C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)第1章ppt課件

1、第一章 C 語(yǔ) 言 概 述 第一章第一章 C C 語(yǔ)語(yǔ) 言言 概概 述述 1.1 C語(yǔ)言的發(fā)展簡(jiǎn)史與特色語(yǔ)言的發(fā)展簡(jiǎn)史與特色 1.2 簡(jiǎn)單的簡(jiǎn)單的C程序介紹程序介紹 1.3 用用C語(yǔ)言解決實(shí)際問(wèn)題的步驟語(yǔ)言解決實(shí)際問(wèn)題的步驟 第一章 C 語(yǔ) 言 概 述 1.1 C語(yǔ)言的發(fā)展簡(jiǎn)史與特色語(yǔ)言的發(fā)展簡(jiǎn)史與特色 1.1.1 C語(yǔ)言發(fā)展簡(jiǎn)史語(yǔ)言發(fā)展簡(jiǎn)史 C語(yǔ)言是目前世界上最廣泛使用的通用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。用它既可編寫(xiě)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件，也可編寫(xiě)各種應(yīng)用軟件，所以在數(shù)百種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言中，C語(yǔ)言仍然是目前最流行、最受歡迎的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。 如今， Windows已成為計(jì)算機(jī)的主要操作系統(tǒng)， 相應(yīng)的基于Windows的程序開(kāi)

2、發(fā)多采用C+，它雖是一種面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言， 但其核心內(nèi)容仍是標(biāo)準(zhǔn)C。 第一章 C 語(yǔ) 言 概 述 1.1.2 C語(yǔ)言的特色語(yǔ)言的特色 1. C與其它語(yǔ)言的比較與其它語(yǔ)言的比較 1) C與匯編語(yǔ)言比較 C語(yǔ)言允許對(duì)位、 字節(jié)和地址進(jìn)行操作(指針)， 這三者是計(jì)算機(jī)最基本的工作單元，在編制系統(tǒng)程序時(shí)要經(jīng)常用到， 所以它適用于寫(xiě)系統(tǒng)程序。由于匯編語(yǔ)言是非結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言， 含有大量的跳轉(zhuǎn)、子程序調(diào)用以及變址， 這種結(jié)構(gòu)的缺陷使得匯編語(yǔ)言程序難以讀懂，難以維護(hù)，也不能移植。而C語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)化、 模塊化克服了匯編程序難讀、難維護(hù)的缺點(diǎn)。 C語(yǔ)言又具有匯編語(yǔ)言的功能，目標(biāo)代碼長(zhǎng)度也差不多， 效率幾乎與匯編相近， 且

3、具有很好的可移植性。 第一章 C 語(yǔ) 言 概 述 2) C與其它高級(jí)語(yǔ)言比較 C有豐富的運(yùn)算符，達(dá)34種，其中有很多運(yùn)算符對(duì)應(yīng)于常用的機(jī)器指令，比如+等可直接編譯成機(jī)器代碼，使用起來(lái)簡(jiǎn)單精練。 C有多樣化的表達(dá)式類(lèi)型; C的數(shù)據(jù)類(lèi)型豐富，具有現(xiàn)代語(yǔ)言的各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 C的數(shù)據(jù)類(lèi)型有：整型，實(shí)型，字符型，數(shù)組，指針，結(jié)構(gòu)體，共用體等。 C的輸入輸出使用的是數(shù)據(jù)流 C程序生成的機(jī)器代碼質(zhì)量高， 內(nèi)存占用少， 運(yùn)行速度快， 程序執(zhí)行效率高。 第一章 C 語(yǔ) 言 概 述 2. C是結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言 C語(yǔ)言是以函數(shù)為模塊來(lái)編寫(xiě)源程序的， 所以C程序是模塊化的。 C語(yǔ)言具有結(jié)構(gòu)化的控制語(yǔ)句，如ifelse語(yǔ)句，

