實(shí)用c語言程序設(shè)計(jì)第1章

21世紀(jì)高等院校規(guī)劃教材實(shí)用C語言程序設(shè)計(jì)教程中國水利水電出版社

本章首先介紹算法和程序的概念以及程序設(shè)計(jì)的一般過程，然后介紹C語言的特點(diǎn)、C語言程序的結(jié)構(gòu)，其次介紹TurboC2.0集成環(huán)境下的上機(jī)操作過程，最后介紹算法流程圖和N-S盒圖以及結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的概念。學(xué)習(xí)本章的目的是使讀者對C語言和程序設(shè)計(jì)有一個(gè)概略的了解，并掌握上機(jī)運(yùn)行簡單程序的操作步驟。第1章程序設(shè)計(jì)及C語言概述第1章程序設(shè)計(jì)及C語言概述

1.1算法與程序設(shè)計(jì)1.2C語言的特點(diǎn)

1.3C語言程序的結(jié)構(gòu)

1.4TURBOC上機(jī)操作

1.5流程圖及N-S盒圖1.6結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)概要

1.1算法與程序設(shè)計(jì)1.1.1算法1.1.2程序1.1.3程序設(shè)計(jì)語言1.1.4程序設(shè)計(jì)的一般過程

1.1.1算法

計(jì)算機(jī)解決問題所依據(jù)的步驟稱為計(jì)算機(jī)算法，或簡稱算法。請看下面幾個(gè)例子。【例1-1】計(jì)算1+2+3+…+100，可采取以下兩種算法中的一種。算法一。可以設(shè)兩個(gè)變量（變量是指其值可以改變的量），一個(gè)變量代表和（s），一個(gè)變量代表加數(shù)（i），用循環(huán)算法表示如下：第一步：0?s,1?i。第二步：s+i?s。第三步：i+1?i。第四步：如果i≤100，轉(zhuǎn)第二步；否則，轉(zhuǎn)第五步。第五步：輸出結(jié)果s，結(jié)束。算法二只有兩步：第一步：100×101/2?s。第二步：輸出s，結(jié)束?！纠?-2】判斷一個(gè)大于等于3的正整數(shù)是不是素?cái)?shù)。所謂素?cái)?shù)是指除了1和該數(shù)本身之外，不能被其他任何整數(shù)整除的數(shù)，例如23是素?cái)?shù)，因?yàn)樗荒鼙?，3，4，……，21，22整除。判斷素?cái)?shù)的方法很簡單，例如判斷n（n≥3）是不是素?cái)?shù)，只需將n作為被除數(shù)，將2到（n-1）各個(gè)整數(shù)輪流作除數(shù)，作除法運(yùn)算，如果都不能被整除（余數(shù)不為0），則n是素?cái)?shù)。算法表示如下：

