《C語言程序設(shè)計(jì)》案例講義_完整版

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C語言程序設(shè)計(jì)能力標(biāo)準(zhǔn)：1 了解C語言的作用；2 熟悉C程序結(jié)構(gòu)；3 掌握TC集成調(diào)試環(huán)境的使用。知識點(diǎn)：1 C語言是人和計(jì)算機(jī)交流的一種工具；2 C語言程序的執(zhí)行過程。模塊一 認(rèn)識C語言1C語言的發(fā)展計(jì)算機(jī)語言是計(jì)算機(jī)和人交流的工具，必須遵守一定的規(guī)則，具有一定的書寫格式。C語言就是一種計(jì)算機(jī)語言，誕生于1972年，是由美國電話電報(bào)公司（AT&T）貝爾實(shí)驗(yàn)室的Dennis.M.Ritchie設(shè)計(jì)。C語言誕生至今已30多年，其發(fā)展經(jīng)歷了ALGOL(1960年)CPL(1963年)B(1970年)C（1972年）的演變過程。2人機(jī)交流人和計(jì)算機(jī)交流可以采用對話形式的一問一答方式，也可采用任務(wù)方式，即把需要交流的內(nèi)容集中在一起，一次性完成。前者的專業(yè)述語叫解釋方式，后者叫編譯方式。用C語言進(jìn)行人和計(jì)算機(jī)交流采用的是編譯方式。具體過程如下：#include main() float m,k,j;k=5;m=1;for(j=1;j=k;j+) m=m*j;printf(“%f !=%fn”,k,m); 編程 首先人將和計(jì)算機(jī)交流的內(nèi)容按要求，用C語言寫成任務(wù)，如要計(jì)算機(jī)計(jì)算5！，則需要寫出以下任務(wù)：上述用C語言表示的任務(wù)，稱為程序。所謂程序指由一系指令組成，完成某個(gè)具體功能的指令集合。 編譯 計(jì)算機(jī)本身是一堆零件，它只知道高低電平，對應(yīng)到二進(jìn)制就是“0”和“1”這兩個(gè)符號，當(dāng)然它是不認(rèn)識我們用上述符號寫成的程序，因此我們需要將上述程序進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成由“0”和“1”的組合來表示的二進(jìn)制程序，也就是機(jī)器語言程序。我們把這樣的轉(zhuǎn)換稱之為編譯。 連接 為了方便程序的編寫，專業(yè)人員已經(jīng)將許多常用的功能寫成了固定的程序，并已進(jìn)行編譯，我們在編寫實(shí)際應(yīng)用程序時(shí)可以直接使用現(xiàn)成的功能程序，這些功能程序要和用戶編寫的程序連接起來，形成最終計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行的機(jī)器語言程序。 執(zhí)行 經(jīng)過上述三步之后生成的機(jī)器語言程序，在Turbo C系統(tǒng)中稱為目標(biāo)程序，把目標(biāo)程序交給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)在操作系統(tǒng)的支持下，就能按人的要求實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，就是執(zhí)行程序，并把執(zhí)行的結(jié)果輸出在輸出設(shè)備上，供人來閱讀，從而實(shí)現(xiàn)人機(jī)交流。編程.c編譯.exe.obj連接執(zhí)行輸出結(jié)果鍵盤輸入圖1.1 人機(jī)交流的過程為了區(qū)別不同過程中生成的不同對象，計(jì)算機(jī)中用不同的文件擴(kuò)展名來表示，編程階段生成的文件擴(kuò)展名是.c，編譯階段生成的文件擴(kuò)展名是.obj，連接階段生成的文件擴(kuò)展名是.exe。以上過程可用圖1.1表示。3C語言程序的基本結(jié)構(gòu)/*求圓的面積*/#include main() float r,s; /*定義變量r，s表示圓的半徑和面積*/r=5.365; /*給半徑賦值*/s=3.14*r*r; /*計(jì)算面積*/printf(“s=%fn”,s); /*輸出面積*/ 下面通過幾個(gè)C語言程序的實(shí)例，介紹C語言程序的基本構(gòu)成和書寫格式?！纠?-1】已知圓的半徑，請編程求圓的面積。【例1-2】/*求兩個(gè)整數(shù)中的大數(shù)*/#include main() int num1,num2,m; /*定義變量num1，num2和m*/scanf(“%d%d”,&num1,&num2); /*輸入兩個(gè)整數(shù)*/m=max (num1,num2); /*調(diào)用max函數(shù)求大數(shù)存入m變量*/printf(“max=%dn”,m); /*輸出大數(shù)*/ /*用戶設(shè)計(jì)的函數(shù)max*/int max(int x,int y)if(xy)return x; /*比較返回大數(shù)*/ else return y; 請編程求兩個(gè)整數(shù)中的大數(shù)。結(jié)合以上示例，可見C語言程序由以下幾部分組成：1 C語言程序由函數(shù)組成，每個(gè)函數(shù)完成相對獨(dú)立的功能，函數(shù)是C語言程序的基本模塊單元。main和max是函數(shù)名，x，y是函數(shù)max的形式參數(shù)；2 一個(gè)C語言程序總是從main函數(shù)開始執(zhí)行，main函數(shù)執(zhí)行結(jié)束，程序執(zhí)行即結(jié)束；3 C語言程序的開頭部分一般是編譯預(yù)處理命令（如#include，#define命令）和全局變量的定義語句。