第一章及程序設(shè)計(jì)概述

第一章C語言及程序設(shè)計(jì)概述教學(xué)要點(diǎn)和重點(diǎn)教學(xué)要點(diǎn)：

C語言是一種被國(guó)內(nèi)外廣泛使用的計(jì)算機(jī)語言，其功能豐富、表達(dá)能力強(qiáng)、使用靈活方便、目標(biāo)程序效率高，是程序設(shè)計(jì)人員所需掌握的基礎(chǔ)性語言。C語言程序設(shè)計(jì)是國(guó)內(nèi)高等院校普遍開設(shè)的基礎(chǔ)課程之一。本章將主要介紹C語言的發(fā)展、特點(diǎn)和程序結(jié)構(gòu)、C語言的標(biāo)識(shí)符與關(guān)鍵字以及C語言編譯工具——VisualC＋＋6.0的使用等。教學(xué)重點(diǎn)：掌握C語言的特點(diǎn)包括標(biāo)識(shí)符、關(guān)鍵字等基本語言元素概念，學(xué)會(huì)使用編譯器。1.1C語言簡(jiǎn)介1.1.1C語言的發(fā)展過程C語言是一種編譯型程序設(shè)計(jì)語言，它是在B語言的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它的內(nèi)核最初用匯編語言編寫。匯編語言是面向機(jī)器的語言，生成的代碼質(zhì)量較高；但其可讀性和可移植性差，并且在對(duì)問題的描述上遠(yuǎn)不如高級(jí)語言更接近人類的表述習(xí)慣。C語言最初的研制目的就是用于編寫操作系統(tǒng)和其他系統(tǒng)程序的，它具有匯編語言的一些特性，同時(shí)又具有高級(jí)語言的特點(diǎn)，其根源可追溯到Algol60。1963年，英國(guó)劍橋大學(xué)在Algol60的基礎(chǔ)上推出了CPL（CombinedProgrammingLanguage）語言，它更接近于硬件，但規(guī)模較大，難以實(shí)現(xiàn)。1967年，英國(guó)劍橋大學(xué)的的MartinRichards對(duì)CPL語言進(jìn)行了簡(jiǎn)化，開發(fā)了BCPL(BasicCombinedProgrammingLanguage)語言。

1.1C語言簡(jiǎn)介1.1.1C語言的發(fā)展過程1970年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的KenThompson對(duì)BCPL語言進(jìn)一步做了簡(jiǎn)化，設(shè)計(jì)出更簡(jiǎn)單和接近硬件的B語言，并用B語言編寫了DECPDP-7型計(jì)算機(jī)中的UNIX操作系統(tǒng)。1973年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的DennisRitchie在B語言的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出了C語言，并首次用C語言編寫了UNIX操作系統(tǒng)，在DECPDP-11計(jì)算機(jī)上得到應(yīng)用。20世紀(jì)70年代后期，C語言逐漸成為開發(fā)UNIX操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)語言；隨著UNIX操作系統(tǒng)的流行,C語言也得到了迅速地推廣和應(yīng)用。后來，C語言被移植到大型計(jì)算機(jī)、工作站等機(jī)型的操作系統(tǒng)上，逐漸成為編制各種操作系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng)軟件的通用語言。1.1.2C語言的主要特點(diǎn)（1）C是結(jié)構(gòu)化的語言。

C語言是以函數(shù)形式提供給用戶的,并配有結(jié)構(gòu)化的控制語句，這些函數(shù)可方便的調(diào)用和程序?qū)崿F(xiàn)模塊化的設(shè)計(jì)。（2）語言簡(jiǎn)潔、緊湊，使用方便、靈活。

C語言僅有32個(gè)關(guān)鍵字，9種控制語句，程序的書寫形式也很自由，主要以小寫字母書寫語句，并有大小寫之分。（3）C語言可以對(duì)硬件進(jìn)行操作。

C語言可直接訪問內(nèi)存物理地址和硬件寄存器，直接表達(dá)對(duì)二進(jìn)制位(bit)的運(yùn)算。它的程序簡(jiǎn)潔，編譯程序體積小。（4）數(shù)據(jù)類型豐富。

C語言具有豐富的數(shù)據(jù)類型，除基本數(shù)據(jù)類型：整型(int)、實(shí)型(float和double)、字符型(char)外，還設(shè)有各種構(gòu)造類型并引入了指針概念。1.1.2C語言的主要特點(diǎn)（5）運(yùn)算符極其豐富。

C語言共有34種運(yùn)算符，括號(hào)、賦值、強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換等都以運(yùn)算符的形式出現(xiàn)，使得C語言的表現(xiàn)能力和處理能力極強(qiáng)，很多算法更容易實(shí)現(xiàn)。（6）C語言程序的可移植性好。用C語言編寫的程序不必修改或少量修改就可在各種型號(hào)的計(jì)算機(jī)或操作系統(tǒng)上運(yùn)行。（7）C語言生成的目標(biāo)代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高。代碼質(zhì)量是指C程序經(jīng)編譯后生成的目標(biāo)程序在運(yùn)行速度上的快慢和存儲(chǔ)空間上的大小。一般而言，運(yùn)行速度越高，占用的存儲(chǔ)空間越少，則代碼質(zhì)量越高。（8）C語言的語法靈活、限制不是十分嚴(yán)格。

