C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課件 第1章 引論

第1章引論,1.1計(jì)算機(jī)語(yǔ)言1.2語(yǔ)言和實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言的工具1.3C語(yǔ)言簡(jiǎn)介1.4一個(gè)簡(jiǎn)單的C程序1.5程序開(kāi)發(fā)過(guò)程1.6解決問(wèn)題與程序設(shè)計(jì)1.7TurboC上機(jī)步驟,1.1計(jì)算機(jī)語(yǔ)言,程序是用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言寫(xiě)成的。編程的實(shí)質(zhì)就是用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言來(lái)表達(dá)要解決的問(wèn)題的邏輯。用計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言寫(xiě)成的代碼被語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)工具(TurboC,VC,VB,Delphi或C+Builder)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)的最低級(jí)機(jī)器語(yǔ)言，這就完成了人與機(jī)器在程序制定上的最后溝通?？梢?jiàn)，你的思路是先用人類(lèi)自己的語(yǔ)言思考，然后用一門(mén)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言寫(xiě)成代碼，最終需要一個(gè)語(yǔ)言工具來(lái)將它轉(zhuǎn)換成機(jī)器可以理解的機(jī)器語(yǔ)言。我們要學(xué)的就是一門(mén)承上啟下的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。這樣語(yǔ)言有很多:BASICPascalC,C+，Java，C#，我們學(xué)的C語(yǔ)言是使用最多的語(yǔ)言。有關(guān)C語(yǔ)言的更多特點(diǎn)，將在以后的章節(jié)談到。,返回,1.2語(yǔ)言和實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言的工具,1.2.1機(jī)器語(yǔ)言計(jì)算機(jī)的機(jī)器語(yǔ)言是由這些0和1組成的。事實(shí)上，計(jì)算機(jī)單的所有數(shù)據(jù)，無(wú)論是一個(gè)程序、一篇文稿、一張照片還是一首MP3,最終都是0和11.2.2匯編語(yǔ)言匯編語(yǔ)言?xún)H是機(jī)器語(yǔ)言的一種助記符，兩者之間沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，所以很多時(shí)候人們把兩者等同視之。1.2.3高級(jí)語(yǔ)言匯編語(yǔ)言和機(jī)器語(yǔ)言雖然很難記難寫(xiě)，但它們的代碼效率高、占用內(nèi)存少，這相當(dāng)符合當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器昂貴、處理器功能有限等硬件特點(diǎn)。,返回,下一頁(yè),1.2語(yǔ)言和實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言的工具,一門(mén)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言“越符合機(jī)器的特點(diǎn)，同時(shí)也就越不符合人類(lèi)的特點(diǎn)”。最早有Pascal,C,C+,BASIC等數(shù)白種高級(jí)語(yǔ)言，現(xiàn)在又有Java,C#等。高級(jí)語(yǔ)言的高級(jí)之處在于它總是盡量接近人類(lèi)的自然語(yǔ)言和思維方式。1.2.4語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)工其無(wú)論是在寫(xiě)代碼的過(guò)程，還是最后要編譯成可執(zhí)行文件，都需要有一個(gè)工具存在。