程序設計基本概念課件

第1章程序設計基本概念本章要點:1.1程序和程序設計1.2算法1.3結構化程序設計和模塊化結構第1章程序設計基本概念本章要點:11.1.1C程序程序是指人們存儲在計算機內部存儲器中，可以連續(xù)執(zhí)行的一條條指令的集合。它是人與機器進行“對話”的語言，也就是我們常說的“程序設計語言”。C語言是一種“高級語言”，另外的BASIC、PASCAL等也屬于高級語言。這些語言都是接近人們習慣的自然語言和數(shù)學語言作為語言的表達形式，人們學習和操作起來感到十分方便。但對于計算機本身來說，它并不能直接識別由高級語言編寫的程序，它只能接受和處理由0和1的代碼構成的二進制指令或數(shù)據(jù)。由于這種形式的指令是面向機器的，因此也稱為“機器語言”。1.1.1C程序2我們把由高級語言編寫的程序稱為“源程序”，由二進制代碼表示的程序稱為“目標程序”，而“編譯程序”是指可以把源程序轉換成目標程序的軟件，即可以把用戶按規(guī)定語法寫出的語句逐一翻譯成二進制的機器指令。每一種高級語言都有它對應的編譯程序。第1章程序設計基本概念-課件3每條C語句經過編譯（Compile）最終都將轉換成二進制的機器指令。由C語言構成的指令序列稱C源程序，按C語言的語法編寫C程序的過程，稱為C語言的代碼編寫。C語言源程序經過編譯后生成一個后綴為.OBJ的二進制文件（稱為目標文件），最后還要由“連接程序”（Link）將此.OBJ文件與C語言提供的各種庫函數(shù)連接起來生成一個后綴為.EXE的可執(zhí)行文件。在DOS狀態(tài)下，只須打入此文件的名字（不必打入后綴.EXE）就可以運行。每條C語句經過編譯（Compile）最終都將轉換成二進制4※重點提示：高級語言編寫的程序稱為“源程序”，二進制代碼表示的程序稱為“目標程序”，而“編譯程序”是指可以把源程序轉換成目標程序的軟件。每條C語句經過編譯（Compile）最終都將轉換成二進制的機器指令（.OBJ的文件）。最后由“連接程序”（Link）將此.OBJ文件與C語言提供的各種庫函數(shù)連接起來生成一個后綴為.EXE的可執(zhí)行文件?！攸c提示：5

1.1.2程序設計簡單的程序設計一般包括：1．根據(jù)要求確定存放數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結構；2．針對數(shù)據(jù)結構來確定完成任務的步驟，即確定算法；3．根據(jù)1和2使用選定的計算機語言編寫程序代碼輸入到計算機中，即編程；4．調試程序，消除語法或邏輯錯誤，用各種可能的輸入數(shù)據(jù)對程序進行測試，對不合理的數(shù)據(jù)能進行適當?shù)奶幚恚?．整理并寫出文檔資料。1.1.261.2算法在編寫程序時，除了選定合理的數(shù)據(jù)結構外，還需要十分關鍵的一步就是設計算法，有了一個好的算法，就可以用任一種計算機高級語言把算法轉換為程序。算法是指為解決某個特定問題而采取的確定且有限的步驟。一個算法應具有以下五個特性：1．有窮性。2．確定性。3．可行性。4．有零個或多個輸入。5．有一個或多個輸出。1.2算法在編寫程序時，除了選定合理的數(shù)據(jù)結構外，還需7算法一般可以用以下三種方法來進行描述：1．偽代碼。它是一種近似高級語言但又不受語法約束的一種語言描述。2．流程圖。它也是描述算法的很好的工具。傳統(tǒng)的流程圖由圖1.1中所示的幾種基本框架組成。

