【正文】 C語言程序設(shè)計(jì) (C Programming) 遼寧科技大學(xué) 上 C語言程序設(shè)計(jì) (C Programming) 第 1章 C語言概述 第 2章 數(shù)據(jù)描述與基本操作 第 3章 C語言的控制結(jié)構(gòu) C語言程序設(shè)計(jì) (C Programming) 遼寧科技大學(xué) C語言程序設(shè)計(jì) (C Programming) 4 、程序文件、程序設(shè)計(jì)及基本概念。 ，熟悉常用的描述算法的方法。 。 。 本章學(xué)習(xí)目標(biāo) C語言程序設(shè)計(jì) (C Programming) 5 C語言的發(fā)展與特點(diǎn) 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) C語言程序的結(jié)構(gòu) C語言程序的開發(fā)與環(huán)境 C語言程序設(shè)計(jì) (C Programming) 6 C語言的發(fā)展與特點(diǎn) Ｃ語言的原型是 ALGOL 60語言 。 1963年 ， 劍橋大學(xué)將 ALGOL 60語言發(fā)展成為 CPL(Combined Programming Language)語言 。 1967年 ， 劍橋大學(xué)的 Matin Richards 對 CPL語言進(jìn)行了簡化 ，于是產(chǎn)生了 BCPL語言 。 1970年 ， 美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的Ken Thompson將 BCPL進(jìn)行了修改 ， 并為它起了一個(gè)有趣的名字 “ B語言 ” 。 意思是將 CPL語言中的精華提煉出來 。 并且他用 B語言寫了第一個(gè) UNIX操作系統(tǒng) 。 1973 年 ， 美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的 B語言的基礎(chǔ)上最終設(shè)計(jì)出了一種新的語言 ， 他用 BCPL的第二個(gè)字母作為這種語言的名字 ， 即 C語言 。 1. C語言的發(fā)展 2. C語言的特色 C語言程序設(shè)計(jì) (C Programming) 7 C語言的發(fā)展與特點(diǎn) 隨著微型計(jì)算機(jī)的日益普及 , 出現(xiàn)了許多 C語言版本。由于沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，使得這些 C語言之間出現(xiàn)了一些不一致的地方，為了改變這種情況，美國國家標(biāo)準(zhǔn)研究所 (ANSI)于 1983年成立了專門定義 C語言標(biāo)準(zhǔn)的委員會，花了 6年時(shí)間使 C語言邁向標(biāo)準(zhǔn)化。隨著 C語言被廣泛關(guān)注與應(yīng)用， ANSI C標(biāo)準(zhǔn)于 1989年被采用，該標(biāo)準(zhǔn)一般稱為 ANSI/ISO Standard C，成為現(xiàn)行的 C語言標(biāo)準(zhǔn)，而且成為最受歡迎的語言之一。許多著名的系統(tǒng)軟件都是由 C 語言編寫的。 到了 1995年，在 ANSI C的基礎(chǔ)上增加了一些庫函數(shù)，出現(xiàn)了初步的 C++。 C++進(jìn)一步擴(kuò)充和完善了 C語言，成為一種面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言。 1. C語言的發(fā)展 2. C語言的特色 C語言程序設(shè)計(jì) (C Programming) 8 C語言的發(fā)展與特點(diǎn) (1) C語言具有結(jié)構(gòu)語言的特點(diǎn)，程序之間很容易實(shí)現(xiàn)段的共享。 (2) C語言的主要結(jié)構(gòu)成分是函數(shù)，函數(shù)作為 C程序的模塊單位，便于實(shí)現(xiàn)程序的模塊化，而且便于模塊間相互調(diào)用及數(shù)據(jù)傳遞。 (3) 運(yùn)算符豐富。有 34種運(yùn)算符和 15個(gè)等級的運(yùn)算優(yōu)先順序，使表達(dá)式類型多樣化，可以實(shí)現(xiàn)在其它語言中難以實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算。 (4) 數(shù)據(jù)類型豐富。數(shù)據(jù)類型有整型、實(shí)型、字符型、數(shù)組類型、指針類型、結(jié)構(gòu)體類型及枚舉類型，能用來實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)運(yùn)算。 2. C語言的特色 1. C語言的發(fā)展 C語言程序設(shè)計(jì) (C Programming) 9 C語言的發(fā)展與特點(diǎn) (5) 比較接近硬件：允許直接訪問物理地址，能進(jìn)行位操作，能實(shí)現(xiàn)匯編語言的大部分功能，可以直接對硬件進(jìn)行操作。 (6) 語法限制少和程序設(shè)計(jì)自由度大。 (7) 生成目標(biāo)代碼質(zhì)量高、程序執(zhí)行效率高。只比匯編程序生成的目標(biāo)代碼效率低 10％ ―20 ％。 (8) 可移植性好?；旧喜蛔鲂薷木湍苡糜诟鞣N型號的計(jì)算機(jī)和各種操作系統(tǒng)。 2. C語言的特色 1. C語言的發(fā)展 C語言程序設(shè)計(jì) (C Programming) 10 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 2. 算法 3. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 程序設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)方面： 一是行為特征的設(shè)計(jì) 。 二是結(jié)構(gòu)特性的設(shè)計(jì) 。 