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第1章程序设计概述 第1章程序设计概述 1 1程序的概念1 2程序设计语言1 3初识C程序1 4C程序的基本语法1 5C程序设计方法1 6常见C程序的错误 1 1程序的概念 程序 program 是用某种程序设计语言编写指示计算机完成特定功能的命令序列的集合 如 IE浏览器iexplore exe程序网络聊天qq exe程序洗衣机洗衣程序程序是人类驾驭计算机的手段谷歌围棋人工智能程序AlphaGoMobike OFO 1 2程序设计语言 程序设计语言是计算机能够理解和识别的一种语言体系 用于描述程序中操作过程的命令 规则的符号集合 是进行程序设计的工具 编程设计一组控制计算机的命令集的过程 需要人们事先经过缜密的思考和设计 程序强调严谨的逻辑和结构 1 2程序设计语言 程序设计语言的发展 1 2程序设计语言 高级语言 独立于机器 表达方式更接近于被描述的问题 而不需要去关心与机器相关的实现细节第一个高级语言1954年 FORTRAN影响较大的高级语言FORTRAN ALGOL COBOL BASIC LISP Pascal VB C C C Delphi JAVA Python PHP等 1 2程序设计语言 面向过程程序设计语言以函数为基本程序结构单位 程序的设计以过程为核心 先用函数实现解决问题所需要的每个步骤 再根据既定的功能依次调用函数 程序 算法 数据结构 程序设计语言 语言环境如 C Pascal等 1 2程序设计语言 面向对象程序设计语言以类为基本程序结构单位 程序的设计以类为核心 数据及操作封装在类中 程序 类 类 类类 数据结构 算法 程序设计语言 语言环境如 C JAVA Python等 1 2程序设计语言 高级语言的翻译高级语言不能被计算机直接执行 必须先由一种翻译程序将这些程序翻译成能被计算机识别和执行的机器语言翻译程序的种类编译程序解释程序 1 3初始C程序 1 3 1C语言概述1 3 2数值计算的C程序1 3 3简单游戏的C程序1 3 4C程序的实现过程 1 3 1C语言概述 C语言演变BCPL B C C C可作为系统程序的设计语言如编写Windows Linux 嵌入式等操作系统C可作为应用程序的设计语言如编写计算器 游戏 图像处理等 1 3 1C语言概述 C是最受欢迎的 应用最广泛的编程语言之一2017年2月TIOBE编程语言排行榜 1 3 2数值计算的C程序 实现 鸡兔同笼 问题穷举法的C程序 功能 已知鸡兔的总头数和总脚数 求解鸡兔的数量各有多少 includeintmain 主函数 inthead feet head为鸡兔头的总数 feet为鸡兔脚的总数intchicken rabbit chicken为鸡的数量 rabbit为兔的数量scanf d d 执行结果 1 3 3简单游戏的C程序 简单的 走迷宫 小游戏的C程序功能是 已知一个6 6阶的迷宫 实现让小球从起点走出迷宫 include include include include move h intmain 迷宫图 大写字母O为小球起始位置 字符为迷宫栅栏charm 6 7 O inti x y exitX exitY charch x 1 y 1 exitX 1 exitY 5 x y为小球初始位置 exitX exitY为迷宫出口位置 1 3 3简单游戏的C程序 简单的 走迷宫 小游戏的C程序for i 0 i 6 i puts m i 初始迷宫图输出到屏幕 小球没走到迷宫出口 根据迷宫状态选择一个方向移动while x exitX y exitY ch getch move m ch 1 3 3简单游戏的C程序 简单的 走迷宫 小游戏的执行结果 1 3 4C程序的实现过程 C程序实现的4个过程 编辑 EDIT 编译 COMPILE 连接 Link 执行 EXECUTE 1 3 4C程序的实现过程 C程序的集成开发环境集编辑 EDIT 编译 COMPILE 连接 Link 执行 EXECUTE 与一体 并提供调试 debug 手段和帮助 help 的开发软件 1 3 4C程序的实现过程 几种常用的C语言集成开发工具 1 4C程序的基本语法 1 4 1C程序的基本结构1 4 2C程序的基本元素1 4 3C程序的编程风格 1 4 1C程序的基本结构 功能 已知x与y的值 把x除以y的结果放到z中 并在屏幕上打印输出 includeintmain intx y doublez x 20 y 5 z double x y printf z 1f n z 输出两个整数相除的结果return0 从宏观上讲 C程序的基本结构包括 编译预处理命令 函数定义 main函数定义 编译预处理命令 从微观上看 一个C程序也可以被看成是由若干行组成的 而每一行由字符的序列构成的 1 基本字符集 大写英文字母 A Z小写英文字母 a z阿拉伯数字 0 928个标点符号和运算符下划线 空格符 制表符和换行符 1 4 2C程序的基本元素 1 