《C语言程序设计》课件

2016/10/15 2016/10/15 上学期有点失败 2016/10/15 学习高级程序设计的基础 编制程序 2016/10/15 硬件（ 操作系统（ 应用程序 （ 应用 平台 基于 平台的 应用 程序 低级语言的地盘 高级语言的地盘 2016/10/15 与硬件打交道 资源消耗少 效率要求高 2016/10/15 现状？ 2016/10/15 关系 族谱图 2016/10/15 丏业中的作用？ 网页网站设计 计算机二级 C？ 软件设计 2016/10/15 难不难？ 听说：除了难，还是难！ 2016/10/15 0 我们怎么学？ 程序设计诀窍： 多看，多练，多动手 抓住原理 人的脑袋对数据的处理对比程序对数据的处理！ 2016/10/15 1 一点建议 自己多看书！ 2016/10/15 2 考核方法 平时考勤 20% 上机实验 30% 期末项目 30% 期末考试20% 2016/10/15 3 is a 目前的 人用计算器一生也完不成 秒钟完成的计算量 2016/10/15 4 is a 硬件 （ 键盘、鼠标、显示器、硬盘、 存、 硬件成本下降很快 摩尔定律 每过 18个月微芯片的集成度翻一番，而芯片价格保持不变 软件 （ 运行于计算机之上的程序（ 如何降低软件开发成本？ 2016/10/15 5 计算机如何工作 2016/10/15 6 很像厨师的菜谱，定义了执行某个任务所需的步骤 但不幸和不同的是，你不能使用你自己的母语来写 is 2016/10/15 7 以往的擅长： 与操作系统和基础工具有关的编程任务 操作系统核心，设备驱动程序，系统工具，网络应用，编辑器，字处理工具，编译器，某些图形和 及数据库应用 未来的发展： 高性能、实时中间件，嵌入式领域，并发程序设计等 2016/10/15 8 机器语言 计算 1+1 10111000 00000001 00000000 00000101 00000001 00000000 2016/10/15 9 汇编语言 X, 1 10111000 00000001 00000000 X, 1 00000101 00000001 00000000 2016/10/15 0 +1 2016/10/15 1 # %dn, 1+1); 2016/10/15 2 一切从一个叫“ 电子游戏开始 为了让他的游戏能在 汇编太不好用了， 试验了一些高级语言，包括 不理想 他在 己设计了一个 开始用 016/10/15 3 016/10/15 4 接受美国国家技术勋章 2016/10/15 5 是一种高级语言 高级语言并不是“高级”，只是相对低级语言，在一个高的级别上进行编程 历史悠久，战勋卓著 诞生于上世纪 70年代初，成熟于 80年代（ 修订与 90年代（ 很多重量级软件都是用 上天入地，无所不能 几乎没有不能用 有不支持 很多流行语言、新生语言都借鉴了它的思想、语法 从 C+，到 到 C#，还有 2016/10/15 6 . , an 2016/10/15 8 计算机基本工作过程 整个过程的执行者是硬件，但硬件是受软件控制的 编程，就是编写软件，使硬件按照人的意图工作 2016/10/15 9 编译运行 编译过程 程序员（ 写程序源代码（ 编译器（ 源代码转换为可被计算机理解的机器代码（ 并把机器代码以可执行文件（ 形式保存在磁盘上 软件的运行 计算机把机器代码读入到内存（ 由取输入（ 产生输出（ 完成程序员预定的功能 2016/10/15 0 编译语言 一种编译语言对应一种编译器 程序员按照该语言的语法编写程序源代码，把自己的意图融入到代码中 编译器读入源代码，把程序员的意图转换成可执行程序，供他人使用 可执行程序 编译器 2016/10/15 1 解释运行 解释运行过程 程序员编写程序源代码 解释器读入源代码，并执行源代码 解释运行的语言特点 执行速度慢 好学易用 先编译、后解释 把源代码编译成更容易解释的中间代码，然后再解释运行 第 1章 观其大略 2016/10/15 3 简单数学题目求解步骤 题目： 从学校到石阡路费多少钱？ 设变量， 设变量， 分析题目，到石阡路线怎么走（学校 -汽车站 -石阡） 得出到石阡车费式子（表达式）： 2016/10/15 4 简单程序求解步骤 题目： 从学校到石阡路费多少钱？ 设变量， 设变量， 分析题目，到石阡路线怎么走（学校 -汽车站 -石阡） 得出到石阡车费式子（表达式）： 编写程序，实现功能！ 