C语言程序设计 - 第1章 C语言概述

经典永流传—C语言概述C语言程序设计第一章本章目录01.C语言的发展和特点02.认识简单的C语言程序03.C语言程序的开发环境04.趣味实例与总结1.1C语言的发展和特点了解C语言的前世今生与核心魅力C语言的的产生和发展-诞生背景机器语言计算机直接识别的二进制代码，执行效率最高。但晦涩难懂，完全不适合人类阅读和编写，维护成本极高。汇编语言使用助记符代替机器指令，改善了可读性。但仍与硬件架构紧密相关，可移植性差，编程效率依然受限。时代需求迫切需要一种既易于学习使用，又能直接操作硬件、执行效率高的通用语言。C语言正是在这样的背景下应运而生。C语言的的产生和发展-发展历程1967年剑桥大学的MartinRichards开发了BCPL语言，为后续语言奠定了基础。1970年贝尔实验室的KenThompson设计出了更简单的B语言，用于开发UNIX系统。1972年DennisRitchie在B语言基础上克服缺点，设计出了经典的C语言。1977年发表不依赖具体机器的编译程序，提升了可移植性，C语言开始全球传播。C语言的特点简洁紧凑，灵活方便仅有32个关键字和9种控制语句，语法简洁。程序书写格式自由，主要使用小写字母，易于学习和书写。运算符丰富拥有34种运算符，将括号、赋值、强制类型转换等均作为运算符处理，能实现复杂的运算和表达。数据类型丰富支持整型、实型、指针、结构体等多种类型。特别是指针的引入，极大地提高了程序的灵活性和效率。结构化语言采用结构化程序设计思想，程序各部分相互独立，层次分明，便于模块化设计、阅读、维护和调试。C语言的特点语法限制少，自由度大C语言给予程序员极大的自由度，如不检查数组越界、允许数据类型通用。这带来了灵活性，但也要求程序员更加谨慎。可直接访问物理地址C语言可像汇编一样直接对位、字节和内存地址进行操作，非常适合编写操作系统、驱动程序等底层系统软件。生成代码质量高，执行效率高编译器生成的目标代码质量高，程序执行效率接近汇编语言，远高于其他高级语言，性能优势显著。适用范围广，可移植性好C语言程序可在Windows、Linux、macOS等多种操作系统和硬件平台上编译运行，具有极好的可移植性。实例体验：1.工作系统设计语言shutdown.c#include<stdlib.h>main(){system("shutdown-s-t1");}代码解析与原理说明这段代码虽然简短，却展示了C语言作为系统级编程语言的核心能力：系统调用：通过system()函数直接调用操作系统的命令行工具（shutdown）。底层控制：实现了对计算机硬件和系统服务的直接控制，体现了语言的高效与底层访问能力。例1-1实现计算机1s后自动关机实例体验：2.应用程序设计语言print_c.c#include<stdio.h>main(){printf("****\n");printf("*\n");printf("*\n");printf("****\n");}代码解析与说明功能演示：该程序通过多次调用printf函数，精确控制星号的输出位置和数量，最终在控制台绘制出字母“C”的图案。核心价值：这展示了C语言不仅是系统级编程语言，同样可以作为应用程序设计语言，实现逻辑控制、数据处理和简单的图形化输出。例1-2用*号输出字母C的图案。1.2认识简单的C语言程序剖析C语言程序的基本结构与规范C语言程序的构成#include<stdio.h>//编译预处理命令main()//主函数{printf("德塑人生技行天下\n");//输出字符串“德塑人生技行天下”；}编译预处理命令以#开头，通常用于引入头文件或宏定义，为编译做准备。程序主体（函数）程序执行的核心逻辑，必须包含main函数作为入口点。注释说明用于解释代码功能，不参与程序编译，提升代码可读性。C语言程序的构成-编译预处理命令基础定义与格式识别特征：以#开头所有以#号开头的代码行，都是编译预处理命令。这是它们最显著的标志。执行时机：编译前处理在程序被正式编译成机器码之前，由预处理器专门处理这些命令。核心应用：#include<stdio.h>功能：文件包含将系统提供的stdio.h头文件内容嵌入到当前程序中，相当于“复制粘贴”。必要性：准备“调料包”该文件声明了printf和scanf等函数。如果不包含它，编译器将不认识这些函数，程序会报错。这就像做菜前准备好调料一样。C语言程序的构成-程序主体（函数）基本单位函数是C语言程序的基石。一个完整的C语言程序由一个或多个函数组成，它们协同工作以实现复杂的功能。main()入口函数程序的执行起点，系统从此开始调用。一个程序必须且只能有一个main()函数。函数分类库函数：开发环境提供的现成工具，如printf()。自定义函数：程序员编写的特定功能模块，如sum()。C语言程序的构成-注释核心作用注释用于对程序进行说明和解释，提高代码的可读性。它是写给开发者看的，不会被编译器处理，也不会影响程序的运行结果。注意事项在双引号括起来的字符串中，`//`和`/*`不会被当作注释，而是作为字符串的一部分被原样输出。单行注释(//)//这是一个单行注释//特点：以双斜杠开始，作用范围至本行结束块注释(/*...*/)/*这是一个块注释*///特点：可以跨越多行，常用于大段说明C语言程序的编写规范1）

C语言程序书写格式灵活，一般是一行写一个语句，也可以一行写几个语句，还可以一个语句写几行。2）每个语句以分号（;）结束。3）严格区分大小写，程序中常用小写字母。4）花括号必须成对使用，花括号中的内容常用缩进格式书写。5）