第一步：輸入n的值。第二步：i作除數(shù)，2?i。第三步：n除以i，得余數(shù)r。第四步：如果r=0，表示n能被i整除，則打印n不是素?cái)?shù)，轉(zhuǎn)第七步；否則執(zhí)行第五步。第五步：i+1?i。第六步：如果i≤n-1，返回第三步；否則打印n是素?cái)?shù)，轉(zhuǎn)第七步。第七步：結(jié)束。算法的屬性：1．有窮性有窮性是指一個(gè)算法的操作步驟必須是有限的和合理的，即在合理的范圍之內(nèi)結(jié)束算法。例如求整數(shù)累加和的算法，由于整數(shù)本身是個(gè)無限集合，如果不限定其范圍，會導(dǎo)致求解步驟是無限的。又例如，計(jì)算機(jī)執(zhí)行某個(gè)算法需要幾千年，雖然是有限的，但卻是不合理的。當(dāng)然，究竟什么算“合理”，并沒有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，由人們的常識和需要而定。2．確定性算法中每個(gè)操作步驟都應(yīng)當(dāng)是明確的，而不應(yīng)是含糊的、模棱兩可的。在計(jì)算機(jī)算法中最忌諱的是歧義性，所謂“歧義性”是指可以被理解為兩種或多種可能的含義。因?yàn)橛?jì)算機(jī)至今還沒有主動思維的能力，如果給定的條件不確定，計(jì)算機(jī)就無法執(zhí)行。例如，“計(jì)算3月1日是一年中的第幾天”，這個(gè)問題是不確定的，因?yàn)闆]有指明哪一年，不知道是不是閏年，閏年和平年2月份的天數(shù)不一樣，所以無法執(zhí)行。3．有零個(gè)或多個(gè)輸入執(zhí)行算法時(shí)需要從外界獲得必要信息的操作稱為輸入。輸入的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)根據(jù)算法確定。例如計(jì)算1～100累加和的算法不需要輸入；計(jì)算n！的算法需要輸入n的值；計(jì)算m和n的最大公約數(shù)和最小公倍數(shù)則需要輸入m和n兩個(gè)數(shù)的值。4．有一個(gè)或多個(gè)輸出執(zhí)行算法得到的結(jié)果就是算法的輸出，沒有輸出的算法是沒有意義的。最常見的輸出形式是屏幕顯示或打印機(jī)輸出，但并非惟一的形式。執(zhí)行算法的目的就是為了求解，“解”就是輸出。5．有效性算法中的每一個(gè)步驟都應(yīng)當(dāng)有效地執(zhí)行，并得到確定的結(jié)果。例如當(dāng)b=0時(shí)，a/b是不能有效執(zhí)行的。又例如，在C語言中，“a%b”中的a和b都必須是整型數(shù)據(jù)，否則也不能有效執(zhí)行。算法有優(yōu)劣之分，一般希望用簡單的和運(yùn)算步驟少的算法。因此，為了有效地進(jìn)行解題，不僅要保證算法正確，還要考慮算法的質(zhì)量，選擇合適的算法。

1.1.2程序用計(jì)算機(jī)語言描述的算法稱為計(jì)算機(jī)程序，或簡稱程序。只有用計(jì)算機(jī)語言描述的算法才能在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行。換言之，只有計(jì)算機(jī)程序才能在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行。人們編寫程序之前，為了直觀或符合人類思維方式，常常先用其他方式描述算法，然后再翻譯成計(jì)算機(jī)程序。1.1.3程序設(shè)計(jì)語言人類社會中有多種語言交流工具，每種語言又都有它的語法規(guī)則。人和計(jì)算機(jī)通信需要通過計(jì)算機(jī)語言。計(jì)算機(jī)語言是面向計(jì)算機(jī)的人造語言，是進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的工具，因此也稱程序設(shè)計(jì)語言。程序設(shè)計(jì)語言可以分為機(jī)器語言、匯編語言、高級語言。高級語言種類繁多（據(jù)統(tǒng)計(jì)有上千種），曾經(jīng)引起廣泛關(guān)注和使用的高級語言有FORTRAN、BASIC、Pascal和C等命令式語言（或稱過程式語言）；有LISP、PROLOG等陳述式語言；還有當(dāng)前流行的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言，例如C++、Java、VisualC++、VisualBasic、Delphi、PowerBuilder等。計(jì)算機(jī)硬件能直接執(zhí)行的是機(jī)器語言程序。匯編語言也稱符號語言，用匯編語言編寫的程序稱匯編語言程序。計(jì)算機(jī)硬件不能識別和直接運(yùn)行匯編語言程序，必須由“匯編程序”將其翻譯成機(jī)器語言程序后才能識別和運(yùn)行。同樣，高級語言程序也不能被計(jì)算機(jī)硬件直接識別和執(zhí)行，必須把高級語言程序翻譯成機(jī)器語言程序才能執(zhí)行。語言處理程序就是完成這個(gè)翻譯過程的，按照處理方式的不同，可以分為解釋型程序和編譯型程序兩大類。C語言采用編譯程序，即把用C語言寫的“源程序”編譯成“目標(biāo)程序”，再通過連接程序的連接，生成“可執(zhí)行程序”才能運(yùn)行。具體過程將在1.4節(jié)中詳細(xì)說明。1.1.4程序設(shè)計(jì)的一般過程

1．建立數(shù)學(xué)模型2．算法描述

3．編寫程序4．程序測試1.2C語言的特點(diǎn)C語言是一種高級語言，和其他高級語言相比，具有以下特點(diǎn)。1．兼有低級語言的功能2．結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語言3．語言比較簡潔緊湊4．運(yùn)算符豐富5．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富6．語法限制不太嚴(yán)格，書寫格式比較自由7．目標(biāo)代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高1.3C語言程序的結(jié)構(gòu)1.3.1C語言程序的一般形式

