C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課件：認(rèn)識(shí)C語(yǔ)言

C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)

認(rèn)識(shí)C語(yǔ)言第一節(jié)C語(yǔ)言的發(fā)展及特點(diǎn)

第二節(jié)C語(yǔ)言程序初探第三節(jié)C語(yǔ)言集成開(kāi)發(fā)環(huán)境第一節(jié)C語(yǔ)言的發(fā)展及特點(diǎn)一、C語(yǔ)言的產(chǎn)生和發(fā)展C語(yǔ)言是國(guó)際上廣泛流行的一種高級(jí)語(yǔ)言，它既有高級(jí)語(yǔ)言的功能，又具有機(jī)器語(yǔ)言的一些特性。C語(yǔ)言的前身是BCPL語(yǔ)言，1967年英國(guó)劍橋大學(xué)的MartinRichard推出BCPL語(yǔ)言(BasicCombinedProgrammingLanguage)。1970年貝爾實(shí)驗(yàn)室的K.Thompson以BCPL語(yǔ)言為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)了B語(yǔ)言，并用B語(yǔ)言編寫(xiě)了Unix操作系統(tǒng)，在PDP-7計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。1972年貝爾實(shí)驗(yàn)室的D.M.Ritchie在B語(yǔ)言的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出C語(yǔ)言，C語(yǔ)言既保持了BCPL語(yǔ)言和B語(yǔ)言的精練、接近硬件的優(yōu)點(diǎn)，又克服了它們過(guò)于簡(jiǎn)單的缺點(diǎn)。1973年，K.Thompson和D.M.Ritchie合作把Unix的90%以上用C語(yǔ)言改寫(xiě)，并加進(jìn)了多道程序設(shè)計(jì)的功能，稱(chēng)為Unix第五版，開(kāi)創(chuàng)了Unix系統(tǒng)發(fā)展的新局面。1975年Unix第六版頒布后，C語(yǔ)言得到計(jì)算機(jī)界的普遍認(rèn)可，從此，C語(yǔ)言與Unix系統(tǒng)一起互相促進(jìn)并獲得迅速發(fā)展。設(shè)計(jì)C語(yǔ)言的最初目的只是為了描述和實(shí)現(xiàn)Unix操作系統(tǒng)。而目前，C語(yǔ)言已獨(dú)立于Unix系統(tǒng)，先后被移植到大、中、小型計(jì)算機(jī)及微機(jī)上。1978年B.Kernighan和D.M.Ritchie合作編寫(xiě)了經(jīng)典著作TheCProgrammingLanguage，它是目前所有C語(yǔ)言版本的基礎(chǔ)。1983年美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(ANSI)對(duì)C語(yǔ)言的發(fā)展和擴(kuò)充，制定了新的標(biāo)準(zhǔn)草案，即83ANSIC。1987年，ANSI又公布了新標(biāo)準(zhǔn)--87ANSIC。1989年，ANSI又公布了一個(gè)新的C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)一一ANSIX3.159-1989(簡(jiǎn)稱(chēng)C89)。1990年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(InternationalStandardOrganization，ISO)接受C89，作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC9899：1990，通常簡(jiǎn)稱(chēng)為C90。1995年，ISO對(duì)C90作了一些修訂，稱(chēng)為C95。1999年，ISO又對(duì)C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂，在基本保留原來(lái)的C語(yǔ)言特征的基礎(chǔ)上，增加了一些面向?qū)ο蟮奶卣?，命名為ISO/IEC9899：1999，簡(jiǎn)稱(chēng)為C99。但目前各軟件廠(chǎng)商提供的C語(yǔ)言編譯系統(tǒng)都未實(shí)現(xiàn)C99建議的功能，大多數(shù)是以C89為基礎(chǔ)進(jìn)行開(kāi)發(fā)的。本書(shū)的敘述基本上以C89為基礎(chǔ)。C語(yǔ)言功能強(qiáng)大、使用靈活，既可用于編寫(xiě)應(yīng)用軟件，又能用于編寫(xiě)系統(tǒng)軟件，因此C語(yǔ)言問(wèn)世以后得到迅速推廣。