圖1.1流程圖基本框架由這些框和流程線組成的流程圖來表示算法，形象直觀，簡單方便，但這種流程圖對于流程圖的走向沒有任何限制，可以任意轉向，在描述復雜算法時不易閱讀。算法一般可以用以下三種方法來進行描述：83．N-S流程圖。這種流程圖完全去掉了流程線，算法的每一步都用一個矩形框來描述，把一個個矩形框按執(zhí)行的次序連接起來就是一個完整的算法描述。在下一節(jié)結合三種基本的結構化程序設計來介紹這種流程圖的基本結構。一般我們最常用的描述方法是偽代碼和流程圖?！攸c提示：算法的5個特性分別是：有窮性，確定性，可行性，有零個或多個輸入以及有一個或多個輸出。3．N-S流程圖。這種流程圖完全去掉了流程線，算法的每一步91.3結構化程序設計和模塊化結構1.3.1結構化程序結構化程序由三種基本結構組成：1．順序結構順序結構的程序在執(zhí)行時按照先后順序逐條進行，沒有分支，沒有轉移。如后面章節(jié)中介紹的賦值語句、輸入、輸出語句等都可以構成順序結構。順序結構可用圖1.2所示的流程圖表示。1.3結構化程序設計和模塊化結構1.3.1結構化程序10圖1.2順序結構流程圖圖1.2順序結構流程圖112．選擇結構選擇結構的程序要根據(jù)不同的條件去執(zhí)行不同分支中的語句。如后面章節(jié)中介紹的if語句，switch語句等可以構成選擇結構。選擇結構可用圖1.3所示的流程圖表示。2．選擇結構12圖1.3選擇結構流程圖圖1.3選擇結構流程圖133．循環(huán)結構不同形式的循環(huán)結構要根據(jù)各自的條件，使同一組語句重復執(zhí)行多次或一次也不執(zhí)行。循環(huán)結構包括當型循環(huán)（如圖1.4所示）和直到型循環(huán)（如圖1.5所示）。當型循環(huán)的特點是：當指定的條件滿足時，就執(zhí)行循環(huán)體，否則就不執(zhí)行。直到型循環(huán)的特點是：執(zhí)行循環(huán)體直到指定的條件滿足，就不在執(zhí)行循環(huán)。3．循環(huán)結構14圖1.4當型循環(huán)圖1.4當型循環(huán)15圖1.5直到型循環(huán)※重點提示：結構化程序由三種基本結構組成：順序結構、選擇結構和循環(huán)結構。圖1.5直到型循環(huán)161.3.2模塊化結構計算機在處理復雜任務時，常常需要把這個大任務分解為若干個子任務，每個子任務又分成很多個小子任務，每個小子任務只完成一項簡單的功能。在程序設計時，用一個個小模塊來實現(xiàn)這些功能。我們稱這樣的程序設計方法為“模塊化”，由一個個功能模塊構成的程序結構就稱為模塊化結構。模塊化結構可以大大提高程序編制的效率。1.3.2模塊化結構17軟件人員在進行程序設計時，首先應集中考慮主程序中的算法，寫出主程序后再逐步完成子程序的調用。而對這些“子”程序也可以用調用主程序的方法逐步完成其下一層子程序的調用。這就是自頂向下、逐步細化、模塊化的程序設計。C語言是一種結構化程序設計語言。它直接提供了三種基本結構的語句，提供了定義“函數(shù)”的功能，在C語言中沒有子程序的概念，它提供的函數(shù)可以完成子程序的所有功能；C語言允許對函數(shù)單獨進行編譯，從而可以實現(xiàn)模塊化。軟件人員在進行程序設計時，首先應集中考慮主程序中的算法，18第1章程序設計基本概念本章要點:1.1程序和程序設計1.2算法1.3結構化程序設計和模塊化結構第1章程序設計基本概念本章要點:191.1.1C程序程序是指人們存儲在計算機內部存儲器中，可以連續(xù)執(zhí)行的一條條指令的集合。它是人與機器進行“對話”的語言，也就是我們常說的“程序設計語言”。C語言是一種“高級語言”，另外的BASIC、PASCAL等也屬于高級語言。這些語言都是接近人們習慣的自然語言和數(shù)學語言作為語言的表達形式，人們學習和操作起來感到十分方便。但對于計算機本身來說，它并不能直接識別由高級語言編寫的程序，它只能接受和處理由0和1的代碼構成的二進制指令或數(shù)據(jù)。由于這種形式的指令是面向機器的，因此也稱為“機器語言”。1.1.1C程序20我們把由高級語言編寫的程序稱為“源程序”，由二進制代碼表示的程序稱為“目標程序”，而“編譯程序”是指可以把源程序轉換成目標程序的軟件，即可以把用戶按規(guī)定語法寫出的語句逐一翻譯成二進制的機器指令。每一種高級語言都有它對應的編譯程序。第1章程序設計基本概念-課件21每條C語句經過編譯（Compile）最終都將轉換成二進制的機器指令。由C語言構成的指令序列稱C源程序，按C語言的語法編寫C程序的過程，稱為C語言的代碼編寫。C語言源程序經過編譯后生成一個后綴為.OBJ的二進制文件（稱為目標文件），最后還要由“連接程序”（Link）將此.OBJ文件與C語言提供的各種庫函數(shù)連接起來生成一個后綴為.EXE的可執(zhí)行文件。在DOS狀態(tài)下，只須打入此文件的名字（不必打入后綴.EXE）就可以運行。每條C語句經過編譯（Compile）最終都將轉換成二進制22※重點提示：高級語言編寫的程序稱為“源程序”，二進制代碼表示的程序稱為“目標程序”，而“編譯程序”是指可以把源程序轉換成目標程序的軟件。每條C語句經過編譯（Compile）最終都將轉換成二進制的機器指令（.OBJ的文件）。最后由“連接程序”（Link）將此.OBJ文件與C語言提供的各種庫函數(shù)連接起來生成一個后綴為.EXE的可執(zhí)行文件?！攸c提示：23