這一工具一般稱(chēng)為編程集成環(huán)境(IDE)。之所以稱(chēng)為集成，是因?yàn)閺膶?xiě)代碼到最后軟件的出爐，我們需要它的地方實(shí)在太多了。下面列出其中最重要的功能項(xiàng)。,返回,下一頁(yè),上一頁(yè),1.2語(yǔ)言和實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言的工具,(1)方便的代碼編輯功能(2)程序編譯這功能(3)程序調(diào)試功能(4)其他輔助功能,返回,上一頁(yè),1.3C語(yǔ)言簡(jiǎn)介,C語(yǔ)言是貝爾實(shí)驗(yàn)室DennisRitchie在1973年設(shè)計(jì)的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，其目的是用來(lái)寫(xiě)操作系統(tǒng)和系統(tǒng)程序，初期用在PDP-11計(jì)算機(jī)上寫(xiě)UNIX操作系統(tǒng)。1.3.1C語(yǔ)言的特點(diǎn)c語(yǔ)言之所以能被世界計(jì)算機(jī)界廣泛接受是由于其自身的特點(diǎn)。C語(yǔ)言的主要特點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)。C語(yǔ)言比較簡(jiǎn)單，是一個(gè)比較小的語(yǔ)言。C語(yǔ)言提供了豐富的程序機(jī)制，包括各種控制機(jī)制和數(shù)據(jù)定義機(jī)制，能滿(mǎn)足構(gòu)造復(fù)雜程序時(shí)的各種需要。,返回,下一頁(yè),1.3C語(yǔ)言簡(jiǎn)介,C語(yǔ)言提供了一套預(yù)處理命令，支持程序或軟件系統(tǒng)的分塊開(kāi)發(fā)。C語(yǔ)言的另一特點(diǎn)是可以寫(xiě)出效率很高的程序。C語(yǔ)言的設(shè)計(jì)得到世界計(jì)算機(jī)界的廣泛贊許。1.3.2C語(yǔ)言的發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)化隨著C語(yǔ)言應(yīng)用的發(fā)展，人們更強(qiáng)烈地希望C語(yǔ)言能成為一種更安全可靠、不依賴(lài)于具體計(jì)算機(jī)和操作系統(tǒng)(如UNIX)的標(biāo)準(zhǔn)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局(ANSI)在20世紀(jì)80年代建立了專(zhuān)門(mén)的小組研究C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題，這項(xiàng)工作的結(jié)果是1988年頒布的ANSIC標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織和各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)所接受，同樣也被采納為中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。,返回,上一頁(yè),1.4一個(gè)簡(jiǎn)單的C程序,1.4.1C程序的加工和執(zhí)行C語(yǔ)言是高級(jí)程序語(yǔ)言，用C語(yǔ)言寫(xiě)出的程序通常稱(chēng)作源程序。C程序人容易使用、書(shū)寫(xiě)和閱讀，但計(jì)算機(jī)卻不能直接執(zhí)行，因?yàn)橛?jì)算機(jī)只能識(shí)別和執(zhí)行特定一進(jìn)制形式的機(jī)器語(yǔ)言程序。為使計(jì)算機(jī)能完成某個(gè)C源程序所描述的工作，就必須首先把這個(gè)源程序轉(zhuǎn)換成一進(jìn)制形式的機(jī)器語(yǔ)言程序，這種轉(zhuǎn)換由C語(yǔ)言系統(tǒng)完成。由源程序到機(jī)器語(yǔ)言程序的轉(zhuǎn)換過(guò)程稱(chēng)為“C程序的加工”。每個(gè)C語(yǔ)言系統(tǒng)都具有加工C源程序的功能，包括“編譯程序”、“連接程序”等，系統(tǒng)單還可能有一些其他的程序或功能模塊。,返回,下一頁(yè),1.4一個(gè)簡(jiǎn)單的C程序,1.4.2程序格式實(shí)際的C程序可能比前面的簡(jiǎn)單例了長(zhǎng)得多。