程序设计基础（C语言版）课件 第1章 C语言概述

第1章C语言概述1.1程序和程序设计语言1.2C语言简介1.3C语言程序结构1.4C语言程序开发过程本章主要内容1.5开发环境搭建1.6C语言的编程风格1.1程序和程序设计语言1.1.1什么是程序1．计算机程序解决某个具体问题的计算机有序指令集合。2．算法

解决某个具体问题的方法1.1程序和程序设计语言1.1.2程序设计语言的发展1．机器语言二进制形式的指令。计算机可以直接识别。用机器语言编程繁琐、难记忆、易出错，非常消耗精力和时间，并且难以检查程序和调试程序，工作效率低。1.1程序和程序设计语言1.1.2程序设计语言的发展2．汇编语言使用英文字母、符号来替代二进制形式的指令。需使用汇编器，把汇编语言的程序翻译为具体的机器语言。大部分汇编语言语句直接对应机器指令，执行速度快，效率高，代码体积小。机器语言和汇编语言被看作是低级语言，写的程序不具备可移植性。1.1程序和程序设计语言1.1.2程序设计语言的发展3．高级语言高级语言接近于数学语言或人的自然语言。一条高级语言的指令被称为语句，其对应着很多条机器指令。高级语言通常有一套特定的语法，这套语法与具体的计算机系统无关。因此用高级语言书写的程序，可以独立于具体的计算机系统。需使用编译器将高级语言编写的程序翻译为特定计算机系统能够理解的机器指令。1.2C语言简介1.2.1C语言的产生和发展1970年，美国贝尔实验室的KenThompson用B语言写了第一个UNIX操作系统。1972年，美国贝尔实验室的DennisM.Ritchie设计出了C语言。随后不久，UNIX的内核(Kernel)和应用程序全部用C语言改写。1989年，ANSI发布了第一个完整的C语言标准ANSIX3.159—1989，简称C89。1999年1月，国际标准化组织和国际电工委员会发布了C语言的新标准C99，修正了C89中很多不完善甚至被广泛诟病的地方。2011年12月8日，国际标准化组织和国际电工委员会再次发布了C语言的新标准ISO/IEC9899:2011，简称C11标准。2018年6月，国际标准化组织正式发布了C语言的新标准ISO/IEC9899:2018，即C18。2022年9月3日，ISO于OpenStandards（计算机标准开放组织）网站上发布了新的C语言标准定稿，称为ISO/IEC9899:2023，简称C23。目前，受限于C语言编译器的支持度及使用习惯，业界依然以C89和C99为主。1.2C语言简介1.2.2C语言的特点1．简洁紧凑、灵活方便37个关键字，9种控制语句。2．运算符丰富3．数据类型丰富4．表达方式灵活实用5．允许直接访问物理地址，对硬件进行操作6．生成目标代码质量高，程序执行效率高7．可移植性好1.3C语言程序结构【例1-1】简单的C语言例子#include<stdio.h>intmain() /*主函数：求两数之和*/{inta,b,sum; /*声明三个变量a，b，sum*/a=2; /*给a赋值*/b=4; /*给a赋值*/sum=a+b; //求和的结果赋给sumprintf("%d+%d=%d",a,b,sum); //输出sum的值return0;}程序运行结果：2+4=61.3C语言程序结构C程序是由函数构成的，每一个函数完成相对独立的功能。一个程序可以由一个或多个函数组成，但至少包含一个函数，即main函数，它称为主函数，程序总是从main函数开始执行，并在main函数中结束的。C语言程序通常使用英文小写字母书写，只有符号常量或其他特殊用途的符号才使用大写。应该注意的是，C语言对大小写是敏感的，它们代表着不同的字符。C语言程序是由一条条语句组成的，每条语句都具有规定的语法格式和特定的功能。C语句以分号（;）结束，分号是语句不可缺少的组成部分。1.3C语言程序结构C语言程序中，一条语句可以占用多行，一行也可以有多条语句。C语言程序中使用大括号“{”和“}”来表示程序的结构层次范围。一个完整的程序模块要用一对大括号括起来，以表示该程序模块的范围。应该注意的是，左大括号“{”和右大括号“}”应该成对使用。为了增加程序的可读性，可以使用适量的空格和空行。但是，变量名、函数名和C语言保留字中间不能加入空格。除此之外的空格和空行可以任意设置，C语言编译系统是不会理会这些空格和空行的。可以用/*…*/或//对C程序中的任何部分做注释。一个好的、有使用价值的源程序都应当加上必要的注释，以增加程序的可读性。1.4C语言程序开发过程分析问题，设计一种解决问题的途径对待解决的问题进行分析，充分理解问题，找出待解决问题的本质，设计一种解决该问题的算法。设计程序程序应采用何种结构，程序中如何表示数据，以及用什么方法处理数据。编辑使用任何一种文本编辑软件将C语言程序输入计算机并将后缀名设置为.c。编译编译过程将编辑好的源程序文件“*.c”，翻译成二进制目标代码文件。完成编译工作的软件被称为编译器。连接使用连接器将编译生成的各个目标程序模块和系统或第三方提供的库函数连接在一起，生成可以脱离开发环境、直接在操作系统下运行的可执行文件。调试运行辅助进行程序调试的软件被称为调试器。1.5开发环境搭建1.5.1集成开发环境在现代软件开发环境中，编辑、编译、连接、运行和调试过程通常由单个应用程序控制，这个应用程序被称为集成开发环境（IntegratedDevelopmentEnvironment，IDE）。