4C語言程序的書寫格式1 C語言的語句以分號“；”作為語句結(jié)束標(biāo)志；2 每行通常寫一條語句，一行也可寫多條語句，長語句也可分在多行書寫；3 為了使程序更加清晰，便于閱讀，采取縮進(jìn)書寫格式，不同一層次的語句依次縮進(jìn)兩個(gè)字符或者一個(gè)水平制表符；4 注釋由“/*”開始，由“*/”結(jié)束；5 復(fù)合語句由“”括起來；6 編譯預(yù)處理命令后不加“；”。5人機(jī)交流過程的演示（TC集成調(diào)試環(huán)境的使用）Turbo C 是美國Borland 公司的產(chǎn)品，Borland公司是一家專門從事軟件開發(fā)、研制的大公司。該公司在1987年首次推出Turbo C 1.0 產(chǎn)品，其中使用了全然一新的集成開發(fā)環(huán)境，即使用了一系列下拉式菜單，將文本編輯、程序編譯、連接以及程序運(yùn)行一體化，大大方便了程序的開發(fā)。Turbo C 2.0 則是該公司1989年出版的，Turbo C 2.0在原來集成開發(fā)環(huán)境的基礎(chǔ)上增加了查錯(cuò)功能，并可以在Tiny模式下直接生成.com (數(shù)據(jù)、代碼、堆棧處在同一64K 內(nèi)存中) 文件，還可對數(shù)學(xué)協(xié)處理器 (支持8087/80287/80387等)進(jìn)行仿真。使用Turbo C 2.0可以進(jìn)行C語言源程序的編輯、編譯、連接和運(yùn)行，方便用戶程序的調(diào)試。5.1 Turbo C 2.0基本配置要求 Turbo C 2.0可運(yùn)行于IBM-PC系列微機(jī)，包括XT，AT及IBM 兼容機(jī)。 此時(shí)要求DOS 2.0或更高版本支持，并至少需要448K的RAM，可在任何彩、單色80列監(jiān)視器上運(yùn)行。支持?jǐn)?shù)學(xué)協(xié)處理器芯片，也可進(jìn)行浮點(diǎn)仿真，這將加快程序的執(zhí)行。5.2 Turbo C 2.0的啟動 在DOS系統(tǒng)下Turbo C 2.0安裝完畢，將在C盤根目錄下建立一個(gè)TC子目錄，TC下還建立了兩個(gè)了目錄LIB和INCLUDE，LIB子目錄中存放庫文件，INCLUDE子目錄中存放所有頭文件。運(yùn)行Turbo C 2.0時(shí)，只要在TC子目錄下鍵入TC并回車即可進(jìn)入Turbo C 2.0集成開發(fā)環(huán)境。5.3 Turbo C 2.0窗口介紹 進(jìn)入Turbo C 2.0集成開發(fā)環(huán)境中后，屏幕上顯示如圖1.2的TC工作窗口。其中頂上一行為Turbo C 2.0 主菜單，中間窗口為編輯區(qū)，接下來是信息窗口，最底下一行為參考行。這四個(gè)窗口構(gòu)成了Turbo C 2.0的主屏幕，以后的編程、編譯、調(diào)試以及運(yùn)行都將在這個(gè)主屏幕中進(jìn)行。5.4 C語言程序的編輯1編輯一個(gè)新文件圖1.2 TC工作窗口主菜單編輯區(qū)信息窗口參考行如果要輸入或編輯一個(gè)新的C語言程序，應(yīng)該先選File菜單，然后選擇子菜單new，編輯窗口被清空，光標(biāo)定位在左上角（Line 1、Col 1），這時(shí)注意默認(rèn)的文件名為“NONAME.C”。用戶可以開始輸入和編輯源程序了。輸入和編輯程序的操作類似于通常的字處理軟件，通過Insert鍵進(jìn)行插入和改寫狀態(tài)的切換，如果有“Insert”顯示，表示處于插入狀態(tài)。程序輸入完畢要及時(shí)進(jìn)行保存，保存文件操作應(yīng)選擇File菜單的子菜單Save，這時(shí)會彈出一個(gè)對話框如圖1.3所示，要求用戶輸入文件名及其路徑來修改默認(rèn)的路徑和文件名。注意文件的擴(kuò)展名“.c”不可省略。一旦用新的文件名保存文件后，編輯窗口默認(rèn)的文件名“NONAME.C”被改為新的文件名。2. 編輯一個(gè)已存在的文件如果要重新編輯一個(gè)已經(jīng)存在的文件，應(yīng)選擇File菜單下的子菜單Load，這時(shí)會彈出一個(gè)類似于圖1.3的對話框，當(dāng)用戶輸入要打開的文件名和路徑后，即打開了此文件，這時(shí)用戶就可對其進(jìn)行重新編輯并保存。編輯窗口這時(shí)會顯示打開的文件名。3重命名一個(gè)文件如果要對正在編輯的文件重命名，請選擇File菜單下的子菜單Write to，這時(shí)會彈出一個(gè)同樣類似圖1.3的對話框，要求用戶輸入新的文件名和路徑。完成之后編輯窗口將以新的文件名顯示。5.5 C語言程序的編譯和連接圖1.3編輯好源程序并存盤后，應(yīng)當(dāng)對源程序進(jìn)行編譯、連接和運(yùn)行。在Turbo C集成環(huán)境中，進(jìn)行編譯、連接和運(yùn)行是十分方便的，既可以將編譯、連接和運(yùn)行分三個(gè)步驟進(jìn)行，也可以將編譯和連接合起來作為一步進(jìn)行，然后再運(yùn)行；還可以三者合在一起一次完成。既可對單個(gè)模塊的程序進(jìn)行編譯、連接和運(yùn)行，也可以一次對多個(gè)文件模塊的程序進(jìn)行編譯、連接和運(yùn)行。1對單文件程序的編譯和連接（1） 編譯 選擇Compile菜單下的子菜單Complie to OBJ，此時(shí)系統(tǒng)顯示默認(rèn)的目標(biāo)文件名。編譯后，目標(biāo)文件將保存在當(dāng)前工作目錄或配置文件TCCONFIG.TC所指定的輸出目錄中。（2） 連接 有了目標(biāo)文件后，還不能直接運(yùn)行，還要將目標(biāo)文件與系統(tǒng)提供的庫函數(shù)和包含文件等連接成一個(gè)可執(zhí)行文件（擴(kuò)展名為.exe），才能運(yùn)行這個(gè).exe文件。選擇Compile菜單的子菜單Link EXE file，就可執(zhí)行連接操作，在當(dāng)前工作目錄或者配置文件TCCONFIG.TC所指定的輸出目錄中生成一個(gè)可執(zhí)行文件。應(yīng)注意的是，必須是在編譯沒有錯(cuò)誤的情況下才能進(jìn)行連接。