C語言程序設(shè)計概述

1、單片機單片機C語言程序設(shè)計語言程序設(shè)計主講教師：張小波主講教師：張小波基本數(shù)據(jù)類型基本數(shù)據(jù)類型C語言基本概述語言基本概述運算符和表達式運算符和表達式C語言程序設(shè)計語言程序設(shè)計C語言數(shù)組語言數(shù)組C語言指針語言指針C語言函數(shù)語言函數(shù)C語言基本概述語言基本概述C語言出現(xiàn)的歷史背景語言出現(xiàn)的歷史背景C語言語言特點特點簡單的簡單的C語言程序介紹語言程序介紹進制轉(zhuǎn)換進制轉(zhuǎn)換 C語言 既可作為系統(tǒng)軟件的程序設(shè)計語言，又可作為應(yīng)用軟件的程序設(shè)計語言。 尤其是當今計算機應(yīng)用極為廣泛，軟件的設(shè)計、編寫質(zhì)量要求高，經(jīng)常與硬件部分打交道，如：界面設(shè)計等，所以用C語言編寫是最理想的。因而C語言也是當前計算機語言中用得最

2、廣泛的語言之一。 1.1 C 1.1 C語言出現(xiàn)的歷史背景語言出現(xiàn)的歷史背景一、操作系統(tǒng)的設(shè)計語言一、操作系統(tǒng)的設(shè)計語言O(shè).S. 操作系統(tǒng)，為用戶使用計算機提供一個操作環(huán)境：系統(tǒng)命令、語言編程等。如：DOS. UNIX以前：O. S .軟件用匯編指令編寫。匯編語言：一種二進制指令代碼的符號表示，既繁瑣，又易出錯，可讀性差。改進：用C語言編寫，既提高了程序的可讀性，又可與硬件打交道。二 、二 、發(fā) 展 過 程發(fā) 展 過 程 1960年出現(xiàn)了Algol60語言，但該語言主要面向問題，與硬件較遠，故英國劍橋大學推出了CPL(Combined Programming Language) 1967年，M

3、atin Richards對CPL進行改進、簡化 、 推 出 了 B C P L ( B a s i c C o m b i n e d Programming Language) 1970年，美國貝爾實驗室Ken Thomson 以BCPL為基礎(chǔ)，再次簡化推出了B語言，并寫了第一個UNIX系統(tǒng)。 美國貝爾實驗室D.M. Ritchie 在B語言基礎(chǔ)上設(shè)計出了C語言，并用其將UNIX系統(tǒng)全部改寫并實現(xiàn)。 經(jīng)進一步改進，至1977年出現(xiàn)了與具體機器無關(guān)的C編譯文本，從而使C語言廣泛應(yīng)用，各種機器皆可使用。 1978年，美國Brain W.Kernighan與Dennis. M. Ritchie

4、聯(lián)合出版一書The C Programming Language成為 ANSI C之基礎(chǔ)。 1983年，美國標準化協(xié)會(ANSI) 制定了ANSI C。 ANSI C 為基礎(chǔ)： 不同機器有不同版本，尤其是函數(shù)均應(yīng)參考相應(yīng)的機器。 1.2 C語言的特點語言的特點 只有通過學習，方可理解C之特點，先簡敘之：1. 簡潔、緊湊、方便、靈活簡潔、緊湊、方便、靈活 32個關(guān)鍵字，9種控制語句， 主要用小寫字母，壓縮一切不必要成分2. 運算符豐富運算符豐富 除了最基本的、%等運算外，還將括號、賦值、類型強制轉(zhuǎn)換等均作為運算符，共有34種運算符。3. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富 除基本類型外, 有指針, 結(jié)構(gòu)體

5、、共同體等類型。4. 具有結(jié)構(gòu)化的控制語句具有結(jié)構(gòu)化的控制語句 模塊完整，控制中的語句可完整化。5. 語法嚴格，但有靈活性語法嚴格，但有靈活性 如：數(shù)據(jù)類型可相互通用：整型、字符型通用。6. 可與機器硬件打交道，直接訪問內(nèi)存地址，具可與機器硬件打交道，直接訪問內(nèi)存地址，具有有“ 高高”、“ 低低”級語言之功能。級語言之功能。7. 生成目標代碼質(zhì)量高，執(zhí)行效率高。生成目標代碼質(zhì)量高，執(zhí)行效率高。8. 可移植性優(yōu)于匯編語言。可移植性優(yōu)于匯編語言。1.3 簡單的簡單的C程序介紹程序介紹 為了更好、更快地掌握C程序，我們先看幾個C語言程序：例1. main( ) printf (This is a c