【例1-4】下面程序的功能是：首先在屏幕上輸出英文提示“Pleaseenteranumber:”，然后等待用戶輸入一個(gè)數(shù)，當(dāng)用戶輸入一個(gè)數(shù)并按回車鍵后，計(jì)算機(jī)計(jì)算出以此數(shù)為半徑的圓的面積，并在屏幕上輸出Theareais×××。“×××”表示對應(yīng)的圓面積值。#definePI3.1416

area(floatr) /*求面積的函數(shù)開始*/{floata; /*定義實(shí)型變量a*/a=PI*r*r; /*計(jì)算面積并賦給變量a*/

printf("Theareais%f",a); /*輸出結(jié)果*/}

main()/*主函數(shù)開始*/{floatr;/*定義實(shí)型變量r*/

printf("Pleaseenteranumber:"); /*輸出提示信息*/

scanf("%f",&r);/*等待輸入數(shù)給r*/

area(r); /*調(diào)用函數(shù)area()*/}

任何一個(gè)C程序都是由一個(gè)或多個(gè)函數(shù)構(gòu)成的，一個(gè)C程序中至少必須存在一個(gè)主函數(shù)main()。它是程序運(yùn)行開始時(shí)被調(diào)用的一個(gè)函數(shù)。C語言程序的一般形式如圖1-1的矩形框中所示。其中f1至fN代表用戶定義的函數(shù)。預(yù)處理命令和全局性的聲明main(){局部變量聲明語句序列}f1(){局部變量聲明語句序列}f2(){局部變量聲明語句序列}

fn(){局部變量聲明語句序列}…圖1-1C程序的一般形式1.3.2C程序中的主要成分1.3.2.1預(yù)處理命令預(yù)處理命令是程序中那些以符號#開頭的命令。C語言中常用的預(yù)處理命令有三類：文件包含、宏定義和條件編譯。例1-4的程序中#definePI3.1416就是宏定義命令，它的作用是為字符串“3.1416”起了一個(gè)名字，后邊凡是用到3.1416時(shí)都可以用PI去代替。1.3.2.2函數(shù)函數(shù)通常用于描述相對獨(dú)立的功能，每個(gè)函數(shù)都具有嚴(yán)格定義的格式，可以有參數(shù)和返回值。一個(gè)程序中除了一個(gè)必須取名為main的主函數(shù)，其余函數(shù)可以取任何有意義的名字。一個(gè)函數(shù)在執(zhí)行過程中可以調(diào)用其他函數(shù)，也可以調(diào)用自己（稱為遞歸，詳見5.4節(jié)）。任何函數(shù)（包括主函數(shù)main）都由函數(shù)首部和函數(shù)體兩部分組成。（1）函數(shù)的首部，即函數(shù)的第一行，對函數(shù)進(jìn)行說明，包括函數(shù)類型（可默認(rèn)）、函數(shù)名、函數(shù)參數(shù)表（形參表）。

（2）函數(shù)體。函數(shù)首部之后的第一個(gè)大括號和與之配對的大括號之間的部分為函數(shù)體（大括號必須配對使用，如果一個(gè)函數(shù)內(nèi)有多對大括號，則最外面的一對大括號是函數(shù)體的范圍）。函數(shù)體一般由說明部分和可執(zhí)行語句構(gòu)成。

1.3.2.3輸入與輸出輸入輸出是指程序與用戶進(jìn)行的數(shù)據(jù)或信息的交換，程序離不開輸入和輸出功能，用戶通過輸入為程序提供初始數(shù)據(jù)，程序通過輸出產(chǎn)生運(yùn)行結(jié)果。C語言中沒有定義輸入、輸出方法，但在程序中可以調(diào)用實(shí)現(xiàn)輸入輸出功能的庫函數(shù)。例1-3中的scanf()就是調(diào)用輸入函數(shù)，等待用戶從標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備上輸入數(shù)據(jù)同時(shí)賦給相應(yīng)的變量。例1-3和例1-4中的printf()都是調(diào)用輸出函數(shù)，從標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備（顯示器）上輸出運(yùn)行結(jié)果。