4、switch語(yǔ)句， while語(yǔ)句， dowhile語(yǔ)句，for語(yǔ)句等。 因此是結(jié)構(gòu)化的理想語(yǔ)言， 符合現(xiàn)代編程風(fēng)格的要求。 結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言的一個(gè)顯著特點(diǎn)是代碼和數(shù)據(jù)的分隔化， 即代碼和數(shù)據(jù)分開(kāi)存貯， 互相隔離； 程序的各個(gè)部分除了必要的信息交流外， 彼此互不影響， 相互隔離。 第一章 C 語(yǔ) 言 概 述 3. C是編程者的語(yǔ)言是編程者的語(yǔ)言 C語(yǔ)言的其它主要優(yōu)點(diǎn)如下：語(yǔ)言的其它主要優(yōu)點(diǎn)如下： C語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、 緊湊，緊湊， 使用方便靈活；使用方便靈活； 一共只有一共只有32個(gè)關(guān)鍵個(gè)關(guān)鍵字字(27個(gè)來(lái)自個(gè)來(lái)自kerninghan和和Ritchie的標(biāo)準(zhǔn)，的標(biāo)準(zhǔn)，5個(gè)由個(gè)由ANSI標(biāo)準(zhǔn)委標(biāo)準(zhǔn)委

5、員會(huì)增補(bǔ)員會(huì)增補(bǔ))， 9種控制語(yǔ)句，種控制語(yǔ)句， 它們構(gòu)成了它們構(gòu)成了C語(yǔ)言的全部指令；語(yǔ)言的全部指令；程序書(shū)寫(xiě)形式自由，程序書(shū)寫(xiě)形式自由， 壓縮了一切不必要的成分。壓縮了一切不必要的成分。 C語(yǔ)言很少限制、很少缺陷、模塊結(jié)構(gòu)、彼此獨(dú)立的函語(yǔ)言很少限制、很少缺陷、模塊結(jié)構(gòu)、彼此獨(dú)立的函數(shù)和一些十分緊湊的關(guān)鍵字，使得數(shù)和一些十分緊湊的關(guān)鍵字，使得C語(yǔ)言能達(dá)到接近匯編語(yǔ)語(yǔ)言能達(dá)到接近匯編語(yǔ)言的高效率和廣泛的應(yīng)用范圍，所以在許多情況下它是編程言的高效率和廣泛的應(yīng)用范圍，所以在許多情況下它是編程者首選的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。者首選的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。 第一章 C 語(yǔ) 言 概 述 4. C的的“缺點(diǎn)缺點(diǎn)” 語(yǔ)法限制不嚴(yán)

6、格 2) 程序設(shè)計(jì)自由度大 第一章 C 語(yǔ) 言 概 述 1.2 簡(jiǎn)單的簡(jiǎn)單的C程序介紹程序介紹 例例 1.1 打印一個(gè)語(yǔ)句。打印一個(gè)語(yǔ)句。 程序：程序： main( ) printf(A simple c program.n)； 經(jīng)編譯后運(yùn)行結(jié)果如下：經(jīng)編譯后運(yùn)行結(jié)果如下： A simple c program. 第一章 C 語(yǔ) 言 概 述 例例 1.2 求兩數(shù)中的小者。求兩數(shù)中的小者。 程序：程序： main( ) /* 主函數(shù)主函數(shù) */ int a , b, c; /* 定義變量定義變量 */ scanf(%d, %d, &a, &b); /* 輸入輸入 */ c=min

7、(a, b); /* 調(diào)用函數(shù)調(diào)用函數(shù) */ printf(min=%dn, c)； /* 輸出輸出 */ int min(int x, int y) /* 定義函數(shù)定義函數(shù) */ int z; /* 定義局部變量定義局部變量 */ if (xy) z=y; else z=x; return(z)； /* 返回返回z值值*/ 第一章 C 語(yǔ) 言 概 述 經(jīng)編譯后運(yùn)行如下： 14, 4 min=4再次運(yùn)行： 6， 29 min=6本程序包括兩個(gè)函數(shù)： 主函數(shù)main和子函數(shù)min。 第一章 C 語(yǔ) 言 概 述 通過(guò)上述兩個(gè)例子， 我們可以看到： (1) C程序是由函數(shù)構(gòu)成的。 (2) 一個(gè)函數(shù)由

