C语言高级语言程序设计(一)PPT教学课件-第一章C语言程序设计概述.ppt

-2- 第1章 c语言概述 本 章 内 容 l算法与程序设计 lc语言发展历史和特点 lc语言程序的结构 lc语言上机环境及操作步骤 l用流程图表示算法 l结构化程序设计简介 -3- 第1章 c语言概述 1.1 算法与程序设计 l 算法 算法的概念 计算机解决问题所依据的步骤称为计算机算法，简称算法。 【例1-1】计算1+2+3+100，可采取以下两种算法中的一种。 算法一。可以设两个变量（变量是指其值可以改变的量），一个 变量代表和(s)，一个变量代表加数(i)，用循环算法表示如下： 第一步：0s，1i。 第二步：s+is。 第三步：i+1i。 第四步：如果i100，转第二步；否则，转第五步。 第五步：输出结果s，结束。 算法二。 第一步：100101/2s。 第二步：输出s，结束。 -4- 第1章 c语言概述 1.1 算法与程序设计 【例1-2】判断一个大于等于3的正整数是不是素数。 所谓素数是指除了1和该数本身之外，不能被其他任何整数整除 的数。算法表示如下： 第一步：输入n的值。 第二步：i作除数，2i。 第三步：n除以i，得余数r。 第四步：如果r=0，表示n能被i整除，则打印n不是素数，转第七步 ；否则执行第五步。 第五步：i+1i。 第六步：如果in-1，返回第三步；否则打印n是素数，转第七步。 第七步：结束。 实际上，除数只需为2n/2或者2之间的整数即可。第六步的条件改变一 下，程序执行时间会大大缩短。 -5- 第1章 c语言概述 1.1 算法与程序设计 算法的属性 （1）有穷性 有穷性是指一个算法的操作步骤必须是有限的和合理的，即在合 理的范围之内结束算法。 （2）确定性 算法中每个操作步骤都应当是明确的，而不应是含糊的、模棱两 可的。 （3）有零个或多个输入 执行算法时需要从外界获得必要信息的操作称为输入。输入的数 据个数根据算法确定。 （4）有一个或多个输出 执行算法得到的结果就是算法的输出，没有输出的算法是没有意 义的。 （5）有效性 算法中的每一个步骤都应当有效地执行，并得到确定的结果。 -6- 第1章 c语言概述 1.1 算法与程序设计 l 程序 用计算机语言描述的算法称为计算机程序，或简称程序。只 有用计算机语言描述的算法才能在计算机上执行。 【例1-3】输入任意20个整数，求出其中最大者，可采用以下 算法： 第一步：输入一个整数赋给big。 第二步：1i。 第三步：如果i19，输入一个整数赋给x，转第四步；否则， 转第六步。 第四步：如果x大于big，xbig，然后转第五步；否则，直 接转第五步。 第五步：i+1i，转第三步。 第六步：输出结果big，结束。 -7- 第1章 c语言概述 1.1 算法与程序设计 针对上述算法，用c语言可描述为： main() int i,x,big; scanf(“%d“, for(i=1;ibig) big=x; printf(“%d“,big); -8- 第1章 c语言概述 1.1 算法与程序设计 l 程序设计语言 计算机语言是面向计算机的人造语言，是进行程序设计的 工具，因此也称程序设计语言。 程序设计语言可以分为机器语言、汇编语言、高级语言。 机器语言：计算机硬件能直接执行。 汇编语言：也称符号语言，用汇编语言编写的程序称汇编语言 程序。计算机硬件不能识别和直接运行汇编语言程序，必须由 “汇编程序”将其翻译成机器语言程序后才能识别和运行。 高级语言：不能被计算机硬件直接识别和执行，必须把高级语 言程序翻译成机器语言程序才能执行。 -9- 第1章 c语言概述 1.1 算法与程序设计 l 程序设计的一般过程 1建立数学模型 就客观世界中的一般问题，在程序设计之初，首先应将实际问题用 数学语言描述出来，形成一个抽象的、具有一般性的数学问题，从 而给出问题的抽象数学模型。 2算法描述 数学模型建立以后，需要采用一定的算法进行描述，也可能比较几 种算法的优劣，选择较理想的算法。 3编写程序 使用计算机系统提供的某种程序设计语言，将已设计好的算法表达 出来，使得用其他形式表达的算法转变为由程序设计语言表达的算 法，这个过程称为程序编制（或编码）。 4程序测试 程序编写完成后必须经过科学的、严格的测试，才能最大限度地保 证程序的正确性。 -10- 第1章 c语言概述 1.2 c语言发展历史和特点 l c语言的发展过程 1972-1973年间，美国贝尔实验室发明了c语言。c语言是在一种称为b语言 的基础上发展起来的，并首先在配备unix操作系统的dec pdp-11计算机上 实现。 