1.3.2.4語句語句由單詞按照一定的語法規(guī)則構(gòu)成。例1-4中函數(shù)內(nèi)部的每一行都是一條語句。C語言中有多種類型的語句，由這些語句構(gòu)成函數(shù)，再由函數(shù)構(gòu)成程序。在1.2節(jié)“C語言的特點(diǎn)”中已提到，C語言程序的書寫格式比較自由，稱為無格式語言，但要注意以下幾點(diǎn)：（1）程序中每個(gè)語句都必須以分號“；”結(jié)束，分號是語句的一部分。（2）允許一行內(nèi)寫幾條語句，也允許一條語句寫在幾行上。為了便于閱讀程序，最好一條語句占一行。如果一條語句很長，可以寫成幾行。1.3.2.5注釋程序中提倡使用注釋。一個(gè)高質(zhì)量的程序，源程序中都應(yīng)該加上必要的注釋，以增強(qiáng)程序的可讀性，這對程序員和用戶都有很大的幫助。C語言的注釋格式為：/*……*/在例1-3和例1-4中凡是以“/*”和“*/”括起來的文字都是注釋。使用注釋時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：（1）注釋可以單獨(dú)占一行，也可以跟在語句后面。（2）“/*”和“*/”必須成對使用，并且“/”和“*”以及“*”和“/”之間不能有空格，否則會出錯(cuò)。（3）如果注釋內(nèi)容在一行寫不下，可以另起一行繼續(xù)寫。（4）注釋中允許使用漢字。在非中文操作系統(tǒng)下，看到的是一串亂碼，但不影響程序運(yùn)行。

因?yàn)橛?jì)算機(jī)不能識別和執(zhí)行C語言源程序，必須先用“編譯程序”把源程序翻譯成計(jì)算機(jī)能識別和執(zhí)行的二進(jìn)制指令形式的“目標(biāo)程序”；第三步把目標(biāo)程序與系統(tǒng)的函數(shù)庫以及其他目標(biāo)程序連接起來，形成可執(zhí)行的目標(biāo)程序；最后運(yùn)行“可執(zhí)行程序”得到結(jié)果。結(jié)果是否正確需要經(jīng)過驗(yàn)證，如果結(jié)果不正確則需要進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試程序往往比編寫程序更困難、更費(fèi)時(shí)間。圖1-2表示了C程序編輯、編譯、連接和運(yùn)行的全過程。1.4TurboC上機(jī)操作C源程序目標(biāo)程序可執(zhí)行程序結(jié)果編輯（利用編輯程序）編譯（利用C編譯程序）連接（利用連接程序）運(yùn)行圖1-2C程序編輯、編譯、連接、運(yùn)行全過程

1.4.1安裝TurboC為了使用TurboC，需要先將其裝入磁盤的某一目錄下，例如放在C盤的根目錄下一級TC子目錄中。1.4.2啟動

、退出TurboC在MS-DOS方式下，如果用戶已進(jìn)入TurboC所在的子目錄，例如C盤根目錄下的TC子目錄，則只需從鍵盤輸入“tc”并按回車鍵。即C:\TC>tc退出TurboC有兩種方法：菜單法：先選File主項(xiàng)，再選Quit子項(xiàng)并按回車鍵?？旖萱I法：Alt+X（按住Alt鍵，再按X鍵，之后同時(shí)放開）。1.4.3編輯、編譯、連接、運(yùn)行的基本操作有關(guān)C程序的編輯、編譯、連接和運(yùn)行的操作需要熟練掌握，因?yàn)榫帉懙某绦蚴欠裾_只能通過上機(jī)檢驗(yàn)，這就要求多編程序、多上機(jī)，在編寫和調(diào)試程序的實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)。這里1.4.3.1建立新的C源程序并運(yùn)行進(jìn)入TurboC環(huán)境時(shí)，F(xiàn)ile為當(dāng)前項(xiàng)，其他情況下按功能鍵F10激活主菜單，選中File主項(xiàng)。此時(shí)按回車鍵打開下拉子菜單，選擇New并按回車鍵，自動轉(zhuǎn)換為編輯（Edit）狀態(tài)，便可輸入源程序。例如：main(){int

a,b;a=2;b=3;

printf（"d\n",a+b）;}輸入完檢查無誤后進(jìn)行編譯、連接、運(yùn)行，有兩種方法：程序執(zhí)行結(jié)果：5

1．分步完成

按F9鍵或選擇執(zhí)行菜單中Compile主項(xiàng)的MakeEXEFile項(xiàng)，如果沒有錯(cuò)誤，則TurboC自動完成當(dāng)前編輯的源程序文件的編譯、連接，生成可執(zhí)行文件；如果源程序有語法錯(cuò)誤，系統(tǒng)將在屏幕中央的Compiling（編譯）窗口底部提示：“Error：Pressanykey”（錯(cuò)誤：按任意鍵）。

