Ｃ語(yǔ)言概述課件

Ｃ語(yǔ)言概述返回目錄開(kāi)始下一章1.1結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)的基本方法結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的步驟：首先要從具體問(wèn)題中抽象出一個(gè)適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，然后設(shè)計(jì)一個(gè)解此數(shù)學(xué)模型的算法（Algorithm），最后編出程序、進(jìn)行測(cè)試、調(diào)整直至得到最終解答。尋求數(shù)學(xué)模型的實(shí)質(zhì)是分析問(wèn)題，從中提取操作的對(duì)象，并找出這些操作對(duì)象之間含有的關(guān)系，然后用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言加以描述。1.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法眾所周知，二十世紀(jì)四十年代，電子數(shù)字計(jì)算機(jī)問(wèn)世的直接原因是解決彈道學(xué)的計(jì)算問(wèn)題。早期，電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍，幾乎只局限于科學(xué)和工程的計(jì)算，其處理的對(duì)象是純數(shù)值性的信息，通常，人們把這類問(wèn)題稱為數(shù)值計(jì)算。近三十年來(lái)，電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展異常迅猛，這不僅表現(xiàn)在計(jì)算機(jī)本身運(yùn)算速度不斷提高、信息存儲(chǔ)量日益擴(kuò)大、價(jià)格逐步下降，更重要的是計(jì)算機(jī)廣泛地應(yīng)用于情報(bào)檢索、企業(yè)管理、系統(tǒng)工程等方面，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了科技計(jì)算的范圍，而滲透到人類社會(huì)活動(dòng)的一切領(lǐng)域。與此相應(yīng)，計(jì)算機(jī)的處理對(duì)象也從簡(jiǎn)單的純數(shù)值性信息發(fā)展到非數(shù)值性的和具有一定結(jié)構(gòu)的信息。

一、基本概念和術(shù)語(yǔ)1．?dāng)?shù)據(jù)

數(shù)據(jù)是人們利用文字符號(hào)、數(shù)字符號(hào)以及其他規(guī)定的符號(hào)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的事物及其活動(dòng)所做的描述。在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，數(shù)據(jù)的含義非常廣泛，我們把一切能夠輸入到計(jì)算機(jī)中并被計(jì)算機(jī)程序處理的信息，包括文字、表格、圖象等，都稱為數(shù)據(jù)。例如，一個(gè)個(gè)人書(shū)庫(kù)管理程序所要處理的數(shù)據(jù)可能是一張如表1-1所示的表格。表1-1個(gè)人書(shū)庫(kù)2．結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)也叫數(shù)據(jù)元素，它是組成數(shù)據(jù)的基本單位。在程序中通常把結(jié)點(diǎn)作為一個(gè)整體進(jìn)行考慮和處理。例如，在表1-1所示的個(gè)人書(shū)庫(kù)中，為了便于處理，把其中的每一行（代表一本書(shū)）作為一個(gè)基本單位來(lái)考慮，故該數(shù)據(jù)由10個(gè)結(jié)點(diǎn)構(gòu)成。一般情況下，一個(gè)結(jié)點(diǎn)中含有若干個(gè)字段（也叫數(shù)據(jù)項(xiàng)）。例如，在表1-1所示的表格數(shù)據(jù)中，每個(gè)結(jié)點(diǎn)都有登錄號(hào)、書(shū)號(hào)、書(shū)名、作者、出版社和價(jià)格等六個(gè)字段構(gòu)成。字段是構(gòu)成數(shù)據(jù)的最小單位。3．邏輯結(jié)構(gòu)結(jié)點(diǎn)和結(jié)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系稱為數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。在表1-1所示的表格數(shù)據(jù)中，各結(jié)點(diǎn)之間在邏輯上有一種線性關(guān)系，它指出了10個(gè)結(jié)點(diǎn)在表中的排列順序。根據(jù)這種線性關(guān)系，可以看出表中第一本書(shū)是什么書(shū)，第二本書(shū)是什么書(shū)，等等。4．存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)表示稱為數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。在表1-1所示的表格數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中可以有多種存儲(chǔ)表示，例如，可以表示成數(shù)組，存放在內(nèi)存中；也可以表示成文件，存放在磁盤上，等等。5．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（DataStructure）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是研究數(shù)據(jù)元素（DataElement）之間抽象化的相互關(guān)系和這種關(guān)系在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)表示（即所謂數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)），并對(duì)這種結(jié)構(gòu)定義相適應(yīng)的運(yùn)算，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的算法，而且確保經(jīng)過(guò)這些運(yùn)算后所得到的新結(jié)構(gòu)仍然是原來(lái)的結(jié)構(gòu)類型。為了敘述上的方便和避免產(chǎn)生混淆，通常我們把數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，把數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)（StorageStructure）。6．?dāng)?shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型是指程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中各變量可取的數(shù)據(jù)種類。數(shù)據(jù)類型是高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的一個(gè)基本概念，它和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念密切相關(guān)。一方面，在程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中，每一個(gè)數(shù)據(jù)都屬于某種數(shù)據(jù)類型。類型明顯或隱含地規(guī)定了數(shù)據(jù)的取值范圍、存儲(chǔ)方式以及允許進(jìn)行的運(yùn)算?？梢哉J(rèn)為，數(shù)據(jù)類型是在程序設(shè)計(jì)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。另一方面，在程序設(shè)計(jì)過(guò)程中，當(dāng)需要引入某種新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，總是借助編程語(yǔ)言所提供的數(shù)據(jù)類型來(lái)描述數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。

