C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與試驗(yàn).ppt

1、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與試驗(yàn),1,C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與試驗(yàn),教學(xué)要求 掌握程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的基本知識(shí) 常用算法 初步的程序設(shè)計(jì)能力 學(xué)習(xí)方法 自主學(xué)習(xí) 重視上機(jī)實(shí)踐,2,如何盡快學(xué)會(huì)用C語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì),了解程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(C語(yǔ)言) 模仿、改寫(xiě)、編寫(xiě) 通過(guò)不斷的編程實(shí)踐，逐步領(lǐng)會(huì)和掌握程序設(shè)計(jì)的基本思想和方法。,3,教材和參考書(shū),C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，何欽銘、顏暉主編，高等教育出版社，2008 C語(yǔ)言編程（第3版），美Stephen, G.Kochan，張小潘譯，電子工業(yè)出版社，2006 C語(yǔ)言教程（第4版），美Al Kelley, Ira Pohl，徐波譯，機(jī)械工業(yè)出版社，2007 標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言基礎(chǔ)教程（第4

2、版），美Gary J. Bronson，單先余等譯，電子工業(yè)出版社，2006 C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，美Brian W. Kernighan, Dennis M. Ritchie，徐寶文等譯，機(jī)械工業(yè)出版社，2006,4,Chap 1 引 言,一個(gè)C語(yǔ)言程序 程序與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 C語(yǔ)言的發(fā)展歷史與特點(diǎn) 實(shí)現(xiàn)問(wèn)題求解的過(guò)程,5,1.1 一個(gè)C語(yǔ)言程序,例1-1求階乘問(wèn)題。輸入一個(gè)正整數(shù)n，輸出n!。 #include /* 編譯預(yù)處理命令 */ int main(void) /* 主函數(shù) */ int n; /* 變量定義 */ int factorial(int n); /* 函數(shù)聲明 */ scan

3、f(%d, ,6,1.2 程序與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,程序 人們?yōu)榻鉀Q某種問(wèn)題用計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的代碼編排的一系列加工步驟。 程序的執(zhí)行過(guò)程實(shí)際上是對(duì)程序所表達(dá)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的過(guò)程。 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 提供了一種表達(dá)數(shù)據(jù)與處理數(shù)據(jù)的功能 要求程序員按照語(yǔ)言的規(guī)范編程,7,1.2 程序與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,程序與指令 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的功能 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的語(yǔ)法 程序的編譯與編程環(huán)境,8,程序與指令,指令：計(jì)算機(jī)的一個(gè)最基本的功能 如實(shí)現(xiàn)一次加法運(yùn)算或?qū)崿F(xiàn)一次大小的判別 計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)所能實(shí)現(xiàn)的指令的集合 程序：一系列計(jì)算機(jī)指令的有序組合,9,程序與指令,例1-2 編寫(xiě)程序，分別求和與乘積 虛擬的計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)

4、（7條指令 ） 指令1：Input X 將當(dāng)前輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到內(nèi)存的X單元 指令2：Output X 將內(nèi)存X單元的數(shù)據(jù)輸出。 指令3：Add X Y Z 將內(nèi)存X單元的數(shù)據(jù)與Y單元的數(shù)據(jù)相加并將結(jié)果存儲(chǔ)到Z單元。 指令4：Sub X Y Z 將內(nèi)存X單元的數(shù)據(jù)與Y單元的數(shù)據(jù)相減并將結(jié)果存儲(chǔ)到Z單元。 指令5：BranchEq X Y P 比較X與Y，若相等則程序跳轉(zhuǎn)到P處執(zhí)行，否則繼續(xù)執(zhí)行下一條指令。 指令6：Jump P 程序跳轉(zhuǎn)到P處執(zhí)行。 指令7：Set X Y 將內(nèi)存Y單元的值設(shè)為X。,10,程序與指令,輸入3個(gè)數(shù)A, B和C，求A+B+C的結(jié)果 Input A; 輸入第1個(gè)數(shù)據(jù)到存儲(chǔ)

5、單元A中 Input B; 輸入第2個(gè)數(shù)據(jù)到存儲(chǔ)單元B中 Input C; 輸入第3個(gè)數(shù)據(jù)到存儲(chǔ)單元C中 Add A B D; 將A、B相加并將結(jié)果存在D中 Add C D D; 將C、D相加并將結(jié)果存在D中 Output D; 輸出D的內(nèi)容,11,程序與指令,輸入2個(gè)數(shù)A和B，求A*B的結(jié)果 1Input A; 輸入第1個(gè)數(shù)據(jù)到存儲(chǔ)單元A中 2Input B; 輸入第2個(gè)數(shù)據(jù)到存儲(chǔ)單元B中 3Set 0 X; 將X設(shè)為0，此處X用以統(tǒng)計(jì)A累加的次數(shù) 4Set 0 Z; 將Z設(shè)為0，此處Z用以存放A*B的結(jié)果 5BranchEq X B 9; 判別X與B是否相等；若相等說(shuō)明A 已累加了B次，程

