C语言程序设计基础课件 第1章 程序设计基础与 C 语言简介

第1章程序设计基础与C语言简介1.1程序设计的基础知识1.2C语言的发展史及其特点1.3C程序的集成开发环境1.4编写简单的C语言程序程序设计基础1第1章程序设计基础与C语言简介教学目标理解程序和程序设计理解计算机执行程序的流程，初步形成计算思维了解结构化程序设计的基本概念了解C语言的发展及其特点 使用C语言开发工具编写简单的程序程序设计基础21.1程序设计的基础知识计算机的硬件结构和工作流程程序和程序设计基本概念程序设计语言的发展1.1.1计算机硬件结构和工作流程1.微型计算机的硬件结构1.1.1计算机硬件结构和工作流程2.CPU结构及计算机工作流程CPU的组成（1）控制单元：CPU的指挥控制中心，由指令计数器、指令寄存器、指令译码器、操作控制器等组成。（2）运算单元：CPU的运算中心，计算机依赖运算单元完成两种运算，即算术运算（加减乘除）和逻辑运算（与或非）。（3）存储单元：CPU内设置的高速缓冲存储器（Cache，简称缓存，通常分为3级）和寄存器。1.1.1计算机硬件结构和工作流程2.CPU的结构及计算机的工作流程计算机的工作流程（1）安装操作系统软件。（2）启动计算机顺序

①按计算机电源按钮，自动启动固化在主板中的BIOS程序。

②BIOS程序启动，对内存等周边硬件设备进行检查，并初始化。

③BIOS程序自检通过后，自动读取启动盘中的操作系统软件到内存。操作系统开始运行并进行基础管理工作。（3）运行用户程序流程

用户双击应用软件图标，操作系统通知CPU，将该软件的程序代码从存储位置（一般是硬盘）读入到内存中开始运行。1.1.2程序和程序设计基本概念计算机语言

人和计算机沟通所使用的语言。程序设计

针对要计算机解决的问题，依据计算机硬件结构的工作原理，设计出解决问题的方法（即算法），并分解为具体的、计算机可以执行的一系列步骤。程序

使用计算机语言编写出的、用来控制计算机解决某一问题的指令序列称为程序。1.1.3程序设计语言的发展如：表示2+301110000110101000010MOV

AX

,2MOV

BX

,3ADD

AX

,BXA=2+3面向机器的二进制语言、CPU直接运行。面向机器符号化语言，翻译后运行。面向问题的类自然语言，翻译后运行。编译或解释系统源代码目标代码机器语言汇编语言高级语言发展过程经历了三个阶段1.1.3程序设计语言的发展高级语言inta;//告诉计算机，在内存中分配1个存储空间，命名为a，可用于存储一个整数//命令计算机接收用户通过键盘输入的一个整数，放到内存中名为a的存储空间里scanf("%d",&a);if(a<0)printf("你输入的是一个负数");elseprintf("你输入的是一个非负数");*.NETPascalActionScriptAPL、A+和J

Ada

汇编语言

Python

BasicoQBasic

JavaoVisualBasic

VBScript

JavaScriptBrainfuck

C、C++oObjective-CClipperPHP

dBaseDART

Delphi

Forth

Fortran

FoxPro

F#

Fava

IDL

C#为什么要先学C语言呢？1.1.3程序设计语言的发展4000+1.2C语言的发展史及其特点C语言的发展史C语言的特点1.2.1C语言的发展史C语言原型是1960年出现的ALGOL60语言（A语言），可读性较好，但操控底层硬件的能力弱，不适合编写系统程序，1963年，剑桥大学将ALGOL60语言发展成为CPL（CombinedProgrammingLanguage）语言，MatinRichards对CPL语言进行了简化，产生了BCPL语言。1970年，美国贝尔实验室的KenThompson将BCPL进行了修改，起名“B语言”，并写了第一个UNIX操作系统。1973年，贝尔实验室的DennisM.Ritchie在B语言的基础上设计了C语言。C语言语法精练，引入指针概念，可以操控底层硬件设备，增加了B语言没有提及的数据类型，结构化更强。1.2.1C语言的发展史1982年，美国国家标准化协会（AmericanNationalStandardsInstitute，ANSI）成立C标准委员会。1989年，发布第一个完整的C语言标准，简称C89习惯上也称为ANSIC（标准C）1990年被国际标准化组织ISO采纳，也称为C901999年修正和完善之后，ISO发布了C992011年ISO发布了C11最新标准1.2.2C语言的特点（1）结构化程序设计语言，模块化的思想搭建程序。（2）简洁、紧凑。C语言只有32个关键字、9种控制语句，程序书写形式自由。（3）语法接近自然语言，易学易用，能直接操控底层硬件。（4）运算符丰富、强大，可以构建或简或繁的表达式。（5）数据类型丰富，能描述各种复杂数据，具有较强的数据处理能力。引入“指针”，编写程序效率更高。（6）可执行程序代码质量高，效率只比汇编语言低10%～20%。（7）编写的程序可移植性好。（8）编程灵活，任意一个功能，都能写出多种实现代码。

