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2、78-7-5611-5634-6ISBN:978-7-5611-5634-62024/7/30大连理工大学出版社大连理工大学出版社第第1章程序设计概述章程序设计概述C C 语言程序设计语言程序设计第第1章程序设计概述章程序设计概述l l1.1 程序和程序设计语言程序和程序设计语言l l1.2 算法算法l l1.3 结构化程序设计结构化程序设计l l本章小节本章小节2024/7/301.1 程序和程序设计语言程序和程序设计语言l l程序与程序设计的概念程序与程序设计的概念 程序（程序（Program）由序列组成。计算机）由序列组成。计算机程序是按序设计的计算机指令的集合，程序是按序设计的计算机指
3、令的集合，它告诉计算机如何完成一个具体的任务。它告诉计算机如何完成一个具体的任务。 程序设计程序设计(Programming)是指设计、编是指设计、编制、调试程序的过程，即根据要解决的制、调试程序的过程，即根据要解决的问题，使用某种程序设计语言，设计出问题，使用某种程序设计语言，设计出能够完成这一任务的计算机指令序列。能够完成这一任务的计算机指令序列。2024/7/301.1 程序和程序设计语言程序和程序设计语言l l程序设计语言程序设计语言 计算机程序设计语言的发展经历从低级到高级，从具计算机程序设计语言的发展经历从低级到高级，从具计算机程序设计语言的发展经历从低级到高级，从具计算机程序设计
4、语言的发展经历从低级到高级，从具体到抽象，直到可以用自然语言来描述。其种类非常体到抽象，直到可以用自然语言来描述。其种类非常体到抽象，直到可以用自然语言来描述。其种类非常体到抽象，直到可以用自然语言来描述。其种类非常多，总的来说可以分成机器语言、汇编语言、高级语多，总的来说可以分成机器语言、汇编语言、高级语多，总的来说可以分成机器语言、汇编语言、高级语多，总的来说可以分成机器语言、汇编语言、高级语言三大类。言三大类。言三大类。言三大类。机器语言机器语言机器语言机器语言机器指令（由机器指令（由机器指令（由机器指令（由0 0 和和和和 1 1组成）组成）组成）组成），可直接执行，可直接执行，可直接
5、执行，可直接执行 难学、难记难学、难记难学、难记难学、难记依赖机器的类型依赖机器的类型依赖机器的类型依赖机器的类型汇编语言汇编语言汇编语言汇编语言用用用用助记符助记符助记符助记符代替机器指令，代替机器指令，代替机器指令，代替机器指令，用变量代替各类地址。用变量代替各类地址。用变量代替各类地址。用变量代替各类地址。克服记忆的难点克服记忆的难点克服记忆的难点克服记忆的难点其他与机器语言类似其他与机器语言类似其他与机器语言类似其他与机器语言类似高级语言高级语言高级语言高级语言类似数学语言、接近自然语言、具有通用性和可类似数学语言、接近自然语言、具有通用性和可类似数学语言、接近自然语言、具有通用性和可
6、类似数学语言、接近自然语言、具有通用性和可移植性，不依赖具体的计算机类型。移植性，不依赖具体的计算机类型。移植性，不依赖具体的计算机类型。移植性，不依赖具体的计算机类型。2024/7/30例如：例如：0 0 1 0 0 0 1 10 0 1 0 0 0 1 11 1 1 0 1 1 0 11 1 1 0 1 1 0 10 1 1 0 0 0 0 10 1 1 0 0 0 0 10 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 机器语言程序机器语言程序MOV AX,MOV AX, 300H300HADD BX, AXADD BX, AXMOV 2100H, BXMOV 2100H,
7、 BX HLTHLT汇编语言源程序汇编语言源程序main( ) int a, b, c; a=300; b=18; c=a+b; printf(“ a+b= %dn”, c);高级语言高级语言源程序源程序(C)源程序需要源程序需要翻译翻译2024/7/301.1 程序和程序设计语言程序和程序设计语言l l语言处理程序语言处理程序 用高级语言（或汇编语言）编写的程序，用高级语言（或汇编语言）编写的程序，即源程序是语言处理程序要处理的对象，即源程序是语言处理程序要处理的对象，语言处理程序把源程序翻译成语义等价语言处理程序把源程序翻译成语义等价的计算机能够识别的低级语言程序（目的计算机能够识别的低级