6、序跳轉(zhuǎn)到第9條指令，輸出結(jié)果 6Add Z A Z; Z = Z + A 7Add 1 X X; X = X + 1 8Jump 5; 程序跳轉(zhuǎn)到第5條指令，繼續(xù)循環(huán)執(zhí)行第6條、7條指令 9Output Z; 輸出Z的值，該值等于A*B,12,程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的功能,數(shù)據(jù)表達(dá)：表達(dá)所要處理的數(shù)據(jù) 流程控制：表達(dá)數(shù)據(jù)處理的流程,13,數(shù)據(jù)表達(dá),數(shù)據(jù)表達(dá)：一般將數(shù)據(jù)抽象為若干類型 數(shù)據(jù)類型:對(duì)某些具有共同特點(diǎn)的數(shù)據(jù)集合的總稱 代表的數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)類型的定義域） 在這些數(shù)據(jù)上做些什么（即操作或稱運(yùn)算） 例如：整數(shù)類型 包含的數(shù)據(jù)：，-2，-1，0，1，2， 作用在整數(shù)上的運(yùn)算：+ 、 - 、 * 、 /等,

7、14,Number， Data,數(shù)據(jù)表達(dá),C語(yǔ)言提供的數(shù)據(jù)類型 基本數(shù)據(jù)類型：程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言事先定義好，供程序員直接使用，如整型、實(shí)型（浮點(diǎn)型）、字符型等。 構(gòu)造類型：由程序員構(gòu)造，如數(shù)組、結(jié)構(gòu)、文件、指針等。 各種數(shù)據(jù)類型的常量與變量形式 常量（常數(shù)）與變量,15,流程控制,結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法 將復(fù)雜程序劃分為若干個(gè)相互獨(dú)立的模塊 模塊：一條語(yǔ)句（Statement）、一段程序或一個(gè)函數(shù)（子程序）等 單入口、單出口,16,流程控制,任何程序都可以將模塊通過(guò)3種基本的控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合來(lái)實(shí)現(xiàn),17,順序結(jié)構(gòu),循環(huán)結(jié)構(gòu),分支結(jié)構(gòu),流程控制,語(yǔ)句級(jí)控制：3種基本的控制結(jié)構(gòu) 順序控制結(jié)構(gòu)：自然順序執(zhí)行

8、分支控制結(jié)構(gòu)（選擇結(jié)構(gòu)）：根據(jù)不同的條件來(lái)選擇所要執(zhí)行的模塊 循環(huán)控制結(jié)構(gòu)：重復(fù)執(zhí)行某個(gè)模塊 單位級(jí)控制：函數(shù)的定義與調(diào)用 處理復(fù)雜問(wèn)題時(shí), 將程序分為若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子程序（函數(shù)）,18,程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的語(yǔ)法,用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言所寫(xiě)的程序必須符合相應(yīng)語(yǔ)言的語(yǔ)法 源程序（源代碼）是一個(gè)字符序列，這些字符序列按順序組成了一系列“單詞”，“單詞”的組合就形成了語(yǔ)言有意義的語(yǔ)法單位，一些簡(jiǎn)單語(yǔ)法單位的組合又形成了更復(fù)雜的語(yǔ)法單位，最后一系列語(yǔ)法單位組合成程序。,19,程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的語(yǔ)法,C語(yǔ)言的主要“單詞” （1）標(biāo)識(shí)符: C語(yǔ)言的標(biāo)識(shí)符規(guī)定由字母、數(shù)字以及下劃線組成，且第一個(gè)字符必須是字母或下劃線。 （

9、2）保留字(關(guān)鍵字): 它們是C語(yǔ)言規(guī)定的、賦予它們以特定含義、有專門(mén)用途的標(biāo)識(shí)符。 （3）自定義標(biāo)識(shí)符: 包括在程序中定義的變量名、數(shù)據(jù)類型名、函數(shù)名以及符號(hào)常量名。有意義的英文單詞 （4）常量: 常量是有數(shù)據(jù)類型的，如，123、12.34 （5）運(yùn)算符。代表對(duì)各種數(shù)據(jù)類型實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)象的運(yùn)算。如，+（加）、-（減）、*（乘）、/（除）、%（求余）、（大于）,20,程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的語(yǔ)法,C語(yǔ)言的主要語(yǔ)法單位 （1）表達(dá)式: 運(yùn)算符與運(yùn)算對(duì)象組合就形成了表達(dá)試。如，2 + 3 * 4 （2）變量定義: 變量也有數(shù)據(jù)類型，所以在定義變量時(shí)要說(shuō)明相應(yīng)變量的類型。如: int i; （3）語(yǔ)句: 語(yǔ)句是

