(2024年)《c语言及程序设计》教案

《c语言及程序设计》教案12024/3/26目录课程介绍与目标C语言基础知识数组与字符串处理函数与模块化设计思想指针与动态内存管理文件操作与数据存储数据结构与算法初步探讨22024/3/26课程介绍与目标0132024/3/26介绍C语言的起源、发展历程以及在计算机科学领域的重要地位。阐述C语言高效、灵活、可移植等特点，以及在系统级编程、嵌入式开发等领域的广泛应用。C语言概述C语言的特点与优势C语言的历史与发展42024/3/26解释算法的定义、特性以及常用算法的分类，介绍基本数据结构如数组、链表、栈等。算法与数据结构简要介绍过程式编程、面向对象编程等不同的程序设计范式及其特点。程序设计范式程序设计基本概念52024/3/2601知识目标掌握C语言的基本语法、数据类型、运算符、控制结构等核心知识。02能力目标能够运用C语言进行基本的程序设计，包括算法设计、数据结构实现等。03素养目标培养学生的计算思维、问题解决能力以及良好的编程习惯。课程目标与要求62024/3/260102《C语言程序设计》（具体版本根据学校或课程要求而定）相关编程练习册、在线编程平台（如LeetCode等）以及C语言学习网站等。指定教材辅助资料教材与参考资料72024/3/26C语言基础知识0282024/3/26010203C语言提供多种数据类型，包括整型（int）、浮点型（float、double）、字符型（char）等，用于存储和操作不同类型的数据。数据类型变量是用于存储数据的标识符，可以存储不同类型的数据，并在程序执行过程中改变其值。C语言中定义变量的语法为“数据类型变量名;”。变量常量是在程序执行过程中不可改变的值，C语言中定义常量的语法为“const数据类型常量名=值;”。常量数据类型与变量92024/3/26

运算符与表达式运算符C语言提供多种运算符，包括算术运算符（+、-、*、/等）、关系运算符（>、<、==等）、逻辑运算符（&&、||等）等，用于进行各种运算操作。表达式表达式是由运算符和操作数组成的式子，用于表示一个计算结果。C语言中表达式的值可以是任何数据类型。优先级与结合性C语言中的运算符具有不同的优先级和结合性，优先级高的运算符先进行计算，结合性决定了相同优先级的运算符如何组合。102024/3/2603getchar和putchar函数getchar函数用于从键盘读取一个字符，putchar函数用于在屏幕上输出一个字符。01printf函数printf函数用于在屏幕上输出格式化的字符串和数据，可以根据指定的格式输出不同类型的数据。02scanf函数scanf函数用于从键盘输入数据，可以根据指定的格式读取不同类型的数据。输入输出函数112024/3/26顺序结构01顺序结构是最简单的控制结构，按照语句的书写顺序依次执行。选择结构02选择结构根据条件判断的结果选择不同的执行路径，包括if语句和switch语句两种形式。跳转语句03跳转语句用于改变程序的执行流程，包括break语句（跳出循环或switch语句）、continue语句（跳过本次循环剩余部分，进入下一次循环）和goto语句（无条件跳转到指定位置）。控制结构122024/3/26数组与字符串处理03132024/3/26一维数组的定义介绍一维数组的概念、定义方式、初始化方法等。一维数组的应用举例通过实例演示一维数组在排序、查找、统计等方面的应用。一维数组的内存分配解释一维数组在内存中的存储方式，包括数组元素的内存地址计算等。一维数组定义及应用举例142024/3/26二维数组的应用举例通过实例演示二维数组在矩阵运算、图像处理等方面的应用。二维数组的内存分配解释二维数组在内存中的存储方式，包括数组元素的内存地址计算等。二维数组的定义介绍二维数组的概念、定义方式、初始化方法等。二维数组定义及应用举例152024/3/26介绍字符数组的概念、定义方式、初始化方法等。字符数组的定义和初始化详细介绍C语言标准库中的字符串处理函数，如strcpy()、strcat()、strlen()等，并通过实例演示其用法。字符串处理函数介绍如何使用C语言标准库中的输入输出函数进行字符串的输入输出操作，如scanf()、printf()等。字符串的输入输出通过实例演示字符串在加密、解密、排版等方面的应用。字符串的应用举例字符数组和字符串处理函数162024/3/26函数与模块化设计思想04172024/3/26函数定义在C语言中，函数定义包括函数头（函数名、参数列表）和函数体（实现功能的语句块）。函数定义描述了函数的功能、输入参数和返回值。函数调用通过函数名及所需参数进行函数调用。调用时需注意参数类型、数量和顺序与函数定义一致。调用后，程序将跳转到函数体执行，执行完毕返回调用处。