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1、C语言内涵教程,周二强 中国铁道出版社 ISBN9787113163815,第1章 C语言和计算机,1.1计算机工作原理 1.2C语言中使用计算机的五大组成部件 1.3C语言函数和程序 1.4“懂”C语言的计算机 1.5与虚拟C语言计算机深入交流,1.1计算机的基本原理,1.采用二进制形式表示数据和指令。 二进制只有2种状态，很容易在物理上表示，如开关的接通和断开表示1和0。,模拟了什么数据呢？ 01010011,“纯粹”的二进制,十进制数可以转换成二进制，比如3为11，但-3为-11，其中的负号怎么办？ 现实世界中的数据必须编码成由0和1组成的数字串，计算机才能存储和处理。 一个类似的开关
2、称为一位（bit），八位被称作一个字节（Byte）。通常用B表示字节，用b表示位，如4B就表示4个字节，32位（32b）。,2.计算机存储程序并由程序控制,可执行程序由指令和相关数据组成，指令是计算机能够执行的命令。 当存储在计算机中的程序运行时，计算机自动地取出程序中的一条条指令，加以分析并执行，在程序的控制下工作。 存储程序并由程序控制，计算机就能够自动地连续执行指令，处理数据，完成任务。,3.计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成。,如何用计算机求用户输入的两个整数的和？,求用户输入的两个整数的和,计算机求两个整数的和,C语言如何使用计算机 的五大组成部件完成操作
3、？,1.在显示器上提示用户输入两个整数；,C语言中用printf函数控制输出设备，使用该函数可以“命令”计算机在输出设备上显示信息。 语句printf (“请输入两个整数：“); 就可以在显示器上该程序的运行窗口中显示上面的信息。,2.用户输入后，计算机获得用户的输入并将输入数据存储到内存中。,C语言中用scanf函数控制输入设备，使用该函数可以“命令”计算机获得输入设备的输入数据。 scanf函数执行时，程序通常会暂停运行等待用户输入数据。当用户以按下回车键的方式表示输入完成后，scanf函数就会获得用户的输入。 如何存放数据？,存储单元,可用于存储一类数据的存储空间就是存储单元。 特点一：
4、长度相同。不管数大数小，整数0或100 特点二：分类型。如可存放整数的存储单元只能用于存储整数不能用于存储小数。 数据存放时需确定“位置”以便继续使用。 计算机中使用地址标识存储单元，由于使用二进制，计算机中的地址非常繁琐，不适合在程序中使用。,变量,C语言中用变量来标识内存中的存储单元。要存储数据时，只需在C语言中“定义”一个“变量”即可。 定义一个变量，就是向计算机申请一块存储单元。变量只是内存中相关存储单元在C语言中的标识，在程序中使用变量，程序执行时计算机就会操作与变量相关的存储单元。 可以用英文字母组成的字符串（如x、sum等）给变量命名，通过“通俗易懂”的变量使用存储单元给编程带来
5、了极大的便利。,变量与存储单元,当用名为x的变量标识了内存中一个可存放整数的存储单元后，如果该存储单元中存储的数据为3，则C语言中变量x的值 就是3； 如果想把某个整数存储到该存储单元中，在C语言中只需把该数据“赋值”给变量x即可。如想把整数5存储到该存储单元时，只需用C语言语句x=5;即可。 特别强调：语句x=5;应读作“变量x赋值为5”！,2.用户输入后，计算机获得用户的输入并将输入数据存储到内存中。,设现有两个可存放整数的变量a和b，用C语言语句scanf(“%d%d“, 就可以获得用户的输入数据，并把数据存储到变量a和b所标识的存储单元中。 当用户按下回车键确认输入完成后，23和32就
