最简单的C程序设计-顺序程序设计.ppt

第3章 最简单的C程序设计,顺序程序设计,本章授课内容,3.1算法是程序的灵魂 1.算法的概念 2.怎么样表示一个算法 3.2结构化程序设计方法的基本思想 3.3C语句综述 3.4赋值表达式和赋值语句 3.5数据输入输出的概念 3.6字符数据的输入输出 3.7简单的格式输出,3.1 算法是程序的灵魂,1.算法的基本概念 所谓算法，就是指为解决特定问题而采取的有限操作步骤。,程序=数据结构+算法,描述问题处理的对象及其关系,描述对问题处理对象的处理规则,算法举例1： 例如求解两个正整数p和q的最大公约数g的欧几里德算法： 步骤1：如果pq，则交换p和q。 步骤2：令r是p/q的余数。 步骤3：如果r0，则令gq，结束算法，g即 为求得的最大公约数；否则令pq，q r，转向步骤2。 我们把这种将问题归结为有规律的操作步骤，并且用有限多个步骤来表示的具体过程就称之为算法。对同一个问题，可以有不同的解题方法和步骤,1.算法的基本概念,2 算法的特征,有穷性： 算法通过有限的步骤，即能解决问题。 确定性： 算法做的每一步都是确定的，而不是含糊的。 可行性：算法做的每一步都能有效的被执行，并且能 得到确定的结果。 输入： 执行算法必须有零个或多个输入。 输出： 至少有一个或多个输出。,3 算法的表示,自然语言描述法 流程图描述法 伪代码描述法 NS流程图描述法,1 自然语言描述法,自然语言描述法： 自然语言描述就是用人们日常使用的语言，如：汉语、英语或其他语言来描述算法。如例1.1就是用自然语言来描述求解最大公约数的算法。用自然语言来描述和表示算法的优点是通俗易懂，缺点是但文字过于冗长，容易出现歧义性。因此，除了简单的问题外，一般不用自然语言描述算法。,2 流程图描述法,算法常用“流程图”描述，更直观，容易阅读和理解。 流程图中基本的图形符号,例1-2的程序流程图,问题：求两个数的和。 void main() int i,j,sum; i=2; j=-3; sum=i+j; printf(“结果是：%dn”,sum); ,变量赋初值 i=2,j=-3,开始,计算sum=i+j,结束,显示结果,将例1-4的处理流程用程序流程图表示出。,函数xmin,例1-4求两整型数中的较小的那个数的值,开始,调用函数min=xmin(a,b),结束,主程序,显示结果,输入两个整数a，b,3 伪代码描述法,伪代码（pseudo code）是用介于自然语言和计算机程序设计语言之间的文字和符号来描述算法，即用计算机程序设计语言中具有的关键字和汉字相结合的方法表示算法的操作流程。用伪代码表示算法，并无固定的、严格的语法规则，只要求把意思表达清楚，但书写的格式要写成清晰易懂的形式。可以很方便的向计算机语言过渡。 例如：“打印x的绝对值”的算法。 if x =0 then 输出 x else 输出 -x,C语言的控制结构语句和自然语言结合起来描述算法 比画流程图省时、省力，且更容易转化为程序 不能运行,3 伪代码描述法,4 N- S 图表示法：,1973年美国学者I . Nassi 和 B . Shneiderman提出一种新的流程图形式。 NS流程图符号： 顺序结构：图12 选择结构：图13 循环结构：图14，图15,程序设计方法,自顶向下 是将复杂、大的问题划分为小问题，找出问题的关键、重点所在，然后用精确的思维定性、定量地去描述问题。 逐步求精 是将现实世界的问题经抽象转化为逻辑空间或求解空间的问题。复杂问题经抽象化处理变为相对比较简单的问题。经若干步抽象（精化）处理，最后到求解域中只是比较简单的编程问题。,3.2 结构化程序设计（SP）,北京大学王选院士 没有GOTO语句 一个入口一个出口 自顶向下、逐步求精的分解 主程序员组,清华大学潭浩强教授 自顶向下、逐步求精 程序结构按功能划分为模块化 模块功能单一、简单 模块由三种基本程序结构组成 程序由函数、子程序来实现,SP方法的基本思想是：把一个复杂问题的求解过程分 阶段 进行，每个阶段处理的问题都控制在人们容易理解 和处理的范围内。,3.2 结构化程序设计,3.2 程序的三种基本结构,（1）顺序结构 在顺序结构程序中，各语句（或命令）是按照位置的先后次序，顺序执行的，且每个语句都会被执行到。 