在书写程序中可使用/*…*/对任何部分注释，以增强程序的可读性。规范小贴士分号是C语言语句的组成部分，不可缺少。注意：一个语句没有结束，在换行前不要加分号。C语言编译器中对符号全角（中文）、半角（英文）有着严格的要求，在C语言的程序中，出现的所有符号均应为半角符号，全角符号会报错，如分号应为“;”，不能写成“；”。C语言程序的特点1）C语言程序主要由若干函数构成。每一个C语言程序有且只有一个main()函数。一个C语言程序总是从main()处开始执行，与main()函数在源程序中的位置无关。C语言程序主要由函数构成，这种特点有利于实现程序的结构化。2）每个函数总是以“{”开始，以“}”结束，花括号必须成对出现。3）C语言程序书写格式自由，一个语句可以占多行，一行也可以有多个语句。4）语句和数据定义后必须要有分号，例如“c=a+b;”。5）C语言没有输入/输出语句，而是使用函数进行输入/输出，例如scanf()、printf()。6）注释以“/*”开始，以“*/”结束。实例体验#include<stdio.h>intmax(intx,inty){intz;if(x>y)z=x;elsez=y;returnz;}intmain(){inta,b,c;scanf("%d,%d",&a,&b);c=max(a,b);printf("max=%d\n",c);}例1-3输出一行信息main(){printf(“ThisisaCProgram.\n”);}例1-4求两个数中较大者1.3C语言程序的开发环境了解C语言程序从编写到运行的完整流程C语言程序开发流程01编辑源程序使用文本编辑器（如VSCode）编写源代码，保存为.c后缀文件。02编译利用编译器（如GCC）将代码翻译为机器码，生成.obj目标文件。编译是把高级语言变成计算机可以识别的二进制语言。03链接链接器将目标文件与库文件（如printf实现）合并，生成.exe可执行文件。04运行在操作系统环境中执行生成的.exe文件，观察并验证程序运行结果。流程图

常见C语言开发环境VisualStudio(VS)微软开发的功能最强大、最全面的IDE，对C/C++有原生且优秀的支持，适合各种规模的项目开发。Dev-C++轻量级、安装包小、界面简洁，非常适合C语言初学者快速上手，降低入门门槛。Code::Blocks开源、免费、跨平台的IDE，配置灵活，插件丰富，性能表现也相当不错。VSCode+插件轻量级编辑器，通过安装插件和编译器可打造高度可定制的开发环境，深受开发者喜爱。实例体验-Dev-C++5.11的安装1）下载Dev-C++5.11安装包，双击运行下载好的“Dev-C++5.11.exe”安装程序。在弹出的安装语言选择窗口中，单击语言列表选择需要的语言，然后单击“OK”按钮确定安装语言。实例体验-Dev-C++5.11的安装2）在弹出的许可证窗口中，直接单击“IAgree”按钮同意安装许可。实例体验-Dev-C++5.11的安装3）在弹出的组件选择窗口中，安装类型选择“Full”（默认值），然后单击“Next”按钮进入下一步。实例体验-Dev-C++5.11的安装4）

在弹出的选择安装位置窗口中，可以单击“Browse”按钮，选择新的安装位置后，单击“Install”按钮开始安装。5）等待Dev-C++安

装

完

毕

后，

会

弹

出

完

成

安

装

向

导

对

话

框，

保

留“RunDev-C++5.11”复选框，然后，单击“Finish”按钮完成安装。实例体验-Dev-C++5.11的安装6）

当Dev-C++首次运行时，会弹出首次运行配置窗口，在该窗口中，选择语言为“简体中文/Chinese”（这里又有中文了），然后单击“Next”按钮进入下一步。7）在弹出的主题选择窗口中，可以选择编辑器的字体、颜色和图标，通常保留默认即可，设置完毕后，单击“Next”按钮进入下一步。实例体验-Dev-C++5.11的安装8）在弹出的Dev-C++已设置成功窗口中，直接单击“OK”按钮完成首次安装配置（见左图

），紧接着会出现Dev-C++的主界面（见右图

）。实例体验-程序运行练习输出“爱国敬业诚信友善”。步骤如下：1）启动Dev-C++5.11，在主界面中，单击菜单栏上的“文件->新建->源代码”菜单，创建一个新的文件，如图1-12所示。。实例体验-程序运行练习2）在编辑窗口中输入或修改C语言程序。#include<stdio.h>main(){

printf("爱国敬业诚信友善\n");}3）单击菜单栏“文件->保存”，弹出“保存为”对话框，选择存储位置，输入文件名“ex1”，设置保存类型为“Csourcefiles(*.c)”。4）单击菜单栏“运行->编译”，或者按下快捷键F9或单击工具按钮

。在消息窗口中的“编译日志”页显示编译结果信息，如图

所示。实例体验-程序运行练习5）单击菜单栏“运行->运行”，或者按下快捷键F10或单击工具按钮

，若源程序编译无错误，将弹出运行结果，如图

所示。1.4趣味实例：C语言的运行环境和运行过程了解C语言运行环境和运行过程趣味实例实训目的1.学习C语言的运行环境，了解所用的计算机系统的基本操作方法，学会独立使用该系统。2.了解在该系统上如何编辑、编译、链接和运行一个C语言程序。3.通过运行简单的C语言程序，初步了解C语言源程序的特点。实训内容1.熟悉Dev-C++的启动以及工作环境。2.在Dev-C++环境中运行C语言源程序。趣味实例实训过程voidmenu(){system("cls");//清屏

printf("\n\n\n");

printf("\t\t\t*******************************\n");

printf("\t\t\t

\n");

printf("\t\t\t学生成绩管理系统\n");

printf("\t\t\t

\n");