1.3C程序的集成开发环境DevC++环境下开发C程序VisualC++环境下开发C程序GCC编译器开发C程序C程序编写基本流程

1.3C程序的集成开发环境Dev-CDev-C++是一个Windows环境下C/C++的集成开发环境(IDE)，是一款自由软件。VisualC++Windows平台上最流行的C/C++集成开发环境之一。1.3.1DevC++环境下开发C程序1．安装DevC++2．运行DevC++3．新建源代码文件4．新建一个工程5．编译、连接程序或工程文件6、运行程序1.3.2VisualC++环境下开发C程序1．安装VisualC++2．运行VisualC++3．新建C源程序文件4．编译、连接程序5．运行程序C程序执行过程开始结果语法错误源程序.c/.cpp目标程序.obj可执行程序.exe编辑编译连接运行连接错误运行错误

1.3C程序的集成开发环境

1.4编写简单的C语言程序C语言的基本结构C程序的书写格式1.4.1C语言的基本结构【例1.1】结构最简单的C程序—只有一个主函数的C程序。#include<stdio.h>

main(){printf("我喜欢C语言!\n");}编译预处理主函数语句语句结束符运行结果：我喜欢C语言!【例1.2】在计算机显示器上，显示一个用字符*拼出的花瓶形状。#include<stdio.h>//包含标准输入/输出头文件stdio.h

main()//主函数{printf("**\n");printf("**\n");printf("**\n");printf("**\n");printf("**\n");printf("**\n");printf("****\n");}1.4.1C语言的基本结构C语言结构特点（1）C模块化编程思想，函数是构成C程序的基本单元。组成C程序的函数包括main()函数、系统定义的函数和编程者自己定义的函数。（2）一个Ｃ程序可以由一个或多个源文件组成。每个源文件可由一个或多个函数组成。但一个源程序不论由多少个文件组成，都有一个且只能有一个主函数main()。（3）预处理命令通常放在程序最开始的位置，用于通知系统做一些准备工作。比如：#include<***.h>。（4）main()函数是程序的执行入口，程序执行从main开始，在main中结束，其它函数通过嵌套调用得以执行。1.4.1C语言的基本结构【例1.3】编程求函数y=x2+sin(x)的值，要求从键盘输入x的值，显示计算出的y值。#include<math.h>//包含数学函数库头文件math.h#include<stdio.h>//包含标准输入/输出函数库头文件

main(){doublex,y;//在内存中分配两个存储空间，命名为x和y，存储两个实数printf("inputnumber:\n");//在屏幕上显示inputnumber:scanf("%lf",&x);//接收从键盘输入的一个数并存入名为x的存储空间y=x*x+sin(x);//计算x*x+sin(x)的值并存入名为y的存储空间中printf("所求得的函数值是:%f\n",y);

//输出""括起来的字符，其中%f被替换为y的值}1.4.1C语言的基本结构C语言关于头文件的编程思想（1）C程序最简单、最基本的框架由预处理语句#include和主函数main()构成，复杂程序还有编程者自定义的其他函数。（2）C程序结构上由若干个函数组成，提现模块化的编程思想，这些函数在源代码中地位对等，互不交叉，按先后顺序书写。（3）C语言本身提供了大量的系统函数，减轻编程难度和工作量，也是所谓的代码重用。如：例1.3中的printf()、sin()等1.4.1C语言的基本结构1.4.1C语言的基本结构【例1.4】结构稍复杂的C程序—调用自定义函数的C程序框架。#include<stdio.h>intmax(intx,inty)//自定义函数，用于求两个数x与y中最大者{if(x>y)//如果x>y成立，就执行下面一行returnx;//返回x的值作为max()函数的返回值else//否则returny;}main(){intm,n;//分配两个存储空间并依次命名为m，nprintf("请输入第一个整数:\n");scanf("%d",&m);//等待用户从键盘输入，并把输入数字作为一个整数，存入名为m的存储空间printf("请输入第二个整数:\n");scanf("%d",&n);printf("最大值=%d\n",max(m,n));

//输出时，%d被替换为max(m,n)函数的返回值}运行结果：请输入第一个整数:23请输入第二个整数:56最大值=561.4.2C语言的书写格式（1）C程序的字符必须是半角状态的ASCII字符，且英文字母严格区分大小写，如：‘A’和‘a’不是同一个字符。