第1章 C語言程序設(shè)計(jì)概述

1 C語言程序設(shè)計(jì) 2 C語言程序設(shè)計(jì)課程簡介 C語言是當(dāng)今使用最廣泛的高級語言 是操作系統(tǒng) 編譯系統(tǒng)等大型復(fù)雜系統(tǒng)的首選語言 實(shí)踐證明 用該語言編寫的程序 靈活 方便 簡潔 高效 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富 功能齊全 C語言自問世以來 很快就流行于全世界 并為各種規(guī)模的通用計(jì)算機(jī)所必備 同時(shí) C語言以其靈活方便的特點(diǎn) 成為培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)語言思維 了解計(jì)算機(jī)編程思想的最佳語言 它已被當(dāng)今國內(nèi)外眾多主要高校列為各理工科專業(yè)必修課程 3 教學(xué)要求 達(dá)到三個(gè)層面的教學(xué) 掌握C語言的基本結(jié)構(gòu) 各種數(shù)據(jù)類型和控制流程的語法 語義和語用 學(xué)習(xí)運(yùn)用計(jì)算機(jī)語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的思想和方法 初步受到程序設(shè)計(jì)方法 技巧 風(fēng)格和素養(yǎng)的訓(xùn)練 熟悉并掌握一些常用基本算法和C語言程序設(shè)計(jì)技術(shù) 培養(yǎng)學(xué)生利用C語言解決一般問題的程序設(shè)計(jì)能力 4 課時(shí)安排 第1章 C語言程序設(shè)計(jì)概述2課時(shí)第2章 數(shù)據(jù)類型 運(yùn)算符和表達(dá)式6課時(shí)第3章 C程序的基本控制結(jié)構(gòu)8課時(shí)第4章 數(shù)組8課時(shí)第5章 指針8課時(shí)第6章 函數(shù)8課時(shí)第7章 自定義數(shù)據(jù)類型4課時(shí)第8章 文件自修第9 10章自修 5 第1章C語言程序設(shè)計(jì)概述 1 1程序設(shè)計(jì)概述1 2C語言簡介1 3C語言編程環(huán)境 6 教學(xué)目的和基本要求 要求學(xué)生了解程序語言及算法的概念 C語言特點(diǎn) C程序開發(fā)過程 簡單C程序結(jié)構(gòu) 教學(xué)重點(diǎn) C程序開發(fā)過程 簡單C程序結(jié)構(gòu) 7 1 1 1程序與程序設(shè)計(jì)語言 1 什么是程序 程序就是為實(shí)現(xiàn)預(yù)期目的而進(jìn)行操作的一系列語句和指令 一般分為系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序兩大類 程序就是為使電子計(jì)算機(jī)執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)操作 或執(zhí)行某一任務(wù) 按序設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)指令的集合 對程序的描述 經(jīng)常有如下等式 程序 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 算法通俗的講 程序就是一個(gè)用計(jì)算機(jī)語言描述的 可以由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的某一問題的解決步驟 1 1程序設(shè)計(jì)概述 8 2 什么是程序設(shè)計(jì)語言 程序設(shè)計(jì)語言通常簡稱為編程語言 是一組用來定義計(jì)算機(jī)程序的語法規(guī)則 它是一種被標(biāo)準(zhǔn)化的交流技巧 用來向計(jì)算機(jī)發(fā)出指令 一種計(jì)算機(jī)語言讓程序員能夠準(zhǔn)確地定義計(jì)算機(jī)所需要使用的數(shù)據(jù) 并精確地定義在不同情況下所應(yīng)當(dāng)采取的行動(dòng) 可以分為機(jī)器語言 匯編語言和高級語言三大類 1 1程序設(shè)計(jì)概述 9 1 機(jī)器語言一種用二進(jìn)制數(shù) 0 和 1 表示計(jì)算機(jī)各種操作的程序設(shè)計(jì)語言 如 加法指令 10000000減法指令 10010000特點(diǎn) 計(jì)算機(jī)可以直接識別和執(zhí)行 效率高 節(jié)省內(nèi)存 但難以閱讀和記憶 