C语言讲义第1章程序设计及C语言概述.ppt

第1章 程序设计及C语言概述,1.1 程序程序设计语言的发展 1.2 算法及其表示 1.3 结构化程序设计方法 1.4 C语言发展简史和特点 1.5 C程序的基本结构 1.6 Visual C+ 6.0集成环境,1.1 C语言发展历史 程序设计语言的发展,CPU指令系统，由0、1序列构成的指令码组成 如：10000000 加 10010000 减,用助记符号描述的指令系统 如 ADD A, B,面向机器的语言,程序设计是数据被加工的过程,客观世界可以分类，对象是类的实例 对象是数据和方法的封装 对象间通过发送和接受消息发生联系,程序设计关键是定义类，并由类派生对象,程序是控制计算机完成特定功能的一组有序指令的集合。,1.2 算法及其表示,1.2.1 算法的概念 1.2.2 算法的表示 1.2.3 算法的特点,1.2.1 算法,1、算法 ：为解决一个问题而采取的方法和步骤。 数据结构 + 算法 = 程序 沃思（Nikiklaus Wirth） 2、算法可分为两大类： (1)数值算法 ：数值算法是为了解决求数值解的问题，例如求方程的根，求方程组的解和求定积分等，数值算法的研究将在数值计算方法（或称计算方法）这门课中解决 。 (2)非数值算法 ：能解决的问题非常广泛，最常见的是用于事务管理领域，如财务管理、人事管理、行车调度管理等,1.2.2 算法的表示,常用的描述算法的方法有：自然语言、传统流程图、N-S结构流程图、伪代码、PAD图等,这里主要介绍前面三种。,1、用自然语言表示算法,自然语言就是人们日常使用的语言，可以是汉语、英语或其他语言。用自然语言描述算法具有通俗易懂的优点，但缺点也比较多： （1）比较繁琐。 （2）容易出现“歧义性”。 （3）用自然语言容易描述顺序执行的步骤。,例1.1 将两个变量x和y的值互换 用自然语言描述如下： 步骤1 将x值存入中间变量z中：xz 步骤2 将y值存入变量x中：yx 步骤3 将中间变量z的值存入y中：zy,2.用传统流程图表示算法,传统流程图是用一些图框表示各种操作。用图形表示算法，直观形象，易于理解。美国国家标准化协会ANSI(American National Standard Institute)规定了一些常用的流程图符号 ：,起止框,输入输出框,判断框,处理框,流程线,连接点,注释框,图1-2 常用流程图符号,3.三种基本结构,Bohra和Jacopini提出了组成结构化程序的三种基本结构单元，它们是：顺序结构、选择结构和循环结构。,顺序结构 选择结构,循环结构,例1.2 判断一个数是否是素数的算法用流程图,4.用N-S流程图表示三种基本结构,I.Nassi和B.Shneiderman提出了一种新的流程图形式。在这种流程图中，完全去掉了带箭头的流程线 -N-S流程图,顺序结构,选择结构,循环结构,1.2.3 算法的特点,一个算法应该具有以下特点： 1.有穷性 一个算法应包含有限的操作步骤，而不能是无限的。 2.确定性 算法中的每一个步骤都应当是确定的，而不应当是含糊的、模棱两可的。 3.有零个或多个输入 所谓输入是指在执行算法时需要从外界取得必要的信息。一个算法也可以没有输入。 4. 有一个或多个输出 算法的目的是为了求解，“解” 就是输出。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能有效地执行，并得到确定的结果,1.2.4 算法的评价 如何评价一个算法呢？对算法的要求有：必须是正确的，必须能高效率执行，即占用内存空间少，所需运行时间短。于是，对算法的评价可以从两个方面进行： （1）执行算法所需的时间长短； （2）执行算法所需的计算机内存容量大小。,1.3 程序设计的基本流程,1.3.1 程序设计的基本流程 1.3.2 结构化程序设计方法 1.3.3 程序设计的步骤,1.3.1 结构化程序设计基本流程,程序设计的基本过程一般分分析所求解的问题、构造数学模型、选择合适的算法、编写程序调试通、得到正确结果等步骤，如下图描述：,1.3.2结构化程序设计方法,结构化程序设计强调程序设计风格和程序结构的规范化，提倡清晰的结构。怎样才能得到一个结构化的程序呢？具体说，采取以下方法可以保证得到结构化的程序： （1）自顶向下 （2）逐步细化 （3）模块化设计 （4）结构化编码,1.3.3 程序设计的步骤,一般来说，程序设计的过程可以分为以下几个步骤： （1）分析问题：即分析任务的要求、要给出什么结果、提供什么资源、有无解决的可能。 （2）建立数学模型：即用数学语言描述它。 （3）选择计算方法：即选择用计算机求解该数学模型的近似方法。 （4）算法设计：即制定出计算机运算的全部步骤。 （5）编写程序：即选择一种计算机语言，根据前一步的算法编写程序。 （6）运行、调试程序：即上机运行程序，用各种不同的数据测试在不同的情况下能否得到正确结果。 （7）整理文档：即写出一份技术报告或程序说明书，其中应包括题目、任务要求、原始数据、数据结构、算法、程序清单、运行结果、所用计算机系统配置、使用的编程方法及工具、操作说明等，以便作为资料交流或保存。