顺序程序段中的所有语句（包括说明语句），一律与本顺序程序段的首行左对齐。,（2） 选择结构,二分支选择结构,多分支选择结构,（3） 循环结构,当型循环结构,直到型循环结构,注：A,B,A1.An可以是一个简单语句，也可以是一个基本结构,循环: 就是在给定的条件成立时反复执行某一程序段，被反复执行的程序段称为循环体。,3.3 C语句综述 C语句:以“;”作分隔符,编译后产生机器指令. C语句分类 函数调用语句；由一个函数调用加分号构成。 表达式语句：表达式加分号构成。 空语句： ; 复合语句：用 括起来的一组语句 一般形式： 数据说明部分； 执行语句部分； ,程序控制语句(9种）：,3.4 赋值运算符和赋值表达式,赋值运算符 “=”： 格式： 变量=表达式；过程：1、2、3。 复合赋值运算符： +=、- =、*=、/=、%=等10个。 格式： V op = e 等价于： V = V op e 例如： a += 5， 等价于 a = a + 5 x*=y+8等价于 x=x*(y+8),例：,（1） x=(y=12)/4,y值为12，x值为3，表达式的值为3,（2） x=y=12/4,y值为3，x值为3，表达式的值为3,（3） x=(y=12/4),(y值为3，x值为3，表达式的值为3,（4） (x=y)=12/4,该赋值运算符左边不是变量，而是一个表达式,自增与自减运算符 (重点和难点),+i，-i,先增（减）1，再使用i,i+，i-,先使用i，再增（减）1,(1) 单独使用时,(3) j=i+;,i=4; j=4;,i=4; j=3;,3.5 数据的输入输出概念,为了让计算机处理各种数据，首先就应该把源数据输入到计算机中；计算机处理结束后，再将目标数据信息以人能够识别的方式输出。C语言中的输入输出操作，是由C语言编译系统提供的库函数来实现。 C语言无I/O语句，I/O操作由函数实现 #include 1 格式化输出printf()函数 2 格式化输入scanf()函数,一 格式化输出printf()函数,printf()函数的作用：向计算机系统默认的输出设备（一般指终端或显示器）输出一个或多个任意类型的数据。 1 printf()函数的一般格式 案例1 已知圆半径radius=1.5，求圆周长和圆面积。 main() float radius,length,area,pi=3.1415926; radius=1.5; length=2*pi*radius; /*求圆周长*/ area=pi*radius*radius; /*求圆面积*/ printf(“radius=%fn”,radius); /*输出圆半径*/ printf(“length=%7.2f,area=%7.2fn”,length,area); /*输出圆周长、面积*/ ,程序运行结果如下： radius=1.500000 length= 9.42,area= 7.07 printf()函数的一般格式如下： printf(“格式字符串“ ，输出项表)； 1格式字符串。“格式字符串”也称“转换控制字符串”，可以包含三种字符： （1）格式指示符。格式指示符的一般形式如下： %标志宽度.精度F|N|h|L类型,（2）转义字符 例如，案例3.1中printf()函数中的n就是转义字符，输出时产生一个“换行”操作。 （3）普通字符除格式指示符和转义字符之外的其它字符。格式字符串中的普通字符，原样输出。 例如，案例3.1中“printf(“radius=%fn“, radius);”语句中的“radius=”，“printf(“length=%7.2f,area=%7.2fn“, length,area);”语句中的“length=”、“area=”等都是普通字符。 2输出项表 输出项表是可选的。如果要输出的数据不止1个，相邻2个之间用逗号分开。下面的printf()函数都是合法的： （1）printf(“I am a student.n“); （2）printf(“%d“,3+2); （3）printf(“a=%f b=%5dn“, a, a+3); 必须强调：“格式字符串”中的格式指示符，必须与“输出项表”中、输出项的数据类型一致，否则会引起输出错误。,2.格式指示符 输出不同类型的数据，要使用不同的类型转换字符。 