C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述

C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)主講：李艷2013年秋C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)。2課程安排總學(xué)時(shí)：56學(xué)時(shí)（理論32學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)24學(xué)時(shí)）教材：C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì).葉斌等編，北京:科學(xué)出版社,2011C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)與習(xí)題解答.葉斌等編，北京:科學(xué)出版社,2011C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。3

課前請(qǐng)做好預(yù)習(xí)保持課堂安靜，頭腦清醒，思維活躍重視上機(jī)實(shí)踐，有效利用寶貴的上機(jī)時(shí)間課后鞏固所學(xué)內(nèi)容，多思考，多實(shí)踐課程要求C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。4第1章C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

了解C語(yǔ)言產(chǎn)生的歷史和工作原理，掌握C語(yǔ)言作為一編程語(yǔ)言的基本編程思路，掌握算法及其表示方法，掌握C語(yǔ)言的基本語(yǔ)法單位。【學(xué)習(xí)指南】

通過(guò)明確程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言在人機(jī)交互中縮小自然語(yǔ)言和機(jī)器語(yǔ)言鴻溝的問(wèn)題，以學(xué)習(xí)一門(mén)自然語(yǔ)言（如英語(yǔ)）的方法直接進(jìn)入C語(yǔ)言的學(xué)習(xí)。【重難點(diǎn)】

重點(diǎn)：算法的概念，基本語(yǔ)法單位,C語(yǔ)言的基本結(jié)構(gòu)難點(diǎn)：算法的表示方法【教學(xué)安排】

學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。51.1程序與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言1.1.1程序的概念馮.諾依曼結(jié)構(gòu)：計(jì)算機(jī)運(yùn)算器控制器存儲(chǔ)器主機(jī)：I/O設(shè)備：鍵盤(pán)、顯示器等中央處理器CPU程序是一組有序的指令（指令序列）。實(shí)際上是一個(gè)用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言描述的解決某一問(wèn)題的步驟。C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第5頁(yè)。61.1.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的發(fā)展

人們常把編寫(xiě)程序的過(guò)程稱為程序設(shè)計(jì)。在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)離不開(kāi)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的種類很多，從其發(fā)展歷史以及功能情況來(lái)劃分可以大致劃分成五個(gè)階段：1、機(jī)器語(yǔ)言：計(jì)算機(jī)可以直接識(shí)別和執(zhí)行的二進(jìn)制語(yǔ)言。如：加法指令:10000000

減法指令:10010000特點(diǎn)：計(jì)算機(jī)可以直接識(shí)別和執(zhí)行，效率高，節(jié)省內(nèi)存；但難以閱讀和記憶。C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第6頁(yè)。71.1程序與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言2、匯編語(yǔ)言：用“助記符”來(lái)表示機(jī)器指令。如：ADDA,BSUBA,B

計(jì)算機(jī)不能直接識(shí)別和執(zhí)行用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的源程序，它必須經(jīng)過(guò)一個(gè)叫匯編程序的系統(tǒng)軟件翻譯成機(jī)器語(yǔ)言程序（即目標(biāo)程序）后才能執(zhí)行。3、高級(jí)語(yǔ)言：不依賴于機(jī)器，降低了編程的難度。如：C、PASCAL、FORTRAN等，用‘+’和‘-’來(lái)表示加減運(yùn)算。計(jì)算機(jī)也不能直接執(zhí)行高級(jí)語(yǔ)言描述的源程序，必須先經(jīng)過(guò)編譯程序或解釋程序翻譯成目標(biāo)程序后，才能由計(jì)算機(jī)執(zhí)行。C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第7頁(yè)。81.1程序與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言1、C語(yǔ)言的發(fā)展概況起源于1968年發(fā)表的CPL語(yǔ)言。Ｃ語(yǔ)言是美國(guó)電話電報(bào)公司（AT&T）貝爾實(shí)驗(yàn)室于70年代初研制出來(lái)的。發(fā)明者是Dennis.M.Ritchie。1978年，由B.W.Kernighan和D.M.Ritchie合著的TheCProgrammingLanguage一書(shū)，稱之為“K&R”標(biāo)準(zhǔn)。后來(lái)又被多次改進(jìn)，并出現(xiàn)了多種版本。1983年開(kāi)始，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（ANSI），根據(jù)Ｃ語(yǔ)言問(wèn)世以來(lái)各種版本對(duì)Ｃ語(yǔ)言的發(fā)展和擴(kuò)充，制定了ANSIC標(biāo)準(zhǔn)，于1989年頒布，稱為C89標(biāo)準(zhǔn)。1994、1995年又兩次做了修訂，即C89的95修正案。1999年產(chǎn)生了C99新標(biāo)準(zhǔn)。目前在微型計(jì)算機(jī)上使用的有MicrosoftC，QuickC，TurboC，BorlandC等多種版本。1.1.3C語(yǔ)言的發(fā)展及特點(diǎn)C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第8頁(yè)。9C語(yǔ)言的創(chuàng)世紀(jì)一切從一個(gè)叫“SpaceTravel”的電子游戲開(kāi)始……為了讓他的游戲能在PDP-7上運(yùn)行，KenThompson用匯編語(yǔ)言給PDP-7寫(xiě)了一個(gè)操作系統(tǒng)——UNIX匯編太不好用了，Thompson需要高級(jí)語(yǔ)言試驗(yàn)了一些高級(jí)語(yǔ)言，包括Fortran，都不理想他在BCPL基礎(chǔ)上，自己設(shè)計(jì)了一個(gè)B語(yǔ)言UNIX開(kāi)始發(fā)展，B也不夠用了DennisRitchie加入，把B改造成C開(kāi)始用C重寫(xiě)UNIX1.1程序與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第9頁(yè)。10Ritchie和Thompson在開(kāi)發(fā)UNIXC語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第10頁(yè)。11接受美國(guó)國(guó)家技術(shù)勛章C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第11頁(yè)。12C語(yǔ)言的祖師爺