10、程序最基本的執(zhí)行單位，程序的功能就是通過(guò)對(duì)一系列語(yǔ)句的執(zhí)行來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 （4）函數(shù)定義與調(diào)用,21,程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的語(yǔ)法,語(yǔ)句： 表達(dá)式語(yǔ)句：表達(dá)式加分號(hào)“;” 分支語(yǔ)句：實(shí)現(xiàn)分支控制過(guò)程 if (a b) x = a; else x = b; 循環(huán)語(yǔ)句：實(shí)現(xiàn)循環(huán)控制的過(guò)程 sum = 0; /* 初始化sum和i */ i = 1; while (i = 100) /* while循環(huán)語(yǔ)句 */ sum = sum + i; i = i + 1; 復(fù)合語(yǔ)句：用一對(duì)“ ”，將若干語(yǔ)句順序組合在一起就形成了一個(gè)程序段。,22,程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的語(yǔ)法,函數(shù)定義與調(diào)用： 函數(shù)是完成特定任務(wù)的獨(dú)立模塊，函數(shù)的

11、使用最主要涉及到函數(shù)的定義與調(diào)用。 輸入輸出： C語(yǔ)言沒(méi)有輸入輸出語(yǔ)句，用庫(kù)函數(shù) printf、scanf等實(shí)現(xiàn)。,23,程序的編譯與編程環(huán)境,程序的編譯 編譯器 程序 計(jì)算機(jī)直接能理解的指令序列 編譯器：對(duì)源程序進(jìn)行詞法分析、語(yǔ)法與語(yǔ)義分析，生成可執(zhí)行的代碼。 直接指出程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤 編程環(huán)境 包括編輯程序（Edit）、編譯（Compile）、調(diào)試（Debug）等過(guò)程。 掌握程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言：根據(jù)語(yǔ)言的語(yǔ)法，用語(yǔ)言表達(dá)數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)程序的控制，并會(huì)使用編程環(huán)境。,24,C 語(yǔ)言上機(jī)過(guò)程,源程序 test.cpp test.obj 可執(zhí)行代碼 test.exe,25,編譯,連接,運(yùn)行,1.3 C語(yǔ)言

12、的發(fā)展歷史與特點(diǎn),歷史 1972年：貝爾實(shí)驗(yàn)室的Dennis Ritchie在B語(yǔ)言的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了C語(yǔ)言。 1978年：B.W.Kernighan和D.Ritchie（簡(jiǎn)稱K 重復(fù)累加，用循環(huán)語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)，在循環(huán)過(guò)程中： (1) 判別 i 是不是偶數(shù)：用分支控制語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)。 (2) 對(duì)循環(huán)次數(shù)進(jìn)行控制：通過(guò) i 值的變化,29,問(wèn)題分析與算法設(shè)計(jì),思路 確定算法 算法：一組明確的解決問(wèn)題的步驟，它產(chǎn)生結(jié)果并可在有限的時(shí)間內(nèi)終止。 算法的描述： 自然語(yǔ)言 偽代碼 流程圖：算法的圖形表示法,30,31,實(shí)現(xiàn)問(wèn)題求解的過(guò)程,2編輯程序 生成程序的源文件，C語(yǔ)言源文件的后綴為 .c / .cpp #

13、include int main(void) int i, sum = 0; for(i = 1; i = 100; i+) if (i%2 = 0) sum = sum + i; printf(%d, sum); return 0; ,32,實(shí)現(xiàn)問(wèn)題求解的過(guò)程,3程序編譯連接 編輯程序后，用該語(yǔ)言的編譯程序?qū)ζ溥M(jìn)行編譯，以生成二進(jìn)制代碼表示的目標(biāo)程序(.obj)，與編程環(huán)境提供的庫(kù)函數(shù)進(jìn)行連接（Link）形成可執(zhí)行的程序(.exe)。 編譯程序指出語(yǔ)法錯(cuò)誤 語(yǔ)法錯(cuò)誤VS邏輯錯(cuò)誤,33,實(shí)現(xiàn)問(wèn)題求解的過(guò)程,4運(yùn)行與調(diào)試 經(jīng)過(guò)編輯、編譯、連接，生成執(zhí)行文件后，就可以在編程環(huán)境或操作系統(tǒng)環(huán)境中運(yùn)行該程序。 如果程序運(yùn)行所產(chǎn)生的結(jié)果不是你想要的結(jié)果，這是程序的語(yǔ)義錯(cuò)誤（邏輯錯(cuò)誤）。 調(diào)試：在程序中查找錯(cuò)誤并修改錯(cuò)誤的過(guò)