01C語言程序設(shè)計的概念-潭浩強第3版

1、遼寧師范大學(xué)計算機與信息技術(shù)學(xué)院 蔡靜C 語言程序設(shè)計本人版權(quán)所有，復(fù)制必究。目錄C語言概述程序的靈魂算法數(shù)據(jù)類型、運算符與表達式C程序設(shè)計數(shù)組函數(shù)預(yù)處理命令指針結(jié)構(gòu)體和共用體位運算文件測試及綜合應(yīng)用須知：課程的性質(zhì)、地位和意義課程性質(zhì)：專業(yè)必修課 （考試）。課程的地位和意義：是本專業(yè)的第一門程序設(shè)計語言課程，涉及軟硬件的基礎(chǔ)知識，也是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫原理、計算機圖形、圖象等相關(guān)后繼課程的先行課。 課程的教學(xué)目的和任務(wù)本課程系統(tǒng)介紹C語言的語法語義、豐富的數(shù)據(jù)類型及模塊化結(jié)構(gòu)程序設(shè)計方法。通過本課程教學(xué)，學(xué)生應(yīng)掌握程序設(shè)計的初步知識，建立模塊化結(jié)構(gòu)程序設(shè)計的思想，并具有對問題進行分析

2、、綜合運用C語言知識進行編程實現(xiàn)的能力。 3程序設(shè)計-2005秋教材及參考資料：教材：C語言程序設(shè)計第3版，譚浩強編著，清華大學(xué)出版社，2009。參考資料：C：The Computer Reference，Herbert schildt McGraw-Hill. The C Programming Language，B.M.Kernigrhan, D.W.Ritchie, Prantice-Hall Soft Ware Series.Advanced C，Herbert schildt McGraw-Hill.Programming In ANSI C，Stephen G.Rochan, Ha

3、yden Books. C語言程序設(shè)計及其應(yīng)用，龔杰民，金益民編著，西北電訊工程大學(xué)出版社。C程序設(shè)計試題匯編，譚浩強主編，清華大學(xué)出版社C語言習(xí)題集與上機指導(dǎo) ，譚浩強主編，清華大學(xué)出版社4程序設(shè)計-2005秋學(xué)習(xí)建議：課前預(yù)習(xí)，每次帶著問題來聽課解疑課后鞏固理解，保證每周課余至少4小時的上機時間利用做題來檢驗自己的掌握程度，可參考計算機等級考試、程序員考試等考試題目5程序設(shè)計-2005秋第一章 C語言概述1.1 C語言出現(xiàn)的歷史背景1.2 C語言的特點1.3 簡單的C語言程序介紹1.4 運行C程序的步驟與方法1.1 C語言出現(xiàn)的歷史背景1960年出現(xiàn)的ALGOL 60是一種面向問題的高級語

4、言，它離硬件比較遠，不宜用來編寫系統(tǒng)程序1963年英國的劍橋大學(xué)推出了CPL (combined programming language)語言。CPL語言在ALGOL 60的基礎(chǔ)上接近硬件一些，但規(guī)模比較大，難以實現(xiàn)1967年英國劍橋大學(xué)的Matin Richards對CPL語言做了簡化，推出了BCPL (basic combined programming language) 語言1970年美國貝爾實驗室的Ken Thompson 以BCPL語言為基礎(chǔ)，設(shè)計出了簡單且很接近硬件的B語言 (取BCPL的第一個字母)， 并用B語言寫了第一個UNIX操作系統(tǒng)。但B語言過于簡單，功能有限1972年

5、至1973年間，貝爾實驗室的D.M.Ritchie 在B語言的基礎(chǔ)上設(shè)計出了C語言(取BCPL的第二個字母)。C語言既保持了BCPL和B語言的優(yōu)點(精練，接近硬件)，又克服了它們的缺點(過于簡單，數(shù)據(jù)無類型等)。1973年，K.Thompson和D.M.Ritchie兩人合作把UNIX的90%以上用C改寫，即UNIX第5版1983年，美國國家標準化協(xié)會(ANSI)根據(jù)C語言問世以來各種版本對C的發(fā)展和擴充，制定了新的標準，稱為ANSI C1987年，ANSI又公布了新標準 87 ANSI C1990年，國際標準化組織ISO (International Standard Organizatio

6、n) 接受87 ANSI C為ISO C 的標準(ISO 98991990)7程序設(shè)計-2005秋C語言的作者Dennis M. Ritchie丹尼斯里奇Harvard University獲學(xué)士和博士學(xué)位1967年加入Bell實驗室工作1972年發(fā)明C語言1978年， Brian W.Kernighan和Dennis M.Ritchie 合著The C Programming LanguageTuring獎(1983)和IEEE先驅(qū)獎(1992)獲得者、美國工程院院士8程序設(shè)計-2005秋1.2 C語言的特點語言簡潔、緊湊，使用方便、靈活。運算符方便。數(shù)據(jù)類型豐富，具有現(xiàn)代語言的各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

