C语言程序设计基本知识.ppt

2020 3 27 教学目的 通过本章的学习 要求能理解C程序的基本结构 能熟练使用基本输入和输出函数进行数据操作的方法 掌握C程序的上机步骤和C程序的运行环境 为后面章节的学习奠定基础 第1章C程序设计基本知识 2020 3 27 第1章C程序设计基本知识 本章内容 C程序介绍 C程序的基本结构 C程序的上机步骤 2020 3 27 第1章C程序设计基本知识 重点和难点重点 1 掌握C程序的基本结构 2 掌握数据的输入输出 难点 1 掌握数据的输入输出 2020 3 27 1 1C程序介绍 程序设计也可称为一门工程设计 它是根据要解决的问题 使用某种程序设计语言 设计出能够完成这一任务的计算机指令序列 程序设计语言是人与计算机进行交流的一种形式语言 是人利用计算机分析问题 解决问题的一个基本工具 就如同人类社会中 自然语言是人与人之间用来表达意思 交流思想的工具一样 自然语言是由字 词 句法和语法等构成的一个系统 而计算机程序设计语言是由字 词和语法等构成的指令系统 1 1 1程序设计和程序设计语言 2020 3 27 最初程序员使用的程序设计语言是原始的计算机指令 即能够被计算机直接识别的一系列二进制数 称为机器语言 在机器语言的基础上 人们设计出了汇编语言 它可以将机器语言用一些便于人们记忆和阅读的助记符来表示 如ADD SUB MOV等 计算机运行汇编程序时 首先将用助记符写成的源程序转换成机器能够识别的指令 然后再运行机器指令程序 得到所要的结果 程序语言的发展 总是从低级到高级 从具体到抽象 直到可以用人的自然语言来描述 1 1C程序介绍 1 1 1程序设计和程序设计语言 2020 3 27 例1 1 一个简单的C程序 功能 在屏幕输出一串字符串 includevoidmain printf Thisisacprogram n 打印输出一行信息 程序运行后 屏幕显示 Thisisacprogram 分析 1 1 2简单的C程序 2020 3 27 1 是程序的注释部分 注释内容是为了增加程序的可读性 系统不编译注释内容 自动忽略从 到 之间的内容 VisualC 6 0中以 开头直到本行结束的部分也是注释 与 的区别在于 只能注释一行 不能跨行 这种注释也称为行注释 而 注释可以跨行 称为块注释 在Turboc2 0中没有所谓的行注释 只能用 来注释 2 include是一条编译预处理命令 声明该程序要使用stdio h文件中的内容 stdio h文件中包含了输入scanf 和输出printf 的定义 编译时系统将头文件stdio h中的内容嵌入到程序中该命令位置 C中编译预处理命令都以 开头 C提供了3类编译预处理命令 宏定义命令 文件包含命令和条件编译命令 例1 1中出现的 include是文件包含命令 其中尖括号内是被包含的文件名 1 1 2简单的C程序 2020 3 27 3 程序中定义了一个主函数main 其中main是函数名 void表示该函数返回值类型 程序执行从主函数开始 一个C的程序可以包含多个文件 每个文件又可以包含多个函数 函数之间地位是相互平行 相互独立的 一个C程序 必须有一个且只能有一个主函数main 执行程序时 系统先从主函数开始运行 其他函数只能被主函数调用或通过主函数调用的函数所调用 函数可以嵌套调用 即在一个函数中调用另外一个函数 主函数可以带参数 也可以不带参数 函数在调用之前 必须先定义好 定义函数要按照系统规定的格式进行 后面再详细介绍 4 由 括起来的内容是主函数main 的函数体 其中左大括号 表示函数的开始 右大括号 表示函数的结束 函数体部分由许多C语句组成 这些语句描述了函数的功能实现 1 1 2简单的C程序 2020 3 27 5 函数体中只有一条语句 用于完成字符串的打印输出 printf 为屏幕打印输出函数 指定显示器为标准输出设备 双引号中的内容要原样输出 n表示回车换行 表示语句结束 C规定语句必须要用分号 结尾 例1 1 小结 由以上分析可以看出 一个C程序的基本结构包括 以 开头的若干个编译预处理命令 将程序所需要的头文件包含进来 然后是定义主函数和其他函数 当然函数也可以在程序的起始部分先利用函数原型进行声明 以后再进行定义 用大括号 括起来的部分就是函数体部分 函数体部分主要包括各种各样的语句和注释信息 