6、 programn); 例2. main ( ) /*求兩個數(shù)之和*/ int a, b, sum; /*這是定義變量*/ a=123; b=456; sum=a+b; printf(sum is %dn, sum); 例3.main( ) /* 主函數(shù)*/ int a, b, c; /*定義變量*/ scanf(%d, %d, &a, &b); /*輸入變量a和b的值*/ c=max(a, b);/*調(diào)用max函數(shù),將得到的值賦給c*/ printf(max=%d,c;) /*輸出c的值*/ int max (x, y) int x, y; /*對形參x、y作類型定義*/ int z; /*

7、max函用到的變量z,也要加以定義*/ z=y; if (xy) z=x; return (z); /*將z的值返回,通過max帶回調(diào)用處*/ 通過分析，初步看到通過分析，初步看到：1. C程序全部由一個一個的函數(shù)構(gòu)成。至少有一個主函數(shù)main ( )， 其它函數(shù)可被主函數(shù)調(diào)用或相互調(diào)用。其它函數(shù)可為C 函數(shù)庫中函數(shù),也可為自己編的函數(shù)。上述特點稱為程序的模塊化.2. 函數(shù)的構(gòu)成: 函數(shù)說明+函數(shù)體 函數(shù)體： 變量定義與執(zhí)行語句 可允許空函數(shù)： dump ( ) 函數(shù)說明包括:函數(shù)名、類型、屬性、參數(shù)等3. 函數(shù)的執(zhí)行一定從main ( )開始。盡管main ( )函數(shù)位置可自由。4. 書寫自

8、由，一個語句可多行，一行可多個語句。5. 每一條語句必須有一個分號；6. C語言的輸入 / 出均以函數(shù)形式出現(xiàn)。scanf( ), printf( ).7. 可用/ /對C語言加注釋1.4 進制轉(zhuǎn)換進制轉(zhuǎn)換n進制換算就是數(shù)值在不同的計數(shù)制之間進行的等值或等價換算，數(shù)值在換算前后保持不變，只是表達方式不同而已。計數(shù)制是為不同的計數(shù)單位制定的標準。 1.4.1 進位計數(shù)制概述 n實際應(yīng)用經(jīng)常應(yīng)用的計數(shù)制，例如：十二進制（一打雞蛋為十二個），六十進制（60秒為一分鐘，60分鐘為一小時）等等。n這種逢幾進一的機制稱為進位計數(shù)制。與C語言關(guān)系最密切的幾種計數(shù)制是：二進制、八進制、十進制和十六進制。 n二

9、進制：0、1n八進制：0、1、2、3、4、5、6、7n十進制：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9n十六進制：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F1.4.1 進位計數(shù)制概述 計數(shù)制二進制八進制十進制十六進制符號表示BODH進位規(guī)則逢二進一逢八進一逢十進一逢十六進一基數(shù)281016數(shù)碼0、10、170、190、1F位權(quán)2x8x10 x16x1.4.1 進位計數(shù)制概述 1.4.2 二進制與其他進制的轉(zhuǎn)換 n1. 二進制轉(zhuǎn)換為十進制n二進制轉(zhuǎn)換為十進制分成兩部分進行，一部分是整數(shù)部分，一部分是小數(shù)部分 n范例2.1：二進制數(shù)10010.11(2)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù) n1001

10、0.11(2) = 1x24+0 x23+0 x22+1x21+0 x20+1x2-1+1x2-2= 18.75(10) n2.二進制轉(zhuǎn)換八進制 n二進制到八進制的轉(zhuǎn)換采用三位一體的計算方法，同樣分為整數(shù)部分和小數(shù)部分兩部分考慮 n范例2.2：將二進制數(shù)1110100.101101(2)轉(zhuǎn)換為八進制數(shù) n1110100101101(2) 001/110/100/101/101(2) 1/6/4/5/5(8)=164.55(8) n3二進制轉(zhuǎn)換十六進制n二進制到十六進制的轉(zhuǎn)換采用四位一體的計算方法，計算時同樣整數(shù)部分與銷數(shù)部分分開 n范例范例2.3：將二進制數(shù)：將二進制數(shù)1110100.1011