1类型转换字符d以带符号的十进制整数形式输出。 案例2 类型转换字符d的使用。 main() int num1=123; long num2=123456; /*用3种不同格式，输出int型数据num1的值*/ printf(“num1=%d,num1=%5d,num1=%-5d,num1=%2dn“, num1,num1,num1,num1); /*用3种不同格式，输出long型数据num2的值*/ printf(“num2=%ld,num2=%8ld,num2=%5ldn“,num2,num2,num2); printf(“num1=%ldn“,num1); ,程序运行结果如下： num1=123,num1=123,num1=123,num1=123 num2=123456,num2=123456,num2=123456 num1=16908411 对于整数，还可用八进制、无符号形式（%o(小写字母o)）和十六进制、无符号形式（%x）输出。对于unsigned型数据，也可用%u格式符，以十进制、无符号形式输出。 所谓无符号形式是指，不论正数还是负数，系统一律当作无符号整数来输出。例如，printf(“%d,%o,%xn“,-1,-1,-1);,2类型转换字符f以小数形式、按系统默认的宽度，输出单精度和双精度实数。 案例3 类型转换字符f的使用。 main( ) float f=123.456; double d1,d2; d1=1111111111111.111111111; d2=2222222222222.222222222; printf(“%f,%12f,%12.2f,%-12.2f,%.2fn“,f,f,f,f,f); printf(“d1+d2=%fn“,d1+d2); 程序运行结果如下： 123.456000,123.456001,123.46,123.46,123.46 d1+d2=3333333333333.333010,本案例程序的输出结果中，数据123.456001和3333333333333.333010中的001和010都是无意义的，因为它们超出了有效数字的范围。 对于实数，也可使用格式符%e，以标准指数形式输出：尾数中的整数部分大于等于1、小于10，小数点占一位，尾数中的小数部分占5位；指数部分占4位（如e-03），其中e占一位，指数符号占一位，指数占2位，共计11位。 也可使用格式符%g，让系统根据数值的大小，自动选择%f或%e格式、且不输出无意义的零。,3类型转换字符c输出一个字符（只占一列宽度）。 案例4 类型转换字符c的使用。 /*案例代码文件名：AL3_4.C。*/ main() char c=A; int i=65; printf(“c=%c,%5c,%dn“,c,c,c); printf(“i=%d,%c“,i,i); 程序运行结果如下： c=A,A,65 i=65,A 需要强调的是：在C语言中，整数可以用字符形式输出，字符数据也可以用整数形式输出。将整数用字符形式输出时，系统首先求该数与256的余数，然后将余数作为ASCII码，转换成相应的字符输出。,4类型转换字符s输出一个字符串。 案例5 类型转换字符s的使用。 main() printf(“%s,%5s,%-10s“,“Internet“,“Internet“,“Internet“); printf(“%10.5s,%-10.5s,%4.5sn“,“Internet“,“Internet“,“Internet“); 程序运行结果如下： Internet,Internet,Internet,Inter,Inter,Inter 注意：系统输出字符和字符串时，不输出单引号和双引号。,5 使用说明 （1）printf()可以输出常量、变量和表达式的值。但格式控制中的格式说明符，必须按从左到右的顺序，与输出项表中的每个数据一一对应，否则出错。 例如，printf(“str=%s, f=%d, i=%fn“, “Internet“, 1.0 / 2.0, 3 + 5, “CHINA“);是错误的。 （2）格式字符x、e、g可以用小写字母，也可以用大写字母。使用大写字母时，输出数据中包含的字母也大写。除了x、e、g格式字符外，其它格式字符必须用小写字母。 例如，%f不能写成%F。 （3）格式字符紧跟在“%”后面就作为格式字符，否则将作为普通字符使用（原样输出）。 例如，“printf(”c=%c, f=%fn“, c, f);”中的第一个c和f，都是普通字符。,二 格式化输入scanf()函数,scanf()函数是用来从外部输入设备向计算机主机输入数据的。 . scanf()函数的一般格式 案例 已知圆柱体的底半径radius=1.5，高high=2.0，求其体积。 main() float radius=1.5, high=2.0, pi=3.14159, vol; vol=pi*radius*radius*high; /*求体积*/ printf(“vol=%7.2fn”,vol); /*输出求出的体积*/ 案例1 已知圆柱体的底半径为radius，高为high，求其体积。 /*功能：说明函数scanf()的格式及作用。*/,main() float radius,high,vol,pi=3.1415926; printf(“Please input radius 程序运行结果如下： Please input radius & high: 1.52.0 radius=1.50,high=2.00,vol=14.14,在程序中给计算机提供数据，可以用赋值语句，也可以用输入函数。在C语言中，可使用scanf()函数，通过键盘输入，给计算机同时提供多个、任意的数据。 1. scanf()函数的一般格式 scanf(“格式字符串“, 输入项首地址表); （1）格式字符串。格式字符串可以包含3种类型的字符：格式指示符、空白字符（空格、Tab键和回车键）和非空白字符（又称普通字符）。 格式指示符与printf()函数的相似，空白字符作为相邻2个输入数据的缺省分隔符，非空白字符在输入有效数据时，必须原样一起输入。,（2）输入项首地址表由若干个输入项首地址组成，相邻2个输入项首地址之间，用逗号分开。 输入项首地址表中的地址，可以是变量的首地址，也可以是字符数组名或指针变量。 变量首地址的表示方法： &变量名 其中“&”是地址运算符。例如，案例1中的“&radius”是指变量radius在内存中的首地址。 2scanf()函数的功能：从键盘上接收格式化输入。 运行案例1的程序时，从键盘上输入2个实数，分别存入&radius、&high起始的存储单元中，即输入两个实数分别赋给radius和high。,. 格式指示符 格式指示符的一般形式为： % * 宽度 F|N h|l 类型字符 1类型字符 例如，在案例1的scanf()函数语句中，格式字符串“%f%f”。 2宽度n 指定该项输入数据所占列数为n。 换句话说，读取输入数据中相应的n位，但按需要的位数赋给相应的变量，多余部分被舍弃。 例如，scanf(“%3c%3c“, 假设输入“abcdefg”，则系统将读取的“abc”中的“a”赋给变量ch1；将读取的“def”中的“d”赋给变量ch2，所以printf()函数的输出结果为：ch1=a,ch2=d。,3赋值抑制字符* 表示本输入项对应的数据读入后，不赋给相应的变量（该变量由下一个格式指示符输入）。 例如，scanf(“%2d%*2d%3d“, 假设输入“123456789”，则系统将读取“12”并赋值给num1；读取“34”、但舍弃掉（“*”的作用）；读取“567”并赋值给num2。所以，printf()函数的输出结果为：num1=12,num2=567。 4类型修饰符F、N、h、l。 其含义与printf()中的一样，分别为远指针、近指针、短整型和长整型。, 数据输入操作 1如果相邻2个格式指示符之间，不指定数据分隔符（如逗号、冒号等），则相应的2个输入数据之间，至少用一个空格分开，或者用Tab键分开，或者输入1个数据后，按回车，然后再输入下1个数据。 例如，scanf(“%d%d“, 假设给num1输入12，给num2输入36，则正确的输入操作为：1236 或者：12 36 注：使用“”符号表示按回车键操作，在输入数据操作中的作用是，通知系统输入操作结束。,2“格式字符串”中出现的普通字符（包括转义字符形式的字符），务必原样输入。 