7、。具有結(jié)構(gòu)化的控制語句。語法限制不太嚴格，程序設(shè)計自由度大。C語言允許自由訪問物理地址，能進行位操作，可直接對硬件進行操作。生成目標代碼的質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高?？梢浦残院?。9程序設(shè)計-2005秋1.3 簡單的C語言程序介紹1個C程序有且僅有1個main函數(shù)。函數(shù)體用花括號“ ” 括住?；ɡㄌ柨梢杂脕砝ㄆ鹑魏我唤MC代碼，從而構(gòu)成復(fù)合語句或分程序簡單C語句之后有一個分號“;”。#include 是編譯預(yù)處理命令行，指明有關(guān)輸入和輸出標準函數(shù)也將是程序的一部分。程序中的“/* */”表示程序的注釋部分。注釋便于人閱讀程序，對程序編譯和運行都沒有作用。例1.1：一個只輸出一行信息的程序 #inclu

8、de void main( ) /* 主函數(shù) */ int i; i=20; printf(nProgramming is fun.i=%d,i); 10程序設(shè)計-2005秋例1.2 讀入兩個整數(shù)，輸出它們的和#include void main() /* 變量定義部分 */ int x, y, sum; /* 定義 x, y, sum */ /* 以下為語句序列 */ printf(Input x and yn);/*提示輸入數(shù)據(jù)*/ scanf(%d%d, &x, &y); /* 輸入x和y的值 */ sum = x+y ; /* 完成x+y的計算,求sum=x+y */ printf(x

9、 + y = %dn, sum); /* 輸出結(jié)果 */11程序設(shè)計-2005秋【例1.3】求三個數(shù)的平均值#include void main() /* 變量定義部分 */ double x, y,z, ave; /* 定義 x, y,z, ave */ /* 以下為語句序列 */ x=3.5;y=4.6;z=2.9; /*賦值*/ ave = (x+y+z)/3 ; printf(x,y, z的平均值是： %fn, ave); /* 輸出結(jié)果 */12程序設(shè)計-2005秋【例1.3】求三個數(shù)的平均值(函數(shù)調(diào)用)#include double average(double x,double

10、y,double z)return (x+y+z)/3.0;void main( ) /* 變量定義部分 */ double x, y,z, ave; /* 定義 x, y,z, ave */ /* 以下為語句序列 */ x=3.5; y=4.6; z=2.9; /*賦值*/ ave = average(x,y,z) ; /*調(diào)用average函數(shù)*/ printf(x,y, z的平均值是： %fn, ave); /* 輸出結(jié)果 */13程序設(shè)計-2005秋函數(shù) FunctionC程序由若干函數(shù)組成。每個程序都有且僅有1個主函數(shù)main()函數(shù)和若干子函數(shù)構(gòu)成。一個函數(shù)定義由函數(shù)頭和函數(shù)體組成

11、。函數(shù)頭包括函數(shù)屬性、 函數(shù)返回值類型、函數(shù)名、函數(shù)形式參數(shù)名，形式參數(shù)類型。 函數(shù)返回值類型 函數(shù)名(參數(shù)說明表) 說明和定義部分 執(zhí)行語句序列 14程序設(shè)計-2005秋函數(shù) Function （續(xù)）說明：函數(shù)可以沒有參數(shù)，但函數(shù)名之后的一對圓括號是必須的函數(shù)體是函數(shù)頭之后用一對花括號括住的部分。函數(shù)體用于描述實現(xiàn)函數(shù)功能的代碼，它又包括：說明和定義部分說明數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(類型)和定義函數(shù)專用的局部變量等執(zhí)行部分由語句和控制結(jié)構(gòu)代碼組成15程序設(shè)計-2005秋【例】利用公式：C = （5/9）（F-32）輸出F氏溫度與C氏溫度對照表，設(shè)已知F氏溫度取0、20、200。#include void m

12、ain() float f, c; /* 變量定義 */ int lower, upper, step; lower = 0; upper = 200; step = 20; f = lower; while (f = upper) /* 循環(huán)計算 */ c = 5.0/9.0 * (f - 32.0); printf(%3.0f %6.1fn, f, c); f = f + step; 16程序設(shè)計-2005秋【例】統(tǒng)計輸入字符行中各數(shù)字符、空白符與制表符符以及其它字符的出現(xiàn)次數(shù)。#include void main() int c, k, nWhite, nOther; int nDigi

13、t10; /* 定義有10個數(shù)字符的計數(shù)器 */ nWhite = nOther = 0; for(k = 0; k = 0 & c = 9) /* 如是數(shù)字符 */ +nDigitc 0;/* 對應(yīng)數(shù)字符的計數(shù)器增1 */ else if (c = | c = t) +nWhite; else +nOther; /* 其它字符計數(shù)器增1 */ for(k = 0; k 10; k+) /* 輸出對應(yīng)數(shù)字符及其出現(xiàn)次數(shù) */ printf(”%c : %dn”, 0+k, nDigitk); printf(”white space : %dn other : %dnn”, nWhite, nO

