C语言第1章_C语言概述.ppt

1,第一章 C语言概述,兰州理工大学,2,第一章 C语言概述,1.1 C语言的起源 1.2 C语言是中级语言 1.3 C语言是结构化语言 1.4 C语言是面向程序员的语言 1.5 编译和解释 1.6 C语言程序结构 1.7 术 语 1.8 几种集成编译环境,3,1.1 C语言的起源,4,1.1 C语言的起源,C语言的发展过程,C Dennis Ritchie (1973),B Ken Thompson 美国贝尔实验室（1970）,BCPL( Basic Combined Programming Language) Martin Richards 英国剑桥大学（1967年）,BCPL和B语言不支持数据类型,C语言支持数据类型,5,1.1 C语言的起源,C语言的发展过程 ALGOL60- CPL- BCPC- B- C- 标准C- ANSI C- ISO C ALGOL60：一种面向问题的高级语言。离硬件较远，不适合编写系统程序。 1963年，剑桥大学将ALGOL60发展成CPL（Combined Programming Language)：CPL规模大，实现困难。 1967年，剑桥大学的Matin Richards 对CPL语言进行了简化，产生了BCPL语言。 1970年，美国贝尔实验室的Ken Thompson对BCPL进一步简化成一种很简单接近硬件的语言-B语言。并用B语言写了第一个UNIX操作系统。 B语言精练、接近硬件，但太简单，数据无类型。,6,1.1 C语言的起源,C语言的发展过程 ALGOL60- CPL- BCPC- B- C- 标准C- ANSI C- ISO C 1973年，贝尔实验室的D.M.Ritchie在B语言的基础上设计出一种新的语言-C语言。C语言诞生后，很快用C语言改写Unix ，并移植到其它计算机系统。 1977年Dennis M.Ritchie 发表了不依赖具体机器系统的C语言编译文本可移植的C语言编译程序。 1978年贝尔实验室正式发表了语言。同时由B.W.Kernighan和D.M.Ritchit合著了著名的“THE C PROGRAMMING LANGUAGE”一书K&R 。 后来由美国国家标准协会（American National Standards Institute）在此基础上制定了一个C 语言标准，于一九八三年发表。通常称之为ANSI C。,7,1.1 C语言的起源,Dennis Ritchie和Ken Thompson接受美国国家技术勋章,8,1.1 C语言的起源,C语言的发展过程,Ada,ALGOL60,ALGOL68,Pascal,Modula-2,CPL,BCPL,B,C,C+,Java,LISP,PROLOG,COBOL,FORTRAN77,FORTRAN,PL/1,Simula 67,Smalltalk 80,BASIC,ANSI-BASIC,QBASIC,VB,FORTRAN90,高级语言时间线,更详细的时间线,9,1.1 C语言的起源,IBM PC微机DOS、Windows平台上常见的C语言版本有： Borland公司： Turbo C,Turbo C+,Borland C+ C+ Builder(Windows版本) Microsoft公司： Microsoft C Quick C Visual C+(Windows版本),10,1.2 C语言是中级语言,11,1.2 C语言是中级语言,编程语言的“级”通常是指其贴近硬件的程度。 C不仅包含了高级语言的特增，还包含了汇编语言的一些特征。 一般地说： 机器语言、汇编语言最接近硬件，是面向机器的，被称为低级语言。 高级语言更接近于自然语言，是面向问题、面向对象的、或智能化的。,12,1.2 C语言是中级语言,C语言作为中级语言： 允许对位、字节和地址（通过指针）进行操作； 能够较方便地读写寄存器，即可以较方便地操作硬件； 能够较方便地嵌入汇编、调用中断。 因此， C语言更适合编写系统程序。,13,1.2 C语言是中级语言,C语言的应用领域,硬件（Hardware）,操作系统（OS）,应用程序 （Application）,应用 平台,基于 平台的 应用 程序,低级语言应用领域,高级语言应用领域,C语言的应用领域,14,1.3 C语言是结构化语言,一般地说，结构化语言： 允许程序中的任务被分别定义和编码（子程序、过程、函数、复合语句等），使程序模块化。 