C语言程序设计1

C语言程序设计 第一章概述 2 第1章概述 1 1C语言概述1 2C语言的基本符号1 3算法及其描述方法1 4程序设计方法简介 3 1 1C语言概述 1 1 1C语言及其特点1 1 2C语言程序的组成和结构特点 4 第一代 机器语言 低级语言 计算机能识别和直接执行的二进制语言 面向机器 可移植性差 效率高 不方便编程 01110100001111110010010000111000 1 程序设计语言 1 1 1C语言及其特点 63送入寄存器A 寄存器A内容与56相加 结果送回A 5 第二代 汇编语言 低级语言 用助记符来表示机器语言 不能直接执行MOVA 63ADDA 56第三代 高级语言 接近自然语言 不能直接执行 1 程序设计语言 6 2 C语言简介1983 美国国家标准化协会 ANSI 根据C问世以来的各种版本对C语言的发展和扩充制定了新的标准 称为ANSIC1990 国际标准化组织 ISO 接受ANSIC为ISOC标准 1 1 1C语言及其特点 7 3 C语言特点 1 较低级语言 中级语言 2 结构化语言 3 具有丰富的运算能力 4 数据类型丰富 5 具有预处理能力 6 可移植性好 7 语法限制不严格 1 1 1C语言及其特点 8 1 1 2C语言程序的组成和结构特点 例1 1 最小的C程序main 例1 2 简单的C程序main printf ThisisaCprogram 9 例1 3 求两个整数的和main inta b sum a 3 b 4 sum add a b printf sum a b d n sum intadd intx inty intz z x y return z 1 1 2C语言程序的结构特点 10 1 1 2C语言程序的组成和结构特点 例1 4 求两个整数的最小值 main inta b c printf Inputtwointegers scanf d d 11 C语言程序的组成和结构特点 C程序由函数组成 函数是C程序的基本单位 函数中必须有且仅有一个main函数 C语言函数由函数首部和函数体两部分组成 函数首部 函数类型函数名 参数类型参数名 例 intadd intx inty 或intadd x y intx y 函数体 变量定义 执行语句 12 C语言程序的组成和结构特点 C程序从主函数开始执行 在主函数结束 书写格式自由 一行内可多条语句 空格和回车符不计 一个语句可多行 每一个语句后必须有一个分号 函数首部后面不加分号 C语言本身没有输入输出语句 可以加注释 可多行 不可嵌套 13 1 2C语言的基本符号 1 2 1基本符号集 ASCII字符集 字符是组成语言的最基本的元素 基本符号指在C语言中可以出现的字符 主要由ASCII字符集中的字符组成 鉴于信息交换的重要及为统一文字符号的编码标准 让不同厂牌机型的计算机皆能使用同一套标准化的信息交换码 于是美国国家标准局特别制定了ASCII码 AmericaStandardCodeforInformationInterchange 美国信息交换标准码 作为数据传输的标准码 阿拉伯数字10个 0 1 2 9大小写英文字母各26个 A B C Z a b c z下划线 特殊符号 主要是运算符和操作符 14 1 2C语言的基本符号 1 2 2标识符是一个在C语言中作为名字的字符序列 用作常量 变量 函数 文件指针 类型等的名字 可分为以下三类 用户标识符保留字 关键字预定义标识符 15 用户标识符 用户根据需要对C程序中用到的变量 符号常量 自己的函数或文件指针进行命名 形成用户标识符 构成规则 由英文字母 数字 下划线组成 且第一个字符不能是数字 英文字母区别大小写 通常识别前8个字符 取名遵循 简洁明了 和 见名知意 1 2C语言的基本符号 16 保留字 关键字是编译系统固有的 用做语句名 类型名的标识符 用小写字母表示 不允许作为用户标识符使用 预定义标识符C语言提供了大量的库函数和头文件 这些库函数名和头文件中定义的一些标识符都统称为预定义标识符 允许用户作其他用途 但将失去系统规定的原意 1 2C语言的基本符号 17 1 3算法及其描述方法 1 3 1算法的概念1 3 2算法的描述方法 18 1 3 1算法的概念 1 算法就是为解决一个具体问题而采取的确定的有限操作步骤 这里的算法指的是计算机算法 2 算法的特性有穷性确定性有效性有0个或多个输入有1个或多个输出 19 3 算法的组成要素 一是操作 计算机算法的操作集是计算机所能进行的操作 主要包括各种运算 二是控制结构 每一个算法都是由一系列的操作组成 同一操作序列 不同的执行顺序 就会得出不同的结果 在结构化程序设计中 一个程序只能由3种基本控制结构组成 20 三种基本控制结构如下 1 顺序结构 顺序结构中的语句是按书写的顺序执行的 