計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ) 第三章計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

第三章計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言本章內(nèi)容3.1程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言概述3.2主流的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言3.3程序運(yùn)行的基本過(guò)程3.4語(yǔ)言處理程序3.5程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的基礎(chǔ)知識(shí)2024/8/312計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.1程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言概述計(jì)算機(jī)實(shí)際上是一臺(tái)可以高速精確運(yùn)算的機(jī)器。它執(zhí)行的每一個(gè)操作都要通過(guò)一個(gè)指令來(lái)發(fā)出。人們將這些指令排成一個(gè)有序的集合，然后再讓計(jì)算機(jī)來(lái)執(zhí)行。這些為了完成某項(xiàng)工作而編寫(xiě)的一個(gè)指令集合就叫做程序。用于書(shū)寫(xiě)那些程序的語(yǔ)言就稱為程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。2024/8/313計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.1.1程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的產(chǎn)生早期計(jì)算機(jī)發(fā)展的萌芽；（加法機(jī)、乘法器等）法國(guó)紡織機(jī)械師杰卡德的重要發(fā)明——“自動(dòng)提花機(jī)”查爾斯·巴貝奇的分析機(jī)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的“鼻祖”。巴貝奇分析機(jī)2024/8/314計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.1.1程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的產(chǎn)生第一個(gè)程序的編寫(xiě)者——英國(guó)數(shù)學(xué)家阿達(dá)·奧古斯塔(AdaAugustaByron)英國(guó)著名詩(shī)人拜倫的女兒，巴貝奇分析機(jī)計(jì)劃的堅(jiān)定支持者，她的最重要的貢獻(xiàn)在于第一回為計(jì)算機(jī)編出了程序，其中包括計(jì)算三角函數(shù)的程序、級(jí)數(shù)相乘程序、伯努利函數(shù)程序等等。因此，她被人們贊譽(yù)為“世界上第一位計(jì)算機(jī)程序員”。

2024/8/315計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.1.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)硬件方面基于馮·諾依曼硬件體系；從形式上體現(xiàn)在兩個(gè)方面；總體發(fā)展過(guò)程：“面向過(guò)程”→“面向?qū)ο蟆薄懊嫦蚰繕?biāo)（問(wèn)題）”→“面向認(rèn)知”

2024/8/316計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.2主流的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言3.2.1程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的分類一般來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)語(yǔ)言分為四類：機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言和第四代語(yǔ)言。2024/8/317計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.2.1程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的分類機(jī)器語(yǔ)言：計(jì)算機(jī)唯一可以識(shí)別的語(yǔ)言

優(yōu)點(diǎn)：執(zhí)行速度快；缺點(diǎn)：難以被人所理解、學(xué)習(xí)、修改和維護(hù)。匯編語(yǔ)言：用符號(hào)編制的語(yǔ)言

優(yōu)點(diǎn)：相對(duì)機(jī)器語(yǔ)言易于記憶，閱讀和理解；缺點(diǎn)：不能直接被計(jì)算機(jī)識(shí)別，仍然比較難學(xué)習(xí)和掌握。

2024/8/318計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.2.1程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的分類高級(jí)語(yǔ)言：非常接近人類語(yǔ)言表達(dá)方式的程序語(yǔ)言

優(yōu)點(diǎn)：便于理解、學(xué)習(xí)和掌握，表達(dá)內(nèi)容豐富等；缺點(diǎn)：不能被計(jì)算機(jī)直接識(shí)別，執(zhí)行效率不高等。第四代語(yǔ)言：出于商業(yè)目產(chǎn)生的程序語(yǔ)言優(yōu)點(diǎn)：功能覆蓋范圍廣，語(yǔ)句功能強(qiáng)大等；缺點(diǎn)：執(zhí)行效率不高等。2024/8/319計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.2.2常用的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言1．過(guò)程化語(yǔ)言過(guò)程化語(yǔ)言強(qiáng)調(diào)的是面向動(dòng)作。；適合于順序執(zhí)行的算法；語(yǔ)法的抽象形式如下：