8、兩部分組成： 函數(shù)的首部和函數(shù)體。 (3) main函數(shù)通常位于程序之首， 實(shí)際上它位于程序的開(kāi)頭、 最后及函數(shù)與函數(shù)之間均是合法的， 但不管在什么位置，一個(gè)C程序總是從main函數(shù)開(kāi)始執(zhí)行的。 (4) C程序書(shū)寫(xiě)格式自由， 一行內(nèi)可以寫(xiě)幾個(gè)語(yǔ)句， 一個(gè)語(yǔ)句可以分寫(xiě)在多行上。 (5) C語(yǔ)言本身沒(méi)有輸入輸出語(yǔ)句。 (6) 可以用/* */對(duì)C程序中的任何部分作注釋?zhuān)?它可增加程序的可讀性。 第一章 C 語(yǔ) 言 概 述 1.3 用用C語(yǔ)言解決實(shí)際問(wèn)題的步驟語(yǔ)言解決實(shí)際問(wèn)題的步驟 1.3.1 一個(gè)實(shí)例的求解過(guò)程一個(gè)實(shí)例的求解過(guò)程 1. 問(wèn)題提出問(wèn)題提出 計(jì)算計(jì)算y=f(x)曲線，曲線， x軸軸(y

9、=0)， x=a, x=b四條曲線所圍成的四條曲線所圍成的面積。面積。 參看圖參看圖1.1。 yxab0y=f(x)圖 1.1 計(jì)算面積 第一章 C 語(yǔ) 言 概 述 2. 分析問(wèn)題分析問(wèn)題 用戶(hù)需求：用戶(hù)需求： 計(jì)算四條曲線所圍的面積。計(jì)算四條曲線所圍的面積。 已知條件：已知條件： 四條曲線四條曲線(即即x=a, x=b, y=0, y=f(x)。 需要進(jìn)行的處理：需要進(jìn)行的處理： 計(jì)算面積，計(jì)算面積， 注意誤差和精度。注意誤差和精度。 需要用到的軟、硬件環(huán)境：用需要用到的軟、硬件環(huán)境：用C語(yǔ)言編程，在個(gè)人微機(jī)語(yǔ)言編程，在個(gè)人微機(jī)上運(yùn)行，使用上運(yùn)行，使用Turbo C編譯系統(tǒng)。編譯系統(tǒng)。 進(jìn)行

10、可行性分析：進(jìn)行可行性分析： 用數(shù)值計(jì)算方法完全能夠?qū)崿F(xiàn)。用數(shù)值計(jì)算方法完全能夠?qū)崿F(xiàn)。 經(jīng)過(guò)分析，經(jīng)過(guò)分析， 我們已做到心中有數(shù)。我們已做到心中有數(shù)。 第一章 C 語(yǔ) 言 概 述 3. 確定處理方案確定處理方案 根據(jù)實(shí)際問(wèn)題選用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型根據(jù)實(shí)際問(wèn)題選用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型(本例屬科學(xué)計(jì)本例屬科學(xué)計(jì)算算)。根據(jù)高等數(shù)學(xué)中學(xué)到的知識(shí)，我們提出的數(shù)學(xué)模。根據(jù)高等數(shù)學(xué)中學(xué)到的知識(shí)，我們提出的數(shù)學(xué)模型是型是 ，也就是在，也就是在a, b區(qū)間內(nèi)求區(qū)間內(nèi)求f(x)函數(shù)函數(shù)的定積分。的定積分。 bndxxfS)(第一章 C 語(yǔ) 言 概 述 4. 根據(jù)處理方案確定操作步驟根據(jù)處理方案確定操作步驟 圖 1.2 矩