二、算法1、算法的概念簡(jiǎn)單地說(shuō)就是解決特定問(wèn)題的方法（關(guān)于算法的嚴(yán)格定義，在此不作討論）。特定的問(wèn)題可以是數(shù)值的，也可以是非數(shù)值的。解決數(shù)值問(wèn)題的算法叫做數(shù)值算法，科學(xué)和工程計(jì)算方面的算法都屬于數(shù)值算法，如求解數(shù)值積分，求解線性方程組、求解代數(shù)方程、求解微分方程等。解決非數(shù)值問(wèn)題的算法叫做非數(shù)值算法，數(shù)據(jù)處理方面的算法都屬于非數(shù)值算法。例如各種排序算法、查找算法、插入算法、刪除算法、遍歷算法等。數(shù)值算法和非數(shù)值算法并沒(méi)有嚴(yán)格的區(qū)別。一般說(shuō)來(lái)，在數(shù)值算法中主要進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算，而在非數(shù)值算法中主要進(jìn)行比較和邏輯運(yùn)算。另一方面，特定的問(wèn)題可能是遞歸的，也可能是非遞歸的，因而解決它們的算法就有遞歸算法和非遞歸算法之分。從理論上講，任何遞歸算法都可以通過(guò)循環(huán)，堆棧等技術(shù)轉(zhuǎn)化為非遞歸算法。

2、

算法的特點(diǎn)算法是執(zhí)行特定計(jì)算的有窮過(guò)程。這個(gè)過(guò)程有5個(gè)特點(diǎn)：

1.動(dòng)態(tài)有窮：當(dāng)執(zhí)行一個(gè)算法時(shí)，不論是何種情況，在經(jīng)過(guò)了有限步驟后，這個(gè)算法一定要終止。

2.確定性：算法中的每條指令都必須是清楚的，指令無(wú)二義性。

3.輸入：具有0個(gè)或0個(gè)以上由外界提供的量。

4.輸出：產(chǎn)生1個(gè)或多個(gè)結(jié)果。

5.可行性：每條指令都充分基本，原則上可由人僅用筆和紙?jiān)谟邢薜臅r(shí)間內(nèi)也能完成。注意：算法和程序是有區(qū)別的，即程序未必能滿足動(dòng)態(tài)有窮。在本書(shū)中，我們只討論滿足動(dòng)態(tài)有窮的程序，因此“算法”和“程序”是通用的。

3、

算法的描述方法

一個(gè)算法可以用自然語(yǔ)言、數(shù)字語(yǔ)言或流程圖等來(lái)描述，也可以用計(jì)算機(jī)高級(jí)程序語(yǔ)言來(lái)描述，如Pascal語(yǔ)言、C語(yǔ)言或偽代碼等。