語(yǔ)句1；語(yǔ)句2；……語(yǔ)句N；End；常用的過(guò)程化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言有：BASIC、FORTRAN、C等。2024/8/3110計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.2.2常用的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言2．面向?qū)ο笳Z(yǔ)言以對(duì)象為核心；具備以下特點(diǎn)：①識(shí)認(rèn)性，系統(tǒng)中的基本構(gòu)件可看作一組可識(shí)別的離散對(duì)象;②類別性，系統(tǒng)具有相同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與行為的所有對(duì)象可組成一類；③多態(tài)性，對(duì)象具有惟一的靜態(tài)類型和多個(gè)可能的動(dòng)態(tài)類型；④繼承性，在基本層次關(guān)系的不同類中共享數(shù)據(jù)和操作。常用的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言有：C++、JAVA等。

2024/8/3111計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.2.2常用的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言3．說(shuō)明性語(yǔ)言4．其他（特殊）語(yǔ)言常用的其他程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言有：HTML、SQL等。2024/8/3112計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.3程序運(yùn)行的基本過(guò)程1．編寫(xiě)程序——源文件2．翻譯程序——目標(biāo)程序（文件）3．執(zhí)行程序2024/8/3113計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.4語(yǔ)言處理程序語(yǔ)言處理程序的實(shí)現(xiàn)方式有兩種：編譯方式和解釋方式。1.編譯方式匯編程序：把匯編語(yǔ)言翻譯成機(jī)器語(yǔ)言的過(guò)程；編譯程序：把一中高級(jí)語(yǔ)言翻譯成匯編語(yǔ)言或機(jī)器語(yǔ)言的程序。2．解釋方式用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的源程序按動(dòng)態(tài)順序進(jìn)行逐句分析翻譯，解釋一句后立即得到執(zhí)行結(jié)果。

2024/8/3114計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.5程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的基礎(chǔ)知識(shí)3.5.1程序設(shè)計(jì)的基本步驟1．需求分析根據(jù)實(shí)際需求來(lái)編制具體的程序的，對(duì)于程序的編制來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常重要的部分。2．算法設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

算法是解決問(wèn)題的方法，它處理的是數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是對(duì)這些數(shù)據(jù)的描述。

2024/8/3115計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.5.1程序設(shè)計(jì)的基本步驟3．編寫(xiě)程序使用某種具體的語(yǔ)言，編寫(xiě)出相應(yīng)的程序。

例題3.1C語(yǔ)言程序示例：平均成績(jī)計(jì)算#include<stdio.h>main(){intn,I;/*定義數(shù)據(jù)類型*/floatsum,s,avr;scanf(“%d”,&n);/*輸入總?cè)藬?shù)*/sum=0;/*設(shè)置初始值*/i=0;while(i<n)/*逐個(gè)輸入學(xué)生成績(jī)*/{scanf(“%f”,&s);sum=sum+s;i++}avr=sum/n;/*計(jì)算平均成績(jī)*/printf（”%f”,avr）/*輸出結(jié)果*/}2024/8/3116計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.5.1程序設(shè)計(jì)的基本步驟4．測(cè)試和調(diào)試測(cè)試與調(diào)試是要保證程序的正確性盡量避免錯(cuò)誤的發(fā)生；所謂測(cè)試就是假設(shè)程序中存在錯(cuò)誤，通過(guò)運(yùn)行程序來(lái)盡可能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。目前常用的測(cè)試方法有黑盒法和白盒法。5．程序文檔與應(yīng)用維護(hù)開(kāi)發(fā)過(guò)程中要建立相應(yīng)的文檔資料；方便用戶的使用；有利于日常維護(hù)以及軟件的升級(jí)和優(yōu)化。2024/8/3117計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.5.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的基本概念1．標(biāo)識(shí)符由程序員定義的單詞，通過(guò)它給程序中的數(shù)據(jù)、函數(shù)及其他用戶自定義對(duì)象命名。比如name、age、sex等。2．?dāng)?shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型就是定義了一系列的值以及能應(yīng)用于這些值上的一系列操作。每種數(shù)據(jù)類型都有它的取值范圍以及應(yīng)用于這些數(shù)據(jù)之上的操作。2024/8/3118計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.5.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的基本概念2．?dāng)?shù)據(jù)類型（續(xù)）常見(jiàn)的一些數(shù)據(jù)類型：⑴整型，指不包括小數(shù)部分的數(shù)。在計(jì)算機(jī)中它是一個(gè)有限集，。⑵字符型，某一種特定的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所能輸入輸出的所有的字符。包括字母、數(shù)字、其他特殊符號(hào)，如@、%、&等。⑶浮點(diǎn)型，浮點(diǎn)型指的是帶小數(shù)部分的數(shù)據(jù)類型。它們的值的范圍也根據(jù)不同的系統(tǒng)有所不同。