圖1.4（3）一次完成編譯和連接 選擇Compile菜單下的子菜單Make EXE file，即可一次完成編譯和連接，從而在當(dāng)前工作目錄或者配置文件TCCONFIG.TC所指定的輸出目錄中生成一個(gè)目標(biāo)文件和一個(gè)可執(zhí)行文件。注：在選擇相關(guān)菜單時(shí)，請注意有些菜單后面跟有快捷鍵提示，也就是說可以直接按對應(yīng)的快捷鍵實(shí)現(xiàn)菜單的功能。如進(jìn)行存盤操作，需要選擇File菜單的子菜單Save，也可以直接按F2鍵，相當(dāng)于進(jìn)行了上面的選擇。2對多個(gè)程序文件進(jìn)行編譯和連接如果一個(gè)源程序包含多個(gè)文件模塊，則應(yīng)當(dāng)對各文件分別進(jìn)行編譯，得到多個(gè)目標(biāo)文件，然后將這些目標(biāo)文件和庫函數(shù)、包含文件等連接成一個(gè)可執(zhí)行文件。Turbo C提供了多個(gè)程序文件進(jìn)行編譯和連接的簡便方法，即將這些文件組成一個(gè)“項(xiàng)目”，為此要建立一個(gè)“項(xiàng)目文件”，以.prj作為擴(kuò)展名，項(xiàng)目文件中包含這些文件，然后將該項(xiàng)目文件交付編譯和連接，就可以得到可執(zhí)行文件了。具體步驟如下：（1）在Turbo C 編輯環(huán)境中，輸入各源文件名，如有兩個(gè)文件需要進(jìn)行編譯和連接，則.prj文件內(nèi)容見圖1.4所示。（2）將上述編輯的內(nèi)容保存成項(xiàng)目文件。選擇File菜單的子菜單Save或Write to，輸入項(xiàng)目文件名包括路徑，并且注意一定要包含擴(kuò)展名.prj，以表示建立的是項(xiàng)目文件。（3）建立項(xiàng)目。選擇Project菜單的子菜單Project name，輸入剛建立的項(xiàng)目文件名。（4）編譯和連接。選擇Compile菜單下的子菜單Make EXE file，系統(tǒng)就會對此項(xiàng)目文件進(jìn)行編譯和連接，并生成兩個(gè)目標(biāo)文件和一個(gè)可執(zhí)行文件，生成的可執(zhí)行文件名同項(xiàng)目文件名。注：在選擇Make EXE file菜單進(jìn)行編譯和連接時(shí)，系統(tǒng)首先查找有無項(xiàng)目文件，如果在Project name中指定了項(xiàng)目文件，則系統(tǒng)優(yōu)先編譯該項(xiàng)目文件，而不是編譯編輯窗口中的文件。應(yīng)特別注意，在處理完一個(gè)多程序文件的編譯和連接后，應(yīng)及時(shí)將Project name清空，否則就會在編譯連接時(shí)仍然把項(xiàng)目文件當(dāng)做編譯對象，而不是編譯編輯窗口中的源文件。3. 編譯和連接過程中的顯示信息（1）編譯過程中出現(xiàn)的信息如圖1.5所示，窗口最上方的Compiling表示是編譯階段的信息；第一行表示編譯的主文件是HELLO.C；第二行正在編譯的是正在編輯的文件HELLO.C；接下來表示編譯的行數(shù)是220，警告0個(gè)，錯(cuò)誤1個(gè)；下面一行表示占用的存儲空間為299KB；最后一行表示編譯成功（Success）或者有錯(cuò)誤(Errors)，請用戶按任意鍵繼續(xù)。需要解釋的是，只有編譯沒有錯(cuò)誤時(shí)，才可以進(jìn)行連接，否則仍需要進(jìn)行編輯，再編譯。（2）連接過程中出現(xiàn)的信息如圖1.6所示，連接過程出現(xiàn)的信息和編譯的信息類似，只有警告和錯(cuò)誤都為0，才表示連接成功，并且最下面也有文字提示Success。只有連接成功才能生成可執(zhí)行文件。圖1.6圖1.55.6 C語言程序的運(yùn)行經(jīng)過成功的編譯和連接之后，就生成了可執(zhí)行文件，這時(shí)就可以運(yùn)行了。運(yùn)行一個(gè)程序，可采用以下幾種方法：1. 在TC的集成環(huán)境中運(yùn)行 選擇Run菜單下的子菜單Run，即可運(yùn)行程序。2. 在DOS環(huán)境下運(yùn)行在DOS提示符下，輸入可執(zhí)行文件的文件名和路徑，即可運(yùn)行程序。3. 在WINDOWS環(huán)境下運(yùn)行（1）選擇WINDOWS開始菜單中的運(yùn)行子菜單，然后輸入文件名及路徑。（2）在資源管理器中雙擊所生成的可執(zhí)行文件名。5.7 在TC集成環(huán)境中查看運(yùn)行結(jié)果在TC集成環(huán)境中有一個(gè)用戶屏幕（User Screen），程序運(yùn)行結(jié)果將顯示在用戶屏幕，從編輯窗口切換到用戶屏幕，選擇Run菜單下的子菜單User Screen，或用快捷鍵Alt+F5即可進(jìn)入用戶屏幕，從用戶屏幕按任意鍵即可進(jìn)入編輯窗口。6C語言學(xué)習(xí)要求1按時(shí)上課及上機(jī)；2勤于思考，多查閱資料；3多進(jìn)行實(shí)踐；4具有團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神；5分組學(xué)習(xí)。7實(shí)驗(yàn)一 TC集成調(diào)試環(huán)境的初識7.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉TC集成調(diào)試環(huán)境；2. 掌握在TC環(huán)境下編輯、編譯、連接和運(yùn)行C語言程序的過程；3. 熟悉C語言程序的組成及書寫格式。7.2 實(shí)驗(yàn)要求1. 普通微機(jī)；2. TC集成調(diào)試環(huán)境。7.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1. TC集成調(diào)試環(huán)境的熟悉1.1啟動TC集成調(diào)試環(huán)境；1.2熟悉各菜單項(xiàng)；1.3熟悉各功能鍵；1.4熟悉編輯窗口各部分的意義；1.5退出TC集成環(huán)境。