11、01(2)轉(zhuǎn)換為十六轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)進制數(shù) n1110100.101101(2) 0111/0100/1011/0100 (2) 7/4/B/4(16)=74.B4(16) 1.4.2 二進制與其他進制的轉(zhuǎn)換 二進制八進制十進制十六進制00000000001111001022200113330100444010155501106660111777100010881001119910101210A10111311B11001412C11011513D11101614E11111715Fn進制轉(zhuǎn)換表 1.4.2 二進制與其他進制的轉(zhuǎn)換 1.4.3 八進制與其他進制的轉(zhuǎn)換 n1. 八進制轉(zhuǎn)換為十進制

12、n八進制向十進制的轉(zhuǎn)換也要按照位權(quán)和數(shù)碼作積再依次相加的方法 n1270(8) = 1x83+2x82+7x81+0 x80 =696(10) n2.八進制轉(zhuǎn)換為二進制 n將八進制數(shù)從右到左每位數(shù)字轉(zhuǎn)換為3位二進制數(shù) n范例范例2.4：將八進制數(shù)：將八進制數(shù)5361(8)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù) n5361(8) 101/011/110/001(2) 101011110001(2) n3八進制轉(zhuǎn)換為十六進制 n八進制到十六進制的轉(zhuǎn)換通常以二進制為中介，即先將八進制轉(zhuǎn)換為二進制，然后再由二進制轉(zhuǎn)換為八進制。n范例范例2.5：將八進制：將八進制754231(8)轉(zhuǎn)換為十六進制轉(zhuǎn)換為十六進制n解

13、析：先將八進制數(shù)754231(8)轉(zhuǎn)換為二進制n754231(8) 111/101/100/010/011/001(2)111101100010011001 (2)n再將二進制轉(zhuǎn)換為十六進制n111101100010011001 (2)0011/1101/1000/1001/1001 (2)3/D/8/9/9 (16)3D899 (16) 1.4.3 八進制與其他進制的轉(zhuǎn)換 1.4.4 十六進制與其他進制的轉(zhuǎn)換 n十六進制數(shù)是C語言中主要的賦值方式之一，同時也是二進制在C語言中的主要表現(xiàn)方式。 n1十六進制轉(zhuǎn)換為十進制 n十六進制向十進制的轉(zhuǎn)換同樣按照位權(quán)和數(shù)碼作積再依次相加的方法 n13FB

14、(16) = 1x163+3x162+Fx161+Bx160 =1x163+3x162+15x161+11x160=5115 (10) n2.十六進制轉(zhuǎn)換為二進制 n轉(zhuǎn)換方法為：將十六進制數(shù)從右到左每位數(shù)字轉(zhuǎn)換為4位二進制數(shù) n范例范例2.6：將十六進制數(shù)：將十六進制數(shù)FB1A4(16)轉(zhuǎn)換為二進制轉(zhuǎn)換為二進制 nFB1A4(16)1111/1011/0001/1010/0100 (2)11111011000110100100 (2) 1.4.4 十六進制與其他進制的轉(zhuǎn)換 n3十六進制轉(zhuǎn)換為八進制 n十六進制轉(zhuǎn)換為八進制同樣需要二進制作中介。 n范例范例2.7：將十六進制數(shù)：將十六進制數(shù)3C6

15、D(16)轉(zhuǎn)換為八進制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進制數(shù) n先將十六進制數(shù)3C6D(16)轉(zhuǎn)換為二進制n3C6D(16)0011/1100/0110/1101 (2)11110001101101 (2)n再將其轉(zhuǎn)換為八進制：n11110001101101 (2)11/110/001/101/101 (2)3/6/1/5/5(8) 36155(8)1.4.4 十六進制與其他進制的轉(zhuǎn)換 n十進制到二進制的轉(zhuǎn)換分成兩部分，一部分是整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換，一部分是小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換。 n1整數(shù)部分轉(zhuǎn)換 n整數(shù)十進制到二進制的轉(zhuǎn)換采用除二取余再反向的方法。將整數(shù)作除二取余運算，直到被除數(shù)為零，然后將余數(shù)反向順序?qū)懗觯褪钦麛?shù)部分的二