2016/10/15 5 简单程序实现方式 1 /主函数（程序入口） x,y,z; /设变量 x=10; /变量赋值 y=40; z=x+y; /得出结果 50元 x=8; /变量赋值 y=40; z=x+y; /得出结果 48元 有什么缺点？ 2016/10/15 6 简单程序实现方式 1 /主函数（程序入口） x,y,z; /设变量 z=0,40); z=,40); a,b) /求路费函数 z; /设变量 z=a+b; z; 实现一个功能 2016/10/15 7 解答数学与编程之相同 设变量作为存储数据 如： x， y， z 表达式 如： z=x+y;z=x*y; 函数 实现某一功能 Y=f(x); 2016/10/15 8 解答数学与编程之不同 变量存储空间 如： x， y， 在脑子里 变量有类型 如： 想它放什么就放什么 但电脑是具体存放地方必须有类型，如口袋 函数 是将多个计算式子包括起来，数学仅仅是一个表达式如：抛物线函数 2016/10/15 9 变量 用于存放数据 表达式 如： z=x+y; 如： xy 函数 多个表达式构成的一个功能模块 2016/10/15 0 下课后去食堂吃饭 下课拿好书等 下楼走到食堂 指定饭菜刷卡 吃饭 拿饭菜 开始 结束 2016/10/15 1 x,y,z; 入口 z; z=a+b; a,b) (10,40) 50 z = 50; (8,40) z = 48; 48 返回 2016/10/15 2 n); 超级无敌考考你： 如何把 “ “分别打印在两行？ 016/10/15 3 打印华氏温度与摄氏温度对照表 计算公式： C=(5/9)(2016/10/15 4 打印华氏温度与摄氏温度对照表 #* 对 0, 20, ., 300 打印华氏温度与摄氏温度对照表 */ 0; /* 温度表的下限 */ 300; /* 温度表的上限 */ = 20; /* 步长 */ = * 对 0, 20, ., 300 打印华氏温度与摄氏温度对照表 */ 0; /* 温度表的下限 */ 300; /* 温度表的上限 */ = 20; /* 步长 */ = # 0 /* 表的下限 */ # 300 /* 表的上限 */ # 20 /* 步长 */ /* 打印华氏 */ ) * 用于将输入复制到输出的程序；第 1个版本 */ ) c; c = ); c != c ); c = ); 016/10/15 9 一个更好的版本 # /* 用于将输入复制到输出的程序；第 2个版本 */ ) c; (c = ) ) != c ); 016/10/15 0 计算行数 # /* 统计输入的行数 */ ) c; 0; (c = ) ) != c = n ) ; %dn, 016/10/15 1 加法器 # /* 计算输入的两个整数的和 */ ) a, b; ); %d%d, &a, &b); dn, a+b); 016/10/15 2 平均分 # /* 计算某科成绩的平均值 */ #0 /* 总人数 */ ) , i; d n, i=0; i=0 */ n) i, p; p = 1; i = 1; i n); /* 测试 */ ) m, n; m = , 1); n = 3, 3); %d %dn, m, n); ; 016/10/15 6 这一章我们学到了 # # , , =, =, != 数组 代码风格 注释、缩进、空行、命名 函数 第 2章 类型、运算符与表达式 2016/10/15 8 标识符（ 用户自定义的符号叫标识符 如变量名、函数名、宏和类型名 标识符由字母、数字和下划线组成，大小写敏感 不可以 是数字开头 标识符要直观，能表达它的功能 下划线和大小写通常用来增强可读性 关键字（ 可作为标识符 材 164页） 某些功能的变量采用习惯命名 如： i, j, k 2016/10/15 9 基本数据类型（ 整数，在目前绝大多数机器上占 4个字节 个字节 所占字节数取决于机器字长 单精度浮点数，一般是 4个字节长 双精度浮点数，一般是 8个字节长 字符，一般是 1个字节长 用来表示 256个 者 0255的整数 2016/10/15 0 数据类型修饰符 整数，一般 2个字节长。通常简写为 整数，一般是 4个字节长。通常简写为 精度浮点数，一般是 10个字节长。 用来修饰 明他们是 有符号的整数（正整数、 0和负整数）。一般缺省都是有符号的，所以这个修饰符通常省略 用来修饰 明他们是 无符号的整数（正整数和 0） 2016/10/15 1 超出取值范围会怎样？ 