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程序设计基础 （C语言）,第一章 程序设计基础,程序设计概述 算法概述及其表示 程序开发过程 C语言概述,1.1 程序设计概念,1.什么是程序设计,程序,制图,制表,设计,聊天,游戏,视频,软件,计算机,程序设计:用某种程序语言编写程序的过程,2.计算机语言的发展 计算机语言：人与计算机交流的工具。 种类： 机器语言 汇编语言 算法语言 面向对象语言 C语言是算法语言的一种。 C+是面向对象语言的一种,高级语言,机器语言 汇编语言 高级语言 Fortran 、 Basic 、 C 、C+等程序设计语言,10110000 00001111 00101100 00001010,MOV AX，15 ADD AX，10,a=15+10,计算：A=15+10,机器语言 1010 1001 0001 0110 0000 0001 0011 1100 0001 1000 0000 0001 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 高级语言（C语言） if (XY) Y=X+15; else Y=X-15;,3.结构化程序设计思想：三种基本结构 顺序结构：操作顺序执行。 选择结构：根据给定的条件是否成立 而选择执行某种操作。 循环结构：反复执行某些操作。,三种基本结构,顺序结构 选择结构 循环结构,#include #include void main() float a,b,c,d,x1,x2; scanf(“%f,%f,%f”, ,顺序结构示例：,#include #include void main() float a,b,c,d,x1,x2; scanf(“%f,%f,%f”, ,选择结构示例：,循环结构程序示例： void main( ) int i,sum=0; for(i=1;i=100;i+) sum=sum+i; printf(“sum=%d”,sum); ,反复执行,void main( ) int a,b=0,i; scanf(“%d”, ,a0时,a0时,自顶向下 逐步细化 模块化设计 结构化编码,程序设计的思想,1.2 算法的概念,从事各种工作和活动，都必须事先想好进行的步骤，然后按部就班地进行。 算法：解决一个问题而采取的方法和步骤。 对同一个问题，可以有不同的解题方法和步骤。方法有优劣之分。,算法也有优劣。,常用的有： 自然语言(人的日常使用语言） 伪代码 传统流程图 结构化流程图(N-S)等,怎样表示一个算法,算法的特点： 1、有穷性 2、确定性 3、有零个或多个输入 4、有一个或多个输出 5、有效性,用最原始的方法进行。 步骤1： 12=2 步骤2： 23=6 步骤3： 64=24 步骤4： 245=120。 这就是最后的结果。 这样的算法虽然是正确的，但太繁琐。,例 求12345。,传统流程图,例 求12345。,弊端流程线,图2.8,在传统流程图中，完全去掉了带箭头的流程线。全部算法写在一个矩形框内，在该框内还可以包含其他的从属于它的框，或者说，由一些基本的框组成一个大的框。这种流程图就称N-S结构化流程图。这种流程图适于结构化程序设计。,N-S结构化流程图表示算法,(2) 选择结构,(1) 顺序结构,N-S流程图用以下的流程图符号：,(3) 循环结构：,直到型循环结构,当型循环结构,直到p1条件不成立为止。,直到给定的p1条件成立为止,例 求12345。,程序的开发过程：,目标程序,可执行程序,计算结果,编译,链接,运行,源程序,编辑,程序设计一般包括以下几个步骤：,（1）分析问题并建立相应的数学模型。 （2）确定数据结构和算法。 （3）编程。 （4）调试。 （5）整理并写出文档资料。,例1：计算面积为12.5 cm2的园的半径。 分析：s=r2 r=sqrt(s /); 程序： #include #include #define PI 3.14 void main( ) float r,s; s=12.5; r=sqrt(s/PI); printf(“半径为：%f”,r); ,N-S流程图？,例2: 输入3个数，输出最小的数。,分析问题： 定义4变量x、y、z 、min ，从键盘依次输入3个数给x、y、z赋值， min存放最小数。 用自然语言描述该算法： （1）输入x，y，z。 （2）若xy，则xmin，否则ymin。 （3）若zmin，则zmin。 （4）输出min，min即为最小数。,程序： #include void main( ) int x,y,z,min; scanf(“%d%d%d”, ,鸡兔同笼 枚举算法,例3:今有鸡兔同笼，上有三十五头，下有九十四 足，问鸡兔各几何？”,分析如下： 问题数学化。 设：有x只鸡，y只兔，列出二元一次方程组： x+y=35 (1) 2*x+4*y=94 (2),具体程序,#include int x,y ; void main() for(x=1;x=35;x+) for(y=1;y=35;y+) if(x+y=35) if(2*x+4*y=94) printf(“鸡:%d 兔:%dn”,x,y); ,for(y=1;y=35-x;y+),减少循环次数？,C语言是国际上广泛流行的计算机高级语言,既可用来写系统软件，也可用来写应用软件。它既具有一般高级语言特性，又具有低级语言特性，集高级语言和低级语言优点于一身。,1.3 C语言概述,其特点： （1）语言简洁、紧凑，自由。 （2）运算符丰富，共有34种运算符。,(3) 数据结构丰富。有整型、实型、字符型、 数组类型、指针类型、结构体类型等,(4)是模块化的程序设计语言，各模块功能独立。,(5) C语言具有很好的通用性，既可以用于编 写应用软件，也适合编写系统软件。,C语言与C+?,一、 C语言的基本符号,void main( ) printf(“这是一个示例n”); ,程序示例,C语言的基本符号包括三类符号: 英文字母: AZ,az 数字符号: 09 特殊字符: ! # % _ ,二、关键字 概念：关键字又称保留字，它是C语言系统已定义了的专用名字，共有32个。它们主要是一编制C语言源程序会用到的类型名、命令名等。,类型名：int float char long double short union struct unsigned signed 结构控制：if else for while do goto switch countinue break,三、标识符,1 标识符 程序员定义的名字:函数名,变量名等。,2 定义规则 只能由字母(A-Z， a-z)、数字(0-9)或下划线(_)组成。 必须以字母或下划线开头。 不能使用保留字。,标识符示例：,sum array_1 _num1 SUM,1num num-1 边_a -3 int,SUM与sum是两个不同的标识符。 C语言区分大小写字母。,注意,正确：,错误：,四、C语言程序的结构,示例1 仅由main( )函数构成的C语言程序。 void main( ) printf(“This is a C program.n”); ,1 总体结构 一个完整的C语言程序由若干个函数组成。 必须有且只能有一个主函数main( )函数。 没有、有一个或多个若干个其它函数。,示例2 由main()函数和1个其它函数max()构成的语言程序。 int max(int x, int y) return( xy ? x : y ); void main() int num1,num2; scanf(“%d”, ,函数,主函数, 函数是C语言程序的基本单位 main()函数的作用，相当于网站的主页；其它函数的作用，相当于超链接的网页。被（超链接）调用的函数可以是系统提供的库函数,也可以是用户自己设计的自定义函数。, C语言程序总是从main( )函数开始执行，不考虑其在程序中的位置。当主函数执行完毕时，程序也就执行完毕。 习惯上，将主函数main()放在最前头,2 函数的一般结构,任何函数都是由： 函数首部 函数体 其一般结构如下： 函数类型 函数名(函数参数表) 说明语句部分； 执行语句部分； ,函数首部 函数类型 函数名(函数参数表),int max (int x, int y) return( xy ? x : y ); ,函数类型,函数名,参数表,主函数名为：main 函数可以没有参数，但括号不能省略。 void main(),注意,函数体,void main() int n1,n2; scanf(“%d”, ,在函数首部（说明部分）的下面、大括号内的部分。 由说明语句和可执行语句两部分构成：,五、C语言程序的书写格式,1.所有语句都必须以分号“；”结束，函数的最后一个语句也不例外。 2.程序行的书写格式自由，既允许1行内写几条语句，也允许1条语句分写在几行上。 3. C语言本身没有输入输出语句。输入和输出的操作是由库函数scanf和printf等函数来完成的。