DennisM.Ritchie/who/dmr/1.1程序與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第12頁(yè)。13C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是一種高級(jí)語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言并不是“高級(jí)”，只是相對(duì)低級(jí)語(yǔ)言，在一個(gè)高的級(jí)別上進(jìn)行編程歷史悠久，戰(zhàn)勛卓著誕生于上世紀(jì)70年代初，成熟于80年代（C89），修訂與90年代（C99）很多重量級(jí)軟件都是用C寫(xiě)的上天入地，無(wú)所不能幾乎沒(méi)有不能用C寫(xiě)出來(lái)的軟件，沒(méi)有不支持C的系統(tǒng)很多流行語(yǔ)言、新生語(yǔ)言都借鑒了它的思想、語(yǔ)法從C++，到Java，再到C#，還有php等1.1程序與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第13頁(yè)。141.1程序與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言1）語(yǔ)言簡(jiǎn)潔緊湊，使用方便靈活2）運(yùn)算符豐富3）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富4）結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言5）允許直接訪問(wèn)物理地址，可直接操縱硬件6）生成的目標(biāo)代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高7）適用范圍大，可移植性好2、C語(yǔ)言的特點(diǎn)C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第14頁(yè)。151.2程序設(shè)計(jì)方法

1.2.1程序設(shè)計(jì)基本過(guò)程

兩個(gè)階段：?jiǎn)栴}求解階段分析問(wèn)題，找出算法實(shí)現(xiàn)階段依據(jù)算法采用C語(yǔ)言或其他編程語(yǔ)言編寫(xiě)程序C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第15頁(yè)。161.2程序設(shè)計(jì)方法

1.2.2結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法

1.核心思想

結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的總體思想是采用模塊化結(jié)構(gòu)，自上而下，逐步求精。2.結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)特征

結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的特征主要有以下幾點(diǎn)：（1）以三種基本結(jié)構(gòu)（順序、分支、循環(huán)，詳細(xì)內(nèi)容參考第三章）的組合來(lái)描述程序；（2）整個(gè)程序采用模塊化結(jié)構(gòu)；C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第16頁(yè)。171.2程序設(shè)計(jì)方法（3）有限制地使用goto轉(zhuǎn)移語(yǔ)句，在非用不可的情況下，也要十分謹(jǐn)慎，并且只限于在一個(gè)結(jié)構(gòu)內(nèi)部跳轉(zhuǎn)，不允許從一個(gè)結(jié)構(gòu)跳到另一個(gè)結(jié)構(gòu)，這樣可縮小程序的靜態(tài)結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)執(zhí)行過(guò)程之間的差異，使人們能正確理解程序的功能；（4）以控制結(jié)構(gòu)為單位，每個(gè)結(jié)構(gòu)只有一個(gè)入口，一個(gè)出口，各單位之間接口簡(jiǎn)單，邏輯清晰；

（5）采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言書(shū)寫(xiě)程序，并采用一定的書(shū)寫(xiě)格式使程序結(jié)構(gòu)清晰，易于閱讀；

（6）注意程序設(shè)計(jì)風(fēng)格。C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第17頁(yè)。181.2程序設(shè)計(jì)方法面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法（OrientObjectProgramming，縮寫(xiě)為OOP）認(rèn)為客觀世界是由各種各樣的實(shí)體組成的，這些實(shí)體就是面向?qū)ο蠓椒ㄖ械膶?duì)象。對(duì)象之間的交互通過(guò)發(fā)送消息來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而完成系統(tǒng)的功能。