2. 調(diào)試【例1.1】程序并記錄相關(guān)信息2.1輸入【例1.1】程序，輸入時(shí)省略注釋部分。源程序：2.2用program1.c文件名保存文件在自己的目錄下。2.3編譯program1.c源程序文件，生成program1.obj目標(biāo)文件（該步可能需要反復(fù)進(jìn)行）。編譯提示信息： 修改情況記錄：錯(cuò)誤原因分析：2.4連接程序，生成可執(zhí)行文件program1.exe(2.3和2.4兩步可能需要反復(fù)進(jìn)行)。連接提示信息： 修改情況記錄：錯(cuò)誤原因分析：2.5執(zhí)（運(yùn)）行program1.exe文件，記錄輸出結(jié)果。運(yùn)行結(jié)果：2.6修改【例1.1】程序，求半徑為6.2圓的面積，重復(fù)2.12.5步驟，并記錄每一步相關(guān)信息。3. 調(diào)試【例1.2】程序并記錄相關(guān)信息，用program2.c文件名保存源程序。調(diào)試步驟同2. 。4. 編程求5！，并調(diào)試該程序，記錄每一步相關(guān)信息。7.4思考題1. 請總結(jié)C語言程序調(diào)試的步驟。2. 為什么程序修改后需要重新進(jìn)行編譯、連接和運(yùn)行？3. TC為什么稱為集成調(diào)試環(huán)境？8課后練習(xí)（要求所有程序必須上機(jī)運(yùn)行通過）1 模仿講議中C語言程序，編寫程序求圓的周長。2 模仿講議中C語言程序，編寫程序求兩個(gè)整數(shù)中的小數(shù)。3 上機(jī)運(yùn)行下列程序，并記錄輸出結(jié)果。#include main() printf(“Hello C program world !n”);printf(“I am an university student !n”); 4 請參照第3題的程序，編程輸出下列圖形。* * * * * * * *5 請參照第4題的程序，編程輸出下列圖形。（可選做）* * * * * * * * * * * *6 C語言程序由哪幾部分組成？其程序的基本單位是什么？9補(bǔ)充閱讀9.1計(jì)算機(jī)語言的發(fā)展過程1第一代語言-機(jī)器語言（低級語言）機(jī)器語言是由0、1組成的機(jī)器指令集合，是面向機(jī)器的語言。要使計(jì)算機(jī)按人的意圖工作，就必須使計(jì)算機(jī)懂得人的意圖，接收人向它發(fā)出的命令和信息。人要和機(jī)器交換信息就要解決一個(gè)“語言”的問題。計(jì)算機(jī)并不懂人類的語言（無論是中文或英文），例如，我們要寫y=2x+3，機(jī)器不能接受。它只能識別0和1兩種狀態(tài)，如光電輸入機(jī)中紙帶有孔的地方代表1，無孔的地方代表0。由0和1組成各種排列組合，通過線路轉(zhuǎn)變成電信號，讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行各種不同的操作。這種直接用0和1 組成的機(jī)器指令編寫程序，就是機(jī)器語言源程序。對計(jì)算機(jī)來說，這是它唯一能直接讀懂的語言，所以，通常稱之為機(jī)器語言。但是，對于使用計(jì)算機(jī)的人來說，這是十分難懂的語言，它難讀、難記、難寫，容易出錯(cuò)，不同的機(jī)型又不通用，顯然人和機(jī)器之間的通信存在巨大的鴻溝，只有填補(bǔ)上這個(gè)鴻溝，才能讓用戶使用起來方便容易，機(jī)器又能懂，計(jì)算機(jī)才能發(fā)揮更大的作用，為此，人們研究了一種匯編語言。2第二代語言-匯編語言（低級語言）LDA A 取出AADD B A和B相加STA C 存入CPRINT C 打印CSTOP 停止匯編語言也叫符號語言，它是把用二進(jìn)制數(shù)表示的指令，用一些符號來表示，例如，用表示操作的英文縮寫來代替匯編語言指令代碼。下面是一段匯編語言代碼。這種用符號代替二進(jìn)制代碼的指令，就叫匯編語言。像LDA、ADD這類符號稱之為指令符號或助記符。用匯編語言編寫的程序，稱為匯編語言程序。這種語言，相對于機(jī)器語言來說容易讀、容易記，但是，機(jī)器卻不能識別。因此，計(jì)算機(jī)是無法執(zhí)行的。為了讓機(jī)器能執(zhí)行匯編語言程序，這時(shí)就需要一個(gè)翻譯，正如一個(gè)不懂漢語的外國人到中國來無法同中國人直接交流，需要借助于翻譯一樣，借助于翻譯，將匯編語言程序翻譯成機(jī)器語言程序，這個(gè)翻譯過程叫做“匯編”。匯編后產(chǎn)生的機(jī)器代碼稱為目標(biāo)程序。翻譯可由人手工完成，也可用計(jì)算機(jī)來完成，用計(jì)算機(jī)來做翻譯，實(shí)際上是研制了翻譯程序，把這個(gè)翻譯程序稱為匯編程序。匯編過程如圖1.7所示。匯編語言源程序機(jī)器指令目標(biāo)程序計(jì)算機(jī)執(zhí)行結(jié)果輸出匯編程序（事先放入計(jì)算機(jī)）（匯編）（執(zhí)行）（輸入）圖1.7 匯編過程匯編語言使程序設(shè)計(jì)工作前進(jìn)了一大步，但是仍然存在很多缺點(diǎn)：第一，不便于我們求解問題過程的描述，如一個(gè)數(shù)學(xué)公式，匯編語言的表達(dá)式與人們的習(xí)慣表達(dá)形式差距很大；第二，它仍然是面向機(jī)器的語言，不同機(jī)型，匯編語言也不一樣，因此用它編制程序，沒有通用性。為了克服這些不足之處，人們進(jìn)一步研制開發(fā)出了高級語言。3第三代語言-算法語言（高級語言）算法語言是更接近人的自然語言和數(shù)學(xué)表達(dá)式的一種語言，由表達(dá)不同意義的“關(guān)鍵字”和“表達(dá)式”按照一定的語法語義規(guī)則組成、完全不依賴機(jī)器的指令系統(tǒng)。這樣的高級語言為人們提供了很大的方便，編制出來的程序易讀易記，也便于修改、調(diào)試，大大提高了編制程序的效率和程序的通用性，便于推廣交流，從而極大地推動了計(jì)算機(jī)的普及與應(yīng)用。