名變量 201
8.3.3 指向結構體變量的指針與動態(tài)數(shù)組 203
8.3.4 結構體指針作為函數(shù)參數(shù)206
8.3.5 完成【任務8.3】的程序 207
8.4 單向鏈表 208
【任務8.4】學生信息表中數(shù)據(jù)操作(改進3) 208
8.4.1 鏈表的概念 209
8.4.2 單向鏈表中的基本操作 211
8.4.3 完成【任務8.4】的程序 216
8.5 共用體類型 220
8.6 給數(shù)據(jù)類型定義別名 223
8.7 枚舉類型 224
8.8 結構體與鏈表應用程序設計 225
實例 225
本章小結 226
習題8 227
第9章 文件 231
【任務9.1】學生記錄文件保存 231
9.1 文件的概念 231
9.1.1 C文件的分類 231
9.1.2 文件操作的基本步驟 232
9.1.3 文件類型的指針 232
9.2 文件的常用操作 233
9.2.1 文件的打開與關閉 233
9.2.2 文件的讀寫 236
9.2.3 文件的定位 245
9.2.4 文件的檢測 248
9.3 其他文件操作函數(shù) 249
9.4 完成【任務9.1】的程序 250
9.5 文件應用程序設計實例 251
本章小結 254
習題9 255
第10章 編譯預處理與多文件組織 258
10.1 宏定義 258
10.1.1 無參宏定義 258
10.1.2 帶參宏定義 260
10.2 條件編譯 263
【任務10.1】方程近似解(多文件版) 263
10.2.1 條件編譯的形式 263
10.2.2 保護頭文件 265
10
C 語言程序設計實踐教程 節(jié)選
理論知識篇 第1章 緒論 本章主要介紹程序、程序設計以及程序設計語言的基本概念,概述C語言的發(fā)展、特點以及C語言的標準,通過幾個C語言源程序的實例結構,介紹C語言程序基本結構與書寫規(guī)則,并對本書組織結構和主要內容作簡單說明。 1.1 程序與程序設計語言 1.1.1 計算機與程序 計算機是當今信息化社會必不可少的工具。它是一種按照事先編寫的程序,自動對數(shù)據(jù)進行輸入、處理、輸出和存儲的系統(tǒng)。計算機要完成不同的工作,就要運行不同的程序。程序就是為完成某項任務而編寫的一組計算機指令序列。編寫程序的過程稱為程序設計。程序設計是軟件開發(fā)的關鍵步驟,軟件的質量主要是通過程序的質量來體現(xiàn)的。在進行程序設計之前必須根據(jù)實際需求確定使用什么程序設計語言來編寫程序。 1.1.2 程序設計語言 人與人之間交流需用相互理解的語言溝通,人與計算機交流也要使用相互理解的語言。程序設計語言就是用來實現(xiàn)人與計算機之間交流的,它經歷了從機器語言、匯編語言到高級語言的發(fā)展歷程。 1.**代語言——機器語言 機器語言是由 0和1組成的指令序列。例如,指令1011011000000000表示要計算機執(zhí)行一次加法操作;而指令1011010100000000則表示要計算機執(zhí)行一次減法操作。它們的前八位表示操作碼,后八位表示地址碼。 機器代碼可以直接被計算機所識別,因此機器語言*大的特點是效率高、執(zhí)行速度快。但是采用機器代碼編寫程序,要求程序員熟記所用計算機的全部指令代碼和代碼的含義,編程序時,程序員必須自己處理每條指令和每一個數(shù)據(jù)的存儲分配、輸入 /輸出,還要記住編程過程中每步所使用的工作單元處在何種狀態(tài)?上攵脵C器語言編寫程序是一件十分煩瑣且容易出錯的工作。 2.第二代語言——匯編語言 由于用機器語言編程存在工作量大、易于出錯等問題,因此人們考慮采用一些簡潔的英文字母、符號串替代特定指令的二進制串,使表達方式更接近自然語言。例如,用“ ADD”代表加法,“MOV”代表數(shù)據(jù)傳送等,這樣人們就很容易讀懂并理解程序在干什么,糾錯及維護都很方便。這種采用英文縮寫的助記符標識的語言稱為匯編語言。 但是,計算機并不認識這些符號,因此需要一個專門的程序,負責將這些符號翻譯成二進制數(shù)形式的機器語言才能被計算機執(zhí)行,這種翻譯程序稱為匯編程序。 匯編語言是一種與機器語言一一對應的程序設計語言,雖然不是用 0、1代碼編寫,但實質是相同的,都是直接對硬件進行操作,只不過指令采用助記符標識,更容易識別和記憶。機器語言和匯編語言均與特定的計算機硬件有關,程序的可移植性差,屬于低級語言。由于匯編語言源程序的每一句指令只能對應實際操作過程中一個很細微的動作,如移動、加法等,因此匯編源程序一般比較冗長、復雜,容易出錯,而且使用匯編語言編程需要有更多的計算機專業(yè)知識,所以人們只有在直接編寫面向硬件的驅動程序時才采用它。 3.