C語言中的符號常量
在結(jié)束討論溫度轉(zhuǎn)換程序前，我們再來看一下符號常量。在程序中使用 300、20 等類似的“幻數(shù)”并不是一個好習(xí)慣，它們幾乎無法向以后閱讀該程序的人提供什么信息，而且使程序的修改變得更加困難。處理這種幻數(shù)的一種方法是賦予它們有意義的名字。#define 指令可以把符號名（或稱為符號常量）定義為一個特定的字符串：

#define 名字 替換文本

在該定義之后，程序中出現(xiàn)的所有在 #define 中定義的名字（既沒有用引號引起來，也不是其它名字的一部分）都將用相應(yīng)的替換文本替換。其中，名字與普通變量名的形式相同：它們都是以字母打頭的字母和數(shù)字序列；替換文本可以是任何字符序列，而不僅限于數(shù)字。
在該定義之后，程序中出現(xiàn)的所有在 #define 中定義的名字（既沒有用引號引起來，也不是其它名字的一部分）都將用相應(yīng)的替換文本替換。其中，名字與普通變量名的形式相同：它們都是以字母打頭的字母和數(shù)字序列；替換文本可以是任何字符序列，而不僅限于數(shù)字。

#include <stdio.h>

#define LOWER 0 /* lower limit of table */
#define UPPER 300 /* upper limit */
#define STEP 20 /* step size */

/* print Fahrenheit-Celsius table */
main()
{
 int fahr;
 for (fahr = LOWER; fahr <= UPPER; fahr = fahr + STEP)
 printf("%3d %6.1f\n", fahr, (5.0/9.0)*(fahr-32));
}

其中，LOWER、UPPER 與 STEP 都是符號常量，而非變量，因此不需要出現(xiàn)在聲明中。符號常量名通常用大寫字母拼寫，這樣可以很容易與用小寫字母拼寫的變量名相區(qū)別。注意，#define 指令行的末尾沒有分號。

變量與算術(shù)表達(dá)式
我們來看下一個程序，使用公式℃=(5/9)(℉-32)打印下列華氏溫度與攝氏溫度對照表：

0 -17
20 -6
40 4
60 15
80 26
100 37
120 48
140 60
160 71
180 82
200 93
220 104
240 115
260 126
280 137
300 148

此程序中仍然只包括一個名為 main 的函數(shù)定義。它比前面打印“hello, world”的程序長一些，但并不復(fù)雜。這個程序中引入了一些新的概念，包括注釋、聲明、變量、算術(shù)表達(dá)式、循環(huán)以及格式化輸出。該程序如下所示：

#include <stdio.h>
/* 當(dāng) fahr=0，20，… ，300 時，分別打印華氏溫度與攝氏溫度對照表 */
main()
{
 int i;
 int fahr, celsius;
 int lower, upper, step;
 lower = 0; /* 溫度表的下限 */
 upper = 300; /* 溫度表的上限 */
 step = 20; /* 步長 */

 fahr = lower;
 while (fahr <= upper) {
 celsius = 5 * (fahr-32) / 9;
 printf("%d\t%d\n", fahr, celsius);
 fahr = fahr + step;
 }
 scanf("%s", &i);
}

其中的一行：

/*當(dāng) fahr=0，20，… ，300 時，分別打印華氏溫度與攝氏溫度對照表 */

稱為注釋，此處，它簡單地解釋，該程序是做什么用的。包含在/*與*/之間的字符序列將被編譯器忽略。注釋可以自由地運用在程序中，使得程序更易于理解。程序中允許出現(xiàn)空格、制表符或換行符之處，都可以使用注釋。

在 C 語言中，所有變量都必須先聲明后使用。聲明通常放在函數(shù)起始處，在任何可執(zhí)行語句之前。聲明用于說明變量的屬性，它由一個類型名和一個變量表組成，例如：

int fahr, celsius;
int lower, upper, step;

其中，類型 int 表示其后所列變量為整數(shù)，與之相對應(yīng)的，float 表示所列變量為浮點數(shù)（即可以帶有小數(shù)部分的數(shù)）。int 與 float 類型的取值范圍取決于具體的機器。對于 int 類型，通常為 16 位，其取值范圍在-32768～32767 之間，也有用 32 位表示的 int 類型。float 類型通常是 32 位，它至少有 6 位有效數(shù)字，取值范圍一般在 10-38～1038 之間。