例如，scanf(“%d,%d“, 假设给num1输入12，给num2输入36，正确的输入操作为： num1=12，num2=36n,提高人机交互性建议：为改善人机交互性，同时简化输入操作，在设计输入操作时，一般先用printf()函数输出一个提示信息，再用scanf()函数进行数据输入。 例如，将sanf(“num1=%d,num2=%dn“, 3输入数据时，遇到以下情况，系统认为该数据结束： （1）遇到空格，或者回车键，或者Tab键。 （2）遇到输入域宽度结束。例如“%3d”，只取3列。 （3）遇到非法输入。例如，在输入数值数据时，遇到字母等非数值符号(数值符号仅由数字字符0-9、小数点和正负号构成)。,4使用格式说明符“%c”输入单个字符时，空格和转 义字符均作为有效字符被输入。例如，scanf(“%c%c%c“, 假设输入：ABC，则系统将字母A赋值给ch1，空格赋值给ch2，字母B赋值给ch3。,3.6 单个字符输入输出getchar()和putchar()函数,. 单个字符的输出putchar()函数 案例 putchar() 函数的格式和使用方法。 /*功能：说明putchar()函数的格式和使用方法。*/ #include “stdio.h“ /*编译预处理命令：文件包含*/ main() char ch1=N, ch2=E, ch3=W; putchar(ch1); putchar(ch2); putchar(ch3); /*输出*/ putchar(n); putchar(ch1); putchar(n); /*输出ch1的值，并换行*/ putchar(E); putchar(n); /*输出字符E，并换行*/ putchar(ch3); putchar(n); ,程序运行结果如下： NEW N E W 1putchar()函数的格式： putchar(ch); 其中ch可以是一个字符变量或常量，也可以是一个转义字符。 2putchar()函数的作用：向终端输出一个字符。 （1）putchar()函数只能用于单个字符的输出，且一次只能输出一个字符。另外，从功能角度来看，printf()函数可以完全代替putchar()函数。 （2）在程序中使用putchar()函数，务必牢记：在程序（或文件）的开头加上编译预处理命令（也称包含命令），即： #include “stdio.h“ 表示要使用的函数，包含在标准输入输出（stdio）头文件（.h）中。,. 单个字符的输入getchar()函数 案例 说明getchar()函数的格式和作用。 /*功能：说明getchar()函数的格式和作用。*/ #include “stdio.h“ /*文件包含*/ main() char ch; printf(“Please input two character: “); ch=getchar(); /*输入1个字符并赋给ch */ putchar(ch);putchar(n); putchar(getchar(); /*输入一个字符并输出*/ putchar(n); ,程序运行情况如下： Please input two characters: ab a b 1getchar()函数的格式：getchar(); 2getchar()函数的作用：从系统隐含的输入设备（如键盘）输入一个字符。另外，从功能角度来看，scanf()函数可以完全代替getchar()函数。 （1）getchar()函数只能用于单个字符的输入，一次输入一个字符。 （2）程序中要使用getchar()函数，必须在程序（或文件）的开头加上编译预处理命令： #include “stdio.h“,3.7 简单的格式输入输出,功能：按指定格式向显示器输出数据 返值：正常，返回输出字节数；出错，返回EOF(-1),1 格式控制字符串,组成：普通字符、转义字符、格式说明。,普通字符：,按原样输出，主要用于输出提示信息。,转义字符：,指明特定的操作。,格式说明：,由“ % ” 和“格式字符串”组成： %修饰符格式字符 。