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)C程序是由一系列可打印(可顯示)字符構(gòu)成的，人們一般用普通編輯器或者用專(zhuān)門(mén)的程序開(kāi)發(fā)系統(tǒng)寫(xiě)程序、修改程序。組成程序的字符序列通常按照人閱讀的習(xí)慣被分為一些行(就是在字符序列中插進(jìn)一些換行符)，每行長(zhǎng)度不必相同。注意，上面把花括號(hào)內(nèi)的部分看做下一層次內(nèi)容后退幾格寫(xiě)出，就是希望程序的表面形式能較好反映程序的內(nèi)部層次結(jié)構(gòu)。,返回,上一頁(yè),1.5程序開(kāi)發(fā)過(guò)程,1.5.1程序的開(kāi)發(fā)過(guò)程用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的過(guò)程可以用圖1-1描述，這種過(guò)程大致如下。(1)分析問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種解決問(wèn)題的途徑。(2)根據(jù)所設(shè)想的解決方案，用編輯系統(tǒng)(或IDE)建立程序(3)用編譯程序?qū)υ闯绦蜻M(jìn)行編譯(4)反復(fù)工作直到編譯能正確完成(5)正常連接產(chǎn)生了可執(zhí)行程序后，就可以開(kāi)始程序的調(diào)試執(zhí)行了。,返回,下一頁(yè),1.5程序開(kāi)發(fā)過(guò)程,1.5.2程序錯(cuò)誤所謂排除程序錯(cuò)誤，也就是排除自己在程序設(shè)計(jì)過(guò)程中所犯的錯(cuò)誤，或說(shuō)是改正自己寫(xiě)在程序里的錯(cuò)誤。程序的錯(cuò)誤可以分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是程序書(shū)寫(xiě)形式在某些方面不符合程序語(yǔ)言要求而形成的錯(cuò)誤。對(duì)于這類(lèi)錯(cuò)誤，語(yǔ)言系統(tǒng)在加工程序的過(guò)程中能夠檢查出來(lái)。另一類(lèi)是程序書(shū)寫(xiě)形式本身沒(méi)錯(cuò)，加工過(guò)程能正常完成，產(chǎn)生可執(zhí)行程序，但或是程序執(zhí)行中出了問(wèn)題或是計(jì)算結(jié)果(或執(zhí)行效果)不符合需要的錯(cuò)誤。排除程序錯(cuò)誤的目的就是要消除這兩類(lèi)錯(cuò)誤。,返回,下一頁(yè),上一頁(yè),1.5程序開(kāi)發(fā)過(guò)程,1.5.3程序加工中有關(guān)錯(cuò)誤的排除如果語(yǔ)言系統(tǒng)在程序加工過(guò)程中能查出錯(cuò)誤，編譯程序或連接程序就會(huì)產(chǎn)生出錯(cuò)信息。通常語(yǔ)言處理程序每發(fā)現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤就產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤信息行，指明發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的位置(例如發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的源程序行編號(hào)等)和所確認(rèn)的錯(cuò)誤類(lèi)型，信息行單還可能包括其他信息，供人們檢查程序時(shí)參考編譯程序能發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤(編譯錯(cuò)誤)主要有兩類(lèi)。(1)局部語(yǔ)法錯(cuò)誤，如缺少必要的符號(hào)(C常見(jiàn)的如缺少分號(hào)、括號(hào))，組合符號(hào)拼寫(xiě)不正確等。,返回,下一頁(yè),上一頁(yè),1.5程序開(kāi)發(fā)過(guò)程,(2)程序單上下文關(guān)系方面的錯(cuò)誤。連接程序也可能檢查出一些錯(cuò)誤，這些錯(cuò)誤稱(chēng)為連接錯(cuò)誤。