这部分应该是程序的主体部分 占的比重也最大 1 1 2简单的C程序 2020 3 27 功能 求两个数a和b之和sum includevoidmain inta b sum 定义三个整型变量 a 123 给变量a赋值为123 b 456 给变量b赋值为456 sum a b 变量a的值加上变量b的值 然后将两者的和赋给变量sum printf sumis d n sum 输出变量sum的值 例1 2 求两数之和 2020 3 27 例1 3 求两数之较大者 功能 从键盘输入两个数 通过比较求得两个数的较大者 并打印输出 includeintmax int int 声明函数max voidmain inta b c 声明部分 定义变量 printf 请输入a和b的值 提示输入a和b的值 scanf d d 将z的值返回 通过max带回调用处 2020 3 27 下面来分析 例1 3 的程序结构 该程序包括两个函数 一个是程序的入口函数主函数main 另一个是求两数之较大者的普通函数max 它代表某一种功能 在主函数main 中调用了普通函数max 如果把做菜比做main 函数 那么在做菜过程中用了酱油就好比调用了max 函数 实现调味功能 在程序的第二行声明了max 函数 就好比在做菜之前要先把酱油准备好 2020 3 27 由上面几个简单的C程序可知 在编写C程序时 要注意书写格式 尽量遵循以下基本原则 1 一般情况下一行只写一条语句 短语句可以一行写多条 长语句可以分成多行来写 分行原则是不能将一个单词分开 用双引号括起来的字符串最好也不要分开 如果一定要分开 有的编译系统要求在行尾加上续行符 2 C程序书写时要尽量提高可读性 为此 采用适当地缩进格式书写程序是非常必要的 表示同一类内容或同一层次的语句要对齐 例如 一个循环的循环体中的各语句要对齐 同一个if语句中的if体内的若干条语句或else体内的若干条语句要对齐 3 C程序中大括号 使用较多 其书写方法也较多 建议用户要养成使用大括号 的固定风格 例如 每个大括号占一行 并与使用大括号的语句对齐 大括号内的语句采用缩进4个字符的格式书写 如例1 1所示 1 1 2简单的C程序 2020 3 27 1 2C程序的基本结构 函数是C程序的基本结构 一个C程序由一个或多个函数组成 一个C函数由若干条C语句构成 一条C语句由若干基本单词组成 C函数是完成某个整体功能的最小单位 是相对独立的模块 简单的C程序可能只有一个主函数 而复杂的C程序则可能包含一个主函数和任意多个其他函数 所有C函数的结构都包括三部分 函数名 形式参数和函数体 2020 3 27 下面给出C程序的一般格式 期中的main为主函数名 sub1 到subn 为子函数名 在C程序中 主函数名字是固定的 其他的函数名则可以根据标识符的命名方法任意取名 形式参数是函数调用时进行数据传递的主要途径 当形式参数表中有多个参数时 相互之间用逗号隔开 有的函数可以没有形式参数 大括号 括起来的部分为函数体 用来描述函数的功能 一般函数体由局部变量定义和完成本函数功能的语句序列组成 程序在执行时 无论各个函数的书写位置如何 总是先执行main 函数 再由main 函数调用其他函数 最终终止于main 函数 2020 3 27 包含文件子函数类型说明全局变量定义类型main 局部变量定义语句序列 类型sub1 形式参数表 局部变量定义语句序列 类型subn 形式参数表 局部变量定义语句序列 2020 3 27 1 3基本输入和输出方法 输入是将原始数据通过输入设备送入计算机 输出是将保存在内存中的计算结果送到输出设备上 C语言本身并不提供输入输出语句 有关输入输出操作都是由函数的调用来实现的 为完成此操作 C语言编译系统提供了输入输出函数 如字符输入函数getchar 字符输出函数putchar 格式输出函数printf 和格式输入函数scanf 这些函数都是针对系统特定的输入输出函数 如键盘 显示屏等 而言的 2020 3 27 格式 getchar 功能 从键盘接收输入的一个字符 说明 getchar 的值可以送给字符变量 也可以送给整型变量 1 3 1字符输入函数getchar 2020 3 27 例1 4 从键盘输入字符 功能 从键盘输入一个字符 并将其存入字符型变量c中 includevoidmain