1.3C語(yǔ)言概述1．Ｃ語(yǔ)言的誕生與發(fā)展（1）在C語(yǔ)言誕生以前，系統(tǒng)軟件主要是用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的。由于匯編語(yǔ)言程序依賴于計(jì)算機(jī)硬件，其可讀性和可移植性都很差；但一般的高級(jí)語(yǔ)言又難以實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的直接操作（這正是匯編語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)），于是人們盼望有一種兼有匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言特性的新語(yǔ)言。（2）Ｃ語(yǔ)言是貝爾實(shí)驗(yàn)室于70年代初研制出來(lái)的，后來(lái)又被多次改進(jìn)，并出現(xiàn)了多種版本。80年代初，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（ANSI），根據(jù)Ｃ語(yǔ)言問(wèn)世以來(lái)各種版本對(duì)Ｃ語(yǔ)言的發(fā)展和擴(kuò)充，制定了ANSIC標(biāo)準(zhǔn)（1989年再次做了修訂）。（3）目前，在微機(jī)上廣泛使用的Ｃ語(yǔ)言編譯系統(tǒng)有MicrosoftC、TurboC、BorlandC等。雖然它們的基本部分都是相同的，但還是有一些差異，所以請(qǐng)大家注意自己所使用的Ｃ編譯系統(tǒng)的特點(diǎn)和規(guī)定（參閱相應(yīng)的手冊(cè)）。本書(shū)選定的上機(jī)環(huán)境是TCV2.0（DOS操作系統(tǒng)）。

2．C語(yǔ)言的特點(diǎn)

C語(yǔ)言同時(shí)具有匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。（1）語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、緊湊，使用方便、靈活。

（2）運(yùn)算符極其豐富。（3）生成的目標(biāo)代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高。（4）可移植性好（較之匯編語(yǔ)言）。（5）可以直接操縱硬件。

3.在C語(yǔ)言中，除實(shí)現(xiàn)順序、選擇和循環(huán)等三種基本結(jié)構(gòu)的9條控制語(yǔ)句外，輸入輸出操作均由標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)（不是C語(yǔ)言的組成部分）來(lái)實(shí)現(xiàn)。所以學(xué)習(xí)C語(yǔ)言，不僅要學(xué)習(xí)這9條控制語(yǔ)句和各種運(yùn)算符，而且要學(xué)習(xí)并掌握常用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的使用。4、Ｃ語(yǔ)言程序的結(jié)構(gòu)與書(shū)寫(xiě)規(guī)則（1）

Ｃ語(yǔ)言程序的總體結(jié)構(gòu)

一個(gè)完整的Ｃ語(yǔ)言程序，是由一個(gè)main()函數(shù)（又稱主函數(shù)）和若干個(gè)其它函數(shù)結(jié)合而成的，或僅由一個(gè)main()函數(shù)構(gòu)成。[案例1.1]僅由main()函數(shù)構(gòu)成的Ｃ語(yǔ)言程序。/*案例代碼文件名：AL1_1.C*//*功能：僅由main()函數(shù)構(gòu)成的Ｃ語(yǔ)言程序示例*/main(){printf(“ThisisaCprogram.\n”);}程序運(yùn)行結(jié)果：

ThisisaCprogram.

[案例1.2]由main()函數(shù)和1個(gè)其它函數(shù)max()構(gòu)成的Ｃ語(yǔ)言程序。/*案例代碼文件名：AL1_2.C*//*功能：由main()函數(shù)和1個(gè)其它函數(shù)max()構(gòu)成的Ｃ語(yǔ)言程序示例*/intmax(intx,inty){return(x>y?x:y);}main(){intnum1,num2;

printf(“Inputthefirstintegernumber:”);

scanf(“%d”,&num1);

printf(“Inputthesecondintegernumber:”);

scanf(“%d”,&num2);

printf(“max=%d\n”,max(num1,num2));}程序運(yùn)行情況：

Inputthefirstintegernumber:6←┘Inputthesecondintegernumber:9←┘max=9

[案例1.3]改寫(xiě)[案例1.2]，交換main()函數(shù)和max()函數(shù)的前后位置。源程序略。程序運(yùn)行情況：

Inputthefirstintegernumber:6←┘Inputthesecondintegernumber:9←┘max=91.函數(shù)是Ｃ語(yǔ)言程序的基本單位。main()函數(shù)的作用，相當(dāng)于其它高級(jí)語(yǔ)言中的主程序；其它函數(shù)的作用，相當(dāng)于子程序。2.C語(yǔ)言程序總是從main()函數(shù)開(kāi)始執(zhí)行。一個(gè)Ｃ語(yǔ)言程序，總是從main()函數(shù)開(kāi)始執(zhí)行，而不論其在程序中的位置。當(dāng)主函數(shù)執(zhí)行完畢時(shí)，亦即程序執(zhí)行完畢。習(xí)慣上，將主函數(shù)main()放在最前頭。4、

