c语言（概述-算法）

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1、,第一堂课,C语言概述,算法概述,C语言程序设计,第一章,C语言程序设计,C语言概述,本章要点,C语言的特点 C语言的发展历史 C程序的结构 在计算机上运行C程序的方法,C语言程序设计,第4页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,1.1 语言的发展历史,C语言是国际上广泛流行的高级语言。 1963年,剑桥,CPL语言,更近硬件,但规模大,难以实现. 1967年,剑桥,Martin Richards,简化,BCPL语言. 1970年,美国贝尔实验室,Ken Thompson,简化,B语言,写第一个UNIX系统. 19721973年,贝尔实验室,D.M.Ritchie,B语言基础上,设计出C语

2、言,克服B语言的过于简单、功能有限的不足. 1973年，K.Thompson和D.M.Ritchie合作将UNIX的90%以上用C改写. 1978年以后,C语言已先后移植到大、中、小、微型机上已独立于UNIX和PDP，得以广泛应用。,第5页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,Dennis MRitchie：1967年加入贝尔实验室。他和Ken LThompson两人共同设计并实现了C语言, 改变了程序设计语言发展的轨迹，是程序设计语言发展过程中的一个重要里程碑。与此同时，他们两人还设计并实现了UNIX操作系统。正是由于这两项巨大贡献，Dennis MRitchie于1983年获得了计算机

3、界的最高奖图灵奖。此外，他还获得了ACM、IEEE、贝尔实验室等授予的多种奖项。,第6页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,Brian WKernighan：是贝尔实验室计算科学研究中心高级研究人员，著名的计算机科学家。他参加了UNIX系统、C语言、AWK语言和许多其他系统的开发，同时出版了许多在计算机领域具有影响的著作。,第7页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,C语言的产生和地位,原书名： The C Programming Language 作者： （美）Brian W.Kernighan, Dennis M.Ritchie,本书原著即为C语言的设计者之一Dennis MRi

4、tchie和著名的计算机科学家Brian WKernighan合著的 一本介绍C语言的权威经典著作。,C语言已经成为全球程序员的公共语言，并由此诞生了两个新的主流语言C+与Java，它们都建立在C语言的语法和基本结构的基础上。现在世界上的许多软件都是在C语及其衍生的各种语言的基础上开发出来的。,第8页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,1.2 语言的特点,为什么学习C语言？,可进行内存物理地址访问，具有汇编语言的特点,控制流程结构化，以函数为基本结构进行流程控制,语言简洁灵活，有32个关键字和9种控制语句,具有构造数据类型的能力，数据结构系统化,语言表达能力强：34种运算符,程序运行效率

5、高，易读性、可移植性好,语法检查不够严格，对数组下标越界不做检查,第9页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,1.3 C语言程序的组成结构,例1:/* 显示 “ How are you!” */ #include main( ) printf(“How are you!“); ,程序运行结果是输出: How are you!,第10页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,例 2 求两数之和 #include main( ) /*求两数之和*/ int a,b,sum; /*定义变量为整型*/ a=123; /*变量赋值*/ b=456; sum=a+b; /*求和 */ printf(

6、sum is %dn,sum); ,说明： /*/表示注释。注释只是给人看的,对编译和运行不起作用。所以可以用汉字或英文字符表示，可以出现在一行中的最右侧，也可以单独成为一行。,输出一行信息：sum is 579,第11页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,例3: 从键盘输入两个整数，并显示这两个整数之和。,int ADDxy(int a,int b) int c; c=a+b; return(c); ,main( ) int x,y,z; scanf(“%d%d”, ,主函数,子函数,程序运行情况如下： 8 5 sum=13,第12页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,C程序的基

7、本结构小结：,(1) C程序是由函数构成的,程序容易实现模块化。,main( ) /* 主函数说明 */ 变量定义 /* 主函数体 */ 执行语句组 子函数名1(参数) /* 子函数说明 */ 变量定义 /* 子函数体 */ 执行语句组 子函数名2(参数) /* 子函数说明 */ 变量定义 /* 子函数体 */ 执行语句组 ,第13页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,(2) 一个函数由两部分组成: 函数的首部：例3中的Addxy函数首部 int Addxy(int x,int y ) 函数体：花括号内的部分。若一个函数有多个花括号,则最外层的一对花括号为函数体的范围。 (3) C程序总

8、是从main函数开始执行的,与main函数的位置无关。 (4) C程序书写格式自由,一行内可以写几个语句, 一个语句可以分写在多行上，C程序没有行号。,第14页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,(5) 每个语句和数据声明的最后必须有一个分号。 (6) C语言本身没有输入输出语句。输入和输出的操作是由库函数scanf和printf等函数来完成的 (7) 在C语言中，大小写字母是有区别的。（C语言习惯用小写字母） (8) 书写程序时，最好使用规范的缩进格式的形式。 (9) C程序注释/*/可以写在程序的任何位置上,第15页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,1.4 运行程序的步骤和方