charc c getchar 从键盘输入一个字符 printf c c n c 2020 3 27 数据的输出一般是以终端显示器 屏幕 为处理对象 格式 putchar c 功能 向终端 一般为显示器 输出一个字符 说明 c可以是字符型或整型变量 也可以是一个字符常量或整型常量 1 3 2字符输出函数putchar 2020 3 27 例1 5 从键盘输入字符 在屏幕上显示出来 功能 从键盘输入一个字符 并用putchar c 在屏幕上显示出来 includevoidmain charc c getchar 从键盘输入一个字符 putchar c 在屏幕上显示一个字符printf n 2020 3 27 格式输出函数printf 的功能是按指定的格式输出数据 其一般的调用格式为 printf 格式控制字符串 参数表 其中printf是函数名 其后括号中的内容为该函数的参数 格式控制字符串用双引号括起来 用来规定输出格式 如 d用来输出整数 f用来输出实数 c用来输出字符 参数表中包含零个或多个输出项 这些输出项可以是整数 实数 变量或表达式 多个输出项之间用逗号隔开 例如 语句printf d d a b 用来按十进制整数形式输出变量a和b 1 3 3格式输出函数printf 2020 3 27 例1 6 打印输出两个整型变量的值 功能 在屏幕上打印输出变量a和变量b的值 includevoidmain inta 8 intb 18 printf a d b d n a b 2020 3 27 格式输入函数scanf 的功能是按指定的格式输入数据 其一般的调用格式为 scanf 格式控制字符串 参数表 其中scanf是函数名 其后括号中的内容为该函数的参数 格式控制字符串用双引号括起来 用来规定输入格式 其用法和printf 函数中规定的相同 参数表中至少包含一个输入项 且必须是变量的地址 多个输入项之间用逗号隔开 例如 语句scanf d d 用来按十进制整数形式输出变量a和b 1 3 4格式输入函数scanf 2020 3 27 例1 7 从键盘输入两个整型变量的值 功能 从键盘输入变量a和变量b的值 并打印输出 includevoidmain inta b printf 请输入变量a和变量b的值 scanf d d 2020 3 27 C源程序要经过编辑 编译 连接 运行4个环节 才能产生输出结果 例 编制一个名为Ch01 01的程序 其操作流程图如图所示 1 4C程序的上机步骤 2020 3 27 1 编辑编辑是在一定的环境下进行程序的输入和修改过程 C程序可以事先在纸上写好 也可以在编辑环境下直接输入到计算机中 用某种计算机程序设计语言编写的程序称为源程序 保存后生成程序文件 C源程序在Turboc2 0环境下默认文件扩展名为 c 在VisualC 6 0环境下默认文件扩展名为 cpp C源程序也可以使用计算机所提供的各种编辑器进行编辑 2020 3 27 2 编译编辑好的源程序不能直接被计算机所理解 源程序必须经过编译 生成计算机能够识别的机器代码 通过编译器将C源程序转换成二进制机器代码的过程称为编译 这些二进制机器代码称为目标代码 这些目标代码保存在以 obj 为扩展名的目标文件中 编译阶段要进行词法分析和语法分析 又称源程序分析 这一阶段主要是分析程序的语法结构 检查C源程序的的语法错误 如果分析过程中发现有不符合要求的语法错误 就会及时报告给用户 将错误类型显示在屏幕上 2020 3 27 3 连接编译后生成的目标代码还不能直接在计算机上运行 其主要原因是编译器对每个源程序文件分别进行编译 如果一个程序有多个源程序文件 编译后这些源程序文件还分布在不同的地方 因此 需要把他们连接在一起 生成可以在计算机上运行的可执行文件 即使源程序仅由一个源文件构成 这个源文件生成的目标程序也还需要系统提供库文件中的一些代码 故也需要连接起来 连接工作一般由编译系统中的连接程序来完成 连接程序将由编译器生成的目标代码文件和库中的某些文件连接在一起 生成一个可执行文件 可执行文件的默认扩展名为 exe 2020 3 27 4 运行一个C源程序经过编译和连接后生成了可执行文件 就可以在Windows环境下直接双击该文件运行该程序 也可以在VisualC 6 0的集成开发环境下运行 程序运行后 将在屏幕上显示运行结果或提示用户输入数据的信息 