C对输入输出实行“函数化”。 4.允许使用注释。 C语言的注释格式为： /* */,例：求两数之和 #include void main ( ) /*求两数之和*/ int a，b，sum; /*这是声明部分，定义变量a,b,sum为整型*/ a=123; b=456; /* 以下3行为C语句 */ sum=a+b; printf (“sum is %d/n“， sum); ,输出: sum is 579,使用标准函数库中的函数声明,空类型:不产生函数值,复习,算法：解决一个问题而采取的方法和步骤。 表示算法的方法：自然，流程图，N-S,伪代 三个基本结构及3个共同特点 结构化程序设计方法及基本思想： 计算机语言种类：机器，汇编，高级（算面） 计算机语言执行过程 关键字（保留字），标示符3点要求 C语言程序的结构：main ,其他函数 函数结构：首，函数体,自顶向下 逐步细化 模块化设计 结构化编码,1 数据类型 C语言的数据类型是指数据的存在形式 及数据之间的联系。 2 C语言的数据类型,数据类型总表,数据类型决定： 1. 数据占内存字节数 2. 数据取值范围 3. 其上可进行的操作,在程序中所有数据都必须规定其数据类型,基本数据类型,整型,字符型,实型,有,无,说明:数据类型所占字节数随机器硬件不同而不同,上表以IBM PC机为例:,一、变量的概念 变量是指在程序的执行过程中其值可以发生变化的量。,#define PI 3.14 void main( ) float r,s; s=12.5; r=sqrt(s/PI); printf(“半径为：%f”,r); ,变量,二、变量的四要素 变量名 类型 值 存储单元,1 变量名,变量名:是变量的标识符。 注意：遵循标识符的命名规则。 一般使用小写字母，不超过8个字符。 如：sum ，num_1 2 变量的类型 类型不同存储不同 3 变量的值 。 4 变量的存储单元,整型变量存放形式。 int i; /* 定义为整型变量 */ i=10; /* 给i赋以整数10 */,内存中实际存放的情况。,实际上，数值是以补码表示的,-32767？,三、变量的定义 在C语言中，要求对所有用到的变量作强制定义，也就是“先定义，后使用”。,例： char a1，a2=a；(可以赋初值，但int a=b=c=3;错) int a=4，b； (指定变量a、b为整型) float x，y，z=10.7； unsigned int c，d； (指定变量c、d为无符号短整型) long e，f； (指定变量e、f为长整型),1 定义格式: 类型说明符 变量名列表；,四、说明 整型数据溢出：在turbo c中一个int型变量的 范围:-32768-32767，32767+1，会出现什么情况? 例：整型数据的溢出。 void main() int a，b; a=32767; b=a+1; printf(“%d，%d“，a，b); ,结果:32767, -32768 解决办法?,浮点型变量,1. 浮点型数据在内存中的存放形式 :4个字节(32位) 。,小数位多：精度高 指数位多：数值范围大,2.浮点型变量的分类 4B单精度(float型) :接收7位有效数字 8B双精度(double型):15位有效数字 16B长双精度型(long double):一般18位,例: float x，y; (指定x、y为单精度浮点数) double z； (指定z为双精度浮点数),3. 浮点型数据的舍入误差 由于有限的存储单元，提供有限有效数字，有效位以外的数字将被舍去。由此可能会产生一些误差。,例如，a 加 20的结果显然应该比a大。请分析下面的程序： 例3.4 浮点型数据的舍入误差。,void main() float a，b; a = 123456.789e5; b = a + 20 ; printf(“%f ,%f n“，a, b); b应为12345678920,结果：a和b的值都是 12345678848.000000，可以看到前8位是准确的，把20加在后几位上，是无意义的。应当避免将一个很大的数和一个很小的数直接相加或相减,用程序计算1.0/3*3的结果并不等于1。,字符变量 一个字符型变量只能放一个字符。 字符变量的定义形式如下： char c1，c2； c1=a；c2=b； 一个字符变量在内存中占一个字节。,存储单元中放什么?。,字符型数据和整型数据之间可以转换， 但有个条件:0-255(1个字节)。 