C语言程序设计 教学课件 ppt 作者 常雪琴 叶得学 第1章 C语言概述

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1、c语言程序设计 中国铁道出版社,1.1 程序概述 1.2 算法 1.3 C语言的发展及其特点,第1章 C语言概述,c语言程序设计 中国铁道出版社,通过本章的学习，使学生掌握C语言基本结构、函数的组成和程序的基本概念，为以后学习C语言的程序结构打下基础,基本要求及教学目的,c语言程序设计 中国铁道出版社,重点及难点,重点： C语言函数的函数组成，C语言的基本语法单位。 难点： 函数的组成及其上机操作,c语言程序设计 中国铁道出版社,1.1 程序概述,1、程序 程序是由指令组成的序列。指令就是行为或动作。 2、程序特征 （1） 指令是顺序执行的。除非有特别的声明，一般情况下程序总是从第一条指令起依

2、次向后执行每一条指令，直至结束。 （2） 程序的执行都有一个结果。用户按计算机程序执行可以完成相应的任务。 （3） 程序总是要对某些对象进行操作。计算机程序操作的对象则是数据。 （4） 有的程序要加入对操作对象的说明。 （5） 有时指令要求执行者作出判断。 （6）一条或一组指令可能需要执行多次。,c语言程序设计 中国铁道出版社,3、计算机程序的执行过程,c语言程序设计 中国铁道出版社,1.2 算法,1.2.1 算法 1.2.2 算法特点 1.2.3 算法的表示 1.2.4 程序三种基本结构,c语言程序设计 中国铁道出版社,1.2.1 算法,算法：就是解决问题的流程安排，即先做什么，后做什么。

3、精确地讲，算法是被精确定义的一系列规则，这些规则规定了解决特定问题的一系列操作顺序，以便在有限步骤内产生出所求问题的解答。 程序设计的大致步骤如下： (1) 确定算法和数据结构。算法是和具体任务有关的，而数据结构则是程序要处理的数据的组织。 (2) 把算法以明晰的方法表示出来，如用流程图、N-S图、伪码等方法。 (3) 在算法已明确表示出来的基础上用高级语言编制程序。,c语言程序设计 中国铁道出版社,1.2.2 算法的特点,1. 确定性 算法的每一步运算都必须有确切的定义，即每种运算所执行的操作都必须是确定的、无二义性的。 2. 能行性 算法中有待实现的运算方法都必须是可执行的，即在执行者(计

4、算机)能力范围之内并能在有限时间内完成。 3. 有穷性 一个算法必须在执行了有穷的步骤之后结束。如果一个计算不具有有穷性，但具有算法的其他特性，则称之为计算方法。 4. 输入 一个算法可以有 0 个或 0 个以上的输入，可提供算法操作的数据。 5. 输出 一个算法总能产生一个或多个输出，即算法的计算结果。,c语言程序设计 中国铁道出版社,1.2.3 算法的表示,1. 自然语言描述法 比如求三个数的最大值问题，用自然语言可以描述为：先将两个数a和b进行比较，找出其最大者，然后再把它和第三个数c进行比较，如果它比第三个数大，则它就是最大数， 否则第三个数c就是最大数。,c语言程序设计 中国铁道出版

5、社,2. 伪码表示法,所谓伪码，就是类似于程序设计语言的语句，但又不是任何一种真实的程序设计语言的语句，它不涉及程序设计的具体细节。比如求三个数的最大值问题，用伪码可表示为： if ab then 把a交给max else 把b交给max if max c then 输出最大值max else 输出最大值c,c语言程序设计 中国铁道出版社,3. N-S图表示法,这是一种图语言表示法， 其特点是在一个矩形框内 完成算法的流程说明。 比如求三个数的最大值问题， 用N-S图可描述为 如图1.2所示的形式。,c语言程序设计 中国铁道出版社,4. 流程图表示法,这也是一种图语言表示法，它用一些不同的图例