用户可以根据运行结果来判断程序是否有算法错误 在生成可执行文件之前 一定要保证编译和连接不出现错误和警告 这样才能正常运行 因为程序中有些警告虽然不影响生成可执行文件 但有可能导致结果错误 2020 3 27 VisualC 6 0IDE的启动与退出新建工程新建源程序文件编译 连接 和运行程序 1 5C程序的运行环境 1 5 1VisualC 6 0 1 5 2TurboC2 0 TurboC2 0的启动TurboC2 0的工作窗口TurboC2 0的配置文件确定TurboC2 0的工作环境 2020 3 27 1 启动VisualC 6 0IDE 操作方法如下 在Windows桌面上 单击 开始 程序 MicrosoftVisualC 6 0 MicrosoftVisualC 6 0 菜单命令 启动VisualC 6 0IDE的主窗口 如图所示 VisualC 6 0IDE的启动与退出 2020 3 27 2 退出VisualC 6 0IDE 操作方法如下 单击 文件 退出 菜单命令 或单击窗口的 关闭 按钮 退出VisualC VisualC 6 0IDE的启动与退出 2020 3 27 在 C STUDENT 目录下 新建一个名为 ch01 01 的工程 新建工程ch01 01的操作方法如下 1 启动VisualC 2 在VisualC 主窗口中 单击 文件 新建 弹出 新建 对话框 3 在 新建 对话框中 单击选中 工程 标签下的 Win32ConsoleApplication Win32控制台应用程序 项 然后在 位置 文本框中指定新建工程的路径 C STUDENT ch01 01 最后在 工程名称 文本框中 输入新建工程的名称 ch01 01 如图所示 新建工程 2020 3 27 新建工程 2020 3 27 4 单击 确定 按钮 进入 Win32ConsoleApplication 步骤1共1步 选中 一个空工程 E 项 如图所示 新建工程 2020 3 27 5 单击 完成 按钮 弹出 新建工程信息 对话框 显示即将新建的Win32控制台应用程序的框架说明 如图所示 新建工程 说明 EmptyConsoleapplication 说明将建立的是一个空的控制台应用程序 Nofileswillbecreatedoraddedtotheproject 说明即将创建的工程中没有任何文件 2020 3 27 6 在确认Win32控制台应用程序的新建工程信息无误后 单击 确定 按钮 弹出ch01 01工程编辑窗口 如图所示 新建工程 2020 3 27 7 单击 文件 关闭工作空间 菜单命令 关闭工程编辑窗口 回到VisualC 主窗口 8 检查新建工程ch01 01 系统生成了一组相关的文件夹与文件 打开 资源管理器 窗口 单击 C STUDENT ch01 01 文件夹图标 窗口内容显示如图所示 新建工程 2020 3 27 说明 当用VisualC 生成一个项目时 系统会产生出很多的文件 对这些不同类型文件的作用简单介绍如下 dsw文件 称为工作区 Workspace 文件 这是VisualC 中级别最高的文件 可以用它直接打开工程 dsp文件 项目文件 Project 文件 存放特定的应用程序的有关信息 如果dsw文件没有 可以用它直接打开工程 opt文件 选项文件 是工程关于开发环境的选项设置 此文件被删除后会自动建立 若更换了机器环境 因开发环境变了 该文件也会重建 ncb文件 无编译浏览文件 nocompilebrowser 使用技巧 当自动完成功能出问题时 可以删除此文件 build后会自动生成 此时Debug文件夹下没有任何文件 新建工程 2020 3 27 在 ch01 01 工程中 新建一个名为 ch1 01 c 的C源程序文件 程序内容参考 例1 1 在工程中新建源程序文件的操作方法如下 新建源程序文件 2020 3 27 1 在VisualC 主窗口中 单击 文件 打开工作空间 菜单命令 弹出 打开工作区 对话框 在 查找范围 下拉列表中选中 C STUDENT ch01 01 文件夹 在列表框中单击选中名为 ch01 01 dsw 的文件 对话框显示如图所示 新建源程序文件 2020 3 27 2 单击 打开 按钮 进入ch01 01工程编辑窗口 3 单击 工程 