C語言程序設(shè)計PPT--第一章--基本知識

1、C程序設(shè)計 第一章 基本知識 主講：高利軍,第1,C程序設(shè)計,學(xué)時 72/20 周一（1，2）1C506 周二（5，6）1C407 周五（1，2） 1C407,C程序設(shè)計 第六章 數(shù)組 主講：高利軍,第2,概述,本課程重點 重點：講述程序設(shè)計方法上 進行程序設(shè)計方法及算法的訓(xùn)練 力求體現(xiàn)“結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計”思想 培養(yǎng)和訓(xùn)練良好 的程序設(shè)計風(fēng)格 課程介紹 課程組成 本章主要內(nèi)容 程序設(shè)計語言 高級語言程序的執(zhí)行過程 C 簡況 算法概念 流程圖,C程序設(shè)計 第六章 數(shù)組 主講：高利軍,第3,C程序設(shè)計 第六章 數(shù)組 主講：高利軍,第4,1.1 程序設(shè)計語言 計算機系統(tǒng)的工作是由事先設(shè)計好的程序來控制

2、的。 程序: 是一個指令序列 。 程序設(shè)計: 為計算機編排程序的過程。 程序設(shè)計語言: 用于編寫、描述計算機程序的語言 。 程序設(shè)計語言分成三類： 機器語言、 匯編語言、 高級語言。,C程序設(shè)計 第六章 數(shù)組 主講：高利軍,第5,機器語言,機器語言 由能被計算機直接執(zhí)行的機器指令組成，每條機器指令是一串二進制代碼。 例如計算：,我們用 Pentium 機器語言編程序。,C程序設(shè)計 第六章 數(shù)組 主講：高利軍,第6,1010 1001 0001 0110 0000 0001 0011 1100 0001 1000 0000 0001 0111 1100 0000 0101 0010 1101 0

3、001 0101 0000 0000 1110 1010 0000 0011 0000 0101 0001 0101 0000 0000 1010 0011 0001 1000 0000 0001 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 缺點：容易出錯、調(diào)試極為困難、程序極不好讀 。,設(shè):程序從100號單元開始；X 、Y 分別占用 116 、118 號單元用 Pentium 機器語言可編出如下程序片段:,C程序設(shè)計 第六章 數(shù)組 主講：高利軍,第7,匯編語言,符號化了的機器語言 。 完成同樣計算的 Pentium 匯編語言程序片段如下： MOVAX,X

4、CMPAX,Y JLS1 SUBAX,15 JMPS2 S1:ADDAX,15 S2:MOVY,AX X DW ? Y DW ? 優(yōu)點: 與機器語言比較，它易寫,易讀,易檢查,易修改。 缺點：仍然十分煩瑣， 依賴于具體的計算機， 程序不便于移植。,C程序設(shè)計 第六章 數(shù)組 主講：高利軍,第8,高級語言,不依賴于具體計算機，比較接近于自然語言或?qū)I(yè)語言的方式描述操作。 使用 C 語言完成同樣的計算, 可用如下語句： if （ XY ） Y=X+15; else Y=X-15; 優(yōu)點： 十分好讀， 編碼簡單， 有通用性， 便于移植。 缺點：執(zhí)行效率相對較低,C程序設(shè)計 第六章 數(shù)組 主講：高利軍,

5、第9,程序的執(zhí)行,盡管匯編語言和高級語言編寫程序比機器語言方便得多。但是不幸的是計算機只認識二進制代碼(機器語言) 。 必須把用匯編語言或高級語言寫的程序（稱源程序）翻譯成等價的機器語言程序（稱目標程序）。 翻譯器也是一個程序，并且稱匯編語言的翻譯器為匯編程序，高級語言的翻譯器為編譯程序。,C程序設(shè)計 第六章 數(shù)組 主講：高利軍,第10,匯編語言或高級語言編程序解題的過程,C程序設(shè)計 第六章 數(shù)組 主講：高利軍,第11,ALGOL是計算機發(fā)展史上首批產(chǎn)生的高級語言 ，Algol 60是程序設(shè)計語言發(fā)展史上的一個里程碑，它標志著程序設(shè)計語言成為一門獨立的科學(xué)學(xué)科，并為后來軟件自動化及軟件可靠性的

6、發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 Algol 60：1960年1月，圖靈獎獲得者:艾倫.佩利（Alan J.Perlis）在巴黎舉行的有全世界一流軟件專家參加的討論會上，發(fā)表了“算法語言Algol 60報告”，確定了程序設(shè)計語言Algol 60。1962年，艾倫.佩利又對Algol 60進行了修正。 C語言的原型ALGOL 60語言。（也稱為A語言） 1963年，劍橋大學(xué)將ALGOL 60語言發(fā)展成為CPL(Combined Programming Language)語言。 1967年，劍橋大學(xué)的Matin Richards 對CPL語言進行了簡化，于是產(chǎn)生了BCPL語言。 1970年，美國貝爾實驗室的Ken