1.1.2程序設計簡單的程序設計一般包括：1．根據(jù)要求確定存放數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結構；2．針對數(shù)據(jù)結構來確定完成任務的步驟，即確定算法；3．根據(jù)1和2使用選定的計算機語言編寫程序代碼輸入到計算機中，即編程；4．調試程序，消除語法或邏輯錯誤，用各種可能的輸入數(shù)據(jù)對程序進行測試，對不合理的數(shù)據(jù)能進行適當?shù)奶幚恚?．整理并寫出文檔資料。1.1.2241.2算法在編寫程序時，除了選定合理的數(shù)據(jù)結構外，還需要十分關鍵的一步就是設計算法，有了一個好的算法，就可以用任一種計算機高級語言把算法轉換為程序。算法是指為解決某個特定問題而采取的確定且有限的步驟。一個算法應具有以下五個特性：1．有窮性。2．確定性。3．可行性。4．有零個或多個輸入。5．有一個或多個輸出。1.2算法在編寫程序時，除了選定合理的數(shù)據(jù)結構外，還需25算法一般可以用以下三種方法來進行描述：1．偽代碼。它是一種近似高級語言但又不受語法約束的一種語言描述。2．流程圖。它也是描述算法的很好的工具。傳統(tǒng)的流程圖由圖1.1中所示的幾種基本框架組成。

圖1.1流程圖基本框架由這些框和流程線組成的流程圖來表示算法，形象直觀，簡單方便，但這種流程圖對于流程圖的走向沒有任何限制，可以任意轉向，在描述復雜算法時不易閱讀。算法一般可以用以下三種方法來進行描述：263．N-S流程圖。這種流程圖完全去掉了流程線，算法的每一步都用一個矩形框來描述，把一個個矩形框按執(zhí)行的次序連接起來就是一個完整的算法描述。在下一節(jié)結合三種基本的結構化程序設計來介紹這種流程圖的基本結構。一般我們最常用的描述方法是偽代碼和流程圖?！攸c提示：算法的5個特性分別是：有窮性，確定性，可行性，有零個或多個輸入以及有一個或多個輸出。3．N-S流程圖。這種流程圖完全去掉了流程線，算法的每一步271.3結構化程序設計和模塊化結構1.3.1結構化程序結構化程序由三種基本結構組成：1．順序結構順序結構的程序在執(zhí)行時按照先后順序逐條進行，沒有分支，沒有轉移。如后面章節(jié)中介紹的賦值語句、輸入、輸出語句等都可以構成順序結構。順序結構可用圖1.2所示的流程圖表示。1.3結構化程序設計和模塊化結構1.3.1結構化程序28圖1.2順序結構流程圖圖1.2順序結構流程圖292．選擇結構選擇結構的程序要根據(jù)不同的條件去執(zhí)行不同分支中的語句。如后面章節(jié)中介紹的if語句，switch語句等可以構成選擇結構。選擇結構可用圖1.3所示的流程圖表示。2．選擇結構30圖1.3選擇結構流程圖圖1.3選擇結構流程圖313．循環(huán)結構不同形式的循環(huán)結構要根據(jù)各自的條件，使同一組語句重復執(zhí)行多次或一次也不執(zhí)行。循環(huán)結構包括當型循環(huán)（如圖1.4所示）和直到型循環(huán)（如圖1.5所示）。當型循環(huán)的特點是：當指定的條件滿足時，就執(zhí)行循環(huán)體，否則就不執(zhí)行。直到型循環(huán)的特點是：執(zhí)行循環(huán)體直到指定的條件滿足，就不在執(zhí)行循環(huán)。3．循環(huán)結構32圖1.4當型循環(huán)圖1.4當型循環(huán)33圖1.5直到型循環(huán)※重點提示：結構化程序由三種基本結構組成：順序結構、選擇結構和循環(huán)結構。圖1.5直到型循環(huán)341.3.2模塊化結構計算機在處理復雜任務時，常常需要把這個大任務分解為若干個子任務，每個子任務又分成很多個小子任務，每個小子任務只完成一項簡單的功能。在程序設計時，用一個個小模塊來實現(xiàn)這些功能。我們稱這樣的程序設計方法為“模塊化”，由一個個功能模塊構成的程序結構就稱為模塊化結構。