6、被存储到变量和所标识的存储单元中了，也就是说C语言程序中变量和的值变为23和32了。,3.运算器求和，并把结果存储到内存中。,求和时用户输入的数据在哪里？ C语言中可以用“代数式”命令运算器处理数据，如使用代数式a+b就可以“命令”运算器求出变量a和b标识的存储单元中的数据之和。 如果把求出的和保存在变量c标识的存储单元中，相关操作可用C语言语句表示为c = a + b;，语句读作 变量c赋值为变量a与变量b的和。该语句执行时 运算器会先求出变量a和b的和，然后计算结果将保存到变量c标识的存储单元中。,4.在显示器上显示计算结果。,计算结果在什么地方？ 如何输出变量c的值？ 在输出设备上显示信
7、息可以用C语言中的printf函数，利用语句printf(“和为%d“, c);就可把变量的值输出到显示器上该程序运行窗口中 。,求和的步骤,计算机中 （）在显示器上提示用户输入两个整数； （）获得用户的输入，并把输入数据存储到内存中； （）运算器求和，并把计算结果存储到内存中； （）在显示器上输出计算结果。,C语言中 （1）printf(“请输入两个整数:n“); （2）scanf(“%d%d“, ,在C语言中如何 使用计算机的五大组成部件？,C语言和计算机的对应关系,scanf函数,变量,printf函数,代数式,语句的执行顺序,1.3 C语言函数和程序,在数学上，函数是每个（组）输入值到
8、唯一输出值的映射。输入值又称自变量；输出值因输入值的改变而改变故又称作因变量，也叫函数值。 函数通常具有一定的功能，且常表现为把输入变成输出。 C语言函数的也是通过把输入变成输出实现功能的。C语言函数的输入常称作“参数”，C语言函数的输出称作返回值或函数值。,C语言中函数是什么样子？,C语言中函数的定义,函数 = (, ) = x + y,int是C语言关键字,关键字是语言规定的具有特定意义的字符串，通常也称为保留字。 计算机中的存储单元根据编码方式分成了不同的类型。常见的存储单元有用于存放整数（2、1等）的整型存储单元、用于存放小数（1.1、2.3等）的浮点型存储单元和用于存放字符（a、等）
9、的字符型存储单元。 关键字int与整型存储单元或整数相关。,int sum(int x, int y),第一个int表明函数的输出值是一个整数。 sum是函数的名字，其后的一对圆括号是函数的标志。 圆括号中的x和y是函数的输入值，也就是sum函数的两个参数。函数定义中的输入又称为形式参数，简称形参。 函数的形参也是变量，变量对应于计算机中的存储单元，而存储单元又有具体的类型，因此，形参x和形参y前面的int的作用就是？, = (, ),int sum(int x ,int y) 函数首部的作用,函数的首部清晰地表明了函数的名称（sum），函数参数的个数、类型和函数输出值的类型。 从sum函数的
10、首部可以看出，sum函数的作用是求两个整数的和，表现为由两个整型形参x和y得到一个整数，即函数值（函数的结果是一个整数。,数学上函数=(,)=x+y的功能是求两个数的和， 而C语言中sum函数为？,函数体的作用,函数定义中其余的部分就是函数体，用一对花括号界定范围。 函数体将由函数的参数求出返回值，完成从输入数据（即形参x和y）到输出值（一个整数）的“映射”。,int z;是一条变量“定义”语句。,C语言规定：变量在使用前必须先定义。 定义一个变量就是向计算机申请一个存储单元，因为计算机中的存储单元有整型、浮点型等多种类型，所以，定义变量时需说明与之相关的存储单元的类型， 关键字int的作用就
11、是要求计算机为变量z分配一个整型存储单元，即可以存放整数的存储单元。 由于变量z与一个整型存储单元相关，故称变量z是一个整型变量，变量的类型实际上是其标识的存储单元的类型。 。,变量定义的一般形式是： 数据类型 变量列表；,数据类型是要定义变量的类型，也是相关存储单元的类型（整型、浮点型和字符型）。 数据类型可以是int、float和char。 “变量列表” 如变量名1，变量名2，变量名n。 变量名是C语言标识符。标识符是C语言中变量或函数的名字，用于标记对象。 标识符是一个由大写或小写（英文）字母、数字或下划线组成的字符串，但不能以数字开头。,变量定义示例,语句“int z;”定义了一个整型
