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1、C语言程序设计与数据结构,刘信杰 李艳 主编 中国水利水电出版社,第1章 语言概述,教学提示： C语言是一门很优秀的程序设计语言，它本身是一门高级语言，同时又具有低级语言的某些优点，所以，它既可以用来书写系统程序，也可以用来书写应用程序。C语言的基本单位是函数。一个C程序是由一个名为main的主函数和零到多个其他函数组成。函数可以是系统提供的库函数，也可以是自己编写的函数。C语言提供了大量的库函数，以减轻编程人员的工作量。 教学要求： 本章主要了解C语言的发展历史、C语言的特点，理解并掌握C程序的基本结构。初步掌握Visual C+ 6.0系统的集成开发环境。 本章主要介绍C语言程序的结构和书
2、写规则，以及Visual C+的基本操作。,1.1 C语言的发展简史和特点,程序设计的基本概念 程序：是控制计算机工作的一条条有序指令的集合。 程序设计语言：是编写程序的工具，是软件系统重要的组成部分，又称为计算机语言。 一般可分为机器语言、汇编语言和高级语言3类。,1语言的诞生与发展 （1）在C语言诞生以前，系统软件主要是用汇编语言编写的。由于汇编语言程序依赖于计算机硬件，其可读性和可移植性都很差；但一般的高级语言又难以实现对计算机硬件的直接操作（这正是汇编语言的优势），于是人们盼望有一种兼有汇编语言和高级语言特性的新语言。,中级语言,高级语言,C,汇编语言,（2）语言是贝尔实验室于70年代
3、初研制出来的，后来又被多次改进，并出现了多种版本。80年代初，美国国家标准化协会（ANSI），根据语言问世以来各种版本对语言的发展和扩充，制定了ANSI C标准（1989年再次做了修订）。 本书以ANSI C新标准来介绍。,（3）目前，在微机上广泛使用的语言编译系统有Microsoft C、Turbo C 、Borland C、Visual C+等。虽然它们的基本部分都是相同的，但还是有一些差异， 所以请大家注意自己所使用的编译系统的特点和规定（参阅相应的手册）。 本书选定的上机环境是Visual C+ 6.0。 2C语言的特点 C语言同时具有汇编语言和高级语言的优势。 （1）语言简洁、紧凑，
4、使用方便、灵活。ANSI C共有32个关键字，9种控制语句，主要用小写字母表示(注意：在C语言中是严格区分大小写的。)。程序书写形式自由，既可以一行一句，也可一行多句，甚至一句也可分写在多行上。,（2）运算符极其丰富。C语言有34种运算符，涵盖范围广，可以实现在其他高级语言中难以实现的运算。 (3) 丰富的数据类型。C语言的数据类型有13种，特别是具有数据类型构造能力，它可以在基本类型(如字符型、整型、实型等)的基础上按层次构造各种构造类型(如数组、指针、结构体、共用体等)，足以用来实现各种复杂的数据结构(如栈、链表、队列、树等)的运算。尤其是指针类型数据，功能非常强大。 (4) 具有结构化的
5、控制语句。C语言有if else，while，do while,for,switch等语句以适应结构化的程序设计，符合现代编程风格要求。,(5) 可以直接操作硬件。能进行位(bit)操作，实现汇编语言的大部分功能。C语言有时也被称为中级语言，是因为它把高级语言的最佳成分同汇编语言的控制和灵活性巧妙地结合在了一起。正是C语言的这种双重特性，使它既能用来书写系统程序，也能用来书写应用程序。 (6) 生成的目标代码质量高。试验表明，针对同一问题，用C语言描述的代码效率只比汇编语言低1020%。 (7) 可移植性好。所谓可移植是指程序从一个环境不加或稍加改动就可搬到另一个不同的环境上运行。统计资料表明
6、，不同机器上的C编译程序80%的代码是公共的。这就使得用C语言编写的程序，基本上不加修改就能用于各种型号的计算机和各种操作系统。,3. 在C语言中，除实现顺序、选择和循环三种基本结构等的9条控制语句外，输入输出操作均由标准库函数（不是C语言的组成部分）来实现。 所以学习C语言，不仅要学习这9条控制语句和各种运算符，而且要学习并掌握常用标准库函数的使用。,语言程序的结构与书写规则,语言程序的总体结构 一个完整的语言程序，是由一个main()函数（又称主函数）和若干个其它函数结合而成的，或仅由一个main()函数构成。 案例1.1 仅由main()函数构成的语言程序。 /*案例代码文件名：AL1_
7、1.C*/ /*功能：仅由main()函数构成的语言程序示例*/ main() printf(“This is a C program.n”); 程序运行结果： This is a C program. (程序演示),案例1.2 由main()函数和1个其它函数max()构成的语言程序。 /*案例代码文件名：AL1_2.C*/ /*功能：由main()函数和1个其它函数max()构成的语言程序示例*/ int max(int x, int y) return( xy ? x : y ); main() int num1,num2; printf(“Input the first integer
8、 number: ”); scanf(“%d”, 程序运行情况： Input the first integer number:6 Input the second integer number:9 max=9 程序演示,案例1.3 改写案例1.2，交换main()函数和max()函数的前后位置。 源程序略。 程序运行情况： Input the first integer number:6 Input the second integer number:9 max=9 1.函数是语言程序的基本单位。 main()函数的作用，相当于其它高级语言中的主程序；其它函数的作用，相当于子程序。 2.C语
