計算概論AB01感性認識C程序.ppt

計算概論A課程 程序設計部分 感性認識C+程序,崔 斌,什么是程序？,計算機也是機器！ 必須“設置”好才能運行； ENIAC采用“手工插線”的方式“編程”； “編程序” = 給計算機設置好運行的步驟； 程序 人們用來告訴計算機應該做什么的東西； 怎么告訴它呢？（程序到底是什么樣子？） 告訴計算機一些什么東西，它才能運行？ 以什么形式告訴它，它才能夠明白？,問題一,告訴計算機一些什么東西，它才能運行？ 下面請把你自己的大腦當作一臺計算機：,給你一個數(shù)列，求最大數(shù)： 78, 56, 69, 31, 36, 67, 31, 47, 69, 34, 45, 74, 61, 82, 43, 41, 76, 79, 81, 66, 54, 50, 76, 51, 53, 28, 74, 39, 45, 61, 52, 41, 43, 75, 78, 84, 72, 51, 43, 64, 75, 81, 69, 55, 74,你怎么做的？,哪個數(shù)字最大？ 把上面的數(shù)字輸入大腦里； 在大腦里開辟了一個存儲空間存放輸入的數(shù)字； 把某一個數(shù)字取出來，當作一個臨時的“特別數(shù)字”記住，并假設這個數(shù)字最大； 拿這個臨時的“特別數(shù)字” 與其他數(shù)字相比較； 如果有其他數(shù)字比臨時的“特別數(shù)字”更大，就把“特別的數(shù)字”換成這個更大的數(shù)字； 重復上述過程直到把所有的數(shù)字都比較完畢； 那么大腦中這個“特別數(shù)字”就記錄了最大的數(shù)字；,把自己的大腦當作計算機,你做了些什么？ 在大腦中使用了一片存儲空間存放輸入的數(shù)字； 使用了另一個（片）存儲空間存放“特別數(shù)字”； “反復”選定（按照某種規(guī)律）“存儲空間中的數(shù)字”（與“特別數(shù)字”比較）； （每次比較時）判斷“選定的數(shù)字”是否大于“特別數(shù)字”； （如果大于）重新“刷新”“特別數(shù)字”； （如果“特別數(shù)字”與其他數(shù)字都進行了比較）說出“特別數(shù)字”；,把別人的大腦當作計算機,告訴別人些什么？ 在你的大腦里開辟一片存儲空間存放輸入的數(shù)字； 開辟另一個存儲空間存放“特別數(shù)字”； 從存儲空間中的第一個數(shù)字開始，直到最后一個數(shù)，重復以下操作： 比較“存儲空間中的數(shù)字”與“特別數(shù)字” ； 如果“存儲空間中的數(shù)字”大于“特別數(shù)字”； 那么，將 “特別數(shù)字”換成 “存儲空間中的數(shù)字” ； 說出“特別數(shù)字”；,你能看懂多少？,#include using namespace std; int main( ) int number45 = 78, 56, 69, 31, 36, 67, 31, 47, 69, 34, 45, 74, 61, 82, 43, 41, 76, 79, 81, 66, 54, 50, 76, 51, 53, 28, 74, 39, 45, 61, 52, 41, 43, 75, 78, 84, 72, 51, 43, 64, 75, 81, 69, 55, 74; int max = 0; int i = 0; for(i = 0; i max) max = numberi; cout“The Maximal Number is:“max; return 0; ,問題來了！,是不是“無論我們在程序里寫什么，計算機都能明白？” 計算機語言提供了一些具有特定含義的“關鍵字”、“運算符”等；計算機“只能明白”這些元素的特定含義。（哪些關鍵字？含義是什么？） 是不是“無論什么樣的數(shù)字、符號都能夠在計算機中進行存儲”？ 計算機能夠處理的數(shù)據(jù)的種類是有限制的。（哪些類型？類型的限制是什么？） 用有限的幾個關鍵字，能表達“各種各樣、紛繁復雜”的處理邏輯嗎？ 程序的控制結構有幾種基本的邏輯結構。（哪幾種？為什么只有這幾種？怎么使用？）,計算機認識哪些詞？,計算機能夠明白的“單詞” 這些關鍵詞在程序中有特定含義,計算機能夠處理哪種類型的數(shù)據(jù)?,如何表達紛繁復雜的計算邏輯？,分支語句,循環(huán)語句,順序語句,判斷語句,關于變量的定義和使用,變量的定義 變量類型 變量名稱； int i； float result;,#include void main() int i; couti; cout“您輸入的整數(shù)是：“iendl; ,程序如何輸入/輸出？,如何從程序中輸出信息？ cout x; cin是輸入流對象（支持輸出的東西） “”（提取操作符）,簡單程序的組成,/* /* example.cpp * /* #include using namespace std; int main( ) int number45 = 78, 56, 69, 31, 36, 67, 31, 47, 69, 34, 45, 74, 61, 82, 43, 41, 76, 79, 81, 66, 54, 50, 76, 51, 53, 28, 74, 39, 45, 61, 52, 41, 43, 75, 78, 84, 72, 51, 43, 64, 75, 81, 69, 55, 74; int max = 0; int i = 0; for(i = 0; i max) max = numberi; cout“The Maximal Number is:“max; return 0; /函數(shù)結束返回 ,注釋,預編譯：文件包含命令,聲明名字空間,函數(shù)體,變量定義,循環(huán)控制語句,賦值語句,運算表達式,輸入輸出語句,函數(shù)名,很簡單的程序（1）,/* /*exam1.cpp * /* #include using namespace std; int main() cout “I am a student.“ endl; return 0; ,很簡單的程序（2）,#include using namespace std; int main() int a,b,result; cout a b; result = 3*a2*b+1; cout “result is” result endl; return 0； ,很簡單的程序（3）,#include using namespace std; int main() int x, y; cinxy; if(xy) cout“Max number is: “xendl; else cout“Max number is: “yendl; return 0; ,最簡單的程序,#include using namespace std; int main() return 0; ,#include void main() ,#include void main() int score; char grade; coutscore; if(score100) cout=90) grade=A; else if(score=80) grade=B; else if(score=70) grade=C; else if(score=60) grade=D; cout“輸入的成績是“grade“級！“endl; ,關于C+程序的幾點說明,關于C+程序本身 每個C+程序都由很多個“函數(shù)”組成 每個程序都以main( )函數(shù)開始（程序入口） 每個函數(shù)的形式都有“輸入”和“輸出” 如 int main( ); 如 double pow(double x, double y) 語句分號結尾，一行可以寫多個語句，一個語句可以寫多行；格式變化不會影響程序運行； 程序中的注釋可以放在/*.*/之間，或 / 之后；,#include using namespace std; void swap(int x, int y); /這是函數(shù)的聲明； int main( ) int a=30,b=40; cout“a=“a“,b=“bendl; swap(a,b); /這是函數(shù)的調(diào)用； cout“a=“a“,b=“bendl; return 0; void swap(int x,int y) /這是一個函數(shù)的定義； int z=x; x=y; y=z; ,關于C+程序的幾點說明,關于C+程序的運行環(huán)境 C+程序均保存在 xxx.cpp 的文件之中； 不同的文件之間可以互相“引用”； 通過“include”實現(xiàn) xxx.cpp 文件不能直接執(zhí)行，必須用一個軟件進行“編譯”，然后運行 Visual C+ 6.0 Visual Studio .NET Eclipse + CDT,C+程序的加工和執(zhí)行,源程序，不能直接執(zhí)行，必須先把它轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行程序。 加工通常分兩步： 編譯 編譯程序處理源程序，生成機器語言目標文件。目標文件不能執(zhí)行，缺少必要的C+程序運行系統(tǒng)和庫功能。 連接 把目標模塊與運行系統(tǒng)、庫模塊組合起來，構成完整的可執(zhí)行程序。