2024/8/3119計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.5.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的基本概念3．變量變量就是內(nèi)存中表示存儲(chǔ)單元位置的名字；有兩個(gè)重要的操作：變量定義、變量賦值。4．常量在程序的執(zhí)行過(guò)程中，一直不改變的數(shù)據(jù)；通常有三種方式的常量：文字常量、命名常量和符號(hào)常量。5輸入和輸出（I/O）實(shí)現(xiàn)程序與外界交互的唯一途徑2024/8/3120計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.5.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的基本概念6．表達(dá)式由運(yùn)算符、操作數(shù)和括號(hào)等組成的表達(dá)式是用于計(jì)算求值的基本單位。常用的運(yùn)算符和表達(dá)式（使用C語(yǔ)言表達(dá)）。

2024/8/3121計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.5.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的基本概念6．表達(dá)式（續(xù)）最常用的算術(shù)運(yùn)算符：運(yùn)算符定義例子+加num1+num2-減num1-num2*乘num1*num2/除sum/count%取模sum%count++自加（加1）count++--自減（減1）count--2024/8/3122計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.5.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的基本概念6．表達(dá)式（續(xù)）關(guān)系運(yùn)算符：運(yùn)算符定義例子<小于num1<num2<=小于等于num1<=num2>大于num1>num2>=大于等于num1>=num2==等于num1==num2!=不等于num1!=num22024/8/3123計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.5.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的基本概念6．表達(dá)式（續(xù)）邏輯運(yùn)算符：運(yùn)算符定義例子&&與(num1>o)&&(num2<6)║或(num1>o)║(num2<6)!非!(num1<1)2024/8/3124計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.5.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的基本概念6．表達(dá)式（續(xù)）賦值運(yùn)算符：運(yùn)算符定義及例子=將某值存儲(chǔ)到變量中去。n=1+=num+=1,相當(dāng)于num=num+1-=num-=1,相當(dāng)于num=num-1*=num*=1,相當(dāng)于num=num*1/=num/=1,相當(dāng)于num=num/1%=num%=1,相當(dāng)于num=num%12024/8/3125計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.5.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的基本概念7．語(yǔ)句⑴賦值語(yǔ)句將表達(dá)式的值賦給變量的操作。舉例：i++;i=7;i=i+7;2024/8/3126計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.5.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的基本概念7．語(yǔ)句（續(xù)）⑵復(fù)合語(yǔ)句復(fù)合語(yǔ)句包含0個(gè)或若干個(gè)語(yǔ)句代碼單元，也被稱為塊。舉例：