9、言程序总是从main()函数开始执行。 一个语言程序，总是从main()函数开始执行，而不论其在程序中的位置。当主函数执行完毕时，亦即程序执行完毕。 习惯上，将主函数main()放在最前头。,1.3.2 函数的一般结构 任何函数（包括主函数main()）都是由函数说明和函数体两部分组成。其一般结构如下： 函数类型 函数名(函数参数表) 函数说明部分 说明语句部分； 执行语句部分； 函数体部分 1. 使用的语法符号约定 .方括号表示可选（即可以指定，也可以缺省） 省略号表示前面的项可以重复 | 多（含2）中选1 2.函数说明 由函数类型（可缺省）、函数名和函数参数表三部分组成，其中函数参数表的格
10、式为： 数据类型 形参, 数据类型 形参2,例如，案例1.2中的函数max()，其函数说明各部分如图1-1所示。 函数类型 函数名 函数参数表 int max ( int x , int y ) 图1-1 函数说明部分结构图 注意：在旧标准中，函数可以缺省参数表。 3.函数体 在函数说明部分的下面、大括号（必须配对使用）内的部分。 函数体一般由说明语句和可执行语句两部分构成： （1）说明语句部分 说明语句部分由变量定义、自定义类型定义、自定义函数说明、外部变量说明等组成。,（2）可执行语句 一般由若干条可执行语句构成。图1-2是案例1.2的main()函数体的示意图。 /*主函数main()*
11、/ main() int num1,num2; 变量定义部分 printf(“Input the first integer number: ”); scanf(“%d”, 图1-2 函数体结构示意图 4.说明 （1）函数体中的变量定义语句，必须在所有可执行语句之前。 下面程序中变量定义语句“int max；”的位置是非法的：,main() int x,y; /*变量定义语句：定义2个整型变量x、y*/ x=3; /*可执行的赋值语句：将3赋值给变量x*/ y=6; /*可执行的赋值语句：将6赋值给变量y*/ int max; /*变量定义语句：出现在可执行的 赋值语句“x=3;”和“ y=6
12、;”之后，非法！*/ max=xy?x:y; printf(“max=%dn”,max); 解决办法很简单，请读者自己思考。 （2）如果不需要，也可以缺省变量定义语句。 1.3.3 源程序书写格式 1.所有语句都必须以分号“；”结束，函数的最后一个语句也不例外。 2.程序行的书写格式自由，既允许1行内写几条语句，也允许1条语句分写在几行上。,例如，案例1.2的主函数main()，也可改写成如下所示的格式： main() int num1,num2; printf(“Input the first integer number: ”); scanf(“%d”, 如果某条语句很长，一般需要将其分写
13、在几行上。 3.允许使用注释。 C语言的注释格式为： /* */ 例如，在案例1.1和案例1.2中，以及本节其它部分给出的源程序中，凡是用“/*”和“*/”括起来的文字，都是注释。 （1） “/*”和“*/” 必须成对使用，且“/”和“*”、以及“*”和“/”之间不能有空格，否则都出错。,技巧：为避免遗漏必须配对使用的符号，例如注释符号、函数体的起止标识符（花括号）、圆括号等等，在输入时，可连续输入这些起止标识符，然后再在其中进行插入来完成内容的编辑。在起止标识符嵌套时，以及相距较远时，这样做更有必要。 （2）注释的位置，可以单占1行，也可以跟在语句的后面。 （3）如果1行写不下，可另起1行继
14、续写。 （4）注释中允许使用汉字。在非中文操作系统下，看到的是一串乱码，但不影响程序运行。,C语言的语句和关键字,C语言的语句 与其它高级语言一样，语言也是利用函数体中的可执行语句，向计算机系统发出操作命令。按照语句功能或构成的不同，可将语言的语句分为五类。 1.控制语句 控制语句完成一定的控制功能。语言只有条控制语句，又可细分为三种： （ 1）选择结构控制语句 if()else, switch() （2）循环结构控制语句 dowhile(), for(), while(), break, continue,（3）其它控制语句 goto, return 2. 函数调用语句 函数调用语句由一次函
15、数调用加一个分号（语句结束标志）构成。 例如，printf(“This is a C function statement.“); 3. 表达式语句 表达式语句由表达式后加一个分号构成。最典型的表达式语句是，在赋值表达式后加一个分号构成的赋值语句。 例如，“num=5 ”是一个赋值表达式，而“num=5;”却是一个赋值语句。 4. 空语句 空语句仅由一个分号构成。显然，空语句什么操作也不执行。,例如，下面就是一个空语句： ； 5. 复合语句 复合语句是由大括号括起来的一组（也可以是1条）语句构成。例如： main() /*复合语句。注意：右括号后不需要分号。*/ 复合语句的性质： （1）在语法上和单一语句相同，即单一语句可以出现的地方，也可以使用复合语句。 （2）复合语句可以嵌套，即复合语句中也可出现复合语句。,关键字 C语言的关键字共有32个，根据关键字的作用，可分其为数据类型关键字、控制语句关键字、存储类型关键字和其它关键字四类。 （1）数据类型关键字（12个）：char, double, enum, float, int, long, short, signed, struct, u