除 int 與 float 類型之外，C 語高還提供了其它一些基本數(shù)據(jù)類型，例如：

• char：字符，一個字節(jié)
• short：短整型
• long：長整型
• double：雙精度浮點型

這些數(shù)據(jù)類型對象的大小也取決于具體的機器。另外，還存在這些基本數(shù)據(jù)類型的數(shù)組、結(jié)構(gòu)、聯(lián)合，指向這些類型的指針以及返回這些類型值的函教。

在上面的溫度轉(zhuǎn)換程序中，最開始執(zhí)行的計算是下列 4 個賦值語句：

lower = 0;
upper = 300;
step = 20;
fahr = lower;

它們?yōu)樽兞吭O(shè)置初值。各條語句均以分號結(jié)束。

溫度轉(zhuǎn)換表中的各行計算方式相同，因此可以用循環(huán)語句重復(fù)輸出各行。這是 while 循環(huán)語句的用途：

while (fahr <= upper) {
 ...
}

while循環(huán)語句的執(zhí)行方式是這樣的：首先測試圓括號中的條件；如果條件為真(fahr<=upper)，則執(zhí)行循環(huán)體（括在花括號中的 3 條語句）；然后再重新測試圓括號中的條件，如果為真，則再次執(zhí)行循環(huán)體；當(dāng)圓括號中的條件測試結(jié)果為假(fahr>upper)時，循環(huán)結(jié)束，并繼續(xù)執(zhí)行跟在 while 循環(huán)語句之后的下一條語句。在本程序中，循環(huán)語句后沒有其它語句，因此整個程序的執(zhí)行終止。

while 語句的循環(huán)體可以是用花括號括起來的一條或多條語句（如上面的溫度轉(zhuǎn)換程序），也可以是不用花括號包括的單條語句，例如：

while (i < j)
 i = 2 * i;

在這兩種情況下，我們總是把由 while 控制的語句縮進(jìn)一個制表位，這樣就可以很容易地看出循環(huán)語句中包含哪些語句。這種縮進(jìn)方式突出了程序的邏輯結(jié)構(gòu)。盡管 C 編譯器并不關(guān)心程序的外觀形式，但正確的縮進(jìn)以及保留適當(dāng)空格的程序設(shè)計風(fēng)格對程序的易讀性非常重要。我們建議每行只書寫一條語句，并在運算符兩邊各加上一個空格字符，這樣可以使得運算的結(jié)合關(guān)系更清楚明了。相比而言，花括號的位置就不那么重要了。我們從比較流行的一些風(fēng)格中選擇了一種，讀者可以選擇適合自己的一種風(fēng)格，并養(yǎng)成一直使用這種風(fēng)格的好習(xí)慣。

在該程序中，絕大部分工作都是在循環(huán)體中完成的。循環(huán)體中的賦值語句：

printf(" %d\t%d\n", fahr, celsius);

用于打印兩個整數(shù) fahr 與 celsius 的值，并在兩者之間留一個制表符的空間（\t）。

printf 函數(shù)的第一個參數(shù)中的各個%分別對應(yīng)于第二個、第三個、……參數(shù)，它們在數(shù)目和類型上都必須匹配，否則將出現(xiàn)錯誤的結(jié)果。

順便指出，printf 函數(shù)并不是 C 語言本身的一部分，C 語言本身并沒有定義輸入/輸出功能。printf 僅僅是標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)中一個有用的函數(shù)而已，這些標(biāo)準(zhǔn)序函數(shù)在 C 語言程序中通常都可以使用。但是，ANSI 標(biāo)準(zhǔn)定義了 printf 函數(shù)的行為，因此，對每個符合該標(biāo)準(zhǔn)的編譯器和庫來說，該函數(shù)的屬性都是相同的。

上述的溫度轉(zhuǎn)換程序存在兩個問題。比較簡單的問題是，由于輸出的數(shù)不是右對齊的，所以輸出的結(jié)果不是很美觀。這個問題比較容易解決：如果在 printf 語句的第一個參數(shù)的%d 中指明打印寬度，則打印的數(shù)字會在打印區(qū)域內(nèi)右對齊。例如，可以用語句

printf(" %3d %6d\n", fahr, celsius);

打印 fahr 與 celsius 的值，這樣，fahr 的值占 3 個數(shù)字寬，celsius 的值占 6 個數(shù)字寬，輸出的結(jié)果如下所示：

 0 -17
 20  -6
 40  4
 60  15
 80  26
100  37
...