常見的BASIC、FORTRAN、ALGOL、COBOL、C等都是高級語言。高級語言更接近人的習(xí)慣，便于人的理解與使用，可計(jì)算機(jī)卻更難理解與接受，計(jì)算機(jī)不能直接理解那些英語單詞、數(shù)學(xué)表達(dá)式。所以，為了填補(bǔ)計(jì)算機(jī)和人之間的鴻溝，還得求助于翻譯。這種翻譯通常分為兩種形式，一種叫解釋方式，另一種叫編譯方式。編譯方式是事先編好一個(gè)稱為編譯程序的機(jī)器指令程序，并放在計(jì)算機(jī)中，把用高級語言編寫的源程序輸入計(jì)算機(jī)，編譯程序就把源程序整個(gè)翻譯成用機(jī)器指令表示的目標(biāo)程序，然后執(zhí)行該目標(biāo)程序，得到計(jì)算結(jié)果。其過程如圖1.8所示。高級語言源程序機(jī)器指令目標(biāo)程序計(jì)算機(jī)執(zhí)行結(jié)果輸出編譯程序（事先放入計(jì)算機(jī)）（匯編）（執(zhí)行）（輸入）圖1.8 編譯過程解釋方式是事先編好一個(gè)稱為解釋程序的機(jī)器指令程序，并放在計(jì)算機(jī)中，把用高級語言編寫的源程序輸入計(jì)算機(jī)，它并不像編譯方式那樣把源程序整個(gè)翻譯成用機(jī)器指令表示的目標(biāo)程序，而是逐句地翻譯，譯出一句立即執(zhí)行，即邊解釋邊執(zhí)行。其過程如圖1.9所示。C語言采用的是編譯方式。高級語言的用戶可以完全不顧機(jī)器指令，也不必深入懂得計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，就能方便地使用高級語言編寫程序進(jìn)行各種科學(xué)計(jì)算和事務(wù)處理，并且由于采用編譯（解釋）程序代替人工翻譯，大大降低了人們的工作量，因此，有人說，高級語言的出現(xiàn)是計(jì)算機(jī)發(fā)展中“最驚人的成就”。目前，世界上已有100多種高級語言，比較流行的有幾十種之多，比如： FORTRAN（Formula Translator的縮寫）語言是世界上最早出現(xiàn)的高級語言，從1954年問世以來，經(jīng)過幾次大的發(fā)展，功能有很大的增強(qiáng)，它特別適用于科學(xué)計(jì)算和工程計(jì)算。 COBOL（Common Business Language的縮寫）語言適用于非數(shù)值計(jì)算的商業(yè)、管理領(lǐng)域。 PASCAL語言是最早出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)化語言，適用于計(jì)算機(jī)教學(xué)。 PL/1語言是一種大型語言，功能強(qiáng)，適用于數(shù)值計(jì)算和數(shù)據(jù)處理。 Ada語言是一種工程化的大型語言，適用于大型軟件工程。 C語言是近年來廣泛推廣的結(jié)構(gòu)化語言，適用于編寫系統(tǒng)軟件。 BASIC語言是一種簡單會話式語言，在世界上應(yīng)用最廣泛。4第四代語言-非過程化語言（高生產(chǎn)率語言）非過程化語言就是目前比較流行的面向?qū)ο笳Z言，該語言只需要編程人員對問題進(jìn)行描述。比如C+/Visual C+，JAVA語言等。高級語言源程序計(jì)算機(jī)執(zhí)行結(jié)果輸出解釋程序（事先放入計(jì)算機(jī)）（解釋并執(zhí)行）（輸入）圖1.9 解釋過程目前也出現(xiàn)了智能化語言，主要用于人工智能等領(lǐng)域。比較有代表性的有LISP語言和PROLOG語言。9.2 C語言的特點(diǎn)C語言是一種出現(xiàn)比較晚的高級語言，它吸取了早期高級語言的長處，克服了某些不足，形成了自己的風(fēng)格和特點(diǎn)?？偟膩碚f，C語言是一種簡潔、功能強(qiáng)大、可移植性好的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言。C語言具有如下特點(diǎn)： C語言簡潔、緊湊； C語言是一種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言； C語言具有豐富的數(shù)據(jù)類型； C語言提供了豐富的運(yùn)算符； C語言可以直接對硬件進(jìn)行操作； 雖然C語言具有靈活簡煉的特點(diǎn)，但在有些方面也存在不足，了解其不足有助于使用，避免出現(xiàn)錯(cuò)誤。其不足簡單概括如下： 運(yùn)算符多，難于記憶； C語言類型轉(zhuǎn)換比較靈活，在許多情況下不做檢查，對類型要求不夠嚴(yán)格； C語言中對數(shù)組進(jìn)行初始化主要是判定是否越界，越界時(shí)會發(fā)生編譯錯(cuò)誤，但在動態(tài)賦值時(shí)不判定越界，這樣容易造成數(shù)據(jù)存儲方面的混亂?？傊?，C語言有誘人的優(yōu)點(diǎn)，也有值得注意的不足，使用時(shí)應(yīng)特別加以注意。.模塊二 C語言程序設(shè)計(jì)入門能力標(biāo)準(zhǔn)：1. 能編寫、分析基本的C語言程序；2. 熟練掌握程序的多種調(diào)試方法。知識點(diǎn)：1. 基本數(shù)據(jù)類型；2. 各種運(yùn)算符及表達(dá)式；3. 三種基本的程序結(jié)構(gòu)。案例一 一個(gè)經(jīng)典C語言入門程序 helloworld.c教學(xué)目的：1. 鞏固C語言程序結(jié)構(gòu)；2. 掌握printf函數(shù)輸出字符串的功能；3. 掌握clrscr函數(shù)的功能與使用；4. 熟悉用編譯預(yù)處理命令#include命令包含頭文件。在模塊一中，我們已經(jīng)知道C語言程序由函數(shù)構(gòu)成，并且任何一個(gè)程序有且只有一個(gè)main函數(shù)，程序的執(zhí)行總是從main函數(shù)開始的，由main函數(shù)的第一條語言開始執(zhí)行，到main函數(shù)的最后一條語句結(jié)束。