7、 Thompson將BCPL進行了修改，并為它起了一個有趣的名字“B語言”。并且他用B語言寫了第一個UNIX操作系統(tǒng)。 而在1973年，美國貝爾實驗室的D.M.RITCHIE在B語言的基礎(chǔ)上最終設(shè)計出了一種新的語言，他取了BCPL的第二個字母作為這種語言的名字，這就是C語言。 為了使UNIX操作系統(tǒng)推廣，1977年Dennis M.Ritchie 發(fā)表了不依賴于具體機器系統(tǒng)的C語言編譯文本可移植的C語言編譯程序。即是著名的ANSI C。 1978年由美國電話電報公司(AT /* 字串照原樣輸出 */ printf (“* BBI *n”); printf (“*n”); ,運行結(jié)果: * *

8、BBI * *,例2 main ( ) int a, b, c, sum; a=10; b=20; c=30; sum=a+b+c; printf (“sum=%dn”, sum); /* %d是指按十 進 制整數(shù)格式輸出 */,運行結(jié)果: sum=60,執(zhí)行過程？,C程序設(shè)計 第六章 數(shù)組 主講：高利軍,第14,如下是一個完整的 C 程序，該程序由兩個編譯單元組成，每個編譯單元保存在一個源程序文件中。 文件hello.c的內(nèi)容： 文件startup.c的內(nèi)容：,#include void hello(void) printf(“Hello!n”); ,extern void hello(vo

9、id) int main(void) hello(); return 0 ,C程序設(shè)計 第六章 數(shù)組 主講：高利軍,第15,運行該程序的過程是： 使用C 編譯程序分別編譯兩個C源程序文件“hello.c”和“startup.c”，生成兩個目標代碼模塊文件： “hello.obj” 和 “startup.obj” 使用連接程序進行連接，把“hello.obj”和“startup.obj”以及需要的庫函數(shù)連接到一起，生成可執(zhí)行的機器語言程序： “startup.exe”； 執(zhí)行“startup.exe”， 得到的運行結(jié)果是在屏幕上顯示字符串 Hello,C程序設(shè)計 第六章 數(shù)組 主講：高利軍,第1

10、6,程序的構(gòu)成,一個程序應(yīng)包含以下兩方面內(nèi)容： 對數(shù)據(jù)的描述。在程序中要指定數(shù)據(jù)的類型和數(shù)據(jù)的組織形式，即數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（data structure）。 對操作的描述。即操作步驟，也就是算法（algorithm）。 程序=算法+ 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 程序=算法+ 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+ 程序設(shè)計方法+ 語言工具和環(huán)境。,C程序設(shè)計 第六章 數(shù)組 主講：高利軍,第17,算法,算法是一個計算過程，具體指明應(yīng)該進行的操作，描述解決問題的方法和途徑，它是程序設(shè)計的基礎(chǔ)和精髓。 計算機算法：計算機能夠執(zhí)行的算法。 計算機算法可分為兩大類： 數(shù)值運算算法：求解數(shù)值，目前對各種數(shù)值運算都有比較成熟的算法可供選用； 非數(shù)值運算算法：主

11、要用于事務(wù)管理領(lǐng)域。,C程序設(shè)計 第六章 數(shù)組 主講：高利軍,第18,算法的特點,一個有效的算法具有如下特點 有窮性：一般情況下一個算法應(yīng)該在有限的時間內(nèi)終止，不應(yīng)該是無限的（當(dāng)然也有例外，比如操作系統(tǒng)）。有窮性往往指在合理的時間范圍內(nèi) 。 確定性：算法中的每一個步驟都應(yīng)該是確定的，含義是唯一的，不應(yīng)該是模糊的、模棱兩可的。 有效性: 算法中的每一個步驟都應(yīng)該是有效的，都能夠被有效的執(zhí)行并得到確定的結(jié)果，不應(yīng)該存在無效的操作。 有零個或多個輸入：輸入可有可無。 一個或多個輸出：算法的目的是為了求解，沒有輸出，算法是沒有意義。,C程序設(shè)計 第六章 數(shù)組 主講：高利軍,第19,設(shè)計好算法的目標,可