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)把數(shù)據(jù)看作程序開(kāi)發(fā)中的基本元素，并且不允許它們?cè)谙到y(tǒng)中自由流動(dòng)。它將數(shù)據(jù)和操作這些數(shù)據(jù)的函數(shù)緊密的連結(jié)在一起，并保護(hù)數(shù)據(jù)不會(huì)被外界的函數(shù)意外的改變。1.2.3面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第18頁(yè)。191.3 C語(yǔ)言程序的基本結(jié)構(gòu)

一個(gè)完整的Ｃ語(yǔ)言程序，是由一個(gè)main()函數(shù)（又稱主函數(shù)）和若干個(gè)其它函數(shù)結(jié)合而成的，或僅由一個(gè)main()函數(shù)構(gòu)成程序運(yùn)行時(shí)，在屏幕上顯示一行英文：HelloWorld!。說(shuō)明：（1）main是主函數(shù)的函數(shù)名，表示這是一個(gè)主函數(shù)。（2）函數(shù)調(diào)用語(yǔ)句，printf函數(shù)的功能是把要輸出的內(nèi)容送到顯示器去顯示。（3）printf函數(shù)是一個(gè)由系統(tǒng)定義的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，可在程序中直接調(diào)用。（4）#include是編譯預(yù)處理命令，其作用是將某個(gè)已經(jīng)存在的文件包含到程序中。

/*01*/#include<stdio.h>/*02*/ main() /*03*/ {/*04*/ printf(“HelloWorld!\n”);/*05*/ }C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第19頁(yè)。20#include<stdio.h>/*Thisisthemainprogram*/main(){inta,b,sum;a=10;b=24;sum=add(a,b);printf(”sum=%d\n",sum);}/*Thisfunctioncalculatesthesumofxandy*/intadd(intx,inty){intz;z=x+y;return(z);}運(yùn)行結(jié)果：sum=34函數(shù)預(yù)處理命令注釋C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第20頁(yè)。211.3 C語(yǔ)言程序的基本結(jié)構(gòu)1.3.1C程序的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（１）一個(gè)Ｃ語(yǔ)言源程序可以由一個(gè)或多個(gè)源文件組成。（２）每個(gè)源文件可由一個(gè)或多個(gè)函數(shù)組成，關(guān)于函數(shù)的內(nèi)容將在以后第四章介紹。（３）函數(shù)是Ｃ語(yǔ)言程序的基本單位。一個(gè)源程序不論由多少個(gè)文件組成，都有一個(gè)且只能有一個(gè)main函數(shù)，即主函數(shù)。main()函數(shù)的作用，相當(dāng)于其它高級(jí)語(yǔ)言中的主程序；其它函數(shù)的作用，相當(dāng)于子程序。（４）C語(yǔ)言程序總是從main()函數(shù)開(kāi)始執(zhí)行。一個(gè)Ｃ語(yǔ)言程序，總是從main()函數(shù)開(kāi)始執(zhí)行，而不論其在程序中的位置。當(dāng)主函數(shù)執(zhí)行完畢時(shí)，亦即程序執(zhí)行完畢。C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第21頁(yè)。221.3 C語(yǔ)言程序的基本結(jié)構(gòu)1.3.1C程序的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（５）源程序中可以有預(yù)處理命令（include命令僅為其中的一種），預(yù)處理命令通常應(yīng)放在源文件或源程序的最前面。（６）每一個(gè)說(shuō)明，每一個(gè)語(yǔ)句都必須以分號(hào)結(jié)尾。但預(yù)處理命令，函數(shù)頭和花括號(hào)“}”之后不能加分號(hào)。（７）標(biāo)識(shí)符，關(guān)鍵字之間必須至少加一個(gè)空格以示間隔。若已有明顯的間隔符，也可不再加空格來(lái)間隔。（8）變量必須先定義后使用。（9）允許使用注釋。C語(yǔ)言的注釋格式為：

/*……*/C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第22頁(yè)。231.3 C語(yǔ)言程序的基本結(jié)構(gòu)（１）所有語(yǔ)句都必須以分號(hào)“;”結(jié)束，函數(shù)的最后一個(gè)語(yǔ)句也不例外。（２）程序行的書(shū)寫(xiě)格式自由，既允許一行內(nèi)寫(xiě)幾條語(yǔ)句，也允許一條語(yǔ)句分寫(xiě)在幾行上。如果某條語(yǔ)句很長(zhǎng)，一般需要將其分寫(xiě)在幾行上。（３）允許使用注釋。C語(yǔ)言的注釋格式為：/*……*/1.3.2源程序書(shū)寫(xiě)格式