1 1程序設(shè)計(jì)概述 10 2 匯編語言一種用助記符來表示各種基本操作的程序設(shè)計(jì)語言 如 ADDA BSUBA B特點(diǎn) 計(jì)算機(jī)不能直接識別和執(zhí)行用匯編語言編寫的源程序 它必須經(jīng)過一個(gè)叫匯編程序的系統(tǒng)軟件翻譯成機(jī)器語言程序 即目標(biāo)程序 后才能執(zhí)行 1 1程序設(shè)計(jì)概述 11 3 高級語言一種用接近自然語言和數(shù)學(xué)語言的語法 符號描述基本操作的程序設(shè)計(jì)語言 高級語言編寫的程序不依賴于具體的機(jī)器 提高了編程效率 計(jì)算機(jī)不能直接執(zhí)行使用高級語言編寫的程序 需用專門的翻譯程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)換成機(jī)器語言程序后才能執(zhí)行 1 1程序設(shè)計(jì)概述 12 1 1 2程序設(shè)計(jì)的一般過程 程序設(shè)計(jì)就是分析問題 編寫程序 調(diào)試程序的過程 程序設(shè)計(jì)步驟如下 1 分析要解決的問題 明確任務(wù) 2 分析問題 建立數(shù)學(xué)模型 并選擇合適的解決方案 3 確定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 算法 程序 4 編寫程序 5 調(diào)試程序 6 整理資料 交付使用 1 1程序設(shè)計(jì)概述 13 1 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)程序時(shí)只能使用順序 選擇 循環(huán)三種基本結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)程序設(shè)計(jì)風(fēng)格和程序結(jié)構(gòu)的規(guī)范化 提倡清晰的結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的基本思路是 把一個(gè)復(fù)雜問題的求解過程分階段進(jìn)行 每個(gè)階段處理的問題都控制在人們?nèi)菀桌斫夂吞幚淼姆秶鷥?nèi) 1 自頂向下 2 逐步細(xì)化 3 模塊化設(shè)計(jì) 4 結(jié)構(gòu)化編碼 1 1 3程序設(shè)計(jì)的方法 1 1程序設(shè)計(jì)概述 14 2 程序設(shè)計(jì)的基本原則正確性 它是判斷程序質(zhì)量的首要標(biāo)準(zhǔn) 可靠性 程序在多次反復(fù)使用過程中不失敗的概率 簡明性 簡明性的目標(biāo)是要求程序簡明易讀 有效性 有效性就是要在一定的軟 硬件條件下 反映出程序的綜合效率 可維護(hù)性 程序的可維護(hù)可分為校正性維護(hù) 適應(yīng)性維護(hù)和完善性維護(hù) 可移植性 程序主要與其所完成的任務(wù)有關(guān) 但也與它的運(yùn)行環(huán)境有著一定的聯(lián)系 軟件的開發(fā)應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離機(jī)器的特征 以提高它的可移植程度 1 1程序設(shè)計(jì)概述 15 1 2 1C語言出現(xiàn)的歷史背景 1978年由美國電話電報(bào)公司 AT T 貝爾實(shí)驗(yàn)室正式發(fā)表了C語言 早期的C語言主要是用于Unix系統(tǒng) 在C的基礎(chǔ)上 1983年又由貝爾實(shí)驗(yàn)室的BjarneStrou strup推出了C C 進(jìn)一步擴(kuò)充和完善了C語言 成為一種面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言 C 目前流行的最新版本是BorlandC 4 5 SymantecC 6 1 和MicrosoftVisualC 2 0 C是C 的基礎(chǔ) C 語言和 語言在很多方面是兼容的 目前可在微機(jī)上運(yùn)行的 語言版本主要有MicrosoftC C TurboC QuickC VisualC C 等版本 1 2C語言簡介 16 1 2 2C語言的特點(diǎn) 1 C語言是中級語言將高級語言的基本結(jié)構(gòu)和語句與匯編語言的控制和靈活性有機(jī)地結(jié)合 2 C語言是結(jié)構(gòu)化語言代碼及數(shù)據(jù)的分隔化 3 C語言功能齊全具有各種各樣的數(shù)據(jù)類型 4 可移植性具有較高的移植性 1 