第一章C語言程序設(shè)計(jì)概述

2023/1/141武漢理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院授課教師：周德仿

Email:dfzhouwuhan@163.comC語言程序設(shè)計(jì)2023/1/142選用教材主教科書

顧治華、陳天煌等

《C語言程序設(shè)計(jì)》

機(jī)械工業(yè)出版社

2007.2

參考教材

顧治華、陳天煌等《C語言程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與等級(jí)考試精解》

四川大學(xué)出版社2004.122023/1/143課程內(nèi)容第一章C語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

第二章程序的基石—算法

第三章順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)第四章選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)

第五章循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)

第六章數(shù)組與指針第七章函數(shù)與模塊化程序設(shè)計(jì)方法第八章結(jié)構(gòu)體和共用體

第九章預(yù)處理命令與帶參數(shù)的主函數(shù)

第十章文件

2023/1/144第一章C語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1.1程序與程序設(shè)計(jì)1.2C語言簡介1.3簡單的C語言程序1.4C語言程序的上機(jī)步驟1.5C語言的基本詞法1.6C語言程序的基本結(jié)構(gòu)2023/1/145程序與計(jì)算機(jī)語言程序是存放在計(jì)算機(jī)中的操作指令和數(shù)據(jù)的集合。用程序設(shè)計(jì)語言安排好的處理問題的步驟稱為計(jì)算機(jī)程序用程序設(shè)計(jì)語言編制一個(gè)能完成某項(xiàng)任務(wù)的計(jì)算機(jī)程序的過程叫做計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)。程序設(shè)計(jì)=數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法+程序設(shè)計(jì)方法+編程語言程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵：必須掌握一種程序設(shè)計(jì)語言。掌握程序設(shè)計(jì)的邏輯思維。2023/1/146

程序設(shè)計(jì)過程（1）問題的提出，要達(dá)到的要求；（2）確定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和所采用的算法；（3）編制程序；（4）調(diào)試程序；（5）整理并寫出文檔；2023/1/147一、C語言出現(xiàn)的歷史背景

C語言是國際上廣泛流行的、很有發(fā)展前途的計(jì)算機(jī)高級(jí)語言。它適合于作為系統(tǒng)描述語言，既可用來寫系統(tǒng)軟件，也可用來寫應(yīng)用軟件：

C語言是在B語言的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它的根源可以追溯到ALGOL60。1960年出現(xiàn)的ALGOL60是一種面向問題的高級(jí)語言，它離硬件比較遠(yuǎn)，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（combinedprogramminglanguage）語言。CPL語言在ALGOL60的基礎(chǔ)上接近硬件一些，但規(guī)模比較大，難以實(shí)現(xiàn)。2023/1/148

1967年英國劍橋大學(xué)的MatinRichards對(duì)CPL語言做了簡化，推出了BCPL（basiccombinedprogramminglanguage）語言。1970年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的KenThompson以BCPL語言為基礎(chǔ)，又做了進(jìn)一步簡化，設(shè)計(jì)出了很簡單的而且很接近硬件的B語言（取BCPL的第一個(gè)字母），并用B語言寫了第一個(gè)UNIX操作系統(tǒng)，在PDP－7上實(shí)現(xiàn)。

1971年在PDP－11/20上實(shí)現(xiàn)了B語言，并寫了UNIX操作系統(tǒng)。但B語言過于簡單，功能有限。1972年至1973年間，貝爾實(shí)驗(yàn)室的D．M．Ritchie在B語言的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出了C語言（取BCPL的第二個(gè)字母）。C語言既保持了BCPL和B語言的優(yōu)點(diǎn)（精練，接近硬件），又克服了它們的缺點(diǎn)（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。2023/1/149

直到1975年UNIX第6版公布后，C語言的突出優(yōu)點(diǎn)才引起人們的普遍注意。1977年出現(xiàn)了不依賴于具體機(jī)器的C語言編譯文本

《可移植C語言編譯程序》，使C移植到其他機(jī)器時(shí)所需做的工作大大簡化了，這也推動(dòng)了UNIX操作系統(tǒng)迅速地在各種機(jī)器上實(shí)現(xiàn)。

以1978年發(fā)表的UNIX第7版中的C編譯程序?yàn)榛A(chǔ)，BrianW.Kernlghan和Denni.M..Ritchie，(合稱KbR)合著了影響深遠(yuǎn)的名著《TheCProgrammingLanguage》，這本書中介紹的C語言成為后來廣泛使用的C語言版本的基礎(chǔ)，它被稱為標(biāo)準(zhǔn)C。

1983年，美國國家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(ANSI)根據(jù)C語言問世以來各個(gè)版本對(duì)C的發(fā)展和補(bǔ)充，制定了新的標(biāo)準(zhǔn)，稱為ANSIC。1987年，ANSI又公布了新的標(biāo)準(zhǔn)——87ANSIC。1990年，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO（InternationalStandardOrganization)接受87ANSICISOC的標(biāo)準(zhǔn)（ISO9899－1990）。目前流行的C編譯系統(tǒng)都是以它為基礎(chǔ)的。返回C語言的發(fā)展歷史ALGOL60607080匯編語言機(jī)器語言高級(jí)語言劍橋CPL劍橋BCPL貝爾B貝爾CUNIXC可移植C編譯器ANSIC2023/1/1411C語言的優(yōu)點(diǎn)(1)語言簡潔、緊湊，使用方便、靈活。C語言一共只有