14、ther);17程序設(shè)計-2005秋【例】輸入兩個實數(shù), 輸出它們中的小的數(shù)#include void main() float x, y, c; /* 變量定義 */ float min(float, float); /* 函數(shù)說明 */ printf(輸入x和y. n); scanf(%f%f, &x, &y ); c = min(x, y); /* 調(diào)用函數(shù) min() */ printf(MIN(%.2f, %.2f) = %.2fn, x, y, c);float min(float a, float b) float temp ; /* 函數(shù)使用的變量的定義 */ if (a b)

15、 temp = a; else temp = b;return temp ; /* 返回 temp 到調(diào)用 min() 函數(shù)處 */18程序設(shè)計-2005秋1.4 運行C程序的步驟與方法編輯開始結(jié)束有錯誤有錯誤有錯誤無錯誤無錯誤無錯誤結(jié)果鍵盤輸入源程序f.c磁盤文件f.obj目標文件f.exe可執(zhí)行文件有錯誤無錯誤編譯連接運行19程序設(shè)計-2005秋C程序的開發(fā)過程：分析問題、建立模型表現(xiàn)模型源程序的編輯程序的變異/解釋與鏈接程序的測試與調(diào)試編寫程序文檔程序的維護20程序設(shè)計-2005秋編輯、預(yù)處理與編譯編輯：程序員用系統(tǒng)環(huán)境提供的編輯器編輯源程序，產(chǎn)生一個源程序文件.c 或.h 預(yù)處理：編譯

16、前，C編繹器先自動調(diào)用預(yù)處理程序，對源程序文件作文字轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生一個新的內(nèi)部程序代碼編譯：若編譯過程中發(fā)現(xiàn)程序有錯誤，則輸出錯誤的詳細信息；對正確的源程序產(chǎn)生機器語言程序，稱為源程序的目的代碼21程序設(shè)計-2005秋連接、加載與執(zhí)行連接：連接程序?qū)⒛康拇a和一些庫函數(shù)的目的代碼連接起來，產(chǎn)生計算機可直接執(zhí)行的程序映象文件靜態(tài)連接vs.動態(tài)連接加載：將要執(zhí)行的程序裝入內(nèi)存執(zhí)行：裝入內(nèi)存的程序在計算機的操作系統(tǒng)控制下執(zhí)行22程序設(shè)計-2005秋三種開發(fā)環(huán)境：一、TC 環(huán)境程序格式關(guān)鍵字及編譯預(yù)處理命令用小寫字母書寫。由語句組成。以分號(;)作為語句的結(jié)束符(不是分隔符)。沒有行的概念，可任意書寫。用

17、大括號對 表示程序的層次范圍，一個完整的程序模塊要用一對 包括。不能在變量名、函數(shù)名、關(guān)鍵字中插入空格和空行。23程序設(shè)計-2005秋TC環(huán)境(續(xù)) ：常用快捷鍵F2：NewF3 ：Load Alt+F3 ：PickF4 ：Go to cursorF5 ：Edit窗/ Edit.Message窗Alt+F5：User ScreenF6 ： Edit窗/Message窗光標切換F7 ： Trace into單步調(diào)試Alt+F7：Add WatchF8 ：Step overCtrl+F9 ：運行 代碼塊Ctrl+K,B：塊首Ctrl+K,K：塊尾/撤銷Ctrl+K,C：拷貝Ctrl+K,V：移動C

18、trl+K,Y：刪除24程序設(shè)計-2005秋二、Win-TC 環(huán)境由于Turbo C 2.0(簡稱TC2.0)是基于MS-DOS的，存在諸如不支持鼠標操作、字體大小不能調(diào)整、文本復(fù)制步驟繁瑣、必須另外啟動UCDOS等中文環(huán)境才能支持中文輸入輸出等缺點，而這些缺陷或多或少影響了教學(xué)活動開展的效果?；谶@樣的認識，一般在教學(xué)過程中使用了一個基于TC2.0編譯內(nèi)核開發(fā)出來的編譯環(huán)境Win-TC，它實際上是對TC2.0的一個封裝。對于C語言的教學(xué)，使用該軟件的主要優(yōu)點有： 由于Win-TC是Windows程序，所以在其中進行鼠標操作、程序段的復(fù)制、中文輸入輸出等功能變得非常方便。 支持字體大小的調(diào)整和C程序中各種關(guān)鍵字符的變色顯示，這樣教師在課程上演示程序的時候可以適當將程序的字體放大，方便坐在后排的學(xué)生的觀看。 Win-TC消除了初學(xué)者設(shè)置工作目錄的煩惱，自動設(shè)置好工作目錄。程序編寫好之后就可以直接編譯運行。 中文界面，提示出錯信息也是中文的，消除了我們的學(xué)生由于對英文的恐懼而造成的無法正確修改程序中的錯誤。 支持在運行結(jié)果中顯示中文，這樣在程序中就可以