參考程序如下：#include<stdio.h>voidmain(){

printf(”programmingisinteresting！\n”);

}main()是C語言程序中的主函數(shù)“{”、“}”是main函數(shù)體的標(biāo)識(shí)符“printf(……);”是C編譯系統(tǒng)提供的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫中的輸出函數(shù)運(yùn)行情況：programmingisinteresting?。ㄓ?jì)算機(jī)屏幕上的輸出顯示）1.2.1C語言程序的結(jié)構(gòu)及其主要特點(diǎn)【例1.1】編寫程序，將“programmingisinteresting！”顯示在計(jì)算機(jī)的屏幕上。1.2C語言程序結(jié)構(gòu)C語言程序的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)：（1）函數(shù)是C語言程序結(jié)構(gòu)的基本單位一個(gè)C語言程序可以由一個(gè)或多個(gè)函數(shù)組成。C語言中的所有函數(shù)都是相互獨(dú)立的，它們之間僅有調(diào)用關(guān)系。（2）C語言程序只有一個(gè)主函數(shù)

C語言程序必須有且只有一個(gè)主函數(shù)main()，是程序的入口點(diǎn)。（3）C語言程序的書寫格式比較自由

C語言每條語句必須以“;”結(jié)束。C語句的書寫風(fēng)格是比較自由的，一行可以寫一條或多條語句，一個(gè)語句也可以分寫在多行上(在行結(jié)尾處加”\”語句連接符)。在實(shí)際編寫中，應(yīng)該注意程序的書寫格式，要易于閱讀，方便理解。（4）C語言本身沒有輸入/輸出語句輸入/輸出操作是由標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)中的scanf和printf完成的。（5）C語言中聲明語句的使用

C語言程序中所用到的各種各樣的量（標(biāo)識(shí)符）要先定義后使用，有時(shí)還要加上對(duì)變量引用說明和函數(shù)引用說明。（6）C語言可帶有編譯預(yù)處理命令由“＃”開頭的行稱為宏定義或文件包含，是C語言中的編譯預(yù)處理命令，末尾無“;”號(hào)。每個(gè)編譯命令需要單獨(dú)占一行。（7）C語言中注釋信息的使用

C語言的注釋信息格式為：/*注釋內(nèi)容*/(多行注釋)或//注釋內(nèi)容(單行注釋)。注釋只增加程序的可讀性，但不被計(jì)算機(jī)執(zhí)行。（8）C語言的標(biāo)識(shí)符區(qū)分大小寫系統(tǒng)預(yù)留的關(guān)鍵詞由小寫字母組成。用戶定義的變量名、函數(shù)名等標(biāo)識(shí)符一般也由小寫字母組成，但不可占用系統(tǒng)預(yù)留的關(guān)鍵字。1.2.2標(biāo)識(shí)符與關(guān)鍵字（1）C語言的標(biāo)識(shí)符在程序中使用的變量名、函數(shù)名、標(biāo)號(hào)等統(tǒng)稱為標(biāo)識(shí)符。除庫函數(shù)的函數(shù)名由系統(tǒng)定義外，其余都由用戶自定義。C語言規(guī)定，標(biāo)識(shí)符只能是字母(A～Z，a～z)、數(shù)字(0～9)和下劃線組成的字符串，并且標(biāo)識(shí)符的第一個(gè)字符必須是字母或下劃線。以下標(biāo)識(shí)符是合法的：a，x，_x，BOOK_1，sum5以下標(biāo)識(shí)符是非法的：1s以數(shù)字開頭S&T出現(xiàn)非法字符&-6z以減號(hào)開頭boy-2出現(xiàn)非法字符-(減號(hào))①標(biāo)準(zhǔn)C不限制標(biāo)識(shí)符的長(zhǎng)度，但它受各種版本的C語言編譯系統(tǒng)限制，同時(shí)也受到具體機(jī)器的限制。例如在某版本C中規(guī)定標(biāo)識(shí)符前八位有效，當(dāng)兩個(gè)標(biāo)識(shí)符前八位相同時(shí)，則被認(rèn)為是同一個(gè)標(biāo)識(shí)符。②在標(biāo)識(shí)符中，大小寫是有區(qū)別的。例如NEXT和next是兩個(gè)不同的標(biāo)識(shí)符。③標(biāo)識(shí)符雖然可由程序員任意定義，但標(biāo)識(shí)符是用于標(biāo)識(shí)某個(gè)量的符號(hào)，命名應(yīng)盡量具有相應(yīng)的意義，方便閱讀理解；一般以英文單詞進(jìn)行表示，盡量做到“見名知義”。在使用標(biāo)識(shí)符時(shí)還必須注意以下幾點(diǎn)：（2）C語言的關(guān)鍵字