C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第23頁(yè)。241.4C語(yǔ)言的基本語(yǔ)法單位

1.4.1Ｃ語(yǔ)言的字符集

1.4.2關(guān)鍵字1.4.3標(biāo)識(shí)符1.4.4分隔符1.4.5注釋C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第24頁(yè)。251.4.1Ｃ語(yǔ)言的字符集

字符是組成語(yǔ)言的最基本的元素。Ｃ語(yǔ)言字符集由字母，數(shù)字，空格，標(biāo)點(diǎn)和特殊字符組成。在字符常量，字符串常量和注釋中還可以使用漢字或其它可表示的圖形符號(hào)。（１）字母：小寫(xiě)字母a～z共26個(gè)，大寫(xiě)字母A～Z共26個(gè)；（２）數(shù)字：0～9共10個(gè)；（３）空白符：空格符、制表符、換行符等統(tǒng)稱為空白符（４）標(biāo)點(diǎn)和特殊字符特殊字符通常指由1～2個(gè)符號(hào)組成的運(yùn)算符。算術(shù)運(yùn)算符：+-*/%++--

關(guān)系運(yùn)算符：<

>>=<===!=

邏輯運(yùn)算符：&&||！位運(yùn)算符：&|～^>><<

條件運(yùn)算符：?:和賦值運(yùn)算符：=

其他分隔符：()[]{}.,;C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第25頁(yè)。261.4.2關(guān)鍵字

關(guān)鍵字是由Ｃ語(yǔ)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)符不應(yīng)與關(guān)鍵字相同。標(biāo)準(zhǔn)C定義的32個(gè)關(guān)鍵字如下表:C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第26頁(yè)。271.4.3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(kù)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規(guī)定，標(biāo)識(shí)符只能是字母（A～Z，a～z）、數(shù)字（0～9）、下劃線（_）組成的字符串，并且其第一個(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 _3x BOOK_1 sum5以下標(biāo)識(shí)符是非法的：

3s 以數(shù)字開(kāi)頭

s*T 出現(xiàn)非法字符*

-3x 以減號(hào)開(kāi)頭

bowy-1 出現(xiàn)非法字符減號(hào)注：標(biāo)識(shí)符中，大小寫(xiě)是有區(qū)別的。標(biāo)識(shí)符不能與關(guān)鍵字同名。C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第27頁(yè)。281.4.4分隔符

Ｃ語(yǔ)言中采用的分隔符包括逗號(hào)和空格。（1）逗號(hào)主要用在類型說(shuō)明和函數(shù)參數(shù)表中，分隔各個(gè)變量，逗號(hào)也可以做運(yùn)算符，具體參照本教程第二章。（2）空格多用于語(yǔ)句各單詞之間，作間隔符。在關(guān)鍵字，標(biāo)識(shí)符之間必須要有一個(gè)以上的空格符作間隔，否則將會(huì)出現(xiàn)語(yǔ)法錯(cuò)誤。例如，inta;不能寫(xiě)成inta;C編譯器會(huì)把inta當(dāng)成一個(gè)標(biāo)識(shí)符處理，其結(jié)果必然出錯(cuò)。C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第28頁(yè)。291.4.5注釋

C語(yǔ)言的注釋符是以“/*”開(kāi)頭并以“*/”結(jié)尾的串。程序編譯時(shí)，不對(duì)注釋作任何處理。（1）“/*”和“*/”必須成對(duì)使用，且“/”和“*”、以及“*”和“/”之間不能有空格，否則出錯(cuò)。（2）注釋的位置，可以單占1行，也可以跟在語(yǔ)句的后面。（3）如果1行寫(xiě)不下，可另起1行繼續(xù)寫(xiě)。（4）注釋中允許使用漢字。在非中文操作系統(tǒng)下，漢字將以亂碼呈現(xiàn)，但不影響程序運(yùn)行。C語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第29頁(yè)。30C語(yǔ)言是一種編譯型程序語(yǔ)言。1.5C語(yǔ)言程序的開(kāi)發(fā)過(guò)程與環(huán)境編輯連接編譯執(zhí)行程序代碼的錄入,生成源程序

.c.cpp翻譯生成目標(biāo)程序

.obj與其它目標(biāo)程序或庫(kù)鏈接裝配,生成可執(zhí)行程序

.exeC語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)概述全文共34頁(yè)，當(dāng)前為第30頁(yè)。311.5.1由源程序生成可執(zhí)行程序的過(guò)程1.編輯（Edit）編程人員把程序代碼輸入計(jì)算機(jī)的過(guò)程