16、進制表達。 1.4.5 十進制與二進制的轉(zhuǎn)換 n范例范例2.8：將十進制數(shù)：將十進制數(shù)158轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)n解析：首先對158進行除二取余運算n158/2=79.0n79/2=39 .1n39/2=19 .1n19/2=9 .1n9/2=4 .1n4/2=2 .0n2/2=1 .0n1/2=0 .1n將所得余數(shù)自下而上按順序從左到右寫出：10011110，這就是十進制數(shù)158的二進制表示。 1.4.5 十進制與二進制的轉(zhuǎn)換 n2小數(shù)部分轉(zhuǎn)換 n小數(shù)部分十進制到二進制的轉(zhuǎn)換采用乘二取整再順序?qū)懗龅姆椒ā⑿?shù)部分與2相乘，記錄乘積的整數(shù)部分，將小數(shù)部分再與2相乘，記錄乘積的整數(shù)部分

17、，這樣執(zhí)行下去直到小數(shù)部分為0或滿足要求精度。 1.4.5 十進制與二進制的轉(zhuǎn)換 n范例范例2.9：將十進制數(shù)：將十進制數(shù)0.375轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)，要求精確轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)，要求精確到小數(shù)點后到小數(shù)點后6位位 n解析：對二進制數(shù)0.375作乘2取整運算n0.375*2=0.700 .0n0.700*2=1.400 .1n0.400*2=0.800 .0n0.800*2=1.600 .1n0.600*2=1.200 .1n0.200*2=0.400 .0n將上述所記錄整數(shù)部分順序?qū)懗觯?.010110，這就是小數(shù)0.375的近似二進制表達。 1.4.5 十進制與二進制的轉(zhuǎn)換 n機器數(shù)機器數(shù) n機器

18、數(shù)的表示形式為：用“0”表示正數(shù)，“1”表示負數(shù)，其余位表示數(shù)值。通常，把在計算機內(nèi)存中正、負號數(shù)字化的數(shù)稱為機器數(shù)。 1.4.6 機器數(shù)及其存儲格式機器數(shù)及其存儲格式 n原碼原碼 n原碼是計算機中數(shù)據(jù)存儲方式之一。其表示形式為：數(shù)值用絕對值表示，在數(shù)值的最高位用“0”和“1”分別表示數(shù)值的正和負。n范例范例2.10：寫出：寫出+35和和-35的原碼表示形式（的原碼表示形式（32位表示）位表示） n解析：首先確定數(shù)據(jù)的符號作為最高位，然后將數(shù)值轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)，以32位表示n+35 原碼00000000000000000000000000100011n-35 原碼1000000000000000

19、0000000000100011 1.4.6 機器數(shù)及其存儲格式機器數(shù)及其存儲格式 n反碼反碼 n反碼在計算機中的表示方式為：正數(shù)的反碼與原碼相同，負數(shù)的反碼是其原碼數(shù)值部分按各位取反，符號位不變。n范例范例2.11：寫出：寫出+35和和-35的反碼表示形式（的反碼表示形式（32位表示）位表示）n解析：首先分別寫出兩個數(shù)的原碼，以32位表示n+35原碼00000000000000000000000000100011n-35原碼10000000000000000000000000100011n再將負數(shù)35的原碼取反，得+35和-35的反碼：n+35反碼00000000000000000000000000100011n-35反碼11111111111111111111111111011100 1.4.6 機器數(shù)及其存儲格式機器數(shù)及其存儲格式 n補碼補碼 n計算機補碼的表示形式為：正數(shù)的補碼與原碼、反碼相同，計算機補碼的表示形式為：正數(shù)的補碼與原碼、反碼相同，負數(shù)的補碼是其反碼加負數(shù)的補碼是其反碼加1，符號位不變。，符號位不變。n范例范例2.12：寫出：寫出+35和和-35的補碼表