32個(gè)關(guān)鍵字，主要用小寫字母表示。(2)

比其他高級(jí)語言更接近硬件，比低級(jí)語言更接近算法。程序易編、易讀、易差錯(cuò)、易修改，兼有高級(jí)語言和低級(jí)語言的優(yōu)點(diǎn)。(3)

數(shù)據(jù)類型和運(yùn)算符十分豐富，程序設(shè)計(jì)和算法描述更為簡單和方便。(4)語法結(jié)構(gòu)十分簡單，語句數(shù)目少，簡單易學(xué)。2023/1/1412

(6)它是一種模塊化的程序設(shè)計(jì)語言，適合大型軟件的研制和調(diào)試。

(5)它是一種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言，提供了完整的程序控制語句(選擇語句和循環(huán)語句),很適合結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)方法。

(7)生成目標(biāo)代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高。(8)用c語言寫的程序可移植性好。

(9)它提供了大量的庫函數(shù)以供調(diào)用，簡化了程序設(shè)計(jì)工作。2023/1/1413C語言的特點(diǎn)

C語言是結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語言。C語言是模塊化的程序設(shè)計(jì)語言，程序是由函數(shù)構(gòu)成的。一個(gè)C源程序至少包含一個(gè)main函數(shù)，也可以包含一個(gè)main函數(shù)和若干個(gè)其他函數(shù)。因此，函數(shù)是C程序的基本單位。一個(gè)函數(shù)由兩部分組成:①函數(shù)的首部，函數(shù)的第一行。包括函數(shù)名、函數(shù)類型、函數(shù)屬性、函數(shù)參數(shù)(形參)名、參數(shù)類型。

②函數(shù)體，即函數(shù)首部下面的大括弧{…..}內(nèi)的部分。如果一個(gè)函數(shù)內(nèi)有多個(gè)括弧，則最外層的一對(duì){}為函數(shù)的范圍。函數(shù)體一般包括：聲明部分：在這部分中定義所用到的變量。執(zhí)行部分：由若干個(gè)語句組成。2023/1/1414(4)一個(gè)C程序總是從main函數(shù)開始的，而不論main函數(shù)在整個(gè)程序中的位置如何（main函數(shù)可以放在程序最前頭，也可以放在程序最后，或在一些函數(shù)之前，在另一些函數(shù)之后)。(5)C程序書寫格式自由，一行內(nèi)可以寫幾個(gè)語句，一個(gè)語句可以分寫在多行上。(6)每個(gè)語句和數(shù)據(jù)定義的最后必須有一個(gè)分號(hào)。分號(hào)是C語句的必要組成部分。分號(hào)不可少。(7)C語言本身沒有輸入輸出語句。輸入輸出的操作是由庫函數(shù)scanf和printf等函數(shù)來完成的。(8)可以用/*……*/對(duì)C程序中的任何部分作注釋。2023/1/1415簡單的C語言程序示例例一

main(){printf(“ThisisaCprogram.\n”);}

本程序的作用是輸出以下一行信息：

ThisisaCprogram.2023/1/1416例二main(){inta,b,sum;/*這是定義變量*/a=123;b=456;/*以下3行為C語句*/sum=a+b;printf(“sumis%d\n”,sum);}程序的運(yùn)行結(jié)果:Sumis5792023/1/1417C程序的上機(jī)步驟

開始編輯編譯

有錯(cuò)？執(zhí)行連接結(jié)果正確結(jié)束可執(zhí)行目標(biāo)程序f.exe源程序f.c目標(biāo)程序f.o庫函數(shù)和其他目標(biāo)程序YesNoYesNo2023/1/1418C語言的基本詞法－標(biāo)識(shí)符定義：在程序中使用的變量名、函數(shù)名、標(biāo)號(hào)等統(tǒng)稱為標(biāo)識(shí)符。除庫函數(shù)的函數(shù)名由系統(tǒng)定義外，其余的都由用戶自己定義。命名規(guī)則：標(biāo)識(shí)符只能是字母(A～Z，a～z)、數(shù)字(0～9)、下劃線(_)組成的字符串，并且其第一個(gè)字符必須是字母或下劃線。例如：以下標(biāo)識(shí)符是合法的：