3276732767 如果我们给它一个小于 2767的数会如何呢？ 现场编程测验 小蛇能吞下大象吗？ 2016/10/15 2 溢出（ 成的危害 一台安装了 5/98的机器，如果连续运行 能死机 原因： 一个计数器，记录系统已经运行了多少毫秒。这个计数器是个 型的变量 4294967295 一天有 24*60*60*1000 = 86400000毫秒 4294967295 / 86400000 = 当 计数器会溢出，引起死机 2016/10/15 3 浮点数的陷阱 # f; f = f = f is ); In f is fn, f); 运行结果会是什么？ 016/10/15 4 浮点数的陷阱 易发生精度带来的相等性判断问题 个问题发生的概率小一些，但也存在 解决办法： f 里定义了一系列专门的字符串处理函数 2016/10/15 1 枚举（ 数 一个几乎被遗忘的角色 从程序来窥其一斑 ; = = 1; = n); n); 016/10/15 2 变量声明 变量必须“先定义，后使用” 所有变量必须在第一条可执行语句前定义 声明的顺序无关紧要 一条声明语句可声明若干个同类型的变量，变量名之间用逗号分隔 变量定义后，即占用内存，可向其存入各种数据，并可通过变量名使用数据 声明变量，是初始化变量的最好时机 不被初始化的变量，其值为危险的随机数 ; i = 0; 1; 2016/10/15 3 常量 用 i=0; 常量只能在定义时赋值，然后 不能 再改变其值 常数、常量、宏和枚举，都可以用来表示一个永远不会改变的数 前者不建议直接使用，而用后三者代替 后三者的工作机理是完全不同的，达到的效果也不尽相同 2016/10/15 4 计算机只会计算 任何事物都要被表示成 数字和公式 的形式后，才能被计算机计算（被计算机处理） 事物到数字和公式的转换过程叫 数学建模 因为：事物在计算机内的处理都是一种计算 又因为：计算就要有操作数、运算法则和计算结果 所以：事物在计算机内的处理都有操作数、运算法则和计算结果 计算结果你可以留用，也可以忽略 2016/10/15 5 算术运算符 +， -， *， / 加、减、乘、除运算 四则混合运算中，先算乘除，后算加减， 先算左，后算右 % 求余运算 2016/10/15 6 关系运算符 ， =， b & b c)； b，并且 c | 或运算 ( a b | b c)； b，或者 c ! 求反 ( !a )；如果 ，结果非 0；如果 ，结果是 0 并不改变 2016/10/15 0 类型转换 在进行赋值操作时，会发生类型转换 将取值范围 小 的类型 转为 取值范围 大 的类型是安全 的 反之是不安全的 如果 大 类型的值在 小 类型能容纳的范围之内，则平安无事 但是，浮点数转为整数，会丢失小数部分（非四舍五入） 反之，转换后的结果必然是错误的，具体结果与机器和实现方式有关。避免如此使用 2016/10/15 1 字符串与数值类型之间的转换 i = 123 这样用是不行地 ， ， 把字符串转为 定义在 可以用来把各种类型的数值转为字符串 定义在 2016/10/15 2 自动类型转换 两个同种数据类型的运算结果，还是该类型 两个不同种数据类型的运算结果，是两种类型中取值范围更大的那种 只要两者中有一个是 都转为 把数据赋值给另外一种类型变量也会发生自动类型转换 从小到大，顺利转换 从大到小，发出警告（好的编译器会给出） 2016/10/15 3 类型强转 可以通过“ (类型 )表达式 ”的方式把表达式的值转为任意类型 强转时，你必须知道你在做什么 强转与指针，并称 好了可以呼风唤雨，用坏了就损兵折将 屠 龙 刀 倚 天 剑 2016/10/15 4 加一和减一运算符 i+， +i， +让参与运算的变量加 1， 运算符为后缀，先取 后加 /减 1 运算符为前缀，先加 /减 1，然后取 在一行语句中，使用加 1或者减 1运算的变量只能出现 不仅可读性差，而且因为编译器实现的方法不同，容易导致不同编译器运行效果不一样，贻害无穷 2016/10/15 5 位操作运算符 & 按位与运算 | 按位或运算 按位异或运算 按位右移运算 按位求反 2016/10/15 6 赋值运算符 赋值运算的结果是被赋值变量赋值后的值 a = b = c = 0; 下面两个语句是等价的 i = i + 2; i += 2; +、 -、 *、 /、 %、 、 &、 、 |运算符都可以按此种方式处理 这种形式看起来更直观，而且执行效率一般也能更高一些 2016/10/15 7 条件表达式 把 a和 a b) z = a; z = b; z = (a b) ? a : b; 此种表达式切忌用得过于繁杂 2016/10/15 8 优先级 ( ) - . ! + + - * & (类型 ) * / % + - = = != & | & | ? : = += -= *= /= %= &= = |= = , 2016/10/15 9 优先级 能背下优先级表的人凤毛麟角 脑细胞太宝贵了，不能用来死记硬背 用括号来控制运算顺序更直观、方便，并减少出错的概率 先算乘除，后算加减，有括号就先算括号里的 括号太多，有时候不清晰 注意用 空格 做好分隔 实在不行就拆分表达式 第 3章 控制流 2016/10/15 1 三种基本结构 顺序结构、选择结构、循环结构 已经证明，任何程序均可只用这三种结构实现 9(5):366966. 只用这三种结构的程序，叫结构化程序 程序“必须”符合结构化规则 2016/10/15 2 流程图 顺序结构 选择结构 环结构 2016/10/15 3 语句块（ 括住的若干条语句构成一个语句块 语句块内可以定义变量 变量必须在语句块的开头定义 变量仅在定义它的语句块内（包括下层语句块）有效 ( 同一个语句块内的变量不可同名，不同语句块可以同名 ( 各司其职、下层优先 尽量不要在下层语句块内定义变量，也尽量不要定义同名变量 语句块可以用在任何可以使用语句的地方，但没有道理要乱加语句块 2016/10/15 4 选择结构的一种最常用形式 表达式 ) 语句块 1; 句块 2; 语句块 3 表达式 值 非 0时，执行 语句块 1，然后 语句块 3； 表达式 值为 0时，执行 语句块 2，然后 语句块 3 表达式 值为 0时，直接执行 语句 3 意 达式 !=0? Y N 语句块 1 语句块 2 语句块 3 2016/10/15 5 表达式 1) 语句块 1; 表达式 2) 语句块 2; 表达式 3) 语句块 3; 句块 4; 语句块 5; 表达式 1!=0? Y N 语句块 1 语句块 2 语句块 5 表达式 2!=0? 表达式 3!=0? 语句块 3 N 语句块 4 N Y Y 2016/10/15 6 多路选择 表达式 ) 型常数 1: 语句 1; 型常数 2: 语句 2; 语句 3; 现场编程完成计算器 不要忘记 016/10/15 7 =判断，并且只能是整数判断 两者都要尽量避免用得过多、过长，尤其不要嵌套得太多 它们大大增加程序的分支，使逻辑关系显得混乱，不易维护，易出错 2016/10/15 8 循环 表达式 ) 语句块 ; 表达式 1; 表达式 2; 表达式 3) 语句块 ; 2016/10/15 9 表达式 ) 语句块 1; 语句块 2; 只要 表达式 的值为 非 0，就重复执行 语句块 1，直到 表达式 值为 0时止，开始执行 语句块 2 表达式 !=0? Y N 语句块 1 语句块 2 2016/10/15 00 表达式 1; 表达式 2; 表达式 3) 语句块 ; 首先执行 表达式 1。如果 表达式 2的值为 非 0，就重复执行 语句块 和 表达式 3，直到 表达式 2的值为 0时止 相当于： 表达式 1; 表达式 2) 语句块 ; 表达式 3; 表达式 2!=0? Y N 语句块 表达式 3 表达式 1 2016/10/15 01 注意 在 有分号表示循环体就是分号之前的内容，即循环体不存在 i 缺点：对参数类型和个数无法严格验证，易使用出错 2016/10/15 13 使用函数要注意 每个函数只完成一个功能（包括 ） 对函数的功能可以用 不含连词的一句话 描述 函数不能过长 1986年 S/360的研究结果：大多数有错误的函数都大于 500行 1991年对 148,000行代码的研究表明：小于 143行的函数比更长的函数更容易维护 函数一定要对传进来的非法参数做点什么 向调用者提供错误信息 016/10/15 14 全局变量（ 在所有函数之外定义的变量是全局变量，在定义它的位置以后都有效 全局变量自动初始化为 0 全局变量使函数之间的数据交换更容易，效率也高一些 但是 不推荐 使用，甚至 禁止 使用 程序的任何部分都可以改写全局变量，很难确定在程序的哪里改写了它，程序结构混乱 不得不用的时候（这种情况比较少见），要严格控制对它的改写 2016/10/15 15 静态变量（ 函数的内部变量在函数退出后失效（内存释放）。