函数定义和调用方法182024/3/26局部变量在函数内部定义的变量，仅在该函数内有效。不同函数中的局部变量互不影响，提高了程序的模块化和可维护性。全局变量在函数外部定义的变量，可在整个程序范围内访问。但需谨慎使用，以避免变量名冲突和数据不一致等问题。局部变量和全局变量作用域问题192024/3/26将程序划分为独立的功能模块，每个模块具有明确的输入/输出和功能。模块间通过函数调用实现交互，降低了程序复杂度，提高了可维护性和重用性。模块化设计通过函数实现模块化设计。将相关功能封装在函数中，通过函数调用实现模块间的交互。同时，利用头文件（.h）和源文件（.c）的分离，实现模块的独立编译和链接。C语言中的模块化实现模块化设计思想在C语言中的体现202024/3/26指针与动态内存管理05212024/3/26指针是一种特殊类型的变量，用于存储内存地址。指针定义指针类型指针基本操作根据存储地址的数据类型，指针可分为整型指针、浮点型指针等。包括指针的声明、初始化、赋值、取值和指针运算等。030201指针概念及基本操作222024/3/26使用malloc、calloc等函数在运行时动态分配内存空间。动态内存分配使用free函数释放已分配的内存空间，防止内存泄漏。内存管理检查动态内存分配函数的返回值，确保分配成功。内存分配失败处理动态内存分配和管理方法232024/3/26数组名可视为指向数组首元素的指针，通过指针可访问数组元素。指针与数组关系使用指针操作字符串，如字符串的复制、连接、比较等。字符串处理多维数组可视为指针的数组，通过指针访问多维数组元素。多维数组与指针指针在数组和字符串处理中的应用242024/3/26文件操作与数据存储06252024/3/26文件打开与关闭在进行文件操作前，需要先打开文件，并在操作完成后关闭文件。C语言提供了标准库函数`fopen()`和`fclose()`来打开和关闭文件。文件指针在C语言中，文件操作是通过文件指针进行的，它是一个指向文件的指针变量，用于访问文件中的数据。文件读写C语言提供了多种文件读写函数，如`fscanf()`、`fprintf()`、`fgets()`、`fputs()`等，用于从文件中读取数据或将数据写入文件。文件操作基本概念和方法262024/3/26文本文件和二进制文件根据数据存储格式的不同，文件可分为文本文件和二进制文件。文本文件以字符形式存储数据，而二进制文件以二进制形式存储数据。数据存储格式选择在选择数据存储格式时，需要考虑数据的类型、大小、精度等因素。对于简单数据类型，可以选择文本格式存储；对于复杂数据类型或大量数据，可以选择二进制格式存储。数据转换技巧在进行数据转换时，需要注意数据类型的匹配和转换函数的正确使用。例如，可以使用`atoi()`函数将字符串转换为整数，使用`sprintf()`函数将格式化的数据转换为字符串等。数据存储格式选择和转换技巧272024/3/26读取文本文件通过`fopen()`函数打开文本文件，使用`fscanf()`或`fgets()`函数读取文件中的数据，并使用相应变量存储读取的数据。在读取完成后，使用`fclose()`函数关闭文件。写入文本文件通过`fopen()`函数打开文本文件（以写入模式打开），使用`fprintf()`或`fputs()`函数将数据写入文件。在写入完成后，使用`fclose()`函数关闭文件。读取二进制文件通过`fopen()`函数打开二进制文件（以二进制读取模式打开），使用`fread()`函数读取文件中的数据，并使用相应变量存储读取的数据。在读取完成后，使用`fclose()`函数关闭文件。写入二进制文件通过`fopen()`函数打开二进制文件（以二进制写入模式打开），使用`fwrite()`函数将数据写入文件。在写入完成后，使用`fclose()`函数关闭文件。01020304文件读写操作实例分析282024/3/26数据结构与算法初步探讨07292024/3/26数据结构基本概念和分类方法数据结构的定义研究数据的逻辑结构和物理结构以及它们之间相互关系，并对这种结构定义相应的运算，而且确保经过这些运算后所得到的新结构仍然是原来的结构类型。数据结构的分类根据数据元素间关系的不同特性，通常有四类基本结构：集合、线性结构、树形结构、图状结构。302024/3/26是最基本、最简单、也是最常用的一种数据结构。一个线性表是n个具有相同特性的数据元素的有限序列。线性表是限定在一端进行插入与删除的线性表。栈是按照后进先出（LIFO）或先进后出（FILO）的原则组织数据的。栈是一种特殊的线性表，只允许在表的前端（front）进行删除操作，而在表的后端（rear）进行插入操作。队列中没有元素时，称为空队列。队列常见数据结构如线性表、栈、队列等介绍312024/3/26包括分治法