添加到工程 新建 菜单命令 弹出 新建 对话框 新建源程序文件 2020 3 27 4 在对话框中选中 文件 标签 再选中 C SourceFile 项 然后 在 文件名 文本框中输入 ch01 01 c 在这里建议大家输入后缀名 c 如果不输入后缀名 系统将自动添加默认后缀名 cpp 如图所示 新建源程序文件 说明 默认的选项卡是 文件 默认文件类型是 ActiveServerPage 2020 3 27 5 单击 确定 按钮 然后在ch01 01的工程编辑窗口中将出现源程序文件的编辑窗口 如图所示 标题为 ch01 01 c 的子窗口出现字符输入光标闪烁 提示输入源程序 说明 现在窗口中将有两个子窗口 一个是工程编辑窗口 主窗口 另一个是源程序编辑窗口 新建源程序文件 2020 3 27 6 输入源程序的全部内容 如图所示 然后 单击 文件 保存 命令 或按工具栏上的 保存 按钮 将输入的源程序内容保存到文件 C STUDENT ch01 01 ch01 01 c 中 新建源程序文件 2020 3 27 1 单击 组建 编译 ch01 01 c 菜单命令 或按Ctrl F7健 编译源程序 c VisualC 工程编辑窗口中输出窗口的信息如图所示 编译 连接 和运行程序 2020 3 27 说明 由输出窗口中的信息可以看出 编译时发生了一个错误 由第三行信息 C STUDENT ch01 01 ch01 01 c 9 errorC2143 syntaxerror missing before 可以看出错误发生在ch01 01 c文件的第9行 并且是语法错误 即在右大括号 之前丢失了分号 我们可以直接用鼠标左键双击第三行信息 系统会自动定位到发生错误的位置 我们在右大括号 之前补上一个分号 即在第8行语句的结束位置补上分号 编译 连接 和运行程序 2020 3 27 2 再一次单击 组建 编译 ch01 01 c 菜单命令 或按Ctrl F7健 编译源程序 c 生成目标程序 obj 打开资源管理器 观察 C STUDENT ch01 01 Debug 文件夹发现生成了 ch01 01 obj 文件 VisualC 工程编辑窗口中输出窗口的信息如图1 14所示 编译 连接 和运行程序 2020 3 27 3 单击 组建 组建 ch01 01 exe 菜单命令 或按F7健 连接目标程序 obj 生成可执行程序 exe 打开资源管理器 观察 C STUDENT ch01 01 Debug 文件夹发现生成了 ch01 01 exe 文件 VisualC 工程编辑窗口中输出窗口的信息如图所示 编译 连接 和运行程序 2020 3 27 4 单击 组建 执行 ch01 01 exe 菜单命令 或按Ctrl F5键 出现如图的运行窗口 5 观察运行结果后 按任意键 运行窗口消失 说明 上面的C程序运行实例都是一个工程只有一个文件的运行实例 下面以 例1 3 来说明一个工程中有两个文件的运行方法 编译 连接 和运行程序 2020 3 27 6 启动VisualC 新建工程 新建源程序文件 选中 C SourceFile 项 建立一个名为 max c 的源程序文件 输入代码如图1 17所示 编译 连接 和运行程序 2020 3 27 7 新建源程序文件 选中 C SourceFile 项 再建立一个名为 main c 的源程序文件 输入代码如图1 18所示 编译 连接 和运行程序 2020 3 27 8 编译 连接 和运行程序 程序运行后 屏幕显示 请输入a和b的值 6688max 88 编译 连接 和运行程序 2020 3 27 1 5 2TurboC2 0概述 Borland公司在1981年推出C语言程序设计集成开发环境 TurboC2 0 由于其实用稳定的性能 一直长期工作应用在社会的不同领域 得到社会各界的广泛认同 下面对TurboC的工作环境作一些简单的介绍 2020 3 27 1TurboC2 0的启动 如果采用系统提供的默认方案安装TurboC 完成后用户的磁盘 一般为C盘 上新增加了以下的子目录和文件 C TC子目录 其中包括Tc exe Tcc exe Make exe等执行文件 C TC Include子目录 其中包括Stdio h Math h Malloc h String h等头文件 C TC Lib子目录 