1978年以后，随着微型机的普及，出现了一大批c语言系统。 1983年，美国国家标准化协会（ansi）公布了一个标准，称为ansi c。 1987年，ansi又公布了一个新的标准，称为87 ansi c。 1990年，国际标准化组织iso接受87 ansi c为iso c的标准。 目前语言编译系统有多种版本，在微机上常用的有microsoft c、 turbo c、quick c、borland c+ 5.0、c-free3.5和visual c+ 6.0。 1994年ansi又制定了ansi c+ 标准草案。c+在ansi c的基础上，扩充了 类的部分，因此ansi c是c+的子集。就是说，按照ansi c标准编写的程 序可以运行在c+的语言环境中。 -11- 第1章 c语言概述 1.2 c语言发展历史和特点 l c语言的主要特点 兼有低级语言的功能 结构化的程序设计语言 语言比较简洁紧凑 运算符丰富 数据结构丰富 语法限制不太严格，书写格式比较自由 目标代码质量高，程序执行效率高 -12- 第1章 c语言概述 1.3 c语言程序的结构 l c语言程序的一般形式 预处理命令和全局性的声明 main() 局部变量声明 语句序列 f1() 局部变量声明 语句序列 f2() 局部变量声明 语句序列 fn() 局部变量声明 语句序列 任何一个c程序都是由一个 或多个函数构成的； 一个c程序中至少必须存在 一个主函数main()。它是程 序运行开始时被调用的一个 函数； c语言程序的一般形式如右 图所示，其中f1至fn代表用 户定义的函数。 -13- 第1章 c语言概述 1.3 c语言程序的结构 l c程序中的主要成分 1.预处理命令 预处理命令是程序中那些以符号 # 开头的命令。c语言中常用的 预处理命令有三类：文件包含、宏定义和条件编译。 2.函数 函数通常用于描述相对独立的功能，每个函数都具有严格定义的 格式，可以有参数和返回值。一个程序中除了一个必须取名为main的 主函数，其余函数可以取任何有意义的名字。 3.输入与输出 用户通过输入为程序提供初始数据，程序通过输出产生运行结果 。 4.语句 （由单词按照一定的语法规则构成） 程序中每个语句都必须以分号“;”结束，分号是语句的一部分。 允许一行内写几条语句，也允许一条语句写在几行上。 5.注释 c语言的注释格式为：/*/。 -14- 第1章 c语言概述 1.4 c语言上机环境及操作步骤 l 用高级语言编写源程序要变成可执行代码，需要四个步骤： l 上机环境介绍turbo c 2.0集成环境 c源程序 目标程序 可执行程序 结果 编辑 （利用编辑程序） 编译 （利用c编译程序） 连接 （利用连接程序） 运行 -15- 第1章 c语言概述 1.5 用流程图表示算法 l流程图用一组框图符号表示各种操作，也称框图。 美国国家标准化协会ansi（american national standard institute）规定了一些常用流程图符号： 起止框 判断框 输入输出框 处理框 连接点 流程线 注释框 或 -16- 第1章 c语言概述 1.5 用流程图表示算法 【例1-5】计算1+2+3+4+100。 开始 s=0 i=1 i=i+1 s=s+i 输出s i100 结束 n y -17- 第1章 c语言概述 1.5 用流程图表示算法 【例1-6】判断一个大于等于3的数是不是素数。 开始 令r为n除以i的余数 i=2 r=0？ 输入n y 打印n “不是素数” i=i+1 n in/2 打印n “是素数” 结束 y n -18- 第1章 c语言概述 1.6 结构化程序设计简介 l 结构化程序 算法中有三种基本结构，即顺序结构、选择结构和循环结构。 每种基本结构都只有一个入口和一个出口。如果一个算法由这三种 基本结构所组成，则称其为结构化算法。用高级语言表示的结构化 算法称为结构化程序。 一个结构化程序应符合以下标准： 程序仅由顺序结构、选择结构和循环结构等三种基本结构组成，基 本结构可以嵌套。 每种基本结构都只有一个入口和一个出口，即一端进，一端出。 程序中没有死循环（不能结束的循环叫死循环）和死语句（程序中 永远执行不到的语句叫死语句）。 -19- 第1章 c语言概述 1.6 结构化程序设计简介 l 结构化程序设计方法遵循的原则 1自顶向下，逐步求精 抓住整个问题的本质特性，采用自顶向下逐层分解的方法，对 问题进行抽象，划分出不同的模块，形成不同的层次概念。把一个 较大的复杂问题分解成若干相对独立而又简单的小