下面是一個(gè)最簡單的C語言程序，我們將對該程序的每一行進(jìn)行分析。/* Hello world! */#include main() printf(“Hello world!n”); 一、案例分析1“/*Hello world!*/”行是一個(gè)注釋行，用來說明該段程序的功能。一般如果在程序的開頭加上這樣的注釋行，便于用戶閱讀與分析程序。注釋可以用中文或英文，如果操作系統(tǒng)是英文的，則中文字符在編譯時(shí)是不認(rèn)識的符號，建議使用英文注釋，便于和國際接軌。2.“#include ”行是一個(gè)編譯預(yù)處理命令行，其中“#include”是編譯預(yù)處理命令，其作用是將一個(gè)C語言源程序文件的全部內(nèi)容包含到當(dāng)前這段程序中，“”是指定被包含的文件。一個(gè)#include命令只能包含一個(gè)文件，需要多個(gè)文件包含時(shí)，必須用多個(gè)#include命令。#include命令行應(yīng)放在程序的開頭位置，故有時(shí)也把被包含的文件稱為頭文件，常以“.h”作為擴(kuò)展名（后綴），如stdio.h文件，事實(shí)上可以用“.c”或其它的擴(kuò)展名。被包含文件可以用雙引號和尖括號括起來，其區(qū)別在于用尖括號時(shí)，系統(tǒng)先到存放C庫函數(shù)頭文件所在的目錄尋找要包含的文件，稱為標(biāo)準(zhǔn)方式；用雙引號時(shí)，系統(tǒng)先在用戶當(dāng)前目錄中尋找要包含的文件，若找不到，再按標(biāo)準(zhǔn)方式查找。一般地，如果是調(diào)用庫函數(shù)而用#include命令來包含相關(guān)的頭文件時(shí)，用尖括號，以節(jié)省查找時(shí)間；如果要包含的是用戶自己編寫的文件（通常存放在當(dāng)前目錄中），則用雙引號。stdio.h文件是C語言的標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出頭文件，該文件主要是對輸入輸出函數(shù)進(jìn)行定義。例如printf函數(shù)、scanf函數(shù)、getchar函數(shù)、putchar函數(shù)。函數(shù)返回類型 函數(shù)名( 形式參數(shù)定義) /*函數(shù)的首部*/ 函數(shù)體; /*函數(shù)的實(shí)現(xiàn)部分*/ 3從“main()”行開始，直到“”為止是主函數(shù)main的定義部分。其中“main()”行是函數(shù)定義的頭（首）部，用于說明函數(shù)返回值的類型、函數(shù)名及形式參數(shù)的定義。主函數(shù)main是一個(gè)特殊的函數(shù)，它的首部標(biāo)準(zhǔn)格式是 int main(int argc,int *argv)，用“”括起來的部分表示是可選項(xiàng)，“int”說明main函數(shù)的返回值是整型，“main”是函數(shù)名，“int argc,int *argv”是main函數(shù)的形式參數(shù)定義，“（）”是函數(shù)定義不可缺少的部分。在目前我們的使用中只需要使用main函數(shù)最簡單的定義形式，即“main()”。從“”起到“”止是函數(shù)的實(shí)現(xiàn)部分，也就是實(shí)現(xiàn)函數(shù)功能的語句組合，通常稱為函數(shù)體。因此函數(shù)的通常定義格式如下：本例中的main的函數(shù)體只有一條語句，即“printf(“Hello world!n”);”，其作用是向輸出設(shè)備輸出字符串“Hello world!”。二、C語言函數(shù)簡介C語言函數(shù)分為庫函數(shù)和用戶自定義函數(shù)兩類，庫函數(shù)由系統(tǒng)提供，編程者只需要直接使用，用戶自定義函數(shù)需要編程者自己編寫。比如我們前面見過的printf函數(shù)就是庫函數(shù)，main函數(shù)就是用戶自定義的函數(shù)。任何一個(gè)函數(shù)都需要先定義，然后被調(diào)用。函數(shù)的定義同上述main函數(shù)的定義，函數(shù)的調(diào)用格式如下：函數(shù)名（實(shí)際參數(shù)）對于庫函數(shù)printf，其定義包含在stdio.h頭文件中，因此我們要使用它時(shí)，需要用#include命令把stdio.h文件包含到當(dāng)前的程序中，然后才能調(diào)用printf函數(shù)。printf函數(shù)的一種調(diào)用格式如下：printf(“字符串”)其作用是將“字符串”輸出到顯示器上，對上例來說就是將“Hello world!”輸出到顯示器上，顯示器上將顯示“Hello world!”字符串。請注意“n”字符的作用是換行，即下一個(gè)printf函數(shù)的輸出內(nèi)容將另起一行。字符串在計(jì)算機(jī)中是指用雙引號括起來的一串字符序列，如“1234”、“student”。三、顯示學(xué)生管理系統(tǒng)的主菜單在未講到C語言圖形函數(shù)時(shí)，我們所設(shè)計(jì)應(yīng)用程序的用戶界面都是字符型的。如一個(gè)學(xué)生管理系統(tǒng)，我們需要提供以下的主菜單界面，供用戶根據(jù)菜單選擇相應(yīng)的功能，從而調(diào)用對應(yīng)的函數(shù)。*student management system menu* 1. Input student records * 2. Output student records * 3. Insert a new student * 4. Delete a student * 5. Find a student on name or number * 6. Sort on score * 7. Save to file * 8. Import file * 0. Exit * Please input your choice(08): *根據(jù)上述要求，我們需要編程輸出這樣的菜單，通過我們已學(xué)的知識，可以寫一個(gè)主函數(shù)，函數(shù)體就是用printf輸出每一行即可。