12、变量z，并且整型变量z的值只能是整数？ 因为其标识的存储单元只能存入整数 语句float fm, fn;定义了两个浮点型变量fm和fn，它们的值只能是小数。 怎样定义三个字符型变量？ 讨论：变量x与数学上未知数x的区别和联系。,语句z = x + y;的作用,语句中字母表示？ 符号+表示？ =表示？ 语句执行时，会先计算形参x与形参y的和，再把和存储到整型变量z标识的存储单元中，即整型变量z的值为x与y的和。,语句return z;的作用,语句中return也是C语言关键字，用于结束函数的执行。当执行到此条语句时，无论后面是否还有代码，将立即结束函数的执行。 如果后面还有变量或代数式，会把变量
13、或代数式的值作为函数的返回值。 1.结束函数的执行 2.把变量z的值作为函数值,总结,函数 = (, ) = x + y,数学上函数求两个数的和，由人执行具体的计算过程。 C语言中，sum函数求两个整数的值，由计算机执行具体的计算过程。,C语言函数可以没有返回值,C语言中函数的输出并非一定要表现为一个数，即“函数值”，如printf函数的输出就主要表现为在输出设备上显示信息。 当一个C语言函数的输出不表现为一个数时，这个函数就可以定义为没有返回值的函数，用什么样的关键字表示呢？ 关键字void？int,float,char 分别表示？,返回值,有返回值的函数如何返回函数值？ 用关键字retur
14、n。return 3+2;如何执行？ 先计算3+2的和，然后结束函数的执行，将和作为函数值返回。 返回值为void型的函数何时执行完毕？ 1.可以有return;语句，立即结束函数的执行。 2.函数自上而下执行到界定函数体的封闭花括号“”时才结束。,C语言中的函数也可以没有输入值,但此时不能省略函数首部中的一对圆括号。还可以在圆括号中用关键字void明确表示函数不需要输入值。 最简单的C语言函数没有输入值也没有返回值，什么也不做，定义类似于 void nothing( ) 或void nothing(void) 。 函数定义int fun() 有何问题?,函数的功能,sum函数有什么作用？ 可
15、以求出两个整数的和，但是，求两个数的和直接用x+y即可，何必用函数？ 仅仅是举例。如果复杂的功能定义成了函数，可以不必知道函数具体的实现过程，直接拿来使用，如printf函数和scanf函数。 使用函数时，需要调用函数，如printf (“请输入两个整数：“);,函数调用,使用函数时需向函数提供具体的输入值，如利用上面定义的sum函数求整数3和2的和时，函数调用的形式为sum(3，2)。 函数调用sum(3，2)中的整数3和2也是sum函数的输入值，也可称为参数。 函数被调用执行时，函数的形参会先获得实际的输入值，然后函数体中的语句将自上而下依次执行。,函数调用sum(3，2) 的执行过程,首
16、先，形参x和y会获得实际的输入值，形参x的值变为3，形参y的值变2； 然后，函数体中的语句将自上而下依次执行。 函数调用sum(3，2)的结果为整数5，可以把函数调用sum(3，2)作为一个整数使用。 如语句sum(3，2)+3就是5+3，结果为整数8。,函数调用的一般形式,函数名(实参列表) 实参列表为由逗号分隔的多个实参，但实参的个数与类型必须和函数定义中的形参匹配。如果函数没有形参，实参列表为空，但一对括号不能省略。 变量、代数式等都可以作为实参，不过非具体值的实参会被求值，实参最终只表现为一个具体的值。 如函数调用sum(3+2，2)实为函数调用sum(5，2)；如整型变量a的值为3，则函数调用sum(a+2，a)实为函数调用sum(5，3)。,圆括号是函数的标志？,3(28) printf(“Hi,cn“) add(5, 6) int sum(int x, int y) add(2+a), 3),应如何理解下面C语言语句出现的字符（串）？,z = 3