11、形法求積分 yxab0y=f(x)cdf(c) f(d)第一章 C 語(yǔ) 言 概 述 在圖1.2中畫(huà)陰影線的小面積有 4 條邊， 第一條長(zhǎng)度f(wàn)(c)， 第二條長(zhǎng)度f(wàn)(d)， 第三條長(zhǎng)度d-c，而第四條線我們采用近似的辦法： 以第一條線高度作x軸的平行線得y=f(c)，則小矩形面積為(d-c)f(c)；或以第二條線高度作x軸平行線得y=f(d)，則小矩形面積為(d-c)f(d)。 然后將各小塊面積累加起來(lái)。以上過(guò)程歸納起來(lái)就得出了近似公式，最后得到一個(gè)操作步驟， 也就是算法，如下所示： 第一章 C 語(yǔ) 言 概 述 (1) 讀a, b和n(分成n塊)。 (2) 求高h(yuǎn)=(b-a)/n。 (3) s=

12、0，面積的初始值為0。 (4) i=1，先計(jì)算第一個(gè)小面積。 (5) s=s+h*f(a+i*h)，用后點(diǎn)計(jì)算；或s=s+h*f(a+(i-1)*h)， 用前點(diǎn)計(jì)算， 小面積累加起來(lái)。 (6) i=i+1， 取下一個(gè)小面積。 (7) 如i=n轉(zhuǎn)(5)， 否則打印s。 第一章 C 語(yǔ) 言 概 述 5. 根據(jù)操作步驟編寫(xiě)源程序 程序： main( ) float a, b, h, s; float f(float); int i, n; scanf(%f, %f, %d, &a, &b, &n); h=(b-a)/n; s=0; i=1; while(i=n) s=s+h*

13、f(a+(i-1)*h); /* 用前點(diǎn)計(jì)算 */i+; printf(a=%f, b=%f, n=%d, s=%fn, a, b, n, s)； 第一章 C 語(yǔ) 言 概 述 6. 輸入程序并上機(jī)調(diào)試 上機(jī)輸入源程序并調(diào)試，直到改正了所有的編譯錯(cuò)誤和運(yùn)行錯(cuò)誤。 在調(diào)試過(guò)程中應(yīng)該精心選擇典型數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試。 本例當(dāng)計(jì)算有誤差或精度不足時(shí)可加大分塊數(shù)量，或采用其它計(jì)算方法：如改為梯形法或拋物線法(即辛普生法)等。要避免因調(diào)試數(shù)據(jù)不能反映實(shí)際數(shù)據(jù)的特征而引起的計(jì)算偏差和運(yùn)行錯(cuò)誤。 第一章 C 語(yǔ) 言 概 述 7. 整理分析計(jì)算結(jié)果整理分析計(jì)算結(jié)果 圖 1.3 用計(jì)算機(jī)處理一個(gè)實(shí)際問(wèn)題 分析問(wèn)題確定處理

14、方案(數(shù)學(xué)模型)確定算法編寫(xiě)程序上機(jī)調(diào)試運(yùn)行整理結(jié)果修改數(shù)學(xué)模型修改算法修改程序第一章 C 語(yǔ) 言 概 述 1.3.2 算法算法 1. 什么是算法什么是算法 為解決一個(gè)問(wèn)題而采取的方法和步驟，就稱(chēng)為為解決一個(gè)問(wèn)題而采取的方法和步驟，就稱(chēng)為“算算法法”。對(duì)同一個(gè)問(wèn)題，可以有不同的解題方法和步驟，也。對(duì)同一個(gè)問(wèn)題，可以有不同的解題方法和步驟，也就有不同的算法。例如求就有不同的算法。例如求 可采用矩形法，梯形可采用矩形法，梯形法，辛普生法法，辛普生法(即拋物線法即拋物線法)等。為了有效地解題，不僅需等。為了有效地解題，不僅需要保證算法正確，還要考慮算法的質(zhì)量，選擇較好的算法，要保證算法正確，還要考慮