另一個較為嚴(yán)重的問題是，由于我們使用的是整型算術(shù)運算，因此經(jīng)計算得到的攝氏溫度值不太精確，例如，與 0℉對應(yīng)的精確的攝氏溫度應(yīng)該為-17.8℃，而不是-17℃。為了得到更精確的結(jié)果，應(yīng)該用浮點算術(shù)運算代替上面的整型算術(shù)運算。這就需要對程序做適當(dāng)修改。下面是該程序的又一種版本

#include <stdio.h>
/* print Fahrenheit-Celsius table
for fahr = 0, 20, ..., 300; floating-point version */
main()
{
 float fahr, celsius;
 float lower, upper, step;
 lower = 0;
 upper = 300;
 step = 20;
 /* lower limit of temperatuire scale */
 /* upper limit */
 /* step size */
 fahr = lower;
 while (fahr <= upper) {
 celsius = (5.0/9.0) * (fahr-32.0);
 printf("%3.0f %6.1f\n", fahr, celsius);
 fahr = fahr + step;
 }
}

這個程序與前一個程序基本相同，不同的是，它把 fahr 與 celsius 聲明為 float 類型，轉(zhuǎn)換公式的表述方式也更自然一些。在前一個程序中，之所以不能使用 5 / 9 的形式，是因為按整型除法的計算規(guī)則，它們相除并舍位后得到的結(jié)果為 0。但是，常數(shù)中的小數(shù)點表明該常數(shù)是一個浮點數(shù)，因此，5.0 / 9.0 是兩個浮點數(shù)相除，結(jié)果將不被舍位。

如果某個算術(shù)運算符的所有操作數(shù)均為整型，則執(zhí)行整型運算。但是，如果某個算術(shù)運算符有一個浮點型操作數(shù)和一個整型操作數(shù)，則在開始運算之前整型操作數(shù)將會被轉(zhuǎn)換為浮點型。例如，在表達(dá)式 fahr – 32 中，32 在運算過程中將被自動轉(zhuǎn)換為浮點數(shù)再參與運算。不過，即使浮點常量取的是整型值，在書寫時最好還是為它加上一個顯式的小數(shù)點，這樣可以強調(diào)其浮點性質(zhì)，便于閱讀。
在這里需要注意，賦值語句 fahr = lower; 與條件測試語句 while (fahr <= upper) 也都是按照這種方式執(zhí)行的，即在運算之前先把 int 類型的操作數(shù)轉(zhuǎn)換為 float 類型的操作數(shù)。

printf 中的轉(zhuǎn)換說明%3.0f 表明待打印的浮點數(shù)（即 fahr）至少占 3 個字符寬，且不帶小數(shù)點和小數(shù)部分；%6.1f 表明另一個待打印的數(shù)（celsius）至少占 6 個字符寬，且小數(shù)點后面有 1 位數(shù)字。其輸出如下所示：

 0 -17.8
20  -6.7
40  4.4
...

格式說明可以省略寬度與精度，例如，%6f 表示待打印的浮點數(shù)至少有 6 個字符寬；%.2f指定待打印的浮點數(shù)的小數(shù)點后有兩位小數(shù)，但寬度沒有限制；%f 則僅僅要求按照浮點數(shù)打印該數(shù)。

• %d, 按照十進(jìn)制整型數(shù)打印
• %6d, 按照十進(jìn)制整型數(shù)打印，至少 6 個字符寬
• %f, 按照浮點數(shù)打印
• %6f, 按照浮點數(shù)打印，至少 6 個字符寬
• %.2f, 按照浮點數(shù)打印，至少 6 個字符寬
• %6.2f, 按照浮點數(shù)打印，至少 6 個字符寬，小數(shù)點后有兩位小數(shù)

此外，printf 函數(shù)還支持下列格式說明：%o 表示八進(jìn)制數(shù)；%x 表示十六進(jìn)制數(shù)；%c表示字符；%s 表示字符串；%%表示百分號（%）本身。