按一下空格鍵，屏幕下端的Message（消息）窗口被激活，顯示錯(cuò)誤或警告信息，光帶停在第一條信息上，同時(shí)Edit（編輯）窗口中也有一條光帶，它總是停在源代碼中編譯錯(cuò)誤的相應(yīng)位置。在消息窗口中用上下鍵移動光帶時(shí)，編輯窗口中的光帶也隨之移動，始終跟蹤源代碼中的錯(cuò)誤位置。

2．一次完成編輯好源程序文件檢查無誤后，使用快捷鍵^F9（Ctrl+F9），便可一次完成編譯、連接、運(yùn)行。當(dāng)然，如果源程序有錯(cuò)誤，也會提示錯(cuò)誤信息，等待修改。程序能夠運(yùn)行并不一定是正確的，因?yàn)橛?jì)算機(jī)對程序中的邏輯錯(cuò)誤無法判斷，例如把加號（+）寫成減號（-），大于號（>）寫成小于號（<），語法上沒有錯(cuò)誤，可以運(yùn)行，但結(jié)果不正確。如何查看結(jié)果呢？選擇并執(zhí)行Run主項(xiàng)中的UserScreen項(xiàng)或使用快捷鍵Alt+F5即可顯示運(yùn)行結(jié)果。按任意鍵返回編輯窗口。如果結(jié)果與預(yù)期的不一樣，則可能有邏輯錯(cuò)誤，需要仔細(xì)分析、檢查、修改，每次修改之后都要重新編譯、連接、運(yùn)行，直至結(jié)果正確為止。1.4.3.2編輯、修改已有C源程序選擇并執(zhí)行File主項(xiàng)中的Load項(xiàng)（或F3鍵），屏幕上出現(xiàn)一個(gè)對話框，如圖1-5所示。圖1-5TurboC打開文件

如果知道文件名，直接輸入文件名，若該文件存在，系統(tǒng)就將它調(diào)入內(nèi)存并顯示在屏幕上，自動轉(zhuǎn)為編輯狀態(tài)，便可對它進(jìn)行修改。如果指定的文件不存在，則給出一個(gè)空白編輯窗口，以供輸入新的源程序。

如果忘記了已有程序的文件名，可以按回車鍵，打開當(dāng)前目錄下后綴為.C的所有文件的文件名窗口，用方向鍵選定需要的文件名，按回車鍵，則該文件被調(diào)入內(nèi)存并顯示在屏幕上，在編輯狀態(tài)下對它進(jìn)行修改、編譯、連接和運(yùn)行。1.5流程圖及N-S盒圖

1.5.1用流程圖表示算法流程圖是用一組框圖符號表示各種操作，也稱框圖。用流程圖表示算法直觀形象，易于理解。美國國家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會ANSI（AmericanNationalStandardInstitute）規(guī)定的一些常用流程圖符號，已為各國程序工作者普遍采用，如圖1-6所示。

圖1-6常用流程圖符號起止框輸入輸出框判斷框處理框流程線連接點(diǎn)【例1-5】計(jì)算1+2+3+4+……+100的流程圖見圖1-7?！纠?-6】判斷一個(gè)大于等于3的數(shù)是不是素?cái)?shù)的流程圖見圖1-8。打印n不是素?cái)?shù)開始i=2輸入n令r為n除以i的余數(shù)r=0?i=i+1i<n/2打印n是素?cái)?shù)結(jié)束YNYN開始s=0i=1i=i+1s=s+i輸出si≤100結(jié)束NY圖1-7求1～100累加和的流程圖