{i++；i=i+7}2024/8/3127計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.5.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的基本概念7．語(yǔ)句（續(xù)）⑶選擇結(jié)構(gòu)語(yǔ)句選擇結(jié)構(gòu)是三種基本控制結(jié)構(gòu)之一，最為常用的if和switch語(yǔ)句（有條件轉(zhuǎn)移）；If是雙路選擇；Switch是多路選擇。2024/8/3128計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.5.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的基本概念7．語(yǔ)句（續(xù)）⑶選擇結(jié)構(gòu)語(yǔ)句①if語(yǔ)句：

if（表達(dá)式）{語(yǔ)句1}else{語(yǔ)句2}2024/8/3129計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.5.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的基本概念if-else語(yǔ)句的邏輯順序：假（值為0）真（值為1或非0）表達(dá)式語(yǔ)句1語(yǔ)句22024/8/3130計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.5.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的基本概念⑶選擇結(jié)構(gòu)語(yǔ)句（續(xù)）②switch語(yǔ)句：

switch（表達(dá)式）{case常用表達(dá)式1：語(yǔ)句1；[break;]case常用表達(dá)式2：語(yǔ)句2；[break;]……case常用表達(dá)式n：語(yǔ)句n；[break;]default：語(yǔ)句n+1；}2024/8/3131計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.5.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的基本概念⑷循環(huán)結(jié)構(gòu)語(yǔ)句有3種常見(jiàn)的循環(huán)語(yǔ)句：

①while（邏輯控制循環(huán)），它是通過(guò)先檢測(cè)邏輯表達(dá)式的值是否為真來(lái)控制循環(huán)執(zhí)行。while（表達(dá)式）{語(yǔ)句1；語(yǔ)句2；…}2024/8/3132計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.5.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的基本概念用流程圖來(lái)表示語(yǔ)句的執(zhí)行順序：

值為真（非0）值為假（0）表達(dá)式0語(yǔ)句2024/8/3133計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.5.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的基本概念⑷循環(huán)結(jié)構(gòu)語(yǔ)句（續(xù)）②dowhile，它會(huì)先執(zhí)行一次循環(huán)體中的語(yǔ)句，然后再判斷表達(dá)式的值。

do{語(yǔ)句1；語(yǔ)句2；…}while(表達(dá)式)2024/8/3134計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.5.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的基本概念用流程圖來(lái)表示語(yǔ)句的執(zhí)行順序：

值為假(0)值為真(非0)語(yǔ)句表達(dá)式2024/8/3135計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.5.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的基本概念⑷循環(huán)結(jié)構(gòu)語(yǔ)句（續(xù)）③for循環(huán)語(yǔ)句，它是通過(guò)計(jì)數(shù)器控制的循環(huán)。for（表達(dá)式1；表達(dá)式2；表達(dá)式3）{語(yǔ)句1；語(yǔ)句2；…}2024/8/3136計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.5.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的基本概念舉例：for（i=0;i<=10;i++）{sum=sum+i;}用流程圖來(lái)表示：假真i=0（求解表達(dá)式1）i<=10(表達(dá)式2){sum=sum+I;}i++(表達(dá)式3)for語(yǔ)句的下一個(gè)語(yǔ)句2024/8/3137計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.5.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的基本概念8．函數(shù)函數(shù)是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的并經(jīng)常使用的功能；函數(shù)是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的基本單位；函數(shù)中包括函數(shù)定義、函數(shù)頭、函數(shù)體、函數(shù)聲明、參數(shù)、返回值等，。2024/8/3138計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)3.5.3結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法規(guī)定程序或程序段的結(jié)構(gòu)有三種：順序結(jié)構(gòu)，按照程序中語(yǔ)句的自然順序、自上而下順序執(zhí)行的結(jié)構(gòu)就稱為順序結(jié)構(gòu)；選擇結(jié)構(gòu)，執(zhí)行語(yǔ)句時(shí)，根據(jù)條件來(lái)進(jìn)行判斷執(zhí)行后面的某一段程序稱為選擇結(jié)構(gòu)；循環(huán)結(jié)構(gòu)，使計(jì)算機(jī)在一定的條件下反復(fù)多次執(zhí)行同一段程序稱