6、来表示算法的流程。常用的图例主要有如图1.3中所示的几种。,c语言程序设计 中国铁道出版社,1.2.4 程序的基本结构,顺序结构是指语句的执行顺序和它在程序中出现的次序是一致的，即一条语句执行完后紧接着执行它下面的那条语句。 选择结构是根据一定的条件，把语句分成不同的分支，程序只执行其中一个分支，而不执行其他分支。 循环结构是根据一定的条件，对某些语句重复执行。被重复执行的语句称为循环体。重复执行的次数可以预指定，也可以不指定，而由循环体中的变化所决定。,c语言程序设计 中国铁道出版社,1.2.5 程序常用算法,1、 穷举法 穷举法又称枚举法、试探法。如果问题解的值域是有限的、确定的和有序的，

7、则可以把其中每一个值都拿来试一下，看是否符合所给条件。如果由人来采用该方法进行求解，则极为繁琐，当值域很大时尤其如此；但该方法却特别适合于由计算机求解。对那些尚未找到或不易找到用解析方法求解的问题，穷举法不失为一种行之有效的方法。,c语言程序设计 中国铁道出版社,2. 迭代法,所谓迭代法，就是根据问题的初始条件或迭代公式，先求出一个近似解，判断它是否符合要求，如不符合要求，则根据前一个近似解求出下一个更好的近似解，一步步向真实解逼近，直到解满足要求为止。,c语言程序设计 中国铁道出版社,3. 递归方法,直接或间接调用自身的算法称为递归算法。在算法的描述中，递归法往往比非递归法直观易懂。,c语言

8、程序设计 中国铁道出版社,1.3 C语言的发展及其特点,1.3.1 C语言的发展 C语言是国际上广泛流行的一门高级程序设计语言，具有语言简洁、使用方便灵活、移植性好、能直接对系统硬件和外围接口进行控制等特点。它适合于作为系统描述语言，既可用来写系统软件，也可用来写应用软件。 C语言是第三代语言(面向过程的高级语言，第一代：机器语言；第二代：汇编语言)。以前的操作系统等系统软件主要是由汇编语言编写的,c语言程序设计 中国铁道出版社,C语言的优点,(1) 设计时的考虑。 C语言是一种融入强大控制功能的新式语言。计算机科学的理论和实践认为，这些控制功能都是需要的。 (2) 效率。 C语言的效率非常高

9、，它的设计充分发挥了当代计算机各方面的效能。 (3) 可移植性。 C语言是一种可移植的语言。这意味着在一个系统上编制的C程序，只需很少的修改，甚至无需修改，即可在别的系统上运行。 (4) 高效而灵活。 C语言高效而灵活(计算机文字中的两大褒义词) (5) 面向程序员。 C语言竭力迎合程序设计员的需要。它允许用户访问硬件，放手让用户去操作内存中的每个字节位。,c语言程序设计 中国铁道出版社,3.C语言的特点,（1）简洁紧凑，使用方便灵活 C语言一共只有37个关键字、9种控制语句，程序书写自由，压缩了一切不必要的成分，语言简练。 （2）运算符丰富 C语言有34种运算符和15个等级的运算优先顺序，使

10、表达式类型多样化，可以实现在其它语言中难以实现的运算。 （3）数据类型丰富 C语言的数据类型有整型、实型、字符型、数组类型、指针类型、结构体类型、联合体类型及枚举类型等，能用来实现各种复杂的数据结构的运算。 （4）模块化结构 C语言用函数作为程序的模块单位，便于实现程序的模块化，而且便于模块间相互调用及传递数据。,c语言程序设计 中国铁道出版社,3.C语言的特点,（5）语法限制少和程序设计自由度大 C语言允许程序编写者有较大的自由度，放宽了以往高级语言严格的语法检查，较好地处理了“限制”与“灵活”这一对矛盾。 （6）比较接近硬件 C语言允许直接访问物理地址，能进行位操作，能实现汇编语言的大部分