行為特征的設(shè)計(jì)是指將解決問題過程中的每一個(gè)細(xì)節(jié)準(zhǔn)確地加以定義，并將全部的解題過程用某種工具完整地描述出來。這一過程稱為算法的設(shè)計(jì)。 結(jié)構(gòu)特性的設(shè)計(jì)是指為問題的解決確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法之間有著密切的關(guān)系。特別是對于數(shù)據(jù)處理問題，算法的效率通常與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)中的表示有著直接的關(guān)系。 C語言程序設(shè)計(jì) (C Programming) 11 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 算法是指對解題方案的準(zhǔn)確而完整的描述。 1．算法的基本特征 (1) 有窮性：一個(gè)算法必須保證執(zhí)行有限步之后結(jié)束，并且每一步都在合理的時(shí)間內(nèi)完成。 (2) 確切性：算法的每一步驟必須有確切的定義，不允許有模棱兩可的解釋，也不允許有多義性。 (3) 可行性：算法原則上能夠精確地運(yùn)行，而且人們用筆和紙做有限次運(yùn)算后即可完成。 (4) 輸入：一個(gè)算法有 0個(gè)或多個(gè)輸入，以刻畫運(yùn)算對象的初始情況，所謂 0個(gè)輸入是指算法本身定除了初始條件。 (5) 輸出：一個(gè)算法有一個(gè)或多個(gè)輸出，以反映對輸入數(shù)據(jù)加工后的結(jié)果。沒有輸出的算法是毫無意義的。 3. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) C語言程序設(shè)計(jì) (C Programming) 12 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 2．算法設(shè)計(jì)的要求 一個(gè)算法的設(shè)計(jì)需要注意以下幾方面： （ 1）正確性： （ 2）可讀性： （ 3）健壯性： （ 4）高效率和低存儲量： 3. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) C語言程序設(shè)計(jì) (C Programming) 13 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 3．算法的描述 （ 1）用自然語言描述算法 【 例 11】 對于一個(gè)正整數(shù)，判斷它是否為素?cái)?shù)。所謂素?cái)?shù)，是除了 1和它本身之外不能被任何數(shù)整除的數(shù)。 算法如下： S1: 輸入 n的值 S2: i=2（ i作為除數(shù)） S3: n被 i除，得余數(shù) r S4: 如果 r=0，表示 n能被 i整除，則輸出 n“不是素?cái)?shù) ” ，算法結(jié)束；否則執(zhí)行 S5 S5: i+1→ i S6: 如果 i=n1，返回 S3，否則輸出 n“是素?cái)?shù) ” ，然后結(jié)束。 在實(shí)際運(yùn)算時(shí)，不必被 2到 n1整除，到 2/n或之間的數(shù)整除即可。 3. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) C語言程序設(shè)計(jì) (C Programming) 14 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 3．算法的描述 (2)用傳統(tǒng)流程圖描述算法 用流程圖表示算法，能夠直觀、形象的描述算法，更易于理解。 【 例 12】 求矩形面積 3. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 輸入 a,b m=a*b 輸出 m 開始 結(jié)束 求矩形面積流程圖 C語言程序設(shè)計(jì) (C Programming) 15 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 3．算法的描述 (3)用 NS圖描述算法 1973年美國學(xué)者提出了一種新的流程圖形式 ——NS流程圖， NS流程圖去掉了所有的流程線，算法寫在一個(gè)矩形內(nèi)，在該矩形框內(nèi)還可以包括其他矩形框。 【 例 13】 求 n！ 3. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 求 N!的 NS圖 輸入 n p=1,i=1 當(dāng) in成立 p=p*i i=i+1 輸出 p C語言程序設(shè)計(jì) (C Programming) 16 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 3．算法的描述 (4)用程序設(shè)計(jì)語言描述算法 【 例 14】 求 5！ include main() {int i,jc。 jc=1。 for(i=1。i=5。i++) jc=jc*i。 printf(5!=%d,jc)。 } 3. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) C語言程序設(shè)計(jì) (C Programming) 17 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指相互之間存在一種或多種特定關(guān)系的數(shù)據(jù)元素集合。是帶有結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)元素的集合，它指的是數(shù)據(jù)元素之間的相互關(guān)系，即數(shù)據(jù)的組織形式。數(shù)據(jù)元素具有廣泛的含義，一般來說，現(xiàn)實(shí)世界中客觀存在的一切個(gè)體都可以是數(shù)據(jù)元素。