一个字符数据：字符形式输出 整数形式输出 可以对字符数据进行算术运算 c= a+11; d=c+d;,字符数据与整型数据可以互相赋值。如： int i, s; char c; i=a； c=97；s=i+c;,变量初始化:定义时赋初值,例: int a=2,b,c=4; float data=3.67; char ch=A; int x=1,y=1,z=1; int x=y=z=1;,变量的使用：先定义，后使用,例1 int student; stadent=19; /Undefined symbol statent in function main,例2 float a,b,c; c=a%b; /Illegal use of floating point in function main,变量定义位置：一般放在函数体开头,Ch2_005.c,例: 向字符变量赋以整数。 #include void main() char c1，c2; c1=97; c2=98; printf(“%c ,%cn“，c1，c2); printf(“%d ,%dn“，c1，c2); ,程序运行时输出如下： a,b 97,98,例3.7大小写字母的转换。 #include void main() char c1，c2； c1=a; c2=b; c1=c1-32; c2=c2-32; printf(“%c %c“，c1，c2)； ,运行结果为 AB,printf(“%c，%dn“，c1+1，c1); printf(“%c，%dn“，c2+1，c2);,运行结果为 B, 65 C, 66,一、概念 常量:在程序的执行过程中，值不能变化的量。,#define PI 3.14 void main( ) float r,s; s=12.5; r=sqrt(s/PI); printf(“半径为：%f”,r); ,常量,二、种类 1一般常量： 一个数或字符。123（整）、A （字符） 、4.6、-1.23（实） 2 符号常量：用一个标识符表示一个常量。 PI、PRICE,一般常量,符号常量,符号常量的使用：,注意,定义语句在函数的外部:在首部的上面。 标识符一般使用大写字母，变量用小写， 且不与程序中的其它标识符相同。,定义格式： #define 标识符 常量 例： #define PI 3.14 #define G 9.8,注意：符号常量不同于变量，它的值在其作用域(本例中为主函数)内不能改变，也不能再被赋值。如再用以下赋值语句给PI赋值是错误的。 PI = 3.9 ;,表示方法,十进制整数：0 9，+，- 如：a=123，-543，0 八进制整数： 0 7，+、-，以数字0开始。 如：a=0123, 054 十六进制整数： 0 9、A F ，+、-， 以 0x开始。 如：a=0x123，0xa1,三、常量类型及表示方法,1 整型常量 类型 基本整型：值在-32768+32767（2个字节） 短整型：值在-32768+32767 （2个字节） 长整型：值在-2147483648 +2147483647 （4个字节） 无符号整型：值在0+65536 （2个字节）,长整型数的表示： 在整型常量的后面加一个字母l或L。 如：345L 无符号整型数的表示： 在整型常量的后面加一个字母U。 如：234u,(1) 一个整数，如果其值在-32768+32767范围内，认为它是int型，它可以赋值给int型和long int型变量。 (2) 一个整数，如果其值超过了上述范围，而在-2147483648+2147483647范围内，则认为它是长整型，可以将它赋值给一个long int型变量。 int？,2 实型常量,表示： 十进制小数形式：由数字、小数点、+、-组成。 如：3.14159，-2.767 指数形式：由数字、小数点、+、-、字母e或E 组成。aen等价于a10n 如：1.2345e-19，0.3215E+23 规范化的指数形式：在字母e或E之前的小数部分 中，小数点左边应有一位(且只能有一位) 非零的数字（输出时）,类型 单精度float：有效数位为7位。(32bit) 双精度double：有效数位为15位。(64bit) 表示时:默认为double型，可在数的后面 加字母f或F表示float型。,1.5f 13.456F 2.4 23.675,3 字符常量,表示 用单引号(即撇号)括起来的一个字符。 如：a，3，A 特殊形式的字符常量(转义字符，P48 表3.3 ) 以“”开始的一个字符序列，代表特殊的含义。 