12、讀性：算法主要是為了人的閱讀與交流，其次才是機器執(zhí)行。 健壯性：當(dāng)輸入數(shù)據(jù)非法時，算法也能適當(dāng)?shù)淖鞒龇磻?yīng)或進行處理，不會產(chǎn)生莫名其妙的錯誤。 效率與低存儲量需求：效率指的是算法執(zhí)行的時間，對于同一個問題如果有多個算法可以解決，執(zhí)行時間短的算法效率高。 正確性：算法應(yīng)當(dāng)滿足具體問題的需求。 “正確”含義，分為四個層次： 程序不含語法錯誤； 程序?qū)τ趲捉M輸入數(shù)據(jù)能夠得出滿足規(guī)格說明的結(jié)果； 程序?qū)τ诰x的典型、苛刻而帶有刁難性的幾組輸入數(shù)據(jù)能夠得出滿足規(guī)格說明要求的結(jié)果； 程序?qū)σ磺泻戏ǖ臄?shù)據(jù)數(shù)據(jù)都能產(chǎn)生滿足規(guī)格說明要求的結(jié)果；,C程序設(shè)計 第六章 數(shù)組 主講：高利軍,第20,算法的表示方法,自然

13、語言法 對于簡單的問題可以用自然語言法，一般都不使用自然語言法。 自然語言是有二義性問題； 例子：張先生對李先生說他的孩子考上大學(xué)了。（二義性） 對于分支和循環(huán)的算法，自然語言描述不方便。 流程圖法 傳統(tǒng)流程圖 NS流程圖 PAD圖 偽代碼 程序語言,C程序設(shè)計 第六章 數(shù)組 主講：高利軍,第21,算法自然語言例子,例：求5! 算法一：最原始的方法進行 S1：先求1*2，得到2； S2：將S1得到的乘積2再乘以3，得到結(jié)果6； S3：再將S2得到的乘積6乘以4，得24； S4：最后將S3得到的乘積24再乘5，得120，即最后的結(jié)果。,C程序設(shè)計 第六章 數(shù)組 主講：高利軍,第22,用偽代碼表示

14、算法求1*2*3*4*5,算法二：設(shè)置兩個變量，一個變量代表被乘數(shù)，一個變量代表乘數(shù)。不必設(shè)變量存放乘積結(jié)果，而直接將每一個步驟的乘積放到被乘數(shù)變量中。用循環(huán)算法來求結(jié)果。 S1：使p=1 S2：使i=2 S3：使p*i，乘積仍放在變量p中，可表示為p*i=p S4：使i的值加1，即i+1=i S5：如果i不大于5，返回重新執(zhí)行步驟S3以及其后的步驟S4和S5；否則算法結(jié)束，最后p中的值就是5!的值,C程序設(shè)計 第六章 數(shù)組 主講：高利軍,第23,算法的基本操作 1表達式以及給變量賦值 2讀（輸入） 3寫（輸出） 基本的控制結(jié)構(gòu)包括： 4順序控制結(jié)構(gòu) 5分支控制結(jié)構(gòu) 6循環(huán)控制結(jié)構(gòu) 7函數(shù)調(diào)用

15、 8函數(shù)返回,C程序設(shè)計 第六章 數(shù)組 主講：高利軍,第24,用圖框表示各種操作，用圖形表示算法。直觀形象，易于理解。 美國國家標準化協(xié)會ANSI規(guī)定了一些常用的流程圖符號,用流程圖表示算法,C程序設(shè)計 第六章 數(shù)組 主講：高利軍,第25,例2.1：求1*2*3*4*5,開始,1=p,2=i,pi=p,i+1=i,i5,打印p,結(jié)束,用流程圖表示算法,例2.3：一至3個整數(shù)，要求將3個整數(shù)按照從小到大的次序輸出,C程序設(shè)計 第六章 數(shù)組 主講：高利軍,第26,例2.3：一至3個整數(shù)，要求將3個整數(shù)按照從小到大的次序輸出,用流程圖表示算法,C程序設(shè)計 第六章 數(shù)組 主講：高利軍,第27,練習(xí),有

16、50個學(xué)生，要求將他們之中成績在80分以上者打印出來。用n表示學(xué)生學(xué)號，n1代表第一個學(xué)生學(xué)號，ni代表第i個學(xué)生學(xué)號。用g表示學(xué)生成績，gi表示第i個學(xué)生成績。 判斷2000-2500年中的每一年是否是閏年，將結(jié)果輸出。閏年條件：1、能被4整除，但不能被100整除的年份都是閏年，例如1996、2004都是閏年；2、能被100整除，又能被400整除的年份是閏年。如1600年、2000都是閏年。,C程序設(shè)計 第六章 數(shù)組 主講：高利軍,第28,有50個學(xué)生，要求將他們之中成績在80分以上者打印出來。用n表示學(xué)生學(xué)號，n1代表第一個學(xué)生學(xué)號，ni代表第i個學(xué)生學(xué)號。用g表示學(xué)生成績，gi表示第i個學(xué)生成績。,C程序設(shè)計 第六章 數(shù)組 主講：高利軍,第29,判斷2000-2500年中的每一年是否是閏年，將結(jié)果輸出。閏年條件：1、能被4整除，但不能被100整除的年份都是閏年，例如1996、2004都是閏年；2、能被100整除，又能被400整除的年份是閏年。如1600年、2000都是閏年。,If(（year%4=0&year%100！=0）|（year%10