自20世紀(jì)90年代初C語(yǔ)言在我國(guó)開(kāi)始推廣以來(lái)，學(xué)習(xí)和使用C語(yǔ)言的人越來(lái)越多，熟練掌握C語(yǔ)言成為計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)人員的一項(xiàng)基本功。二、C語(yǔ)言的特點(diǎn)C語(yǔ)言之所以能存在和發(fā)展并具有強(qiáng)大的生命力，成為程序員的首選語(yǔ)言之一，是因?yàn)樗哂腥缦绿攸c(diǎn)：①C語(yǔ)言既有高級(jí)語(yǔ)言的通用性及易寫(xiě)易讀的特點(diǎn)，又具有匯編語(yǔ)言的“位處理”、“地址操作”等能力。這使C語(yǔ)言不僅像PASCAL、BASIC等高級(jí)語(yǔ)言那樣用于應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)，還能像匯編語(yǔ)言那樣用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件和控制軟件的開(kāi)發(fā)。②C語(yǔ)言是一種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，具有在豐富的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、眾多的運(yùn)算符，這使得程序員能輕松地實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和運(yùn)算；C語(yǔ)言所具有的體現(xiàn)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的控制結(jié)構(gòu)和具備抽象功能及體現(xiàn)信息隱藏思想的函數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)程序的模塊化設(shè)計(jì)。③C語(yǔ)言具有良好的移植性。C語(yǔ)言程序本身并不依賴(lài)于計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)，只要在不同種類(lèi)的計(jì)算機(jī)上配置C語(yǔ)言編譯系統(tǒng)，即可達(dá)到程序移植的目的。第二節(jié)C語(yǔ)言程序初探一、經(jīng)歷第一個(gè)C語(yǔ)言程序【案例1-1】在屏幕上輸出一行文本信息“ThisismyfirstCprogram.”。程序代碼：#include<stdio.h>/*編譯預(yù)處理命令*/voidmain()/*主函數(shù)*/{printf("ThisismyfirstCprogram.\n");/*在屏幕上輸出文本信息*/}運(yùn)行結(jié)果：ThisismyfirstCprogram.程序說(shuō)明：①C程序由一系列函數(shù)組成，這些函數(shù)中必須有且只能有一個(gè)名為main的函數(shù)，這個(gè)函數(shù)稱(chēng)為主函數(shù)，整個(gè)程序從主函數(shù)開(kāi)始執(zhí)行。在本程序中，只有一個(gè)主函數(shù)而無(wú)其他函數(shù)。②程序第1行中的#include是編譯預(yù)處理命令，放在源程序的最前面，用來(lái)提供輸入輸出函數(shù)的聲明?！皊tdio.h”是C編譯系統(tǒng)提供的一個(gè)文件名，stdio是“standardinput&output”的縮寫(xiě)，即有關(guān)“標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出”的信息。③程序第2行中的main是主函數(shù)的函數(shù)名，main后面的一對(duì)小括號(hào)是函數(shù)定義的標(biāo)志，不能省略。main前面的void表示此主函數(shù)是“空類(lèi)型”，void是“空”的意思，即執(zhí)行此函數(shù)后不產(chǎn)生一個(gè)函數(shù)值。④程序第4行的printf是C語(yǔ)言的格式輸出函數(shù)。在本程序中，printf函數(shù)的作用是輸出括號(hào)內(nèi)雙引號(hào)之間的字符串，其中“\n”代表?yè)Q行符。第3行末尾的分號(hào)，則是C語(yǔ)句結(jié)束的標(biāo)志。⑤程序第3行和第5行是一對(duì)大括弧，在這里表示函數(shù)體的開(kāi)始和結(jié)束。一個(gè)函數(shù)中要執(zhí)行的語(yǔ)句都寫(xiě)在函數(shù)體中。⑥位于/*…*/之間的內(nèi)容是注釋語(yǔ)句，用來(lái)幫助讀者閱讀程序，在程序編譯運(yùn)行時(shí)是不起作用的，注釋語(yǔ)句可寫(xiě)在程序中的任何位置。