源程序書(shū)寫(xiě)格式（1）所有語(yǔ)句都必須以分號(hào)“；”結(jié)束，函數(shù)的最后一個(gè)語(yǔ)句也不例外。（2）程序行的書(shū)寫(xiě)格式自由，既允許1行內(nèi)寫(xiě)幾條語(yǔ)句，也允許1條語(yǔ)句分寫(xiě)在幾行上。例如，[案例1.2]的主函數(shù)main()，也可改寫(xiě)成如下所示的格式：……main(){intnum1,num2;printf(“Inputthefirstintegernumber:”);scanf(“%d”,&num1);

printf(“Inputthesecondintegernumber:”);scanf(“%d”,&num2);printf(“max=%d\n”,max(num1,num2));}如果某條語(yǔ)句很長(zhǎng)，一般需要將其分寫(xiě)在幾行上。（3）允許使用注釋。C語(yǔ)言的注釋格式為：/*……*/說(shuō)明：I、“/*”和“*/”必須成對(duì)使用，且“/”和“*”、以及“*”和“/”之間不能有空格，否則都出錯(cuò)。技巧：為避免遺漏必須配對(duì)使用的符號(hào)，例如注釋符號(hào)、函數(shù)體的起止標(biāo)識(shí)符（花括號(hào)）、圓括號(hào)等等，在輸入時(shí)，可連續(xù)輸入這些起止標(biāo)識(shí)符，然后再在其中進(jìn)行插入來(lái)完成內(nèi)容的編輯。在起止標(biāo)識(shí)符嵌套時(shí)，以及相距較遠(yuǎn)時(shí)，這樣做更有必要。

II、注釋的位置，可以單占1行，也可以跟在語(yǔ)句的后面。

III、如果1行寫(xiě)不下，可另起1行繼續(xù)寫(xiě)。

IV、注釋中允許使用漢字。在非中文操作系統(tǒng)下，看到的是一串亂碼，但不影響程序運(yùn)行。

1.4TurboCV2.0的基本操作1.運(yùn)行一個(gè)Ｃ語(yǔ)言程序的一般過(guò)程2.TC的啟動(dòng)、退出與命令菜單3.編輯并保存一個(gè)Ｃ語(yǔ)言源程序4.編譯、連接──單個(gè)源程序文件5.運(yùn)行與查看結(jié)果6.編輯下一個(gè)新的源程序

1.運(yùn)行一個(gè)Ｃ語(yǔ)言程序的一般過(guò)程

Ｔu(píng)rbo

Ｃ是一個(gè)集源程序編輯、編譯、連接、運(yùn)行與調(diào)試于一體、用菜單驅(qū)動(dòng)的集成軟件環(huán)境。運(yùn)行一個(gè)Ｃ語(yǔ)言程序的一般過(guò)程：（1）啟動(dòng)TC，進(jìn)入TC集成環(huán)境。（2）編輯（或修改）源程序。（3）編譯。如果編譯成功，則可進(jìn)行下一步操作；否則，返回（2）修改源程序，再重新編譯，直至編譯成功。（4）連接。如果連接成功，則可進(jìn)行下一步操作；否則，根據(jù)系統(tǒng)的錯(cuò)誤提示，進(jìn)行相應(yīng)修改，再重新連接，直至連接成功。（5）運(yùn)行。通過(guò)觀察程序運(yùn)行結(jié)果，驗(yàn)證程序的正確性。如果出現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤，則必須返回（2）修改源程序，再重新編譯、連接和運(yùn)行，直至程序正確。（6）退出TC集成環(huán)境，結(jié)束本次程序運(yùn)行。