8、语言程序（目标程序）。由此可见，对语言处理程序标程序）。由此可见，对语言处理程序来说，源程序是其处理对象（输入程序）来说，源程序是其处理对象（输入程序），目标程序是其处理结果（输出程序），目标程序是其处理结果（输出程序），它是在高级语言和计算机之间起到翻译它是在高级语言和计算机之间起到翻译作用的程序。作用的程序。2024/7/301.1 程序和程序设计语言程序和程序设计语言l l程序设计的基本原则程序设计的基本原则 正确性正确性正确性正确性 有效性有效性有效性有效性 鲁棒性鲁棒性鲁棒性鲁棒性 可理解性可理解性可理解性可理解性 可维护性可维护性可维护性可维护性 可移植性可移植性可移植性可移植性2
9、024/7/301.2 算法算法l l什么是算法什么是算法 为解决一个问题而采取的为解决一个问题而采取的方法和步骤。方法和步骤。 是为解决某一个具体问题而采取的确定的、是为解决某一个具体问题而采取的确定的、有限的方法和步骤。计算机算法即计算机有限的方法和步骤。计算机算法即计算机能够执行的算法，是指以一步接一步的方能够执行的算法，是指以一步接一步的方式来详细描述计算机如何将输入转化为所式来详细描述计算机如何将输入转化为所要求的输出的过程。要求的输出的过程。l l程序程序=算法算法+数据结构数据结构l l程序程序=算法算法+数据结构数据结构+程序设计方法程序设计方法+语言工语言工具和环境具和环境2
10、024/7/301.2 算法算法l l一个算法应该具备以下五个特征：一个算法应该具备以下五个特征：一个算法应该具备以下五个特征：一个算法应该具备以下五个特征： 有穷性（有限性）。有穷性（有限性）。有穷性（有限性）。有穷性（有限性）。任何一种算法都应在有限的任何一种算法都应在有限的任何一种算法都应在有限的任何一种算法都应在有限的操作步骤内可以完成，哪怕提出的解题方法是失操作步骤内可以完成，哪怕提出的解题方法是失操作步骤内可以完成，哪怕提出的解题方法是失操作步骤内可以完成，哪怕提出的解题方法是失败的。败的。败的。败的。 确定性（唯一性）。确定性（唯一性）。确定性（唯一性）。确定性（唯一性）。解题算
11、法中的任何一个操作解题算法中的任何一个操作解题算法中的任何一个操作解题算法中的任何一个操作步骤都应是清晰无误的，不会使人产生歧义或者步骤都应是清晰无误的，不会使人产生歧义或者步骤都应是清晰无误的，不会使人产生歧义或者步骤都应是清晰无误的，不会使人产生歧义或者误解。误解。误解。误解。 可行性（能行性）。可行性（能行性）。可行性（能行性）。可行性（能行性）。解题算法中的任何一个操作解题算法中的任何一个操作解题算法中的任何一个操作解题算法中的任何一个操作步骤在现有计算机软硬件条件下和逻辑思维中都步骤在现有计算机软硬件条件下和逻辑思维中都步骤在现有计算机软硬件条件下和逻辑思维中都步骤在现有计算机软硬件
12、条件下和逻辑思维中都能够实现。能够实现。能够实现。能够实现。 有有有有0 0到多个输入。到多个输入。到多个输入。到多个输入。解题算法中可以没有数据输入，解题算法中可以没有数据输入，解题算法中可以没有数据输入，解题算法中可以没有数据输入，也可以同时输入多个需要算法处理的数据。也可以同时输入多个需要算法处理的数据。也可以同时输入多个需要算法处理的数据。也可以同时输入多个需要算法处理的数据。 要有输出结果。要有输出结果。要有输出结果。要有输出结果。一个算法执行结束之后必须有数一个算法执行结束之后必须有数一个算法执行结束之后必须有数一个算法执行结束之后必须有数据处理结果输出，哪怕是输出错误的数据结果，