圖1-8判斷素?cái)?shù)的流程圖1.5.2用N-S盒圖表示算法N-S圖是美國學(xué)者I.Nassi和B.Shneiderman提出的一種新的流程圖形式（N和S是兩位學(xué)者的英文姓名的首字母）。在N-S圖中完全去掉了流程線，全部算法寫在一個(gè)矩形框內(nèi)，在該框內(nèi)還可以包含其他的從屬于它的框，即由一些基本框組成一個(gè)大框。N-S圖用圖1-9所示的符號表示三種基本結(jié)構(gòu)。（a）順序結(jié)構(gòu)（b）選擇結(jié)構(gòu)（c）當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)（d）直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)

圖1-9三種基本結(jié)構(gòu)的N-S圖符號AB條件成立不成立

AB當(dāng)條件成立直到條件不成立AA直到條件不成立除上述雙分支選擇結(jié)構(gòu)以外，還有多分支的選擇結(jié)構(gòu)，如圖1-10所示，當(dāng)表示條件的值等于“值i”時(shí)執(zhí)行Ai框。雖然這種結(jié)構(gòu)可以利用雙分支的嵌套來實(shí)現(xiàn)，但C語言以及多數(shù)高級語言都提供了直接實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)的語句。條件值1值2…值nA1A2…An圖1-10多分支選擇結(jié)構(gòu)

前面的例1-5計(jì)算1到100累加和、例1-6判斷是否素?cái)?shù)的算法如圖1-12、圖1-13所示。i=1，n=0當(dāng)i≤50

輸入scorescore≥60NY

n=n+1i=i+1i=1，s=0當(dāng)i≤100

輸出ss=s+Ii=i+1圖1-11統(tǒng)計(jì)及格人數(shù)

圖1-12計(jì)算累加和

輸入ni=2r=(n除以i的余數(shù))Yr=0N

輸出“n不是素?cái)?shù)”i=i+1r≠0并且i<n/2Yr≠0N輸出“n是素?cái)?shù)”圖1-13判別n是否素?cái)?shù)1.6結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)概要

一個(gè)結(jié)構(gòu)化程序應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)：（1）程序僅由順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)等三種基本結(jié)構(gòu)組成，基本結(jié)構(gòu)可以嵌套。（2）每種基本結(jié)構(gòu)都只有一個(gè)入口和一個(gè)出口，即一端進(jìn)，一端出。這樣的結(jié)構(gòu)置于其他結(jié)構(gòu)之間時(shí)，程序的執(zhí)行順序必然是從前一結(jié)構(gòu)的出口到本結(jié)構(gòu)的入口，經(jīng)本結(jié)構(gòu)內(nèi)部的操作，到達(dá)本結(jié)構(gòu)的惟一出口。（3）程序中沒有死循環(huán)（不能結(jié)束的循環(huán)叫死循環(huán)）和死語句（程序中永遠(yuǎn)執(zhí)行不到的語句叫死語句）。

C語言規(guī)定函數(shù)不允許嵌套定義，但可以嵌套調(diào)用。在定義函數(shù)時(shí)調(diào)用了另一個(gè)函數(shù)，在執(zhí)行程序時(shí)如果1.6.2結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法遵循的原則結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法遵循的原則是：自頂向下，逐步求精；模塊化設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)化編程。下面分別說明。1.6.2.1自頂向下，逐步求精把一個(gè)較大的復(fù)雜問題分解成若干相對獨(dú)立而又簡單的小問題，只要解決了這些小問題，整個(gè)問題也就解決了。如圖1-14所示。主（功能）模塊模塊a模塊b模塊a2模塊b1模塊c模塊c1模塊a1模塊a3模塊b2模塊c2模塊c3圖1-14自頂向下逐步求精示例

1.6.2.2模塊化設(shè)計(jì)模塊化程序設(shè)計(jì)早在低級語言時(shí)期就已經(jīng)出現(xiàn)。但卻在結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的發(fā)展中得到充實(shí)、提高和完善。因此，它也是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的組成部分。一般而言，模塊化設(shè)計(jì)是把復(fù)雜的算法或程序，分解成若干相對獨(dú)立、功能單一、甚至可供其他程序調(diào)用的模塊。在引入結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)之后，這些模塊不僅與通常所說的子算法、子程序或子過程有著相似的概念，是一種可供調(diào)用、相對獨(dú)立的程序段，而且必須是由三種基本結(jié)構(gòu)組成。整個(gè)系統(tǒng)猶如積木一般，由各個(gè)模塊組合而成。如圖1-15所示，各功能模塊用矩形框表示，實(shí)線箭頭表示模塊之間的調(diào)用關(guān)系，虛線箭頭表示返回。