2C語言簡介 17 1 2 3C語言字符集 1 英文字母 大小寫各26個(gè) 共計(jì)52個(gè) 2 十進(jìn)制數(shù) 阿拉伯?dāng)?shù)字 0 9共10個(gè)數(shù)字 3 標(biāo)點(diǎn)符號 逗號 分號 單引號 雙引號 冒號 空格 左花括號 右花括號 回車 CR 等 半角西文符號 1 2C語言簡介 18 4 空白符空格符 制表符 換行符等統(tǒng)稱為空白符 特殊符號 通常指由1 2個(gè)符號組成的運(yùn)算符 算術(shù)運(yùn)算符 關(guān)系運(yùn)算符 條件運(yùn)算符 和賦值運(yùn)算符 其他分隔符 1 2C語言簡介 19 1 2 4C語言標(biāo)志符與關(guān)鍵字 1 標(biāo)識符用來標(biāo)識變量名 符號常量名 函數(shù)名 類型名 文件名等的有效字符序列 類似于自然語言中各種事物的名字 C語言規(guī)定 標(biāo)識符只能由字母 數(shù)字和下劃線三種字符組成 且第一個(gè)字符必須為字母或下劃線 1 2C語言簡介 20 例如 以下標(biāo)志符是合法的 22A lea 1 avg3 day ABCde43xyw8以下標(biāo)志符是非法的 8Tea以數(shù)字開頭 238出現(xiàn)非法字符 a b現(xiàn)非法字符 xy以 號開頭 1 2C語言簡介 21 2 關(guān)鍵字具有特定含義的的字符串 也稱為保留字 用戶定義的標(biāo)志符不應(yīng)與關(guān)鍵字相同 不能用來作自定義標(biāo)識符 類似于自然語言中的有特定意義的單詞 詞匯 1 2C語言簡介 22 由ANSI標(biāo)準(zhǔn)推薦的關(guān)鍵字有32個(gè) 常用的有 1 2C語言簡介 與數(shù)據(jù)類型有關(guān)的 charintfloatdoublesignedunsignedshortlongvoidstructuniontypedefenumsizeof 與存儲(chǔ)類別有關(guān)的 autoexternregisterstatic 與程序控制結(jié)構(gòu)有關(guān)的 dowhileforifelseswitchcasedefaultgotocontinuebreakreturn 23 1 2 5C語言程序的基本結(jié)構(gòu) 1 C源程序的基本結(jié)構(gòu)例 C語言的經(jīng)典例題 Hello world 具體程序代碼如下 1 2C語言簡介 includemain printf HelloWorld n 24 2 C語言程序的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 一個(gè)C語言源程序可以由一個(gè)或多個(gè)源文件組成 一個(gè)完整的C程序由若干個(gè)函數(shù)組成 至少有且僅有一個(gè)main函數(shù) 每個(gè)函數(shù)包括 1 2C語言簡介 25 語句必須以分號 作結(jié)束標(biāo)志 但預(yù)處理命令 函數(shù)頭和花括號 之后不能加分號 由 與 之間的內(nèi)容構(gòu)成C語言程序的注釋部分 用預(yù)處理命令 include可以包含有關(guān)文件的信息 在C語言中區(qū)分大小寫 如Main MAIN main maiN是不相同的 1 2C語言簡介 26 3 書寫程序時(shí)應(yīng)遵循的規(guī)則一個(gè)說明或一個(gè)語句占一行 用 括起來的部分 通常表示程序的某一層次結(jié)構(gòu) 一般與該結(jié)構(gòu)語句的第一個(gè)字母對齊 并單獨(dú)占一行 低一層次的語句或說明可比高一層次的語句或說明縮進(jìn)若干格后書寫 以便看起來更加清晰 增加程序的可讀性 1 2C語言簡介 27 1 3 1C語言程序的編譯和執(zhí)行 C程序的計(jì)算機(jī)執(zhí)行過程 1 3C語言的編程環(huán)境 28 編輯編譯運(yùn)行 C程序的上機(jī)過程 1 3C語言的編程環(huán)境 29 1 3 2VisualC 6 0編程環(huán)境 1 VisualC 6 0VisualC 6 0不僅是一個(gè)C 編譯器 而且是一個(gè)基于Windows操作系統(tǒng)的可視化集成開發(fā)環(huán)境 integrateddevelopmentenvironment IDE VisualC 6 0由許多組件組成 包括編輯器 調(diào)試器以及程序向?qū)ppWizard 類向?qū)lassWizard等開發(fā)工具 