(45)-第1章程序設(shè)計(jì)概述初識(shí)C語言

第1章程序設(shè)計(jì)概述

第1章程序設(shè)計(jì)概述1.1程序設(shè)計(jì)語言1.2算法1.3程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)1.4C語言程序的基本結(jié)構(gòu)C語言程序設(shè)計(jì)（第4版）ISBN9787302496014清華大學(xué)出版社張磊編著1.1程序設(shè)計(jì)語言程序設(shè)計(jì)語言用于編寫程序的計(jì)算機(jī)語言，它按照特定的規(guī)則組織計(jì)算機(jī)指令，使計(jì)算機(jī)能夠自動(dòng)進(jìn)行各種操作處理。機(jī)器語言匯編語言高級(jí)語言C語言程序示例：計(jì)算1~100自然數(shù)和#include<stdio.h>intmain(void){inti=1,s=0;while(i<=100)/*循環(huán)控制*/{s=s+i;/*數(shù)據(jù)累加*/i=i+1;/*生成下一個(gè)要累加的數(shù)*/

}printf("sum=%d\n",s);/*輸出結(jié)果*/

return0;}計(jì)算機(jī)程序按照程序設(shè)計(jì)語言規(guī)則組織起來的一組計(jì)算機(jī)指令Pascal語言C語言C#語言Java語言C++語言PHP語言Python語言1.2算法1.2.1算法概念與算法描述1.2.2算法的邏輯結(jié)構(gòu)1.2.4算法的特性1.2.4算法評(píng)價(jià)1.2.1算法概念與算法描述算法重要性：程序=數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法1．算法的概念算法是為計(jì)算機(jī)處理問題所設(shè)計(jì)的具體步驟。算法的最終實(shí)現(xiàn)是計(jì)算機(jī)程序。2．算法的描述方法自然語言流程圖N-S圖PAD圖偽代碼等。1.2.1算法概念與算法描述⑴用自然語言描述算法計(jì)算1到100的所有自然數(shù)的和步驟①