13、据处理结果输出，哪怕是输出错误的数据结果，据处理结果输出，哪怕是输出错误的数据结果，据处理结果输出，哪怕是输出错误的数据结果，没有输出的算法是毫无意义的。没有输出的算法是毫无意义的。没有输出的算法是毫无意义的。没有输出的算法是毫无意义的。2024/7/301.2.2 1.2.2 算法的表示方法算法的表示方法算法的表示方法算法的表示方法 用自然语言描述算法用自然语言描述算法 用流程图描述算法用流程图描述算法 用图描述算法用图描述算法 用伪代码描述用伪代码描述 用计算机语言用计算机语言示例：求解示例：求解 S=1*2*3*n*(n+1)的算法的算法2024/7/30用自然语言描述算法用自然语言描述
14、算法易于理解，但易于理解，但易于理解，但易于理解，但冗长，不够精冗长，不够精冗长，不够精冗长，不够精确，难于描述确，难于描述确，难于描述确，难于描述复杂算法。复杂算法。复杂算法。复杂算法。确定确定确定确定n n的一个值；的一个值；的一个值；的一个值；假设假设假设假设i i的初始值为的初始值为的初始值为的初始值为1 1；假设假设假设假设S S的初始值为的初始值为的初始值为的初始值为1 1；如果如果如果如果inin时，转去执行时，转去执行时，转去执行时，转去执行，否则转去执行，否则转去执行，否则转去执行，否则转去执行；计算计算计算计算S S乘以乘以乘以乘以i i的值后，重新赋值给的值后，重新赋值给
15、的值后，重新赋值给的值后，重新赋值给S S；计算计算计算计算i i加加加加1 1的值，然后将该值重新赋给的值，然后将该值重新赋给的值，然后将该值重新赋给的值，然后将该值重新赋给i i，转去执，转去执，转去执，转去执行行行行；输出输出输出输出S S 的值，算法结束。的值，算法结束。的值，算法结束。的值，算法结束。2024/7/30用流程图表示算法用流程图表示算法流程图的基本图框流程图的基本图框流程图的基本图框流程图的基本图框起止框起止框输入输出框输入输出框判断框判断框处理框处理框流程线流程线连接点连接点2024/7/30用流程图描述算法用流程图描述算法用图描述算法用图描述算法 N-S结结构构图图
16、AB P T F A B当当P成立时成立时 A A当P成立时当型循环当型循环当型循环当型循环顺序结构顺序结构顺序结构顺序结构直到型循环直到型循环直到型循环直到型循环选择结构选择结构选择结构选择结构2024/7/30用图描述算法用图描述算法2024/7/30用伪代码描述用伪代码描述（1 1）StartStart；（2 2）输入）输入）输入）输入n n的值的值的值的值; ;（3 3）S 1S 1；（4 4）i 1i 1；（5 5）do while i=ndo while i=n（6 6） S S i S S i；（7 7） i i + 1i i + 1； （8 8）输出）输出）输出）输出S S的值
17、；的值；的值；的值；（9 9）endend2024/7/30用计算机语言描述用计算机语言描述#include #include void main()void main() int i,n; int i,n; long S; long S; printf( printf(请输入整数请输入整数请输入整数请输入整数n n的值的值的值的值:); :); scanf(%d,&n); scanf(%d,&n); i=1; i=1; S=1; S=1; while(i=n) while(i=n) S=S*i; S=S*i; i=i+1; i=i+1; printf(%d!=%ld,n,S); printf
18、(%d!=%ld,n,S); 2024/7/301.3 结构化程序设计结构化程序设计顺序结构顺序结构顺序结构顺序结构AB选择结构选择结构选择结构选择结构Y(真真)N(假假)ABP成成立立?P成立成立?AAP成立成立?当型循环当型循环当型循环当型循环直到型循环直到型循环直到型循环直到型循环l l结构化程序设计的三种基本结构流程图结构化程序设计的三种基本结构流程图结构化程序设计的三种基本结构流程图结构化程序设计的三种基本结构流程图2024/7/30l l结构化程序设计的三种基本结构特点结构化程序设计的三种基本结构特点结构化程序设计的三种基本结构特点结构化程序设计的三种基本结构特点顺序结构程序：顺序