2.TC的啟動(dòng)、退出與命令菜單

（1）啟動(dòng)TurboC：

tc←┘[畫(huà)面演示]啟動(dòng)TurboC后，其主菜單條橫向排列在屏幕頂端，并被激活，其中File主項(xiàng)成為當(dāng)前項(xiàng)。主菜單的下面，是Edit（編輯）窗口和Message（消息）窗口。兩個(gè)窗口中，頂端橫線為雙線顯示的，表示該窗口是活動(dòng)窗口。編輯窗口的頂端為狀態(tài)行，其中：．Line1Col1：顯示光標(biāo)所在的行號(hào)和列號(hào)，即光標(biāo)位置。．Insert：表示編輯狀態(tài)處于“插入”。當(dāng)處于“改寫(xiě)”狀態(tài)時(shí)，此處為空白。．d:NONAME.C：顯示當(dāng)前正在編輯的文件名。顯示為“NONAME.C”時(shí)，表示用戶尚未給文件命名。屏幕底端是7個(gè)功能鍵的說(shuō)明，以及NumLock鍵的狀態(tài)（顯示“NUM”時(shí)，表示處于“數(shù)字鍵”狀態(tài)；空白，表示“控制鍵”狀態(tài)）。

（2）命令菜單的使用

1）按下功能鍵F10，激活主菜單。如果主菜單已經(jīng)被激活，則直接轉(zhuǎn)下一步。

2）用左、右方向鍵移動(dòng)光帶，定位于需要的主項(xiàng)上，然后再按回車鍵，打開(kāi)其子菜單（縱向排列）。

3）用上、下方向鍵移動(dòng)光帶，定位于需要的子項(xiàng)上，回車即可。執(zhí)行完選定的功能后，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉菜單。注意：菜單激活后，又不使用，可再按F10／Esc鍵關(guān)閉，返回原來(lái)狀態(tài)。

（3）退出TurboC

退出TC有兩種方法：

1）菜單法：File|Quit（先選擇File主項(xiàng)，再選擇并執(zhí)行Quit子項(xiàng)）

2）快捷鍵法：Alt+“X”（先按下Alt鍵并保持，再按字母鍵Ｘ，然后同時(shí)放開(kāi)）

3.編輯并保存一個(gè)Ｃ語(yǔ)言源程序

（1）激活主菜單，選擇并執(zhí)行File|Load項(xiàng)（快捷鍵鍵：F3）。（2）在“LoadFileName”窗口，輸入源程序文件名。文件名的輸入有兩種方法：直接輸入和選擇輸入。1）直接輸入按照文件名的組成字符串，逐個(gè)字符輸入即可。如果是已經(jīng)存在的文件，系統(tǒng)就在編輯窗口顯示該文件的內(nèi)容，可供編輯、修改。如果是新文件，則給出一個(gè)空白編輯窗口，可供輸入新的源程序。如果該文件不在當(dāng)前目錄下，則需要冠以路徑名和（或）盤符。2）選擇文件（僅適用于已經(jīng)存在的源程序文件）

①空回車，打開(kāi)當(dāng)前目錄下、后綴為.Ｃ的所有文件的文件名窗口。

②用上、下、左、右方向鍵，將光帶定位于所需的文件名上。

③按回車鍵。

（3）常用編輯操作在編輯源程序過(guò)程中，隨時(shí)都可以按F2鍵（或File|Save），將當(dāng)前編輯的文件存盤，然后繼續(xù)編輯。這是一個(gè)良好的習(xí)慣！關(guān)于在線幫助：在任何窗口（或狀態(tài)）下，按F1鍵激活活動(dòng)窗口（或狀態(tài)）的在線幫助：．下一頁(yè)──PageDown，返回上一頁(yè)──PageUp．關(guān)閉在線幫助、返回原窗口（或狀態(tài)）──Esc．返回前一個(gè)在線幫助屏──Alt+F1（無(wú)論在線幫助是否被激活）．返回在線幫助索引──F1：激活在線幫助后，再按F1，則返回在線幫助索引，以便查詢其它類別在線幫助信息。．查詢庫(kù)函數(shù)的在線幫助信息──^F1：將光標(biāo)移到需要查詢函數(shù)名的首字符上，然后鍵入^F1，即可獲得該庫(kù)函數(shù)的在線幫助信息。注：為簡(jiǎn)化描述，用“^”代表“Ctrl”鍵。^Fn就是Ctrl+Fn，下同。

4.編譯、連接──單個(gè)源程序文件

選擇并執(zhí)行Compile|MakeEXEFile項(xiàng)（快捷鍵：F9），則TC將自動(dòng)完成對(duì)當(dāng)前正在編輯的源程