15、算法的質(zhì)量，選擇較好的算法，或進(jìn)行算法的優(yōu)化?；蜻M(jìn)行算法的優(yōu)化。 badxxf)(第一章 C 語(yǔ) 言 概 述 2. 算法的特點(diǎn)算法的特點(diǎn)一個(gè)算法，一個(gè)算法， 必須具有以下特點(diǎn)：必須具有以下特點(diǎn)： (1) 僅有有限的操作步驟，僅有有限的操作步驟， 即即“有窮性有窮性”(無(wú)死循環(huán)無(wú)死循環(huán))。 (2) 算法的每一個(gè)步驟應(yīng)當(dāng)是確定的，算法的每一個(gè)步驟應(yīng)當(dāng)是確定的， 即無(wú)即無(wú)“二義性二義性”。 (3) 有適當(dāng)?shù)妮斎?，有適當(dāng)?shù)妮斎耄?即有確定的條件。即有確定的條件。 (4) 有輸出結(jié)果。有輸出結(jié)果。 沒(méi)有輸出的算法是無(wú)意義的。沒(méi)有輸出的算法是無(wú)意義的。 (5) 算法中的每一個(gè)步驟都應(yīng)當(dāng)有效執(zhí)行算法中的每一

16、個(gè)步驟都應(yīng)當(dāng)有效執(zhí)行(無(wú)死語(yǔ)句無(wú)死語(yǔ)句)。 第一章 C 語(yǔ) 言 概 述 3. 算法的重要性算法的重要性 掌握最基本的、常用的算法是很重要的，算法設(shè)計(jì)是掌握最基本的、常用的算法是很重要的，算法設(shè)計(jì)是整個(gè)程序設(shè)計(jì)的核心。著名計(jì)算機(jī)科學(xué)家沃思整個(gè)程序設(shè)計(jì)的核心。著名計(jì)算機(jī)科學(xué)家沃思(Wirth)曾提曾提出一個(gè)公式：出一個(gè)公式： 程序程序=算法算法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對(duì)初學(xué)者而言，數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對(duì)初學(xué)者而言，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)即是語(yǔ)言提供的各種數(shù)據(jù)類(lèi)型，無(wú)大難點(diǎn)。這樣編據(jù)結(jié)構(gòu)即是語(yǔ)言提供的各種數(shù)據(jù)類(lèi)型，無(wú)大難點(diǎn)。這樣編程的任務(wù)主要是考慮算法問(wèn)題，當(dāng)然還要學(xué)會(huì)基本的語(yǔ)句程的任務(wù)主要是考慮算法問(wèn)題，當(dāng)然還要學(xué)會(huì)基本的語(yǔ)句和語(yǔ)法。和語(yǔ)法。 第一章 C 語(yǔ) 言 概 述 4. 算法的表示方法算法的表示方法 用自然語(yǔ)言表示 2) 用傳統(tǒng)流程圖表示 端點(diǎn)符數(shù)據(jù)輸入/出處理判斷流向線虛線連接符注釋符圖 1.4 傳統(tǒng)流程圖常用符號(hào) 第一章 C 語(yǔ) 言 概 述 例 1.3 求 ， 用傳統(tǒng)流程圖表示，見(jiàn)圖1.5。 badxxf)(圖 1.5 矩形法求積分 開(kāi) 始輸入a,b,nh=(b-a)/ns=0; i=1i=ns=s+h*f(a+(i-1)*h)i=i+1結(jié) 束輸出a,b,n,s第一章 C 語(yǔ) 言 概 述 3) 用N-S流程圖表示 例 1.4 求 ，用N-S結(jié)構(gòu)化流程圖表