19、结构程序：按照书写顺序依次执行按照书写顺序依次执行语句语句选择结构程序：选择结构程序：按照条件判断选择执行按照条件判断选择执行语句语句循环结构程序：循环结构程序：通过条件控制循环执行通过条件控制循环执行语句语句三种基本结构的共同点：三种基本结构的共同点：三种基本结构的共同点：三种基本结构的共同点：都是只有一个入口和一个出口；都是只有一个入口和一个出口；都是只有一个入口和一个出口；都是只有一个入口和一个出口；结构内的每一个框都有机会被执行；结构内的每一个框都有机会被执行；结构内的每一个框都有机会被执行；结构内的每一个框都有机会被执行；结构内没有死循环。结构内没有死循环。结构内没有死循环。结构内没
20、有死循环。1.3 结构化程序设计结构化程序设计2024/7/30结构化程序设计的基本原则：结构化程序设计的基本原则：l l如果一个程序如果一个程序如果一个程序如果一个程序仅包含这三种基本结构仅包含这三种基本结构仅包含这三种基本结构仅包含这三种基本结构（由这些基（由这些基（由这些基（由这些基本结构顺序组成），则称为本结构顺序组成），则称为本结构顺序组成），则称为本结构顺序组成），则称为结构化程序结构化程序结构化程序结构化程序。l l结构化程序设计的基本原则：结构化程序设计的基本原则：结构化程序设计的基本原则：结构化程序设计的基本原则：采用采用自顶向下、逐步细化自顶向下、逐步细化的方法进行设的方法
21、进行设计；计；采用采用模块化原则和方法模块化原则和方法进行设计。即将进行设计。即将大型任务从上向下划分为多个功能模块，大型任务从上向下划分为多个功能模块，每个模块又可以划分为若干子模块，然每个模块又可以划分为若干子模块，然后分别进行模块程序的编写；后分别进行模块程序的编写；每个模块都是用结构化程序实现每个模块都是用结构化程序实现，即都，即都只能由三种基本结构组成，并通过计算只能由三种基本结构组成，并通过计算机语言的结构化语句实现。机语言的结构化语句实现。 2024/7/30本章小节本章小节l l1程序设计程序设计(Programming)是根据要解是根据要解决的问题，使用某种程序设计语言，设计
22、决的问题，使用某种程序设计语言，设计出能够完成这一任务的计算机指令序列。出能够完成这一任务的计算机指令序列。程序设计是指设计、编制、调试程序的方程序设计是指设计、编制、调试程序的方法和过程。法和过程。l l程序程序=算法算法+数据结构数据结构+程序设计方法程序设计方法+语言语言工具和环境工具和环境l l2程序设计语言，通常简称为编程语言，程序设计语言，通常简称为编程语言，是一组用来定义计算机程序的语法规则。是一组用来定义计算机程序的语法规则。它是一种被标准化的交流技巧，用来向计它是一种被标准化的交流技巧，用来向计算机发出指令。算机发出指令。2024/7/30本章小节本章小节l l3语言处理程序
23、把源程序翻译成语义等语言处理程序把源程序翻译成语义等价的计算机能够识别的低级语言，它是在价的计算机能够识别的低级语言，它是在高级语言（或汇编语言）与计算机之间起高级语言（或汇编语言）与计算机之间起到翻译作用的程序。经过语言处理程序处到翻译作用的程序。经过语言处理程序处理后得的程序称目标程序。理后得的程序称目标程序。l l4程序设计的基本原则：正确性、有效程序设计的基本原则：正确性、有效性、鲁棒性、可理解性、可维护性、可移性、鲁棒性、可理解性、可维护性、可移植性。植性。l l5算法算法(Algorithm)是为解决某一具体问是为解决某一具体问题而采取的确定的、有限的方法和步骤。题而采取的确定的、有限的方法和步骤。2024/7/30本章小节本章小节l l6结构化程序设计是一种面向过程的设结构化程序设计是一种面向过程的设计思想计思想,把程序定义为把程序定义为数据结构数据结构+算法算法，它包括三种基本结构：顺序结构、选择结它包括三种基本结构：顺序结构、选择结构和循环结构。构和循环结构。l l7结构化程序设计方法：自顶向下、逐结构化程序设计方法：自顶向下、逐步细化、模块化设计、结构化编码。步细化、模块化设计、结构化编码。2024/7/30