它表示按规定的格式输出数据,int a=567;printf ( “%d”,a);,int a=255;printf(“%x”,a);,int a=65;printf(“%o”,a);,int a=567;printf(“%u”,a);,char a=65;printf(“%c”,a);,printf(“%s”,“ABC”);,float a=567.789;printf(“%e”,a);,float a=567.789;printf(“%f”,a);,float a=567.789;printf(“%g”,a);,printf(“%”);,567,ff,101,567,A,ABC,5.677890e+02,567.789000,567.789,%,说明 格式字符要用小写 格式字符与输出项个数应相同，按先后顺序一一对应 输出转换:格式字符与输出项类型不一致,自动按指定格式输出,例 main() unsigned int u=65535; printf(”u=%dn“,u); 输出结果：u=-1,例 int a=3,b=4; printf(“%d %dn”,a,b); printf(“a=%d , b=%dn”,a,b);,例 int a=3,b=4; printf(“%d %dn”,a,b); printf(“a=%d , b=%dn”,a,b); 输出结果: 3 4 a=3, b=4,（2）附加格式说明符（修饰符）,按格式输入函数,格式: scanf(“格式控制串”，地址表） 功能：按指定格式从键盘读入数据，存入地址表指定的 存储单元中,并按回车键结束 返值：正常，返回输入数据个数,地址表：变量的地址，常用取地址运算符& 格式控制串:普通字符、格式说明,例 scanf(“%d”, 输入：10 则 a=10,例 scanf(“%x”, 输入：11 则 a=17,附加格式说明符（修饰符）,例 scanf(“%4d%2d%2d”, 输入 19991015 则1999yy, 10 mm, 15 dd,例 scanf(“%3d%*4d%f”, 输入 12345678765.43 则123k, 8765.43f,例 scanf(“%2d%*3d%2d”, 输入 1234567 则12a, 67b,例 scanf(“%3c%2c”, 输入 abcde 则ac1, d c2,输入分隔符的指定 一般以空格、TAB或回车键作为分隔符 其它字符做分隔符：格式串中两个格式符间字符,例 scanf(“%d%o%x”, 输入 123 123 123 输出 a=123,b=83,c=291,例 scanf(“%d:%d:%d”, 输入 12:30:45 则12 h, 30 m, 45 s,例 scanf(“%d,%d”,&a,&b) 输入 3,4 则3a, 4 b,例 scanf(“a=%d,b=%d,c=%d”, 输入 a=12,b=24,c=36 ,说明： 用“%c”格式符时，空格和转义字符作为有效字符输入,如 scanf(“%c%c%c”, 若输入abc 则ac1, c2, b c3,输入数据时，遇以下情况认为该数据结束： 遇空格、TAB、或回车 遇宽度结束 遇非法输入,如 scanf(“%d%c%f”, 若输入1234a123o.26 则 1234 a, a b, 123 c,3.8 顺序结构程序设计举例 案例1 求方程ax2+bx+c=0的实数根。a，b，c由键盘输入，a0且b2-4ac0。 /*功能：设计一个顺序结构程序，求方程的根。*/ #include “math.h“ /*为使用求平方根函数sqrt()，包含math.h头文件 */ main() float a,b,c,disc,x1,x2; printf(“Input a, b, c: “); scanf(“%f,%f,%f“, ,案例2 从键盘输入一个小写字母，要求用大小写字母形式输出该字母及对应的ASCII码值。 #include “stdio.h“ main() char c1,c2; printf(“Input a lowercase letter: “); c1=getchar(); putchar(c1);printf(“,%dn“,c1); c2=c1-32; /*将大写字母转换成对应的小写字母*/ printf(“%c,%dn“,c2,c2); ,程序运行情况如下： Input a lowercase letter: a a,97 A,65 在顺序结构程序中，一般包括以下几个部分： 1程序开头的编译预处理命令。 在程序中要使用标准函数（又称库函数），除printf()和scanf()外，其它的都必须使用编译预处理命令，将相应的头