11、功能，可以直接对硬件进行操作。 （7）生成目标代码质量高、程序执行效率高 一般只比汇编程序生成的目标代码效率低1020。 （8）可移植性好 基本上不做修改就能用于各种型号的计算机和各种操作系统。,c语言程序设计 中国铁道出版社,1.3.2 C语言程序结构,1. C程序是由函数构成的。 一个C程序至少有一个main( )函数，也可以包含一个main()函数和若干个其它函数。 2. 一个函数有两部分构成。 函数说明部分，即函数的第一行，包括函数类型、函数名、形参类型、形参名。 函数体，由一对大括号括起来的语句集合。函数体一般包括有声明部分和执行部分。声明部分用于定义所用到的变量。执行部分由若干语句

12、组成。 3. 一个C程序总是从main( )函数开始执行，而不管main( )在源程序中的位置，执行完主函数中的所有语句后，程序就结束。,c语言程序设计 中国铁道出版社,4. 每个语句和变量定义的最后必须要有一个分号，分号是C语句的必要组成部分。 5. C语言本身没有提供输入和输出语句，输入输出操作是通过库函数scanf()、printf()等函数来实现的。 6. C语言用/*/对程序进行注释，/和*之间不允许留有空格，/*和*/应当一一对应匹配，注释部分允许出现在程序中的任何位置上。程序中加一些注释，可以增加程序的可读性。,c语言程序设计 中国铁道出版社,c语言程序设计 中国铁道出版社,1.

13、3.3 C语言的基本语法单位,1、字符集 字符是高级语言程序中的最小单位，是构成其他语法单位的基础。C语言规定了程序中可以使用的合法字符，这些合法字符的集合称为C字符集。,c语言程序设计 中国铁道出版社,（1） 字母和数字 小写字母 a，b，c，d，y，z。 大写字母 A，B，C，D，Y，Z。 数字 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9 （2） 不可打印的字符 空格符、回车符、换行符、控制符。 （3） 空字符 指ASCII码值为0的NULL字符，该字符在C语言中的特殊作用之一是作为字符串的结束符。,c语言程序设计 中国铁道出版社,2标识符,标识符是编程者在程序中给所使用的常量、变量、函数、语

14、句标号和类型定义等命名的字符串。C语言规定标识符只能由字母、下划线和数字组成，且第一个字符必须是字母或下划线。,c语言程序设计 中国铁道出版社,3关键字,关键字是指在C语言中编译器已预先定义的具有特定含义的标识符。关键字也称为保留字。所谓保留，即在C语言程序中不允许编程者将编译器已使用的关键字重新命名另作他用。常用的关键字有如下几类： （1）标识类型的关键字 int char float double long short unsigned struct union enum auto extern static register typedef void,c语言程序设计 中国铁道出版社,（2

15、）标识控制流的关键字 goto return break continue if else do while switch case default （3）标识预处理的关键字 define include undef ifdef ifndef endif （4）其他关键字 Sizeof _Complex _Imaginary _bool,c语言程序设计 中国铁道出版社,1.3.4 C程序的开发过程,用C语句编写的程序称为“源程序”。 C程序开发的4个基本步骤 一般C程序开发要经历4个基本步骤： （1）编辑 使用字处理软件或编辑工具将源程序以文本文件形式保存到磁盘，源程序文件名由用户自己选定，但扩展名必须为“.c“。 （2）编译 编译的功能就是调用“编译程序”，将已编辑好的源程序翻译成二进制的目标代码。如果源程序没有语法错误将产生一个与源程序同名，以“.obj“为扩展名的目标程序。 （3）连接 编译后产生的目标程序往往形成多个模块，还要和库函数进行连接才能运行，连接过程是使用系统提供的“连接程序”运行的。连接后，产生以“.exe“为扩展名的可执行程序。 （4）运行 可执行程序生成后，就可以在操作系统的支持下运行，若执行结果达到预期的目的，则开发工作到此完成，否则，要进一步地经过以上过程以取得最终的正确结果。,