mainABCD圖1-15模塊化結(jié)構(gòu)示意圖

進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)時(shí)，注意在不同模塊中提取功能相同的部分，作為一個(gè)獨(dú)立的子模塊。這樣可以縮短程序，提高模塊的復(fù)用率。設(shè)計(jì)模塊時(shí)要盡量減小模塊間的耦合度（模塊間的相互依賴性），增大內(nèi)聚度（模塊內(nèi)各成分的相互依賴性）。耦合度越小，模塊相互間的獨(dú)立性就越大。內(nèi)聚度越大，模塊內(nèi)部各成分間的聯(lián)系就越緊密，其功能也就越強(qiáng)。

程序中的子模塊，在C語言中通常用函數(shù)實(shí)現(xiàn)，每個(gè)函數(shù)完成一個(gè)特定功能。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)每個(gè)函數(shù)一般以50行以下為宜（打印時(shí)不超過一頁），這樣的規(guī)模便于組織，也便于閱讀。

1.6.2.3結(jié)構(gòu)化編程

所謂結(jié)構(gòu)化編程是指利用高級語言提供的相關(guān)語句實(shí)現(xiàn)三種基本結(jié)構(gòu)，每個(gè)基本結(jié)構(gòu)具有惟一的出口和入口，整個(gè)程序由三種基本結(jié)構(gòu)組成，程序中不用goto之類的語句。goto語句也稱轉(zhuǎn)移語句，用它可以改變程序中語句的執(zhí)行次序。1.6.3結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)舉例下面以一個(gè)具體實(shí)例說明自頂向下，逐步求精的應(yīng)用?！纠?-7】試從所有3位數(shù)的自然數(shù)中，選出滿足下列條件中一個(gè)或兩個(gè)的數(shù)：（1）素?cái)?shù)。（2）“水仙花數(shù)”。所謂“水仙花數(shù)”是指一個(gè)三位數(shù)，其各位數(shù)字立方和等于該數(shù)本身。例如，153是一個(gè)水仙花數(shù)，因?yàn)?53=13+53+33。解：所有三位數(shù)的自然數(shù)為100～999間的數(shù)，在其中尋找滿足條件的數(shù)。各種可能的條件為：1）素?cái)?shù)。2）水仙花數(shù)。3）素?cái)?shù)水仙花數(shù)。采用模塊化設(shè)計(jì)方法，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1-16所示。主模塊找出素?cái)?shù)模塊找出水仙花數(shù)模塊找出水仙花素?cái)?shù)模塊素?cái)?shù)判定模塊水仙花數(shù)判定模塊圖1-16模塊化設(shè)計(jì)示意圖

1.6.3.1主模塊算法設(shè)計(jì)主模塊可謂一級求精模塊，用算法結(jié)構(gòu)化流程圖表示，如圖1-17所示。開始顯示菜單1.找素?cái)?shù)；

2.找水仙花數(shù)；

3.找水仙花素?cái)?shù)輸入類型代號（1～3）123在100～999中

找所有的素?cái)?shù)在100～999中找所有的水仙花數(shù)在100～999中找所有的水仙花素?cái)?shù)圖1-17主模塊一級求精N-S圖

在圖1-17中，可對最下面的三個(gè)框進(jìn)一步求精，從左到右的二級求精分別如圖1-18、圖1-19和圖1-20所示。

用圖1-18、圖1-19、圖1-20代替圖1-17的相應(yīng)部分，可得到主模塊的二級求精N-S圖。這時(shí)，二級求精已經(jīng)到了實(shí)現(xiàn)級，不再需要進(jìn)一步求精。下面討論子模塊“素?cái)?shù)判定”和“水仙花數(shù)判定”的設(shè)計(jì)。1.6.3.2子模塊的設(shè)計(jì)1．素?cái)?shù)判定模塊的設(shè)計(jì)素?cái)?shù)判定模塊的N-S圖如圖1-21所示。輸出標(biāo)題“primebetween100and999”n=100,10