二、認(rèn)識(shí)C語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)【案例1-2】計(jì)算兩個(gè)整數(shù)之和。程序代碼：#include<stdio.h>/*編譯預(yù)處理命令*/voidmain()/*主函數(shù)*/{inta,b,sum;/*這是聲明部分，定義a、b、sum為整型變量*/a=123;b=456;/*分別給a、b賦初始值*/sum=a+b;/*將a和b相加得到的和送到變量sum中保存*/printf("sumis%d\n",sum);/*輸出sum的值*/}運(yùn)行結(jié)果：sumis579程序說(shuō)明：①程序第4行是聲明部分，用來(lái)定義變量a，b和sum為整型變量，int代表“整型”(int是integer的簡(jiǎn)寫(xiě))。②程序第5行是兩個(gè)賦值語(yǔ)句，使a和b的值分別為123和456。③程序第6行執(zhí)行a+b的運(yùn)算，然后把a(bǔ)+b的結(jié)果賦予變量sum，現(xiàn)在sum的值為579。④程序第7行是輸出語(yǔ)句，雙引號(hào)中的“%d”是輸入輸出的“格式字符串”，表示輸入輸出時(shí)用“十進(jìn)制整數(shù)”形式表示。printf函數(shù)中括號(hào)內(nèi)逗號(hào)右面的sum是要輸出的變量，在輸出結(jié)果時(shí)它應(yīng)代替“%d”，出現(xiàn)在“%d”原來(lái)的位置上?！癨n”是換行符，實(shí)現(xiàn)回車(chē)換行。綜合上述案例，總結(jié)C語(yǔ)言程序的一般形式如下：預(yù)處理命令部分voidmain(){聲明語(yǔ)句部分執(zhí)行語(yǔ)句部分}其中：預(yù)處理命令部分：書(shū)寫(xiě)程序相關(guān)的預(yù)處理文件。聲明語(yǔ)句部分：用來(lái)定義程序中所用到的變量。執(zhí)行語(yǔ)句部分：由若干語(yǔ)句組成，完成對(duì)數(shù)據(jù)的運(yùn)算及各種處理。另外，C語(yǔ)言程序的書(shū)寫(xiě)要求區(qū)分大小寫(xiě)字符，C語(yǔ)言程序書(shū)寫(xiě)格式自由，一行內(nèi)可以寫(xiě)多個(gè)語(yǔ)句，一個(gè)語(yǔ)句也可以分寫(xiě)在多行上。第三節(jié)C語(yǔ)言集成開(kāi)發(fā)環(huán)境為了編譯、連接和運(yùn)行C程序，必須要有相應(yīng)的C語(yǔ)言編譯系統(tǒng)，常用的有TurboC2.0，VisualC++6.0、C-Free等。其中，TurboC2.0是用于DOS環(huán)境的，只能通過(guò)鍵盤(pán)選擇菜單，使用不方便。近年來(lái)，不少人改用C++的編譯系統(tǒng)（如C-Free、VisualC++6.0）對(duì)C程序進(jìn)行編譯。因?yàn)镃++是從C語(yǔ)言發(fā)展而來(lái)的，對(duì)C程序兼容，一個(gè)C程序完全可以在C++集成環(huán)境中進(jìn)行調(diào)試和運(yùn)行。本書(shū)中的程序都是在C-Free環(huán)境下調(diào)試和運(yùn)行的。一、C-Free集成開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹C-Free是在Windows環(huán)境中工作的，是一款專(zhuān)業(yè)化C/C++集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（IDE），利用它可以輕松地編輯、編譯、連接、運(yùn)行、調(diào)試C/C++程序。C-Free有英文版和中文版，二者使用方法相同，讀者可到網(wǎng)站上下載。圖1.1C-Free主窗口界面雙擊桌面上C-Free圖標(biāo)，進(jìn)入集成環(huán)境，屏幕上出現(xiàn)C-Free的主窗口，如圖1.1所示。主窗口從上至下依次是窗口標(biāo)題欄、菜單欄、工具欄、標(biāo)簽欄、窗口工作區(qū)和狀態(tài)欄。其中，窗口工作區(qū)又分為三部分，左上角的代碼編輯器區(qū)，用于編輯C語(yǔ)言源程序。右上角是文件列表窗口區(qū)，列出了所有你已經(jīng)打開(kāi)的文件以及工程文件。下面是消息窗口區(qū)，用于顯示調(diào)試程序的信息?！菊f(shuō)明】

拖動(dòng)窗格之間的分隔線(xiàn)，可以改變窗格的大小。