4 2C程序的基本元素 2 标识符用来命名如语句的种类 变量的名称 函数的名称等的各种程序元素 应满足以下规则 以字母 不论大小写 或下划线 开头 随后可以跟若干个 包括0个 字母 数字 下划线 1 4 2C程序的基本元素 2 标识符关键字 C语言的编译系统已经给予固定意义的标识符 数据类型名 int double语句的种类 if for程序元素的其他性质 define static标准标识符 C语言的程序设计环境中 已经被给予指定意义的标识符printf格式化输出库函数的函数名scanf格式化输入库函数的函数名INT MAX整数类型的最大数据 1 4 2C程序的基本元素 2 标识符用户定义的标识符除了关键字和标准标识符之外的其他标识符 在不混淆的情况下 把 用户定义的标识符 简单地说成 标识符 通常用来命名程序中的变量 函数或其他程序元素 合法的用户定义标识符如 xy2 imaxELSEXA to B非法的用户定义标识符如 5xelse Nosumtwore inputmain 1 4 2C程序的基本元素 3 注释注释的一般形式是 一行或多行注释 当前行注释 1 4 3C程序编程风格 良好的编程风格 1 代码形成锯齿形书写格式 2 为增加程序的可读性 程序的主要语句要有适当注释 3 标识符命名尽量做到 见名知意 的原则 4 一行只写一个语句 5 为使程序的结构更清晰 可使用空行或空格 6 输入数据前要有适当的提示 输出结果时要有说明 1 5C程序设计方法 1 5 1问题分析1 5 2算法设计1 5 3程序编写1 5 4运行调试 1 5C程序设计方法 编程工具确定后 程序设计的四个步骤 1 5 1问题分析 问题分析的过程包括问题的定义明确解决问题需要考虑的已知信息 和需要达到的目标 1 已知什么 2 求什么 如 已知同笼中鸡兔的头数与脚数 求鸡兔各有多少只问题的解决方案 根据已知条件 寻求结果的方法和途径如 鸡兔同笼问题的 穷举法 1 5 2算法设计 算法 解决问题所需的有限步骤算法设计 就是设计程序执行步骤 这些步骤都应该是明确定义 可以执行的 而且每个步骤的执行顺序是确定的 并且能够在有限步骤内执行完毕 1 5 2算法设计 求三个整数中的最大值的算法举例 第1步 输入三个正整数a b c 第2步 如果a大于b 则将a的值赋给max 否则将b的值赋给max 第3步 如果c大于max 则将c的值赋给max 第4步 打印 最大值为 max 1 5 2算法设计 编程问题的最基本的算法设计可归结为以下三步 1 获得数据 2 执行计算 3 显示结果 1 5 2算法设计 算法的描述 自然语言伪代码流程图 1 5 2算法设计 流程图几种基本图形C语言的三种控制结构用流程图 1 5 2算法设计 求三个数中的最大值问题的流程图 1 5 3程序编写 C程序 数据 操作数据 即确定数据的存储方式已知信息的数据计算过程产生中间数据待求结果的数据操作 即算法 用语句实现符合程序语言的语法规则 1 5 4运行调试 发现错误设计测试用例错误的定位设置断点单步跟踪观察变量的值 1 6常见C程序的错误 1 6 1语法错误 编译错误1 6 2语法错误 连接错误1 6 3逻辑错误 结果不正确1 6 4逻辑错误 运行时错误 1 6常见C程序的错误 认识程序错误语法错误编译错误连接错误逻辑错误运行结果不正确运行时错误 1 6 1语法错误 编译错误 是指不符合C语言定义的语法书写规则编译时能自动检查出语法错误 只需根据错误提示进行修改程序语句末缺少分号 的编译错误示例 1 6 1语法错误 编译错误 C语言的错误信息的形式双击上述错误信息 修改 1 6 1语法错误 编译错误 编译错误修改提示 错误信息往往只能起提示作用 不是特别精确反映错误产生的原因 更不会告诉你如何修改 根据提示能快速反应错误产生的原因需要经验的积累 一条语句错误可能会产生若干条错误信息 只要修改了这条错误 其他错误会随之消失 特别提示 一般情况下 第一条错误信息最能反映错误的位置和类型 所以调试程序时务必根据第一条错误信息进行修改 修改后 立即重新编译程序 如果还有很多错误 再一个一个地修改 即每修改一处错误要重新编译一次程序 1 6 2语法错误 连接错误 连接错误 是编译成功后 连接器连接外部程序的时候产生的错误 系统函数printf错写成print后的连接错误示例 1 6 2语法错误 连接错误 连接错误修改提示 连接错误不提示出错行数 但小程序的定位也比较简单 一般是函数和外部变量的名称出错 只需根据错误提示的字符串去寻找可能出现的位置 1 6 2语法错误 连接错误 常见语法错误字符串 不完整 不匹配缺少 函数名写错 1 6 3逻辑错误 结果不正确 逻辑错误是程序设计上或逻辑上的错误 指程序已生成可执行文件 但运行出错或不能得到正确的结果 这可能是由于算法中问题说明不足 解法不完整或不正确所造成的 逻辑错误的检查需要事先设计的测试用例 逻辑错误出错位置需要程序员对程序代码进行分析 一般会借助一些调试手段 如单步跟踪 设置断点 监视窗口观测变量等 1 6 3逻辑错误 结果不正确 结果不正确示例