主流C语言开发工具VisualStudioQtCreatorCode::BlocksDev-C++1.5开发环境搭建1.5.2安装Dev-C++（1）打开下载地址/projects/orwelldevcpp/，进入软件下载页面。单击图中的Download按钮，选择文件存放路径，开始下载软件安装包。1.5开发环境搭建1.5.2安装Dev-C++（2）下载完成后，可开始安装软件。双击软件安装包文件打开安装程序，将弹出InstallerLanguage对话框，用户可在该窗口选择语言，此处保持默认选项English。1.5开发环境搭建1.5.2安装Dev-C++（3）单击上图中的OK按钮，进入LicenseAgreement窗口。该窗口用于展示许可证协议。1.5开发环境搭建1.5.2安装Dev-C++（4）单击上图所示窗口中的IAgree按钮，接受许可证协议，进入ChooseComponents窗口，在该窗口可选择Dev-C++的组件。单击该窗口的下拉列表，选择Full，安装所有组件。1.5开发环境搭建1.5.2安装Dev-C++（5）单击上图中的Next按钮，进入ChooseInstallLocation窗口，设置Dev-C++安装路径。可单击图中的Browse按钮自行选择安装路径，亦可使用默认安装路径。此处保持默认设置。1.5开发环境搭建1.5.2安装Dev-C++（6）单击上图中的Install按钮，开始安装Dev-C++。安装完成后如果勾选了RunDev-C++5.11复选框，那么单击Finish按钮后会弹出首次运行配置的对话框，可以为Dev-C++设置语言和主题。按照使用习惯不同，可以选择中文或其他语言。1.5开发环境搭建1.5.2安装Dev-C++（6）单击上图中的Install按钮，开始安装Dev-C++。安装完成后如果勾选了RunDev-C++5.11复选框，那么单击Finish按钮后会弹出首次运行配置的对话框，可以为Dev-C++设置语言和主题。按照使用习惯不同，可以选择中文或其他语言。1.5开发环境搭建1.5.2安装Dev-C++Dev-C++的编辑界面主要包含菜单栏、快捷按钮、项目管理区、代码编辑区、编译信息显示区这5个部分，如图所示。1.5开发环境搭建1.5.3使用Dev-C++编写第一个程序1．新建文件：打开Dev-C++后，在菜单栏中依次单击【文件】→【新建】→【源代码】命令。如果程序规模较大，包含有多个.c或.h文件时，需要在菜单栏依次单击【文件】→【新建】→【项目】命令。1.5开发环境搭建1.5.3使用Dev-C++编写第一个程序2．编写程序代码：在代码编辑区写入代码。1.5开发环境搭建1.5.3使用Dev-C++编写第一个程序3．保存文件：编写完成之后单击菜单栏中的【文件】→【保存】命令，将会弹出“保存为”对话框，在该对话框可为文件选择保存路径，并设置文件名与文件类型。1.5开发环境搭建1.5.3使用Dev-C++编写第一个程序4．编译运行程序：在菜单栏中单击【运行】→【编译运行】命令来运行程序，或按快捷键【F11】运行程序。若程序没有错误，则编译完成后，会弹出打印有程序运行结果的命令行窗口。1.5开发环境搭建1.5.4调试程序1．错误类型语法错误：在编写程序时违反了C语言的语法规定。语法不正确、关键字拼错、标点漏写、数据运算类型不匹配、括号不配对等都属于语法错误。连接错误：如果使用了错误的函数调用，比如书写了错误的函数名或不存在的函数名，编译系统在对其进行连接时便会发现这一错误。1.5开发环境搭建1.5.4调试程序1．错误类型逻辑错误：虽然程序不存在上述两种错误，但程序运行结果就是与预期效果不符。逻辑错误往往是因为程序采用的算法有问题，或编写的程序逻辑与算法不完全吻合。逻辑错误比语法错误更难排除，需要对程序逐步调试，检测循环、分支调用是否正确，变量值是否按照预期产生变化等。运行错误：程序不存在上述错误，但运行结果时对时错。运行错误往往是由于程序的容错性不高，可能在设计时仅考虑了一部分数据的情况，对于其他数据就不能适用了。1.5开发环境搭建1.5.4调试程序1．错误类型Dev-C++提供了基本的调试功能。若要调试程序，需将编译器配置由Release（发行）版本调整为Debug（调试）版本，并对程序进行重新编译以产生调试信息。如图所示。1.5开发环境搭建1.5.4调试程序2．设置断点将光标停在要被暂停的那一行，在行数标号（1、2、3...）位置处鼠标单击一下，断点便设置到此行了，如图所示。断点所在代码行的最左边出现了一个深红色带对号的实心圆点，这表示断点设置成功。1.5开发环境搭建1.5.4调试程序3．调试命令在DEVC++菜单栏中单击【运行】→【调试】（F5）命令进入调试状态。1.5开发环境搭建1.5.4调试程序3．调试命令调试窗口中，常用的按钮以及含义分别是：添加查看：查看某个变量的值，还可以看到值的变化情况；下一步：控制编译器向下执行一行语句；单步进入：功能和“下一步”按钮类似，不同之处在于，当程序中调用某个自定义的函数时，此按钮可以进入到函数内部，继续调试函数内部的代码，而“下一步”按钮不会；跳过：继续执行程序，遇到下一个断点暂停执行；1.5开发环境搭建1.5.4调试程序4．查看变量调试程序的过程中，可以动态地察看变量的值。通过调试窗口中添加变量按钮可以添加需要查看的变量。1.6C语言的编程风格编程风格是指编写代码时遵循的一套样式规则。C语言是一种灵活、自由、限制少、对程序员充分信任的程序设计语言。C语言中并没有任何编程风格的规定，编译器也不会强制要求遵守某些风格。正因为如此，这会使得程序员编写的代码可能会难以理解。1.6C语言的编程风格1．缩进和空格推荐使用4