第三代語言——高級語言 到了20世紀 50年代中期,人們研制了高級語言。高級語言是用接近自然語言表達各種意義的“詞”和常用的“數(shù)學公式”形式,按照一定的“語法規(guī)則”編寫程序的語言。這里的“高級”,是指這種語言與自然語言和數(shù)學公式相當接近,而且不依賴于計算機的型號,通用性好。高級語言的使用,改善了程序的可讀性、可維護性和可移植性,大大提高了編寫程序的效率。 用高級語言編寫的程序稱為高級語言源程序,不能被計算機直接識別和執(zhí)行,也要用翻譯的方法把高級語言源程序翻譯成目標程序才能執(zhí)行。 高級語言的出現(xiàn)大大簡化了程序設計,縮短了軟件開發(fā)周期,顯示出強大的生命力。此后,編制程序已不再是軟件專業(yè)人員才能做的事,一般工程技術人員花上較短的學習時間,也可以使用計算機解題。隨著計算機應用日益廣泛地滲透到各學科和技術領域,后來發(fā)展了一系列不同風格的、為不同對象服務的程序設計語言,其中較為著名的有 FORTRAN、BASIC、COBOL、ALGOL、LISP、LP/1、PASCAL、C等十幾種語言。 1.1.3 高級語言程序的開發(fā)過程 有人認為程序設計是一門藝術,而藝術在很大程度上是基于人的靈感和天賦,它往往沒有具體的規(guī)則和步驟可循。對于一些小型程序的設計,上述說法可能有一些道理。但是,對于大型復雜程序的開發(fā),靈感和天賦不是很好的解決之道,幾十年的程序開發(fā)實踐已表明這一點。事實上,程序設計是一門科學,程序的開發(fā)過程是有規(guī)律和步驟可循的。通常,高級語言程序的開發(fā)遵循以下步驟。 1.明確問題 用計算機解決實際問題,首先要明確解決什么問題,即做什么。如果對問題都沒有搞清楚或理解錯了,就試圖解決它,其結果是可想而知的。 2.算法設計 明確問題之后,就要考慮如何解決它,即如何做。計算機解決問題的方式就是對數(shù)據(jù)進行處理,因此,首先要對問題進行抽象,抽取出能夠反映問題本質特征的數(shù)據(jù)并對其進行描述,然后設計計算機對這些數(shù)據(jù)進行處理的操作步驟,即算法設計。 3.選擇某種語言進行編程 算法設計完成后,就必須要用某種實際的程序設計語言來表達,即編程實現(xiàn),F(xiàn)在的程序設計語言很多,用哪一種語言來編程呢?從理論上講,雖然各種語言之間存在著或多或少的差別,但它們大多數(shù)都是基于馮 ?諾依曼體系結構的,它們在表達能力方面是等價的,因此對于同一個設計方案,用任何一種語言都能實現(xiàn)。 在實際中,采用哪一種語言來編程可以考慮以下因素決定: (1)設計方案。例如,對于采用功能分解的設計方案,用某種過程式程序設計語言進行編程比較合適;對于面向對象的設計方案,采用面向對象的程序設計語言來實現(xiàn),就比較自然和方便。 (2)編程語言效率的高低、使用的難易程度、數(shù)據(jù)處理能力的強弱等。 (3)一些非編程技術的因素。例如,編程人員的個人喜好。 選定了編程語言之后,下面就是使用該語言編寫程序。對于同一個設計方案,不同的人會寫出不同風格的程序。程序設計風格的好壞會影響到程序的正確性和易維護性。程序設計風格取決于編程人員對程序設計的基本思想、技術以及語言掌握的程度。 4.測試與調試 程序寫好之后,其中可能含有錯誤。程序錯誤通常有3種: (1)語法錯誤:是指程序沒有按照語言的語法規(guī)則來書寫,這類錯誤可由編譯程序來發(fā)現(xiàn)。 (2)邏輯(或語義)錯誤:是指程序沒有完成預期的功能。 (3)運行異常錯誤:是指對程序運行環(huán)境的非正常情況考慮不周而導致的程序異常終止。這些錯誤可能是編程階段導致的,也有可能是設計階段甚至是問題定義階段的缺陷。程序的邏輯錯誤和運行異常錯誤一般可以通過測試來發(fā)現(xiàn)。測試方法有很多,比如: (1)靜態(tài)測試,不運行程序,而是通過對程序的靜態(tài)分析,找出邏輯錯誤。 (2)動態(tài)測試,利用一些測試數(shù)據(jù),通過運行程序,觀察程序的運行結果是否與預期的結果相符。 值得注意的是,不管采用何種測試手段,都只能發(fā)現(xiàn)程序有錯,而不能證明程序正確。例如,想要用動態(tài)測試技術來證明程序沒有錯誤,就必須對所有可能的輸入數(shù)據(jù)來運行程序并觀察運行結果,這往往是不可能的,并且也沒有必要。測試的目的就是要盡可能多地發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤。 測試工作不一定要等到程序全部編寫完成才開始進行,可以采取編寫一部分、測試一部分的方式來進行,*后再對整個程序進行整體測試。即先進行單元測試,再進行集成測試。 