i和s賦初值，使i=1,s=0；步驟②判斷i的值，若i≤100則執(zhí)行步驟③；否則，轉(zhuǎn)步驟⑤；步驟③

s加上i；步驟④

i加上1，轉(zhuǎn)步驟②；步驟⑤顯示s的值，結(jié)束。流程圖符號(hào)符號(hào)功能開始/結(jié)束框數(shù)據(jù)處理（例如計(jì)算）框數(shù)據(jù)輸入/輸出框判斷選擇框流程方向線1.2.1算法概念與算法描述⑵用流程圖描述算法1.2.1算法概念與算法描述“計(jì)算1~100自然數(shù)和”的算法步驟①i=1,s=0；步驟②若i≤100則執(zhí)行步驟③；否則，轉(zhuǎn)步驟⑤；步驟③s加上i；步驟④i加上1，轉(zhuǎn)步驟②;步驟⑤顯示s的值，結(jié)束1.2.2算法的邏輯結(jié)構(gòu)算法的三種結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)分支結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)三種結(jié)構(gòu)互相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)任何邏輯控制1.2.2算法的邏輯結(jié)構(gòu)1、順序結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：各個(gè)步驟由前到后依次執(zhí)行，每個(gè)步驟都執(zhí)行一次。ABAB1.2.2算法的邏輯結(jié)構(gòu)1、順序結(jié)構(gòu)舉例：輸入一個(gè)學(xué)生的兩門課程的成績，計(jì)算并輸出平均成績。1.2.2算法的邏輯結(jié)構(gòu)2、選擇結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：某些步驟是否能夠執(zhí)行，要視當(dāng)前的條件而定，在同一次處理中，有的步驟可能執(zhí)行不到。真假1.2.2算法的邏輯結(jié)構(gòu)2、選擇結(jié)構(gòu)開始輸入s1、s2(s1+s2)/2→aveave≥90輸出：優(yōu)等生輸出：加油!結(jié)束真假真開始輸入s1、s2(s1+s2)/2→aveave≥90輸出：優(yōu)等生結(jié)束開始輸入s1、s2(s1+s2)/2→aveave≥90輸出：優(yōu)等生輸出：加油!結(jié)束真假真舉例：輸入一個(gè)學(xué)生兩門課程的成績，若平均成績不低于90，則輸出“優(yōu)等生”；否則，輸出“加油！”。ave≥90開始輸入s1、s2(s1+s2)/2→aveave≥90輸出：優(yōu)等生輸出：加油!結(jié)束真1.2.2算法的邏輯結(jié)構(gòu)3、循環(huán)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：有些步驟會(huì)被有條件地重復(fù)執(zhí)行（被重復(fù)執(zhí)行的步驟每次處理的數(shù)據(jù)也可能發(fā)生變化）。1.2.2算法的邏輯結(jié)構(gòu)3、循環(huán)結(jié)構(gòu)舉例：計(jì)算1~100自然數(shù)和。1.2.3算法的特性一個(gè)算法必須經(jīng)過有限步驟后結(jié)束?！坝邢薏襟E”既是指步驟量有限，同時(shí)也要求步驟量合理。每一個(gè)步驟所規(guī)定的操作不能有二義性。例如“轉(zhuǎn)步驟②”是確定的，而“轉(zhuǎn)其他步驟”則不確定。每一個(gè)步驟描述的操作必須能夠通過已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的基本運(yùn)算有效地執(zhí)行，并且得到確定的結(jié)果。每個(gè)有意義的算法有零個(gè)或多個(gè)輸入，并且有一個(gè)或多個(gè)輸出。算法可以沒有輸入，但必須有輸出。有窮性確定性有效性輸入&輸出1.2.3算法評(píng)價(jià)算法執(zhí)行時(shí)間與問題規(guī)模的關(guān)系，是算法執(zhí)行效率指標(biāo)算法對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)存資源的需求程度，應(yīng)是需求越少越好算法可供人們閱讀的容易程度，好的算法應(yīng)具有良好的可讀性時(shí)間復(fù)雜性算法對(duì)不合理的輸入數(shù)據(jù)的反應(yīng)能力和處理能力算法應(yīng)適應(yīng)一類問題，而不只是某個(gè)特定問題。算法的執(zhí)行結(jié)果滿足預(yù)先規(guī)定的功能要求和性能要求。通用性正確性空間復(fù)雜性可讀性健壯性（容錯(cuò)性）1.3程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)1.3.1程序設(shè)計(jì)的基本過程1.3.2編輯運(yùn)行C語言程序1.3.1程序設(shè)計(jì)的基本過程問題分析算法設(shè)計(jì)編寫程序調(diào)試運(yùn)行程序分析要處理的問題涉及的各種概念、數(shù)據(jù)特點(diǎn)、已知條件、所求結(jié)果，以及已知條件與所求結(jié)果之間的關(guān)系等各方面的信息。明確：要做什么？確定具體的算法，并選擇合適的算法表達(dá)工具對(duì)算法進(jìn)行描述。用程序設(shè)計(jì)語言的語句和命令實(shí)現(xiàn)算法的每一個(gè)步驟。1.3.2編輯運(yùn)行C語言程序建立源程序編譯源程序構(gòu)建可執(zhí)行文件運(yùn)行可執(zhí)行文件啟動(dòng)VC++6.0系統(tǒng)使用“File”→“New”命令，打開VC++6.0的程序編輯窗口錄入編輯源程序，保存文件使用“Build”→“Compile”命令對(duì)源程序進(jìn)行編譯，生成二進(jìn)制目標(biāo)代碼文件。程序通過編譯之后，使用“Build”→“Build”命令將編譯階段生成的目標(biāo)文件和系統(tǒng)的庫函數(shù)文件等連接起來，生成擴(kuò)展名是“.exe”的可執(zhí)行文件。使用“Build”→“!Execute”命令運(yùn)行程序，獲得執(zhí)行結(jié)果。SUCCESS1.3.2編輯運(yùn)行C語言程序例1-1

使用VC++編輯運(yùn)行自然數(shù)累加程序。⑴建立源程序文件。①啟動(dòng)VC++6.0，使用“File”→“New”命令，打開“new”窗口，選用“Files”選項(xiàng)卡，在主窗口中選擇“C++SourceFile”項(xiàng)，在“File”對(duì)話框中輸入文件名，在“Location”對(duì)話框中指定文件的存儲(chǔ)位置。1.3.2編輯運(yùn)行C語言程序⑴建立源程序文件②單擊“OK”按鈕，打開程序編輯窗口錄入編輯源程序，并及時(shí)存盤。1.3.2編輯運(yùn)行C語言程序⑴建立源程序文件。⑵編譯源程序程序編輯完成后，使用“Build”→“Compile”命令編譯執(zhí)行“Build”→“Compile”命令后的提示信息編譯結(jié)果顯示在編譯報(bào)告窗口1.3.2編輯運(yùn)行C語言程序⑴建立源程序文件。⑵編譯源程序。⑶構(gòu)建可執(zhí)行文件。程序編譯完成后，使用“Build”→“Build”構(gòu)建可執(zhí)行文件。⑷運(yùn)行可執(zhí)行文件。成功構(gòu)建可執(zhí)行文件之后，使用“Build”→“!Execute”命令即可運(yùn)行程序。