,1.4 C语言发展简史和特点,C语言发展过程 产生背景 汇编语言程序依赖于计算机硬件，可读性和可移植性都差 一般的高级语言又难以实现对计算机硬件的直接操作 产生过程（BCPL B C） 时间:19721973 地点:美国贝尔实验室 目的:UNIX操作系统 设计人: Ken.Thompson和Dennis.M.Ritchie C标准 标准C: K&R合著The C Programming Language 83 ANSI C: 1983年ANSI公布C语言标准草案 87 ANSI标准 C: 1987年 1990年国际标准的ANSI C,2 C语言特点 语言简洁、紧凑、灵活 运算符和数据类型丰富 程序设计结构化、模块化 生成目标代码质量高 可移植性好,1.5 C程序的基本结构,main() printf(“世界，您好！n“); main是主函数的函数名，表示这是一个主函数。 每一个C源程序都必须有，且只能有一个主函数(main函数)。 函数调用语句，printf函数的功能是把要输出的内容送到显示器去显示。 printf函数是一个由系统定义的标准函数，可在程序中直接调用。,1.C程序实例1,【例1.1】输出一行信息：Thise is a C program. 程序名为l1_1.cpp。 #include “stdio.h“ /*文件包含*/ main() /*主函数*/ printf(“This is a C program.n“); /*输出信息*/ 程序输出结果: This is a C program.,例1.1程序演示,返回例题,返回本节目录,2.C程序实例2,【例1.2】输入两个整数，输出它们的和。 程序名为l1_2.cpp。 #include “stdio.h“ /*文件包含*/ main() /*主函数*/ int a,b,c; /*声明定义变量a,b和c*/ scanf(“%d%d“, /*输出变量c的值*/ 运行程序输入： 90 7 程序结果： C=97,返回例题,3.C程序实例3,【例1.3】输入两个整数，通过调用函数计算它们的和，然后输出和值。 程序名为l1_3.cpp。 #include “stdio.h“ /*文件包含*/ int sum(int x,int y) /*定义sum函数*/ int z; /*声明定义变量z*/ z=x+y; /*计算z等于x与y的和值*/ return (z); /*将z的值返回，通过sum带回调用处*/ main() /*主函数*/ int a,b,c; /*声明定义变量a,b和c*/ scanf(“%d%d“, /*输出变量c的值*/ 运行程序输入： 90 7 程序结果： C=97,C程序的开发过程,1.编辑 2.编译,（1）编辑指编辑创建源程序是将编写好的C语言源程序代码录入到计算机中，形成源程序文件。 （2）本书用Visual C+ 6.0环境提供的全屏幕编辑器。在附录3中介绍Turbo C 2.0的环境情况。 （3）在VC 6.0环境中的源程序文件，其扩展名为.cpp，而在Turbo C 2.0环境中的源程序文件的扩展名为.c。,（1）编译源程序就是由C系统提供的编译器将源程序文件的源代码转换成目标代码的过程。 （2）编译过程主要进行词法分析和语法分析，在分析过程中如果发现错误，将错误信息显示在屏幕上通知用户。经过编译后的目标文件的扩展名为.obj。,3.连接 4.运行,（1）连接过程是将编译过程中生成的目标代码进行连接处理，生成可执行程序文件的过程。 （2）在连接过程中，时常还要加入一些系统提供的库文件代码。经过连接后生成的可执行文件的扩展名为.exe。,运行可执行文件的方法很多，可在C系统下执行“运行”命令。也可以在操作系统下直接执行可执行文件。 可执行的程序文件运行后，将在屏幕上显示程序执行的结果。,1.6 Visual C+ 6.0集成环境,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,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,方法：单击 “开始”-“程序”-“Microsoft Visual studio 6.0”-“Microsoft Visual C+ 6.0”命令，启动Visual C+，VC6主窗口如下：,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“一个空的工程”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。,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。,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。,（1）系统对程序文件进行编译和连接，生成以项目名称命名的可执行目标代码文件.exe。 （2）编译连接过程中，系统如发现程序有语法错误，则在输出区窗口中显示错误信息，给出错误的性质、出现位置和错误的原因等。如果双击某条错误，编