模块化应尽可能不会对程序的其它部分产生副作用（采用形式参数、局部变量而尽可能不使用全局变量）。 实现基本的程序控制结构： 顺序结构、 选择结构、 循环结构。 而尽可能不使用goto等跳转语句。 结构化语言编写的结构清晰的程序更易于维护（易读、易重用）。,15,1.4 C语言是面向程序员的语言,“面向程序员的语言”是相对一些被称为“面向初学者、面向工程师、面向的语言”而言的。 一般地说，面向程序员的语言： 功能强，效率高； 灵活，少限制； 允许直接的系统调用（可嵌入汇编）； 可以比较复杂。 面向程序员的语言更适合编写大型的、复杂的、高效的系统程序，如：操作系统、编译程序、数据库管理程序等。,16,1.5 编译和解释,编译（Compile）和解释（Interpret）是两种程序执行的方式。 理论上，任何程序语言都既能编译执行、又能解释执行，但特定语言一般仅取两者之一。 解释程序一次读进一行源代码，翻译然后执行。每次运行程序都调用解释程序。 编译程序一次读完全部程序，并把它转换成目标码（Object Code）。目标码经链接（Link）生成可执行文件（.exe）。而此后每次运行均不需再转换。,17,C语言的特点,语言简洁、紧凑，书写形式自由，使用方便灵活； 运算符丰富，有其它语言没有的复合赋值运算符、位操作运算符、三目运算符等； 数据结构丰富，且具有数据类型构造能力； 具有很强的流程控制结构； 用函数作为程序的模块单位，使程序模块化； 可以实现汇编语言的大部分功能(支持对硬件的操作)； 代码质量高。 可移植性好。 语法限制不太严格（对数组越界、空指针等均不检验报错），程序设计自由度大。,18,1.6 C语言程序结构,19,1.6 C语言程序结构,例1： /* HELLO.C - Hello, world */ #include “stdio.h“ main() printf(“Hello, worldn“); /* printf(“世界, 你好n“); */ getch(); ,20,1.6 C语言程序结构,例2： /* exsampe 2 */ #include “stdio.h“ main() int a=5, b=6; int c=a+b; printf(“%d“,c); getch(); ,21,1.6 C语言程序结构,C语言程序有以下特点： C程序都由一个或多个函数组成（C是函数型语言，函数是C语言程序的基本单元）； 有且仅有一个main（）函数，称为主函数。它在程序开始运行时首先被调入执行。 C程序是由一个个语句组成，语句均由分号“；”结尾； 一行可以写多个语句；一个语句可以写在多行上； C程序用大括号“ ”表示程序的范围和层次关系。每个函数、复合语句都用一对大括号括起来； C程序的关键字（和变量）习惯上使用小写英文字母。而宏定义的“宏名”通常用大写字母； C程序通常会有#号开头的一些编译预处理代码行，如：包含头文件（*.h），宏定义等。 程序可以有注释，用“/ * */”或“/”标注。,22,1.6.1 库和链接,C语言编译器的实现者已编写了大部分常见的通用函数，即标准函数库，以完成最常见的任务。 标准函数库作为构成程序的基本构件。标准函数库中的库函数可以反复使用（调用）。 链接器（Linker）把编写的程序同标准函数库中找到的目标码结合起来，称为链接（Link）。链接生成可执行程序。 某些C编译程序带有自己的链接程序，有些则使用操作系统提供的标准链接程序。 程序员也可以编写自己的函数，这些函数也可以放在一个库（可能是标准函数库，也可能是自己的函数库）中，反复使用（编译程序通常会提供一个库管理应用程序）。,23,1.6.1 库和链接,函数库中的函数是可重定位（Relocaltable）的，意味着其中机器码指令的内存地址并未绝对确定，只有偏移量是确定的。把程序与标准函数库中的函数相链接时，内存偏移量被用来产生实际地址。,24,1.6.2 分别编译,多数短程序都可以完全放进一个源文件； 随着程序长度的增加，编译时间也大幅度增加（常使人无法忍耐）； 因此，C语言允许将一个程序分块写在多个文件中，每一个文件可单独编译。 分别编译的优点是，当程序代码改变后，只需重新编译改变了的文件，而不必重新编译全部程序。这可以节省大量时间。,25,1.6.3 编译C语言程序,编译C语言程序包括以下三步： （1）程序设计（编辑源程序，或称源代码）； （2）程序编译（生成目标码）； （3）目标码与库函数链接，生成可执行代码 。 