程序編輯區(qū)顯示的程序模板方便用戶(hù)編輯程序，程序語(yǔ)句前面的行號(hào)也是為了便于用戶(hù)編輯程序，C語(yǔ)言并不需要這些行號(hào)。操作軟件的窗口、菜單、工具、標(biāo)簽欄的方法與Windows應(yīng)用程序中的一般操作方法相似，這里不再贅述。二、C-Free集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的使用（一）啟動(dòng)和退出1.軟件的安裝登陸C-Free的官方網(wǎng)站下載安裝程序，運(yùn)行其中的Setup.exe程序，按照屏幕提示信息操作，即可方便地完成軟件的安裝。2.軟件的啟動(dòng)在Windows環(huán)境下，選擇“開(kāi)始”→“程序”→“C-Free”→“C-Free”命令，即可啟動(dòng)程序，進(jìn)入軟件的主窗口。如圖1.1所示是在WindowsXP環(huán)境下啟動(dòng)軟件的主窗口界面。3.軟件的退出退出軟件的方法與退出其它Windows應(yīng)用程序的方法相似。只要用鼠標(biāo)單擊主窗口的“關(guān)閉”按鈕，或選擇“文件”→“退出”命令，即可方便地退出軟件。（二）創(chuàng)建C程序C-Free提供了一個(gè)良好的創(chuàng)建C程序的集成環(huán)境，用戶(hù)只要完成下列操作，即可創(chuàng)建自己的C程序。①新建C語(yǔ)言源程序。②保存源程序。③編譯源程序，得到二進(jìn)制代碼的目標(biāo)文件。④將目標(biāo)文件與C語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)連接，得到可執(zhí)行文件。其中，編譯程序和連接程序的功能通常由C語(yǔ)言編譯系統(tǒng)提供。用戶(hù)要做的工作就是正確編寫(xiě)C語(yǔ)言源程序，再使用C語(yǔ)言編譯系統(tǒng)生成可執(zhí)行程序。C語(yǔ)言源程序的默認(rèn)擴(kuò)展名是.C，C語(yǔ)言編譯系統(tǒng)生成的目標(biāo)文件的擴(kuò)展名是.OBJ，生成的可執(zhí)行文件的擴(kuò)展名是.EXE?？蓤?zhí)行文件可以脫離C語(yǔ)言編譯系統(tǒng)直接運(yùn)行，目標(biāo)文件則不能直接運(yùn)行。1.新建并保存C程序操作步驟如下：①在主窗口中，單擊工具欄上的“新建”按鈕，或選擇“文件”→“新建”命令，進(jìn)入主窗口界面。②在代碼編輯器區(qū)輸入案例1-1中的程序，如圖1.2所示。圖1.2輸入程序語(yǔ)句③單擊工具欄上的“保存”按鈕，或選擇“文件”→“保存”命令，保存正在編輯的C程序。軟件將打開(kāi)“另存為”對(duì)話(huà)框，在其中的“保存在”下拉列表框選擇保存文件的文件夾“C源程序”，在“文件名”組合框輸入主文件名“案例1-1.cpp”，“保存類(lèi)型”下拉列表框的默認(rèn)設(shè)置不變。最后結(jié)果如圖1.3所示。圖1.3保存程序④單擊對(duì)話(huà)框中的“保存”按鈕，保存源程序?！菊f(shuō)明】因?yàn)镃語(yǔ)言的源程序文件是文本文件，所以用戶(hù)也可以使用文字處理軟件創(chuàng)建文本文件的一般方法新建C語(yǔ)言源程序。注意：一個(gè)源程序文件只能存放一個(gè)程序。圖1.4運(yùn)行程序的結(jié)果運(yùn)行C程序操作步驟如下：①單擊工具欄上的“構(gòu)建并運(yùn)行”按鈕，或選擇“構(gòu)建”→“運(yùn)行”命令，或直接按快捷鍵F5，運(yùn)行當(dāng)前編輯的程序。運(yùn)行程序時(shí)，將打開(kāi)一個(gè)新窗口，如圖1.4所示。②觀(guān)察程序運(yùn)行結(jié)果后，按任一鍵，返回主窗口?！菊f(shuō)明】程序運(yùn)行成功后，系統(tǒng)自動(dòng)在程序所在目錄中生成了相應(yīng)的EXE文件?！驹囈辉嚒窟\(yùn)行文件夾“C源程序”中“案例1-1.exe”文件，觀(guān)察程序運(yùn)行結(jié)果，能看到如圖1.4所示的結(jié)果嗎？3.退出軟件單擊主窗口的“關(guān)閉”按鈕，或選擇“文件”→“退出”命令，關(guān)閉主窗口，退出軟件，結(jié)束本次操作。完成以上操作后，檢查“C源程序”文件夾中的文件，您會(huì)看到本例創(chuàng)建的三個(gè)文件：案例1-1.cpp、案例1-1.o、案例1-1.exe。其中，案例1-1.cpp是源文件，案例1-1.o是系統(tǒng)編譯源文件生成的二進(jìn)制代碼目標(biāo)文件，案例1-1.exe是系統(tǒng)連接目標(biāo)文件和庫(kù)函數(shù)生成的可執(zhí)行文件。（二）修改C程序創(chuàng)建C程序時(shí)可能出現(xiàn)各種各樣的錯(cuò)誤，隨著時(shí)間的推移也可能需要改變某個(gè)C程序的功能，這些都需要修改C程序。修改C程序的主要工作包括打開(kāi)源程序文件，編輯源程序，保存編輯的結(jié)果，生成可執(zhí)行文件等。1.打開(kāi)源程序修改程序之前需要先打開(kāi)程序。打開(kāi)源程序文件通常使用如下方法：方法1：在文件列表窗口中雙擊對(duì)應(yīng)的C程序文件名，可以打開(kāi)選定的源文件。這種方法常用于打開(kāi)最近編輯過(guò)的源文件。方法2