a，x，x3，BOOK_1，sum5，_x7。以下標(biāo)識(shí)符是非法的：

3s（以數(shù)字開頭）、s*T（出現(xiàn)非法字符*）、-3x（以減號(hào)開頭）、bowy-1（出現(xiàn)非法字符-）。2023/1/1419（1）標(biāo)準(zhǔn)C不限制標(biāo)識(shí)符的長度，但它受各種版本的C語言編譯系統(tǒng)限制，同時(shí)也受到具體機(jī)器的限制。TurboC規(guī)定標(biāo)識(shí)符的長度為32。一般情況下，標(biāo)識(shí)符的長度不要超過8個(gè)字符。（2）在標(biāo)識(shí)符中，大小寫是有區(qū)別的。例如SUM和sum是兩個(gè)不同的標(biāo)識(shí)符。變量名應(yīng)盡量使用小寫字母，以增加程序的可讀性。（3）標(biāo)識(shí)符雖然可由程序員隨意定義，但標(biāo)識(shí)符是用于標(biāo)識(shí)某個(gè)量的符號(hào)。因此，命名應(yīng)盡量有相應(yīng)的意義，以便于閱讀理解，做到“顧名思義”。在C語言中，所有的變量都是先定義后應(yīng)用，使用沒有定義的變量名被認(rèn)為是“非法”的。

在使用標(biāo)識(shí)符時(shí)還必須注意以下幾點(diǎn)：2023/1/1420C語言的基本詞法－關(guān)鍵字定義：關(guān)鍵字是由Ｃ語言規(guī)定的具有特定意義的字符串，通常也稱為保留字。用戶定義的標(biāo)識(shí)符不應(yīng)該與關(guān)鍵字相同。分類：Ｃ語言的關(guān)鍵字分為以下幾類：（1）類型說明符用于定義、說明變量、函數(shù)或其它數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型。如int，double，float，long，short，auto，2023/1/1421（2）語句定義符用于表示一個(gè)語句的功能。如條件語句的語句定義符ifelse，循環(huán)語句的語句定義符do，while，for等。（3）預(yù)處理命令字用于表示一個(gè)預(yù)處理命令，使用時(shí)前面要加“?！薄Ｈ鏸nclude，define，ifdef，endif等。關(guān)鍵字后必須有空格，圓括號(hào)，尖括號(hào)，雙引號(hào)等分隔符，否則與其它字符一起組成新的標(biāo)識(shí)符。2023/1/1422C語言的基本詞法－其它運(yùn)算符

Ｃ語言中含有相當(dāng)豐富的運(yùn)算符。運(yùn)算符與變量，函數(shù)一起組成表達(dá)式，表示各種運(yùn)算功能。運(yùn)算符由一個(gè)或多個(gè)字符組成。分隔符

在Ｃ語言中采用的分隔符有逗號(hào)和空格兩種。逗號(hào)主要是用在類型說明和函數(shù)參數(shù)表中分隔各個(gè)變量?？崭穸嘤糜谡Z句各單詞之間作間隔符。常量

C語言中使用的常量可分為數(shù)字常量、字符常量、字符串常量、符號(hào)常量、轉(zhuǎn)義字符等多種。2023/1/1423Ｃ語言的字符集

（1）字母小寫字母a～z共26個(gè)，大寫字母A～Z共26個(gè)。（2）數(shù)字0～9共10個(gè)。（3）空格符、制表符、換行符等統(tǒng)稱為空白符。（4）標(biāo)點(diǎn)和特殊字符2023/1/1424C語言程序設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)

（1）順序結(jié)構(gòu)

ABab2023/1/1425(2)選擇結(jié)構(gòu)，或稱選取結(jié)構(gòu)

此結(jié)構(gòu)中必包含一個(gè)判斷框。根據(jù)給定的條件P是否成立而選擇執(zhí)行A框或B框abBAp不成立成立2023/1/1426l

(3)

循環(huán)結(jié)構(gòu)，它又稱為重復(fù)結(jié)構(gòu)，即反復(fù)執(zhí)行某一部分的操作。又兩類循環(huán)結(jié)構(gòu)：

（a）

當(dāng)型（while型）循環(huán)結(jié)構(gòu)它的功能是判斷當(dāng)前給定的條件p1成立時(shí)，執(zhí)行A框操作，執(zhí)行完A后，再判斷條件p1是否成立，如果仍然成立，再執(zhí)行A框，如此反復(fù)執(zhí)行A框，直到某一次p1條件不成立為止，此時(shí)不執(zhí)行A框，而從b點(diǎn)脫離循環(huán)結(jié)構(gòu)。ap1TFAb2023/1/1427(b)直到型（Until型）循環(huán)結(jié)構(gòu)

它的功能是先執(zhí)行A框，然后判斷給定的p2條件是否成立，如果p2條件不成立，則再執(zhí)行A，然后再對(duì)p2條件作判斷，如果p2條件仍然不成立，又執(zhí)行A‥‥‥如此反復(fù)執(zhí)行A，直到給定的p2條件成立為止，此時(shí)不再執(zhí)行A，從b點(diǎn)脫離本循環(huán)結(jié)構(gòu)。aAFTbp22023/1/1428本章課堂練習(xí)(1)以下說法中正確的是().A)C語言程序總是從第一個(gè)函數(shù)開始執(zhí)行B)在C語言程序中,要調(diào)用的函數(shù)必須在main()函數(shù)中定義C)C