如：“n” 表示一个换行符这是一种“控制字符”也称转义字符，在屏幕上是不能显示的。,字符常量,字符常量的值：该字符的ASCII码值,如 101 -A 012 -n 376 - x61 -a 60 -0 483 -(),例: A-101-x41-65,如 A65， a97， 048 , n10,如 a A ? n 101,转义字符:反斜线后面跟一个字符或一个代码值表示,例 转义字符举例(ch2_001.c,ch2_004.c) void main() printf(“101 x42 Cn“); printf(“I say:“How are you?“n“); printf(“C Programn“); printf(“Turbo C“); ,运行结果：(屏幕显示) A B C Isay:”How are you?” C Program Turbo C,例 void main() printf(“Yb=n”); ,运行结果： 屏幕显示：= 打印机输出：,例3.5转义字符的使用。 #include void main() printf(“ ab ct derftgn“); printf(“htibbj k“); ,显示屏上最后看到是： f gde h j k,原有的“ ab c ”被ft 刷去。,t刷到下一个制表区 （8个格内）,字符常量与字符串常量不同,4.字符串常量 定义：用双引号(“”)括起来的字符序列 存储：每个字符串尾自动加一个 0 作为字符串结束标志,例如: 10+a+1.5-8765.1234 *b 是合法的。在进行运算时，不 同类型的数据要先转换成同一 类型，然后进行运算。转换的 规则按图3.10所示。,各类数值型数据间的混合运算,横向向左的箭头表示必定的转换(只要运算） 纵向的箭头表示当运算对象为不同类型时转换。,不同类型数据间的转换 隐式转换 什么情况下发生 运算转换-不同类型数据混合运算时 赋值转换-把一个值赋给与其类型不同的变量时 输出转换-输出时转换成指定的输出格式 函数调用转换-实参与形参类型不一致时转换 运算转换规则:不同类型数据运算时先自动转换成同一类型,强制转换:转换得到所需类型的中间变量，原变 量类型不变. (int)(x+y) (显式转换) 一般形式：（类型名）（表达式） 例 (int)x%y (double)(3/2) (int)3.6,例 void main() float x; int i; x=3.6; i=(int)x; printf(“x=%f,i=%d”,x,i); 结果：x=3.600000,i=3,int(x+y),精度损失问题,运算符和表达式,学习运算符应注意： 运算符功能 与运算量关系 要求运算量个数 要求运算量类型 运算符优先级别 结合方向 结果的类型,算术运算符和表达式 基本算术运算符： + - * / % 结合方向：从左向右 优先级： 负号：- -* / % - + - (2) (3) (4) 说明： “-”可为单目运算符时,右结合性 两整数相除，结果为整数 %要求两侧均为整型数据,例 5/2 = -5/2.0 =,例 5%2 = -5%2 = 1%10 = 5%1 = 5.5%2,例 a= 5/2 = 2 f=-5/2.0 = -2.5,例 5%2 = 1 -5%2 = -1 1%10 = 1 5%1 = 0 5.5%2 (),自增、自减运算符+ - 作用：使变量值加1或减1 种类： 前置 +i, -i (先执行i=i+1或i=i-1，再使用i值） 后置 i+,i- (先使用i值,再执行i=i+1或i=i-1）,例 j=3; k=+j; j=3; k=j+; j=3; printf(“%d”,+j); j=3; printf(“%d”,j+); a=3;b=5;c=(+a)*b; a=3;b=5;c=(a+)*b;,/k=4,j=4,/k=3,j=4,/4,/3,/c=20,a=4,/c=15,a=4,说明： + - 不能用于常量和表达式,如5+，(a+b)+ + -结合方向： 自右向左 优先级：- + - -* / % -+ - (2) (3) (4),例 -i+ -(i+) i=3; printf(“%d”,-i+); /-3,例 -i+ i=3; printf(“%d”,-i+);,Ch2_009.c,优先级及结合性 优先级：按运算符执行的先后顺序。 +，-，- (负号运算) *，/，% (P365附录C) +，- 例： 3*5+100/3,高,低,15,33,48,运算规则：按运算符的优先级由高到低计算。 