例如，描述一年四季的季節(jié)名春、夏、秋、冬可以作為季節(jié)的數(shù)據(jù)元素 。表示家庭成員的各成員名父親、兒子、女兒可以作為家庭成員的數(shù)據(jù)元素。 C語言程序設(shè)計(jì) (C Programming) 18 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要研究以下 3個(gè)方面的問題： （ 1）數(shù)據(jù)集合中各數(shù)據(jù)元素之間所固有的邏輯關(guān)系，即數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)； （ 2）在對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，各數(shù)據(jù)元素在計(jì)算機(jī)中的存儲關(guān)系，即數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)； （ 3）對各種數(shù)據(jù)基于某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的運(yùn)算。 C語言程序設(shè)計(jì) (C Programming) 19 C語言程序的結(jié)構(gòu) 【 例 15】 求矩形面積。 include /* 調(diào)用輸入輸出庫函數(shù) */ void main() /* 主函數(shù) */ {float a,b,m。 /* 定義變量 */ a=3。b=4。 /* 變量賦值 */ m=a*b。 /* 求面積 */ printf(m=%f\n,m)。 /* 輸出面積 */ } C語言程序設(shè)計(jì) (C Programming) 20 C語言程序的結(jié)構(gòu) 程序說明： (1) main是主函數(shù)的函數(shù)名，表示這是一個(gè)主函數(shù)。 (2) 每一個(gè) C源程序都必須有，且只能有一個(gè)主函數(shù) (main函數(shù) )。 (3) 函數(shù)調(diào)用語句， printf函數(shù)的功能是把要輸出的內(nèi)容送到顯示器去顯示。 (4) printf函數(shù)是一個(gè)由系統(tǒng)定義的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，可在程序中直接調(diào)用。 (5) include稱為文件包含命令。 (6) 擴(kuò)展名為 .h的文件稱為頭文件。 C語言程序設(shè)計(jì) (C Programming) 21 C語言程序的結(jié)構(gòu) 1．Ｃ語言源程序的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) （ 1）一個(gè)Ｃ語言源程序可以由一個(gè)或多個(gè)源文件組成。 （ 2）每個(gè)源文件可由一個(gè)或多個(gè)函數(shù)組成。 （ 3）一個(gè)源程序不論由多少個(gè)文件組成，都有一個(gè)且只能有一個(gè) main函數(shù)，即主函數(shù)。 （ 4）源程序中可以有預(yù)處理命令 (include 命令僅為其中的一種 )，預(yù)處理命令通常應(yīng)放在源文件或源程序的最前面。 （ 5）每一個(gè)說明，每一個(gè)語句都必須以分號結(jié)尾。但預(yù)處理命令，函數(shù)頭和花括號 “ }”之后不能加分號。 （ 6）標(biāo)識符，關(guān)鍵字之間必須至少加一個(gè)空格以示間隔。若已有明顯的間隔符，也可不再加空格來間隔。 C語言程序設(shè)計(jì) (C Programming) 22 C語言程序的結(jié)構(gòu) 2．書寫程序時(shí)應(yīng)遵循的規(guī)則 C程序的書寫格式比較自由，從書寫清晰，便于閱讀，理解，維護(hù)的角度出發(fā)，在書寫程序時(shí)應(yīng)遵循以下規(guī)則。 (1) 一行內(nèi)可以書寫一條或多條語句，一條語句也可以分多行書寫。 (2) 用 {} 括起來的部分，通常表示了程序的某一層次結(jié)構(gòu)。{}一般與該結(jié)構(gòu)語句的第一個(gè)字母對齊，并單獨(dú)占一行。 (3) 根據(jù)語句的層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行縮進(jìn)層次書寫，以便看起來更加清晰，增加程序的可讀性 C語言程序設(shè)計(jì) (C Programming) 23 C語言程序的結(jié)構(gòu) 1．Ｃ語言的字符集 字符是組成語言的最基本的元素。由字母，數(shù)字，空格，標(biāo)點(diǎn)和特殊字符組成。在字符常量，字符串常量和注釋中還可以使用漢字或其它可表示的圖形符號。 （ 1）字母：小寫字母 a～ z共 26個(gè)，大寫字母 A～ Z共26個(gè) （ 2）數(shù)字： 0～ 9共 10個(gè) （ 3）空白符：空格符、制表符、換行符等統(tǒng)稱為空白符?？瞻追辉谧址Ａ亢妥址Ａ恐衅鹱饔?。在其它地方出現(xiàn)時(shí)，只起間隔作用，編譯程序?qū)λ鼈兒雎圆挥?jì)。因此在程序中使用空白符與否，對程序的編譯不發(fā)生影響，但在程序中適當(dāng)?shù)牡胤绞褂每瞻追麑⒃黾映绦虻那逦院涂勺x性。 （ 4）標(biāo)點(diǎn)和特殊字符 C語言程序設(shè)計(jì) (C Programming) 24 C語言程序的結(jié)構(gòu) 2．Ｃ語言詞匯 在Ｃ語言中使用的詞匯分為六類：標(biāo)識符，關(guān)鍵字，運(yùn)算符，分隔符，常量，注釋符等。 （ 1）標(biāo)識符：在程序中使用的變量名、函數(shù)名、標(biāo)號等統(tǒng)稱為標(biāo)識符。除庫函數(shù)的函數(shù)名由系統(tǒng)定義外，其余都由用戶自定義。 C 規(guī)定，標(biāo)識符只能是字母 (A～ Z， a～ z)、數(shù)字 (0～ 9)、下劃線 (_)組成的字符串，并且其第一個(gè)字符必須是字母或下劃線。 C語言程序設(shè)計(jì) (C Progr