再次进入函数，变量重新定义 每次函数执行都建立一个全新的执行环境，不受其它函数的干扰 把此变量定义为 变量的值可以保存到下次进入函数 i; 静态变量自动初始化为 0 016/10/15 16 递归（ 函数直接或间接调用自己为递归 n) n = 0) ; n * 016/10/15 17 模块 模块包含两部分 源文件 (一系列相关函数的定义 头文件 (这些函数的声明等必要信息 函数声明、外部变量声明、宏定义、类型定义 可以将模块编译为 而保护了源代码 使用模块的过程 1. 建立一个工程（ 2. 把各模块都加入到工程中 3. #4. 开始使用此模块 2016/10/15 18 编写模块的技术 模块的信息隐藏 用 议采用） 允许被其它模块使用的全局变量 在源文件中定义，不加 在头文件中进行声明，加 2016/10/15 19 预编译指令 编译器在开始正式编译之前处理的指令，叫预编译指令 它们不会存在于最后生成的目标代码中 文件包含： # 用 # 用 表示在编译器的 表示在当前目录查找文件 文件名中可以带有路径 2016/10/15 20 # # 名字 替换文本 在 #有独立出现“ 宏名字 ”的地方（除了字符串内）都被“ 替换文本 ”替换 “ 替换文本 ”中可以有空格 宏可以有参数 #,B) (A) (B) ? (A) : (B) 能想出带参数的宏和函数的区别吗？ 定义宏的时候注意替换发生后产生的非预想结果 一般用括号可以避免，如上例 宏名中间不要有空格 2016/10/15 21 与 # #现在开始取消 # # # # 这些预编译指令通常用来处理多文件工程和程序多版本的问题。（程序多版本一般是不同平台的版本，不同用户等级的版本，不同开发阶段的版本等） 2016/10/15 22 使用预编译指令的目的 增强程序可读性 但是调错时宏可能带来很多难题 精简源代码，提取变化 这一点更多时候用函数的效果更好，但宏也有其不可替代的优势 不编译无用代码，精炼目标代码 第 5章 指针与数组 2016/10/15 24 计算机内的存储部件，活动中的所有指令和数据都保存在内存内 速度快，但是掉电即失 可以随机访问 只要指名要访问的内存单元的 地址 ，就可以立即访问到该单元 地址 是一个无符号整数（通常用 16进制数），其字长与主机相同 内存中的每个字节都有唯一的一个地址 内存（ 地址（ 2016/10/15 25 指针的故事 “该程序执行了非法操作，即将关闭 ” 这种错误几乎全是由指针和数组导致的 黑客攻击服务器利用的 有些非计算机专业的人，尽量避免使用指针 2016/10/15 26 指针的故事 铁杆 C/C+程序员最挚爱的武器：指针 指针造就了 C/C+的高效和强大 很多不可能的任务由指针完成 a=a=%c%s%c;a,34,a,34);a,34,a,34); 2016/10/15 27 关于指针的原则 学习原则 一定要学会 其实通常的应用很简单 就是一个变量 复杂的应用也不建议使用 使用原则 永远要清楚每个指针指向了哪里 永远要清楚指针指向的位置是什么 2016/10/15 28 数组（ 若干类型相同的相关数据凑到一起，就是数组 定义 类型 数组名 整型常数 1整型常数 2 整型常数 n; a64; 使用 a00、 a12、 a53 每个元素都是一个普通变量 下标可以是任意整型表达式 数组的各个元素在内存中分布在一起，分布规律是 思考一下一维和三维数组怎么分布呢？ 2016/10/15 29 从类型的角度理解数组 a10; 定义了一个有 10个 0（只是看作，语法并不允许这么定义： 0 a） a2010; 定义了一个有 20个 0类型元素数组 a0、 a1 a9的类型是 0，所以 a00、 a01 a199的类型是 a302010; 这个呢？ 这种特性决定了数组元素在内存的分布规律，也解释了数组的很多语法现象 2016/10/15 30 数组初始化 数组定义后的初值仍然是随机数，一般需要我们来初始化 a5 = 12, 34, 56 ,78 ,9 ; a5 = 0 ; a = 11, 22, 33, 44, 55 ; 数组大小最好用宏来定义，以适应未来可能的变化 #0 a 2016/10/15 31 数组的使用 数组的下标都是从 0开始 对数组每个元素的使用与普通变量无异 可以用任意表达式作为下标，动态决定访问哪个元素 i=0; i 和 中均定义了下面的函数 定义的数据类型，就是一个 向