1.5.4程序運(yùn)行中的錯(cuò)誤完成了程序加工，生成了可執(zhí)行程序之后，下一步工作應(yīng)是試驗(yàn)性地運(yùn)行程序了。檢查運(yùn)行情況，看它是否正確實(shí)現(xiàn)了所需功能。程序運(yùn)行中也可出錯(cuò)，出錯(cuò)情況可能有多種。(1)程序執(zhí)行中可能違反了系統(tǒng)環(huán)境的基本要求，例如試圖執(zhí)行某種非法操作。(2)由于編程錯(cuò)誤，致使程序在執(zhí)行中進(jìn)入某種不能結(jié)束的狀態(tài)，一般稱(chēng)“進(jìn)入死循環(huán)”，也就是無(wú)體止地重復(fù)執(zhí)行某段指令而無(wú)法停止。,返回,下一頁(yè),上一頁(yè),1.5程序開(kāi)發(fā)過(guò)程,(3)程序在執(zhí)行中因?yàn)槌霈F(xiàn)某些情況無(wú)法繼續(xù)下去而停止，這時(shí)會(huì)給出運(yùn)行中的動(dòng)態(tài)錯(cuò)誤信息。(4)還有一種情況:程序能執(zhí)行到結(jié)束，并不出錯(cuò)，但是產(chǎn)生的結(jié)果卻不合要求或者不確。,返回,返回,下一頁(yè),上一頁(yè),1.5程序開(kāi)發(fā)過(guò)程,1.5.5動(dòng)態(tài)運(yùn)行錯(cuò)誤的排除人們常把程序錯(cuò)誤分為兩類(lèi)。一類(lèi)是靜態(tài)錯(cuò)誤，通過(guò)靜態(tài)檢查源程序可以清楚地看到它們。編譯程序、連接程序能發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤都屬于這一類(lèi)。系統(tǒng)在加工中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤給出信息后，比較容易通過(guò)檢查有關(guān)位置的上下文，確定錯(cuò)誤原因和改正方法。另一類(lèi)稱(chēng)為動(dòng)態(tài)運(yùn)行錯(cuò)誤，出現(xiàn)在程序執(zhí)行中，確認(rèn)和糾正，都更困難。僅能從程序代碼、數(shù)據(jù)情況與得到的結(jié)果去設(shè)法弄清原因，需要更多的分析和思考。在發(fā)現(xiàn)動(dòng)態(tài)運(yùn)行錯(cuò)誤后，首先還是應(yīng)該分析錯(cuò)誤的現(xiàn)象和程序代碼，考慮出現(xiàn)錯(cuò)誤的可能性，逐步排除疑點(diǎn)。,返回,下一頁(yè),上一頁(yè),1.5程序開(kāi)發(fā)過(guò)程,C語(yǔ)言系統(tǒng)通常都為程序的動(dòng)態(tài)檢查提供了支持。尤其是各種集成式開(kāi)發(fā)環(huán)境，它們都為程序的動(dòng)態(tài)檢查提供了強(qiáng)有力的支持。這方面的功能通常包括追蹤、監(jiān)視、設(shè)置斷點(diǎn)、中斷執(zhí)行等，在以調(diào)試方式執(zhí)行程序時(shí)可以使用這些功能，這單做些簡(jiǎn)單介紹。,返回,上一頁(yè),1.6解決問(wèn)題與程序設(shè)計(jì),本課程涉及的東西很多，包括知識(shí)的記憶和靈活掌握，解決問(wèn)題的思維方法，具體處理的手段和技巧，還有許多實(shí)際工作和操作技能問(wèn)題。我們把幾個(gè)重要方面列在這里(1)分析問(wèn)題的能力，特別是從計(jì)算和程序的角度分析問(wèn)題的能力。(2)掌握所用的程序語(yǔ)言，熟悉語(yǔ)言中的各種結(jié)構(gòu)，包括其形式和意義。(3)學(xué)會(huì)寫(xiě)程序。(4)檢查程序錯(cuò)誤的能力。,返回,下一頁(yè),返回,下一頁(yè),1.7TurboC上機(jī)步驟,1.調(diào)用TurboC程序如果用戶(hù)的當(dāng)前目錄是TurboC編譯程序所在的子目錄(例如TC子目錄)，只擊從鍵盤(pán)鍵入“tc”命令即可。用戶(hù)可以通過(guò)以上菜單項(xiàng)來(lái)選擇使用TurboC集成環(huán)境所提供的各項(xiàng)主要功能。2.編輯源文件在編輯(Edit)狀態(tài)下可以根據(jù)需要輸入或修改源程序。,返回,下一頁(yè),上一頁(yè),1.7TurboC上機(jī)步驟,3.編譯源程序選擇“Compile”菜單并在其下拉菜單中選擇“CompiletoOBJ”，則進(jìn)行編