,關于C+程序的書寫,注意事項： 每行程序的書寫必須按照邏輯進行縮進； 編寫如下程序行時，應該提供注釋： 變量的定義；/說明變量代表的意義或作用； 函數(shù)的定義；/說明該函數(shù)的主要作用； 復雜邏輯出現(xiàn)時；/解釋一段語句的作用； 變量的命名應該盡可能體現(xiàn)變量的含義；,關于高級程序設計語言C+,程序釋義,程序 計算任務的處理對象和處理規(guī)則的描述。 計算任務：任何以計算機為處理工具的任務都是計算任務。 處理對象是數(shù)據(jù)（如數(shù)字、文字、圖形、圖像、聲音等，它們只是表示，而無含義）或信息（數(shù)據(jù)及有關的含義）。 處理規(guī)則一般指處理動作和步驟。 計算機科學技術百科全書,程序設計語言的產(chǎn)生,通過何種語言與機器進行溝通 機器語言 匯編語言 高級語言,程序設計語言的分類,低級語言 之一 機器語言 機器語言是機器指令形成的語言； 形式為二進制編碼，機器可直接執(zhí)行； 00000001000000001000 數(shù)據(jù)裝入寄存器0 00000001000100001010 數(shù)據(jù)裝入寄存器1 00000101000000000001 寄存器0與1的數(shù)據(jù)乘 00000001000100001100 數(shù)據(jù)裝入寄存器1 00000100000000000001 寄存器0與1的數(shù)據(jù)加 00000010000000001110 保存寄存器0里的數(shù)據(jù) 難寫難讀，人使用不便，程序開發(fā)效率極低,程序設計語言的分類,低級語言 之二 匯編語言 匯編語言采用助記符號形式，有利于人閱讀和使用。匯編指令與機器指令對應。 load 0 a 數(shù)據(jù)裝入寄存器0 load 1 b 數(shù)據(jù)裝入寄存器1 mult 0 1 寄存器0與1的數(shù)據(jù)乘（結果存在寄存器0） load 1 c 數(shù)據(jù)裝入寄存器1 add 0 1 寄存器0與1的數(shù)據(jù)加 save 0 d 保存寄存器0里的數(shù)據(jù) 比機器語言好多了，但還不夠好用！,程序設計語言的分類,匯編語言的特點： 每條指令的意義容易理解。 程序粒度太小，細節(jié)太多。 程序無結構，缺乏組織手段。 寫大程序仍然很困難。 最早時通過手工翻譯為機器指令。 后來人們開發(fā)出“匯編系統(tǒng)”，讓計算機去完成程序翻譯工作 計算機無法直接執(zhí)行匯編語言程序，執(zhí)行前需要翻譯為機器指令程序。,程序設計語言的分類,高級語言 用變量等概念取代低級的存儲概念，人擺脫了繁瑣的存儲安排工作； 用類似數(shù)學的表達式形式描述基本計算； 具有類似文字的表現(xiàn)形式； 提供高級操作流程控制手段和程序組織手段。,00000001000000001000 load 0 a 00000001000100001010 load 1 b 00000101000000000001 mult 0 1 00000001000100001100 load 1 c 00000100000000000001 add 0 1 00000010000000001110 save 0 d,C語言寫同樣的程序： d = a * b + c;,我們學的是什么高級語言?,C+ 語言 （面向?qū)ο蟛糠郑?C 語言部分,高級語言的發(fā)展歷程,1954 -1956年 IBM 的 John Backus 和他的 研究小組研發(fā)了 FORTRAN ( FORmula TRANslation),C程序設計語言,簡單歷史 Algol 60：1960年1月，圖靈獎獲得者Alan J.Perlis在巴黎舉行的由全世界一流軟件專家參加的討論會上，發(fā)表了“算法語言Algol 60報告”，確定了程序設計語言Algol 60。（A 語言） 1963年，劍橋大學在ALGOL 60的基礎上推出了CPL（Combined Programming Language）語言，但規(guī)模比較大，難以實現(xiàn)。1967年，劍橋大學的Matin Richards對CPL語言作了簡化，推出了BCPL（Basic Combined Programming Language）語言。1970年貝爾實驗室的Ken Thompson進一步簡化，設計出了B語言，并用B語言寫第一個UNIX操作系統(tǒng)，在PDP-7上實現(xiàn)。 C語言是在1972-1973年間由UNIX的研制者Dennis Ritchie和Ken Thompson在B語言的基礎上發(fā)展和完善起來的。,C 語言的版本,K&R C 在1978年，Kernighan和Ritchie的The C Programming Language第一版出版。在以后的幾年里，The C Programming Language一直被廣泛作為C語言事實上的