即语句执行顺与书写顺序一致 这是一种最简单的结构 不能处理复杂问题 2 选择结构 最基本的选择结构是当程序执行到某一语句时 要进行一下判断 从两种路径中选择一条 计算机的判断能力就是通过选择结构实现的 3 循环结构 这种结构是将一条或多条语句重复地执行若干次 这种结构充分利用了计算机速度快的优势 将复杂问题用循环结构来实现 21 1 3 2算法的描述方法 举例 进行算法设计时 可以用不同的算法描述工具 常用的有自然语言 传统流程图 N S结构化流程图等等 1 自然语言表示自然语言就是人们日常生活中使用的语言 可以用汉语 英语和数学符号等 通俗易懂 但文字冗长 不易直接转化为程序 易产生歧义性 2 流程图表示流程图是一个描述程序的控制流程和指令执行情况的有向图 它是程序的一种比较直观的表示形式 美国国家标准化协会 ANSI 规了如图1 1所示的符号作为常用流程图符号 A 真 P 假 c 循环结构 图1 2三种基本控制结构流程图 真 24 3 N S结构化流程图表示 N S结构化流程图是1973年美国学者I Nassi和B Schneiderman提出的一种新的流程图形式 N S图是以两位学者名字的首字母命名的 它的最重要的特点就是完全取消了流程线 全部算法在一个矩形框内 这样算法只能从上到下顺序执行 从而避免了算法流程的任意转向 保证了程序的质量 N S图形象直观 节省篇幅 尤其适于结构化程序的设计 用N S图表示三种基本控制结构如教材图1 4所示 25 1 4程序设计方法简介 1 结构化程序设计一个比较流行的定义是 结构化程序设计是一种进行程序设计的原则和方法 按照这种原则和方法设计出的程序的特点是结构清晰 容易阅读 容易修改 容易验证 按照结构化程序设计方法的要求 结构化的程序由三种基本控制结构组成 顺序结构 选择结构和循环结构 26 2 结构化程序设计的基本思想 1 采用三种基本结构作为程序设计的基本单元 避免无限制地使用goto语句而使流程任意转向 2 三种基本结构就具有如下良好特性 只有一个入口 只有一个出口 无死语句 即不存在永远都执行不到的语句 无死循环 即不存在永远都执行不完的循环 3 程序设计采用 自顶向下 逐步求精 模块化设计 结构化编码 的方法 27 3 设计程序的过程下面举例说明用结构化程序设计方法设计程序的过程 例1 6 求三个数中的最大数 1 首先很容易给出程序的总体设计算法 s1 给定或输入三个数a b c s2 在a b c中找出大数赋给max s3 输出max s1 s2 s3表示第1步 第2步 第3步 2 对s2需进一步细化 即求出最大数的方法 算法设计 s21 从a b中取大数赋给max中 s22 再用max与c进行比较 取大的赋给max 将 1 2 用流程图描述如教材图1 6所示 3 用计算机语言实现算法 main inta b c max a 3 b 7 c 5 s1 也可以使用scanf 对a b c赋值 if a b s21 max a elsemax b if max c s22 max c printf max d n max s3 29 小结 1 C语言程序的组成特点C语言程序的组成特点如下 1 一个C源程序由函数构成 其中至少包括一个主函数 main 函数 2 C程序总是由main 函数开始执行 3 分号 是C语句的一部分 4 一行内可写多条语句 且语句中的空格和回车符均可忽略不计 5 程序的注释部分在 之间 和 之间不允许留有空格 注释允许出现在程序中的任何位置上 30 2 标识符C语言的标识符可分为保留字 预定义标识符和用户标识符三类 用户根据需要对C程序中用到的变量 符号常量 自定义函数或文件指针进行命名 形成标识符 C语言中 标识符的命名规则如下 1 用户标识符由英文字母 数字 下划线组成 且第一个字符不能是数字 必须是字母或下划线 2 标识符大小写字母不通用 保留字全部用小写字母 3 标识符中所允许包含的字符个数因不同的C编译系统而有所不同 通常可以识别前面8个字符 31 4 大多数高级语言都规定用户标识符必须以字母开始 而C中仅规定了不得用数字开始 因此以下划线开始的数字也是正确的变量名 5 C语言提供了大量的库函数和头文件 这些库函数名和头文件中定义的一些标识符都统称为预定义标识符 C语言允许用户定义的标识符和这些预定义标识符相同 但这些预定义标识符将失去原有的作用 例如 一旦用户把printf说明为整型变量 则程序中将不能再调用printf 进行输出了 因此用户取名时应该注意尽量避免和预定义标识符重名 除非有特殊需要 32 3 结构化程序设计方法 1 算法的概念简单地说 算法就是为解决一个具体问题而采取的确定的有限操作步骤 这里的算法指的是计算机算法 算法必须具备五个特性 有穷性 确定性 有效性 输入和输出 进行算法设计时 可以用不同的算法描