编译、链接与运行过程中通常会有错误，查错与改正错误的过程通常称为调试。 大多编译程序提供一个集成开发环境 (Integrated Development Environment IDE)，程序的编辑、编译、链接、调试与运行是一体化的。 也有的编译程序没有集成开发环境，程序员必须用独立的编辑程序编程。 某些字处理软件产生的文件含控制码和非打印字符（包括汉字及全角符号），编译程序会拒绝接受。,26,1.6.3 编译C语言程序,右图是编译C语言程序的全过程。,27,1.6.4 C语言的内存映象,一个已完成编译的C语言程序取得并使用四块在逻辑上不同、且用于不同目的的内存区域。 第一块区域含有程序代码，相邻的一块内存区域存放全局变量； 其它两块分别是： 栈（Stack）： 用来处理程序运行的许多事务，保存函数调用时的返回地址、函数的变元、局部变量以及CPU的当前状态。 堆（Heap) ：是一个自由内存区域，程序可利用C语言的动态分配函数，由此取得用于链表和树等数据结构所需要的内存。,28,1.6.4 C语言的内存映象,图：,29,1.7 术语,源代码（Source Code）：用户可编辑、阅读的程序文本，源代码是C语言编译程序的输入。 目标码（Object Code)：由源代码经编译器编译而产生的机器码。目标码是链接程序的输入。 链接程序（链接器）（Linker）：可把分别编译产生的目标码与标准库函数链接为完整的可执行程序（.exe）的软件程序。 函数库（Library）：存放可被用户程序引用的标准函数。包括所有I/O操作及其它有用的子程序。 编译时（Compile Time）：编译时出现的事件。在编译期间出现的错误通常是语法错误。 运行时（Run Time）：运行时出现的事件。,30,1.8 几种集成编译环境,31,1.8 几种集成编译环境,全国计算机等级考试-二级C语言程序设计（08版）,32,1.8.1 Visual C+ 6.0运行环境,例子：,33,1.8.1 Visual C+ 6.0运行环境,利用Visual C+ 6.0集成环境开发C程序的过程如下： 1.启动Visual C+ 6.0环境 2.编辑源程序文件 3.编译和连接 4.执行,34,1.8.1 Visual C+ 6.0运行环境,1.启动Visual C+ 6.0环境,方法：单击 “开始”-“程序”-“Microsoft Visual studio 6.0”-“Microsoft Visual C+ 6.0”命令，启动Visual C+，VC+6.0主窗口如下：,菜单栏,项目工作区,标题栏,输出区,工具栏,状态栏,文件编辑区,35,1.8.1 Visual C+ 6.0运行环境,2. 编辑源程序文件 （1）建立新工程项目 单击“文件”-“新建”，弹出“新建”对话框。 单击“工程”选项卡；单击“Win32 Console Application”选项；“工程”文件框中输入项目名，如“gc1”和“位置”框输入或选择新项目所在位置，单击“确定”按钮。 弹出“Win32 Console Application Step 1of 1”对话框。 单击“An empty project”按钮和“完成”按钮。系统显示“新建工程信息”对话框。单击“确定”按钮。,36,1.8.1 Visual C+ 6.0运行环境,2. 编辑源程序文件,37,1.8.1 Visual C+ 6.0运行环境,2. 编辑源程序文件 （2）建立新项目中的文件 单击“文件”-“新建”，弹出“新建”对话框。 选择“文件”选项卡。单击“C+ Source File”选项，在“文件”文件框中输入文件名，单击“确定”按钮。系统自动返回VC6主窗口。 显示文件编辑区窗口，在文件编辑区窗口输入源程序文件。,38,1.8.1 Visual C+ 6.0运行环境,2. 编辑源程序文件,39,1.8.1 Visual C+ 6.0运行环境,3. 编译和连接 方法一：选择主窗口菜单栏中“编译”菜单项；系统弹出下拉菜单，选择“构件”菜单命令。 方法二：单击主窗口编译工具栏上的 “Build”按钮进行编译和连接。,40,1.8.1 Visual C+ 6.0运行环境,4. 执行 方法一：单击“编译”菜单中“执行”命令。 方法二：单击主窗口编译工具栏上的 “Build Execute”按钮来执行编译连接后的程序。,41,1.8.2 Turbo C 2.0运行环境,Turbo C 2.0界面如下：,42,1.8.3 WIN-TC运行环境,.,4