這些組件通過一個(gè)名為DeveloperStudio的組件集成為和諧的開發(fā)環(huán)境 點(diǎn)擊進(jìn)入VisualC 6 0主菜單畫面 1 3C語言的編程環(huán)境 30 VisualC 大概可以分成三個(gè)主要的部分 1 DeveloperStudio這是一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境 我們?nèi)粘９ぷ鞯?9 都是在它上面完成的 2 MFCMFC也不是專用于VisualC BorlandC C Builder和SymantecC 同樣可以處理MFC 3 PlatformSDK這才是VisualC 和整個(gè)VisualStudio的精華和靈魂 1 3C語言的編程環(huán)境 31 2 VisualC 6 0編程環(huán)境的使用 1 啟動(dòng)VisaulC 6 0 開始 程序 MicrosoftVisualStudio6 0 MicrosoftVisualC 6 0 1 3C語言的編程環(huán)境 32 2 新建 打開C程序文件 選擇 文件 菜單的 新建 菜單項(xiàng) 單擊 文件 標(biāo)簽 在左側(cè)列表框中選中 C SourceFile 在右側(cè)文本框中輸入源程序的文件名和源程序文件保存的目錄 路徑 然后 按 確定 1 3C語言的編程環(huán)境 33 3 程序保存 在打開的VisualC 6 0界面上 可直接在編輯窗口輸入程序 當(dāng)輸入結(jié)束后 保存文件 系統(tǒng)將按C 擴(kuò)展名 CPP 保存 1 3C語言的編程環(huán)境 34 4 程序的運(yùn)行 首先要對源程序進(jìn)行編譯 使用VisualC 編譯 build 菜單 在下拉菜單中進(jìn)一步選擇編譯 Compile 功能 也可使用快捷鍵Ctrl F7 1 3C語言的編程環(huán)境 35 保存文件時(shí)必須填入文件名 如 abc C 假如不指定擴(kuò)展名 C VisualC 會(huì)把擴(kuò)展名定義為 CPP 如果程序沒有錯(cuò)誤 窗口中不會(huì)顯示出錯(cuò)信息 有時(shí)出現(xiàn)幾個(gè)警告性信息 不影響程序執(zhí)行 假如有致命性錯(cuò)誤 雙擊某行出錯(cuò)信息 程序窗口中會(huì)指示對應(yīng)出錯(cuò)位置 根據(jù)信息窗口的提示分別予以糾正 然后再進(jìn)行編譯 重復(fù)編輯 修改 編譯的過程 直到錯(cuò)誤消除為止 然后進(jìn)行連接過程 使用VisualC 編譯 菜單 在下拉菜單中進(jìn)一步選擇 組建 功能 1 3C語言的編程環(huán)境 36 最后 使用VisualC 編譯 菜單 在下拉菜單中進(jìn)一步選擇運(yùn)行功能 執(zhí)行程序 當(dāng)運(yùn)行C程序后 將自動(dòng)彈出數(shù)據(jù)輸入輸出窗口 按任意鍵將關(guān)閉該窗口 1 3C語言的編程環(huán)境 37 5 工作區(qū)管理當(dāng)一個(gè)程序編譯連接后 VisualC 6 0系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生相應(yīng)的工作區(qū) 以完成程序的運(yùn)行和調(diào)試 若想執(zhí)行第二個(gè)程序時(shí) 必須關(guān)閉前一個(gè)程序的工作區(qū) 然后通過新的編譯連接 產(chǎn)生第二個(gè)程序的工作區(qū) 否則 運(yùn)行的將一直是前一個(gè)程序 文件 菜單提供關(guān)閉程序工作區(qū)功能 執(zhí)行 關(guān)閉工作區(qū) 菜單 1 3C語言的編程環(huán)境 38 1 3 3TurboC2 0編程環(huán)境 TurboC是美國Borland公司的產(chǎn)品 Borland公司是一家專門從事軟件開發(fā) 研制的公司 由于TurboC2 0 簡稱TC2 0 是基于MS DOS的 存在諸如不支持鼠標(biāo)操作 字體大小不能調(diào)整 文本復(fù)制步驟煩瑣 必須另外啟動(dòng)UCDOS等中文環(huán)境才能支持中文輸入輸出等缺點(diǎn) 而這些缺陷或多或少影響了教學(xué)活動(dòng)開展的效果 1 3C語言的編程環(huán)境 39 一般在教學(xué)過程中使用了一個(gè)基于TC2 0編譯內(nèi)核開發(fā)出來的編譯環(huán)境 Win TC 實(shí)際上是對TC2 0的一個(gè)封裝 對C語言的教學(xué) 使用該軟件的主要優(yōu)點(diǎn)有以下幾點(diǎn) 1 由于Win TC是Windows程序 所