9、法,1.运行程序的步骤 上机输入、编辑源程序 对源程序进行编译 与库函数连接 运行目标程序,第16页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,2. 程序的开发环境,目前使用的大多数C编译系统都是集成环境的。可以用不同的编译系统对C程序进行操作 常用的有Turbo C 2.0、Turbo C+ 3.0、Visual C+等 Turbo C+ 3.0：是一个集成环境，它具有方便、直观和易用的界面，虽然它也是DOS环境下的集成环境，但是可以把执行文件tc.exe生成快捷方式放在Windows桌面上，可以支持鼠标操作。 Visual C+ 6.0：可视化面向对象开发环境，可以用Visual C+对C程

10、序进行编译。,第17页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,1.5 从三个方面学习语言,1.学习C语言的语法 数据表达： 变量定义、正确书写表达式 流程控制： if(ab) x=a; else x=b; sum=0;i=1; while(i=5) sum=sum+i; i=i+1; for(i=1;sum=0;i=5;i+) sum=sum+i; 设计函数 输入和输出,第18页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,2.学习解决问题的方法(算法),如何求级数12+22+32+前100项之和？,矩阵转置,如何打印乘法表？,数据如何按从小到大的顺序排序？,第19页 共53页,石河子大学信息科

11、学与技术学院,3. 学习在C语言编程环境下，编辑、编译、调试和运行程序 开发环境：Visual C+ 6.0,上机作业1： 使用Visual C+ 6.0编写简单的C程序,第二章,C语言程序设计,算法与程序设计基础,本章要点,什么是程序设计 什么是算法，如何设计和表示算法 结构化程序设计的思想和方法,第22页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,计算机语言：是规则和符号的集合，是与计算机交流的工具。必须具有数据表达和数据处理（流程控制）的能力。 程序：求解问题的指令序列 软件：程序的集合,学习语言 设计程序 制作软件,概念：,学软件：学思想、学功能、学操作。熟练工种 学语言：学规则、学方法

12、、学设计、学应用。 规范学习，灵活应用,第23页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,计算机语言分类,面向过程语言 面向对象语言,FORTRAN BASIC C PASCAL COBOL LISP,C+ C# Visual BASIC JAVA,第24页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,2.1 程序设计的基本概念,数据元素：数据的最小单位 数据结构：数据元素的组织形式,程序设计数据结构算法方法工具,数据结构的优劣决定了 软件或程序的复杂程度和面貌,一个程序应包括两个方面的内容:,对数据的描述：数据结构 对操作的描述：算法,完整的程序设计应该包括四部分:,第25页 共53页,石河子大

13、学信息科学与技术学院,程序设计的步骤,分析问题，建立数学模型 确定数据结构 确定算法，描述算法 编制程序，调试程序 运行结果,一个正确的程序通常包含两方面的含义：一是书写正确，二是结果正确。书写正确是指程序语法正确，符合程序语言的规则；结果正确是指对应于正确的输入，程序能够得到所期望的输出。,第26页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,程序的三种基本结构,1.顺序结构 程序按照语句的书写次序顺序执行。,先执行A操作，再执行B操作，两者是顺序执行关系。,第27页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,2.选择结构 通过判断特定条件，选择一个分支执行。,当P条件成立时，执行A操作，否则执行

14、B操作,当P条件成立时，执行语句操作，否则跳过语句操作,第28页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,3. 循环结构 在给定条件下，反复执行循环体，直到条件不满足为止.,(1)形式a （当型循环结构）,当P条件成立时，反复执行A,直到P为零为止。,第29页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,(2)形式b （直到型循环结构）,先执行A操作，再判断P是否成立，若P成立，再执行A，直到P不成立为止。,第30页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,算法：完成一项任务的具体步骤 计算机语言的别名：算法语言,1. 算法的概念,2.2 算法概述,“一个算法，就是一个有穷规则的集合，其中之规则规

15、定了一个解决某一特定类型的问题的运算序列。” 任何解决问题的过程都是由一定的步骤组成的，把解决问题确定的方法和有限的步骤称作为算法。,第31页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,例1：计算函数M(x)的值。函数M(x)为：,算法分析：这是一个数值运算问题。其中M代表要计算的函数值，有两个不同的表达式，根据x的取值决定采用哪一个算式。根据计算机具有逻辑判断的基本功能，用计算机解题的算法如下：,第32页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院, 将a、b、c和x的值输入到计算机； 判断xa?如果条件成立，执行第步，否则执行第步； 按表达式bx+a2计算出结果存放到M中，然后执行第步； 按表达

16、式a(c-x)+c2计算出结果存放到M中，然后执行第步； 输出M的值； 算法结束。,这是用自然语言描述的算法,第33页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,例2：有黑和蓝两个墨水瓶，但却错把黑墨水装在了蓝墨水瓶子里，而蓝墨水错装在了黑墨水瓶子里，要求将其互换。,算法分析：这是一个非数值运算问题。因为两个瓶子的墨水不能直接交换，所以，解决这一问题的关键是需要引入第三个墨水瓶。设第三个墨水瓶为白色，其交换步骤如下：,第34页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,将蓝瓶中的黑墨水装入白瓶中 将黑瓶中的蓝墨水装入蓝瓶中 将白瓶中的黑墨水装入黑瓶中 交换结束,第35页 共53页,石河子大学信息科学与技术学院,2.算法的基本特征,算法是一个有穷规则的集合，这些规则确