程序如下：/*學(xué)生管理系統(tǒng)輸出主菜程序*/#include main()printf(“*student management system menu*n”);printf(“* 1. Input student records *n”);printf(“* 2. Output student records *n”);printf(“* 3. Insert a new student *n”);printf(“* 4. Delete a student *n”);printf(“* 5. Find a student on name or number *n”);printf(“* 6. Sort on score *n”);printf(“* 7. Save to file *n”);printf(“* 8. Import file *n”);printf(“* 0. Exit *n”);printf(“* Please input your choice(08): *n”);printf(“*n”);通過這個(gè)實(shí)例我們可以看到，在實(shí)際應(yīng)用中，要輸出系統(tǒng)菜單，主要是調(diào)用printf函數(shù)，一行一行輸出字符串。四、clrscr函數(shù)如果在TC系統(tǒng)中，重復(fù)執(zhí)行上例程序，可以看到顯示器上連續(xù)重復(fù)顯示主菜單，而實(shí)際使用中我們希望不管理執(zhí)行多少次，主菜單總是顯示在屏幕的上方。為此我們需要在主菜單顯示前，先擦除原來的屏幕，然后再輸出主菜單，這樣不管重輸出多少次，主菜單總是在屏幕上方。擦除屏幕，可以調(diào)用庫函數(shù)clrscr函數(shù)，它的定義在conio.h頭文件中，因此將前述的程序作如下修改如下（斜體部分）：斜體部分是新增加的語句行，“#include ”行是將clrscr函數(shù)的定義文件包含進(jìn)當(dāng)前程序，“clrscr();”行是通過調(diào)用庫函數(shù)clrscr擦除當(dāng)前屏幕，該函數(shù)沒有參數(shù)，也不需要返回值。五、實(shí)驗(yàn)二 printf和clrscr函數(shù)5.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 進(jìn)一步熟悉TC集成調(diào)試環(huán)境；2 熟悉C語言程序的構(gòu)成；3 熟悉C語言函數(shù)的定義；4 掌握用printf函數(shù)輸出字符串；5 熟悉clrscr函數(shù)。/*學(xué)生管理系統(tǒng)輸出主菜程序*/#include #include main()clrscr();printf(“*student management system menu*n”);printf(“* 1. Input student records *n”);printf(“* 2. Output student records *n”);printf(“* 3. Insert a new student *n”);printf(“* 4. Delete a student *n”);printf(“* 5. Find a student on name or number *n”);printf(“* 6. Sort on score *n”);printf(“* 7. Save to file *n”);printf(“* 8. Import file *n”);printf(“* 0. Exit *n”);printf(“* Please input your choice(08): *n”);printf(“*n”);5.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1.調(diào)試“Hello world!”程序，并做以下記錄。 程序： 編譯結(jié)果： 修改記錄： 運(yùn)行結(jié)果：2.連續(xù)運(yùn)行三次上述程序，記錄輸出結(jié)果。 運(yùn)行結(jié)果：3. 如果去除printf（“Hello world!n”）；語句中的“n”，請連續(xù)運(yùn)行三次，記錄輸出結(jié)果，并與2.1.1運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行比較，分析不同的原因。4. 調(diào)試“學(xué)生管理系統(tǒng)輸出主菜”程序，并記錄程序：編譯結(jié)果： 修改記錄：輸出結(jié)果：5.連續(xù)運(yùn)行三次，記錄輸出結(jié)果。輸出結(jié)果：6.調(diào)試添加clrscr函數(shù)后的“顯示學(xué)生管理系統(tǒng)主菜單”程序，連續(xù)運(yùn)行三次，記錄結(jié)果并與5運(yùn)行結(jié)果比較，分析輸出結(jié)果不同的原因。輸出結(jié)果：7.編程輸出下圖。* * * * * * * 程序： 編譯結(jié)果： 修改記錄： 輸出結(jié)果：5.3思考題（1） clrscr函數(shù)有沒有將屏幕全部擦干凈？為什么有時(shí)屏幕的下部擦不干凈？六、習(xí)題1 編程輸出下列圖形。88888888(d)8888888888(c) 8888888888888888(b)8 888888888(a)2 請編程輸出下列表頭。*常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生成績表*學(xué)號姓名 班級語文數(shù)學(xué)英語政治計(jì)算機(jī)總分名次案例二 求任意兩個(gè)數(shù)之和（差、積、商）教學(xué)目的：1. 掌握整型和實(shí)型變量的定義；2. 掌握整型和實(shí)型變量的數(shù)據(jù)范圍；3. 