關(guān)鍵字是C語言規(guī)定的具有特定意義的字符串，通常也稱為保留字。用戶定義的標(biāo)識(shí)符不能與關(guān)鍵字相同。如表1-1所示。數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字（12個(gè)）控制語句關(guān)鍵字（12個(gè)）存儲(chǔ)類型關(guān)鍵字（4個(gè)）其它類型關(guān)鍵字（4個(gè)）chardoubleenumfloatintlongshortsignedstructunionunsignedvoidbreakcasecontinuedefaultdoelseforgotoifreturnswitchWhileautoexternregisterstaticconstsizeoftypedefvolatile表1-1C語言的關(guān)鍵字一個(gè)C語言程序從編寫到運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上，需要經(jīng)過4個(gè)步驟：編輯、編譯、連接和運(yùn)行。

①編輯（Edit）。編寫C語言源程序并在計(jì)算機(jī)上對(duì)其進(jìn)行編輯，生成一個(gè)后綴為.c的源程序*.c，存盤。

②編譯（Compile）。使用C語言編譯器對(duì)上一步生成的*.c源程序進(jìn)行編譯。

③連接。編譯生成的目標(biāo)程序*.obj，將目標(biāo)程序*.obj與系統(tǒng)的函數(shù)和頭文件等引用的庫函數(shù)進(jìn)行連接裝配，最后生成后綴為.exe的可執(zhí)行程序*.exe。

④運(yùn)行。上步生成的*.exe程序可被計(jì)算機(jī)執(zhí)行，并得到運(yùn)行的結(jié)果，顯示輸出。1.3C語言編譯工具簡(jiǎn)介

1.3.1C語言程序?qū)崿F(xiàn)的步驟

圖1-1C語言程序?qū)崿F(xiàn)的流程圖1.3.2TurboC2.0編譯工具簡(jiǎn)介TurboC是美國(guó)Borland公司研發(fā)的基于DOS平臺(tái)的C語言編譯系統(tǒng)。1987年首次推出TurboC1.0版，而后升級(jí)到2.0版。該系列軟件使用了全新的集成化開發(fā)環(huán)境,以菜單的方式將編輯、編譯、連接以及運(yùn)行等過程綜合一體化,大大方便了程序的開發(fā)。（1）TurboC2.0的安裝TurboC2.0是以壓縮的形式存放的，它的安裝非常簡(jiǎn)單，有DOS平臺(tái)安裝和Windows平臺(tái)安裝兩種方式。（2）TurboC2.0的啟動(dòng)在Windows平臺(tái)上進(jìn)入TurboC2.0的方法：?jiǎn)螕鬞C.EXE文件，啟動(dòng)TurboC2.0。（3）TurboC2.0的簡(jiǎn)單操作

啟動(dòng)TurboC2.0后，按任意鍵可去除版本信息的顯示，進(jìn)入TurboC2.0集成操作界面（主操作窗口），集成操作界面由菜單欄、編輯狀態(tài)顯示區(qū)、源程序編輯區(qū)、狀態(tài)信息區(qū)和功能鍵顯示區(qū)組成。圖1-2TurboC2.0集成操作界面

圖1-3TurboC2.0集成操作界面圖1-3TurboC2.0集成操作界面

1.3.3VisualC＋＋6.0編譯工具簡(jiǎn)介

VisualC++6.0是Microsoft公司開發(fā)的基于Windows的C/C++語言的開發(fā)工具。它是MicrosoftVisualStudio套裝軟件的一部分。由于C++是從C語言發(fā)展而來的，C++語言和C語言在很多方面是兼容的，因此可以用C++的編譯系統(tǒng)對(duì)C程序進(jìn)行編譯。從MicrosoftVisualStudio套裝軟件中運(yùn)行安裝程序（SETUP.EXE），安裝完成后，在桌面上創(chuàng)建VisualC++6.0快捷方式圖標(biāo)，雙擊該圖標(biāo)，進(jìn)入VisualC++6.0的集成開發(fā)主窗口。(1)VisualC++6.0集成開發(fā)主窗口VisualC++6.0主窗口自上而下分別是標(biāo)題欄、菜單欄、工具欄、項(xiàng)目工作區(qū)窗口（左）、程序和資源編輯區(qū)窗口（右）、信息輸出窗口、狀態(tài)欄。圖1-4VisualC++6.0的集成開發(fā)主窗口(2)輸入和編譯源程序編輯C語言源程序并存儲(chǔ)輸入和編輯C語言源程序點(diǎn)擊[Compile]命令，編譯源程序,生成的目標(biāo)程序**.obj文件生成的**.obj文件與系統(tǒng)資源文件進(jìn)行連接操作，單擊Build菜單項(xiàng)下[Build**.exe]命令，生成**.exe可執(zhí)行文件。運(yùn)行**.exe程序,顯示結(jié)果。(單擊Build菜單項(xiàng)→

[！Execute**.exe]命令)圖1-5、1-6File菜單的[New]命令圖1-7輸入和編輯C語言源程序圖1-9、1-10