如果通過測試發(fā)現(xiàn)程序有錯誤,那么就需要找到程序中出現(xiàn)錯誤的位置和原因,即錯誤定位。給錯誤定位的過程稱為調試(debug)。調試一般需要運行程序,通過分段觀察程序的階段性結果來找出錯誤的位置和原因。 5.運行與維護 程序通過測試后就可交付使用了。由于所有的測試手段只能發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤,而不能證明程序沒有錯誤,因此在程序的使用過程中可能會不斷發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤。在使用過程中發(fā)現(xiàn)并改正錯誤的過程稱為程序的維護。程序維護可分成3類: 正確性維護,是指改正程序中的錯誤。 完善性維護,是指根據(jù)用戶的要求使得程序功能更加完善。 適應性維護,是指把程序移植到不同的計算平臺或環(huán)境中。 1.2C語言的發(fā)展和特點 1.2.1C語言的發(fā)展歷史 1969年,美國貝爾實驗室的 Ken Thompson 和 Dennis Ritchie開始研制 UNIX操作系統(tǒng)。UNIX的早期版本是用匯編語言編寫的。但匯編語言依賴于計算機硬件,程序的可讀性和可移植性都比較差。為了提高程序的可讀性和可移植性,希望改用高級語言編寫系統(tǒng)軟件,但一般的高級語言不能像匯編語言一樣直接對硬件進行操作。因此,他們決定開發(fā)一種高級語言來編寫 UNIX操作系統(tǒng)。 1970年,Ken Thompson以 BCPL語言為基礎,設計出了既簡單又能訪問硬件的 B語言 (BCPL的**個字母),并用 B語言對用匯編語言編寫的 UNIX操作系統(tǒng)進行了部分改寫,此時的 B語言過于簡單,功能有限。1972~1973年,Dennis Ritchie在 B語言的基礎上設計出了C語言(BCPL的第二個字母)。C語言既保持了 BCPL和 B語言精練和訪問硬件的優(yōu)點,又克服了它們過于簡單和無數(shù)據(jù)類型等缺點。1973年,Ken Thompson和 Dennis Ritchie將 UNIX操作系統(tǒng)的 90%用C語言改寫。 多年來,UNIX V系統(tǒng)配備的C語言一直是公認的C語言標準,這在由 Brian Kernighan和 Dennis Ritchie合著的 TheC Programming Language(Prentice -Hall于1987年出版,國內在2004年出版了該書的中譯本《C程序設計語言(第2版)》)中介紹。 在C語言的發(fā)展過程中還有兩個重要的標準:C89和C99標準。1983年,美國國家標準協(xié)會(ANSI)著手制定C語言的標準,于1989年正式被批準為 ANSX3.159 -1989,一年以后,該標準也被 ISO(國際標準化組織)接收,定為 ISO/IEC 9899:1990。通常仍稱C89標準。 隨著C語言的繼續(xù)發(fā)展,1999年C99標準應運而生。C99保持了幾乎所有C89的特征?偟膩碚f,C99與C89之間有3種變化: (1)在C89基礎上增加的特性。其中*主要的是C99增加了 5個新的關鍵字(C89具有32個關鍵字,而C99達到37個關鍵字):_Bool、_Imaginary、restrict、Complex和 inline。 增加的其他特性主要包括:變長數(shù)組;單行注釋;long long int數(shù)據(jù)類型;可以在語句出現(xiàn)的任何地方定義變量;對預處理程序的增加;for語句內的變量聲明;柔性數(shù)組結構成員;新的庫和頭文件等。 (2)刪除了C89中的某些特性。例如,“隱含的 int”。在C89中,大多數(shù)情況下,當沒有明確指定類型標識符時,通常認為其為 int類型,但這一點在C99中是不允許的。 此外C99中還刪除了函數(shù)的隱含聲明。在C89中,如果一個函數(shù)在使用前未被聲明,將被視為隱含的函數(shù)聲明,但C99不支持這一點。 (3)修改了C89中的某些特性。例如,放寬的轉換限制、擴展的整數(shù)類型、增強的整數(shù)類型提升規(guī)則、對 return語句的約束等。 1.2.2C語言的特點 與其他高級語言相比,C語言之所以發(fā)展迅速,成為*受歡迎的語言之一,主要原因是它具有強大的功能。歸納起來,C語言具有以下一些特點。 1.C語言是中級語言 通常,C語言被稱為中級語言。這并不是說它功能差、難以使用,而是C語言既具有高級語言的基本結構和語句,又具
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