1.4C語言程序的基本結(jié)構(gòu)1.4.1程序的函數(shù)化結(jié)構(gòu)

1.4.2標(biāo)識(shí)符與保留字1.4.3程序風(fēng)格1.4.1程序的函數(shù)化結(jié)構(gòu)任何一個(gè)C語言程序，main()函數(shù)都是不可缺少的，當(dāng)一個(gè)C語言程序只有一個(gè)函數(shù)模塊時(shí)，這個(gè)函數(shù)必然是main()函數(shù)。C語言程序是由函數(shù)構(gòu)成的，任何一個(gè)C語言程序都有一個(gè)稱為主函數(shù)的main()函數(shù)。例1-2簡單的C程序簡單程序結(jié)構(gòu)main簡單的C語言程序可只有一個(gè)函數(shù)，該函數(shù)只能是main()函數(shù)。main()函數(shù)的一般結(jié)構(gòu)intmain(){

函數(shù)體}特別強(qiáng)調(diào)！#include<stdio.h>intmain(){printf("Hello!\n");return0;}1.4.1程序的函數(shù)化結(jié)構(gòu)一個(gè)源程序不論由多少個(gè)函數(shù)組成，有且只能有一個(gè)main()函數(shù)，而且main()函數(shù)可以位于程序的任何位置。一個(gè)源程序無論由多少個(gè)函數(shù)構(gòu)成，總是從main()函數(shù)開始執(zhí)行程序，與main()函數(shù)在程序中的位置無關(guān)。C語言程序由函數(shù)構(gòu)成，而且每個(gè)程序可以有多個(gè)函數(shù)。（多函數(shù)程序在函數(shù)一章介紹）1程序由函數(shù)構(gòu)成特點(diǎn)2有一個(gè)main函數(shù)特點(diǎn)3從main函數(shù)執(zhí)行特點(diǎn)1.4.2標(biāo)識(shí)符與保留字兩個(gè)標(biāo)識(shí)符中的字母相同而大小寫形式不同時(shí)，是兩個(gè)不同的標(biāo)識(shí)符。標(biāo)識(shí)符命名應(yīng)盡量有相應(yīng)的意義，以便閱讀理解。建議初學(xué)者盡量使用較短而有意義的標(biāo)識(shí)符，既便于上機(jī)訓(xùn)練，也會(huì)使程序更清晰。由Ｃ語言規(guī)定的用于定義變量類型、命令字等具有特定意義的標(biāo)識(shí)符。概念：在程序中使用的變量名、函數(shù)名、命令字等。構(gòu)成：任何一個(gè)標(biāo)識(shí)符只能是由字母（A～Z，a～z）、數(shù)字（0～9）和下劃線“_”構(gòu)成的字符串，其他符號(hào)不能出現(xiàn)在標(biāo)識(shí)符中，并且標(biāo)識(shí)符的第一個(gè)字符必須是字母或下劃線。合法標(biāo)識(shí)符：a、BOOK1、max、

_add、num_1非法標(biāo)識(shí)符：3sum（不允許以數(shù)字開頭）ab#cd（使用了非法字符#）book-1（使用了非法字符-）1標(biāo)識(shí)符2保留字3注意事項(xiàng)1.4.3程序風(fēng)格01如果一行能夠容下一個(gè)語句，那么就讓這個(gè)語句獨(dú)占一行02用{}括起來的部分，通常表示了程序的某一層次結(jié)構(gòu)。“{”和“}”一般與該結(jié)構(gòu)語句的第一個(gè)字母對(duì)齊，并單獨(dú)占一行03低一層次的語句應(yīng)比高一層次的語句縮進(jìn)若干列后書寫，以便看起來更加清晰04要在程序的開始或者在程序的關(guān)鍵位置使用注釋，以提高程序的可讀性小結(jié)（1）(1)算法是逐步求解問題的方法，是計(jì)算機(jī)處理問題所需要的具體步驟。流程圖、偽代碼是常用的描述算法方法。(2)順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)是算法的三種基本結(jié)構(gòu)。(3)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)步驟：問題分析、算法設(shè)計(jì)、編寫程序、調(diào)試運(yùn)行程序。(4)實(shí)現(xiàn)C語言程序步驟