其中包括Maths lib Mathl lib Graphics lib等库函数文件 由此可知 在TC主目录下已经存放了Tc exe和Tcc exe两个执行文件 其中Tc exe是将编辑 编译 连接 调试和运行集成为一体的基本模块 Tcc exe则提供了某些补充功能 例如可以在程序中嵌入汇编代码等 在一般情况下只需用到Tc exe 2020 3 27 进入TurboC环境需要调用Tc exe 由Windows平台进入可以用以下两种方法 通过 资源管理器 找到文件夹TC中的Tc exe文件 双击该文件名 即可进入TurboC环境 屏幕上将显示如图所示的TurboC工作窗口 2020 3 27 通过 资源管理器 找到文件夹TC 将其中的Tc exe文件创建为 快捷方式 然后把它拖到桌面上 在桌面上就出现一个 快捷方式到Tc exe 的图标 以后每次想进入TC环境时 只需双击图标即可 2020 3 27 2TurboC2 0的工作窗口 进入TurboC2 0集成开发环境之后 显示如图所示的工作窗口 2020 3 27 TurboC的工作窗口由主菜单窗口 编辑窗口 信息窗口和功能键提示行四部分组成 主菜单窗口编辑窗口信息窗口功能键提示行以上四个窗口构成了TurboC2 0的主屏幕 以后的编程 编译 调试以及运行都将在这个主屏幕进行 2020 3 27 主菜单窗口 顶上一行为TurboC2 0主菜单窗口 包括8个主菜单 File 文件 Edit 编辑 Run 运行 Compile 编译 Project 项目 Option 选项 Debug 调试 Break watch 断点 监视 除Edit外 每个主菜菜单还有其他子菜单 分别用来实现各项操作 2020 3 27 编辑窗口 中间区域为编辑窗口 位于主菜单窗口的下面 正上方有EDIT字样作标识 用来对TurboC源程序进行输入和编辑 源程序都在这个窗口中显示 因而编辑窗口占据了屏幕的大部分面积 2020 3 27 信息窗口 在编辑窗口下方的是信息窗口 用来显示编译和连接时的有关信息 在信息窗口上方有Message字样作标识 在编辑源程序时用不到此窗口 2020 3 27 功能键提示行 在屏幕最下方 在信息窗口的下面 为功能键提示行 用来显示一些功能键 各功能键简介如下 F1 Help 帮助 任何时候按 F1 键都会显示帮助信息 F5 Zoom 分区控制 如果当前在编辑窗口工作 也就是说编辑窗口是激活的 按 F5 键就不显示编辑窗口 它的作用是扩大信息窗口 以便能显示较多的信息 便于用户观看 若再按一次 F5 键 就会恢复原状 2020 3 27 功能键提示行 F6 Switch 转换 按 F6 键可激活信息窗口 可以看到信息窗口中的标题Message以高亮度显示 此时编辑窗口不能工作 若再按一次 F6 键 就又激活编辑窗口 可以看到信息窗口中的标题Edit以高亮度显示 此时可以在编辑窗口中编辑源程序 F7 Trace 跟踪 用于跟踪程序的运行情况 F8 Step 按步执行 按一次 F8 键执行一个语句 F9 Make 生成目标文件 按 F9 键进行编译和连接 生成 obj文件和 exe文件 F10 Menu 菜单 按 F10 键可以激活主菜单 2020 3 27 3TurboC2 0的配置文件 所谓配置文件是指包含TurboC2 0有关信息的文件 其中存有编译 连接的选择和路径等信息可以用下述方法建立TurboC2 0的配置 1 建立用户自命名的配置文件 可以从 Option 菜单中选择 Option Saveoptions 命令 将当前集成开发环境的所有配置存入一个由用户命名的配置文件中 下次启动TC时只要在DOS下键入 Tc c就会把这个配置文件中的内容作为TurboC2 0的选择 2020 3 27 3TurboC2 0的配置文件 2 若设置 Option Environment Configautosave 为 on 则退出集成开发环境时 当前的设置会自动存放到TurboC2 0配置文件TCCONFIG TC中 TurboC在启动时会自动寻找这个配置文件 2020 3 27 4确定TurboC2 0的工作环境 一般在安装TurboC时 如果用户不作另外的指定 系统会按照默认的方案建立一个目录C TC用来存放TurboC的系统文件 同时在TC目录下建立一个Include子目录