相邻的同级运算符按结合性计算。,结合性：相邻两个同级运算符的运算顺序。 种类：左结合：自左至右计算。 右结合：自右至左计算。 基本运算： 双目运算符 %，*，/，+，- 左结合。 100%15/3 单目运算符 ！，+，- 右结合 1+!5-+i,算术表达式的写法 注意运算符的写法：乘、除、乘方 例如：3A 3*A 括号的使用：只能使用小括号，表示运算次序。,适当使用内部函数： 例如：e-3+sin300 EXP(-3.0)+SIN(3.14/6) 所有字符写在同一行上。,(x+y)/(x-y),类型转换的几种情况： (1) 实型赋给整型：舍弃小数部分。 例如：int a a=15.0/2 (2) 整型赋给实型: 小数部分用0补充。 例如: float x x=15/2 (3) 字符型赋给整型：将ASCII码值放到 整型变量低8位中，高8位补0。 若字符最高位为1，高8位补1。 (4) 整型赋给字符型：取低八位赋值。,(5) 将一个double型数据赋给float变量时，截取 其前面7位有效数字（注意数值范围不能溢出） 如： float f; double d=123.456789e100; f=d; 出现溢出的错误。,不同类型的整型数据间的赋值归根到底就是一条： 按存储单元中的存储形式直接传送。, Int a=13,b=6; float c; c=a/b; printf(“c=%fn”,c); ,C=2.000000,例：有符号数据传送给无符号变量。 #include void main() unsigned int a； int b=-1； a=b； printf(“%u“，a)； “%u” 是输出无符号数时所用的格式符。运行结果为：65535,赋值运算符和表达式 简单赋值运算符 符号： = 格式： 变量标识符=表达式 作用：将一个数据（常量或表达式）赋给一个变量,复合赋值运算符 种类：+= -= *= /= %= = = &= = |= 含义： exp1 op= exp2 exp1 = exp1 op exp2,例 a=3; d=func(); c=d+2;,说明: 结合方向：自右向左 优先级: 14 左侧必须是变量，不能是常量或表达式,赋值表达式的值与变量值相等,且可嵌套,赋值转换规则:使赋值号右边表达式值自动转换成其左边变量的类型,例 3=x-2*y; a+b=3;,例 float f; int i; i=10; f=i; 则 f=10.0,例 int i; i=2.56; /结果i=2;,例: a=b=c=5 a=(b=5) a=5+(c=6) a=(b=4)+(c=6) a=(b=10)/(c=2),/表达式值为5，a,b,c值为5,/ b=5;a=5,/表达式值11，c=6,a=11,/表达式值10，a=10,b=4,c=6,/表达式值5，a=5,b=10,c=2,例: a=12; a+=a-=a*a,例: int a=2; a%=4-1; a+=a*=a-=a*=3;,/a=-264 等价于a=a+(a=a-(a*a),/a=0 等价于a=a+(a=a*(a=a-(a=a*3),逗号运算符和表达式 形式：表达式1,表达式2,表达式n 结合性:从左向右 优先级: 15 逗号表达式的值：等于表达式n的值(最后表达式值） 用途：常用于循环for语句中,例 a=3*5,a*4 a=3*5,a*4,a+5 例 x=(a=3,6*3) x=a=3,6*a 例 a=1;b=2;c=3; printf(“%d,%d,%d”,a,b,c); printf(“%d,%d,%d”,(a,b,c),b,c);,/a=15,表达式值60,/a=15,表达式值20,/赋值表达式，表达式值18，x=18,/逗号表达式,表达式值18,x=3,/1,2,3,/3,2,3,例: #include void main() int x,y=7; float z=4; x=(y=y+6,y/z); printf(“x=%dn“,x); ,运行结果：x=3,关系运算符和表达式 关系运算符 种类：= != 结合方向：自左向右 优先级别：,例 ca+b /c(a+b) ab!=c /(ab)!=c a=bc /a=(bc),关系表达式的值：是逻辑值“真”或“假”，用1和0表示,例 int a=3,b=2,c=1,d,f; ab (ab)=c b+cb f=abc,/表达式值1,/表达式值1,/表达式值0,/d=1,/f=0,关系运算注意：,