掌握用scanf函數(shù)輸入整型和實(shí)型數(shù)據(jù)；4. 掌握用printf函數(shù)輸出整型和實(shí)型數(shù)據(jù)。/*求兩個(gè)整數(shù)的和*/#include #include main()int num1,num2,sum; /*定義三個(gè)整型變量*/clrscr(); /*清除屏幕*/sum=0; /*和的初值置為0*/printf(“Please input two integers:”); /*顯示提示字符*/scanf(“%d”,&num1); /*輸入第一個(gè)整數(shù)*/scanf(“%d”,&num2); /*輸入第二個(gè)整數(shù)*/sum=num1+num2; /*求兩個(gè)整數(shù)的和，并存入變量sum中*/printf(“num1 and num2 is: %dn”,sum); /*輸出和值*/C語言將數(shù)分為整型和實(shí)型兩種類型，不同的類型，在程序編寫上有所區(qū)別，因此案例二要求的兩個(gè)整數(shù)之和，我們先給出求兩個(gè)整型數(shù)據(jù)和的程序，如下：一、案例分析1 上述程序的功能是通過鍵盤輸入兩個(gè)整數(shù)，然后求兩個(gè)整數(shù)的和。這段程序也只有一個(gè)主函數(shù)。2 “int num1,num2,sum;”行根據(jù)注釋可知是定義了三個(gè)整型的變量。 變量 就是如同數(shù)學(xué)中用到的x、y等，可以改變它們的值，在C語言中給變量取名字時(shí)要求只能用數(shù)字、字母和下劃線組成，且第一個(gè)符號不能是數(shù)字。如“_sum，num，score”等都是合法的變量名，而“1a，2_b”等是不合法的變量名。 常量 如123，-7，34.6，-0.76等都是常量，前兩個(gè)稱為整型常量，后兩個(gè)稱為實(shí)型常量。 整型變量的定義 C語言中整型變量又分為基本整型（int）、短整型（short int 或short）、長整型（long int 或long）及無符號整型（unsigned int、unsigned short int/ unsigned short、unsigned long int/ unsigned long）。如：int num1,num2,sum; 表示定義了三個(gè)基本的整型變量；short a;或者short int a;表示定義了短整型變量a；long int c;或者long c;表示定義了長整型變量c； unsinged int d;表示定義了基本的無符號整型變量d；各種整型變量在不同的計(jì)算機(jī)機(jī)型中存放的數(shù)的范圍不同，也即表示數(shù)所用的字節(jié)數(shù)不同，見表2-1。表2-1 整型變量所占用字節(jié)數(shù)和數(shù)的范圍數(shù)據(jù)類型所占字節(jié)數(shù)（二進(jìn)制位數(shù)）數(shù)的范圍int 2(16)-3276832767 即-215(215-1)short int /short2(16)-3276832767 即-215(215-1)long int /long4(32)-21474836482147483647即-231(231-1)unsigned int2(16)065535即（0216-1）unsigned short int/ unsigned short2(16)065535即（0216-1）unsigned long int/ unsigned long4(32)04294967295即0（232-1）3 “ sum=0;”行是給存放和值的變量賦初值0。4 “printf(“Please input two integers:”);”行是在屏幕上輸出“Please input two integers:”字符串，以提示用戶輸入兩個(gè)整數(shù)。5 “scanf(“%d”,&num1);”行的作用是等待用戶從鍵盤輸入一個(gè)整數(shù)，并存入變量num1中。 scanf函數(shù) scanf函數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)，其作用是等待用戶從鍵盤給變量輸入值。scanf函數(shù)的定義包含在stdio.h頭文件中。 scanf函數(shù)調(diào)用格式scanf(格式串，地址列表)“%d”就是格式串，其表示的意思是等待從鍵盤輸入的必須是一個(gè)整型數(shù)據(jù)。scanf函數(shù)的格式串是由“%”開始，其后跟不同的類型格式符。具體格式符見表2-2。表2-2 scanf函數(shù)的格式符格式符說 明d，i輸入有符號十進(jìn)制整數(shù)u輸入無符號十進(jìn)制整數(shù)o輸入無符號八進(jìn)制整數(shù)X，x輸入無符號十六進(jìn)制整數(shù)（大小寫作用相同）c輸入單個(gè)字符s輸入字符串，將字符串送到一個(gè)起始地址起的存儲單元中，輸入時(shí)以非空格字符開始，以第一個(gè)非空格字符結(jié)束。字符串存儲時(shí)以0作為結(jié)束標(biāo)志f輸入實(shí)數(shù)，可以是小數(shù)形式及指數(shù)形式e與f作用相同，可以互換“&num1”表示一個(gè)地址，這個(gè)地址就是變量num1在內(nèi)存中分配的存儲單元的首地址，“&”在變量名前表示取該變量的地址。如果是地址列表，則各地址之間用“，”隔開?！皊canf(“%d”,&num2);”行同“scanf(“%d”,&num1);”行的作用，等待用戶從鍵盤給變量num2輸入值。上述兩條語句也可合并為一條語句scanf(“%d%d”,&num1,&num2); ，這時(shí)在輸入兩個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，可以用空格、回車或制表符進(jìn)行分隔。6“sum=num1+num2;”行是求num1和num2兩個(gè)變量值的和，并把