第1章程序设计概述.ppt

1、C语言程序设计 第1章 程序设计概述,2013年6月.,课件制作日期：2013年6月.张磊,第1章 程序设计概述,1.1 程序设计语言 1.2 算法 1.3 程序设计与实现 1.4 C语言程序的基本结构,1.1 程序设计语言,程序设计语言: 计算机能够理解和识别的一种语言体系，它按照特定的规则组织计算机指令，使计算机能够自动进行各种操作处理。 计算机程序: 按照程序设计语言的规则组织起来的一组计算机指令。 程序设计语言分类: 机器语言、汇编语言和高级语言。 C 语言属于高级语言，1972年由美国的Dennis Ritchie设计发明。 1983年，美国国家标准化协会（ANSI）根据C语言问世以

2、来各种版本对 C的发展和扩充，制定了C的标准，称为 ANSI C。1987年ANSI又公布了新的标准87 ANSI C。,课件制作日期：2013年6月.张磊,1.1 程序设计语言,C语言程序示例: 计算1到100的所有自然数的和。,#include int main(void) int i=1,s=0; while(i=100) /* 循环控制 */ s=s+i; /* 数据累加 */ i=i+1; /* 生成下一个要累加的数 */ printf(sum=%dn,s); /* 输出结果 */ return 0; ,课件制作日期：2013年6月.张磊,1.2 算法,1.2.1 算法概念与算法描述

3、 1.2.2 算法的逻辑结构 1.2.4 算法的特性 1.2.4 算法评价,1.2.1 算法概念与算法描述,算法重要性：程序=数据结构+算法 1算法的概念 算法是求解问题的方法，是在有限步骤内求解某一问题所使用的一组定义明确的规则，是计算机处理问题所需要的具体步骤。 2算法的描述方法 自然语言 流程图 N-S图 PAD图 伪码等。,课件制作日期：2013年6月.张磊,1.2.1 算法概念与算法描述, 用自然语言描述算法 “计算1到100的所有自然数的和” 步骤 i和s赋初值，使i=1,s=0； 步骤 判断i的值，若i100 则执行步骤；否则，转步骤； 步骤 s加i； 步骤 i加1，转步骤； 步

4、骤 显示s的值，结束。,课件制作日期：2013年6月.张磊,1.2.1 算法概念与算法描述, 用流程图描述算法,课件制作日期：2013年6月.张磊,1.2.1 算法概念与算法描述,“计算1100自然数和”的算法,步骤 i=1,s=0； 步骤 若i100 则执行步骤；否则，转步骤； 步骤 s加上i； 步骤 i加上1，转步骤; 步骤 显示s的值，结束,课件制作日期：2013年6月.张磊,1.2.1 算法概念与算法描述,（3） 用伪代码描述算法 “计算1到100的所有自然数的和”,begin i=1,s=0 while i100 s=s+i i=i+1 end while ptint s end,课

5、件制作日期：2013年6月.张磊,1.2.2 算法的逻辑结构,顺序结构、分支结构、循环结构是算法的三种基本结构，这三种结构互相结合，可以实现任何逻辑控制。,算法 步骤 输入一个学生两门课的成绩a1,a2； 步骤 计算平均成绩 (a1+a2)/2ave； 步骤 输出平均成绩ave，结束。,问题1-顺序结构：输入一个学生的两门课的成绩，计算出平均成绩。,伪代码 begin intput a1,a2 ave=(a1+a2)/2 print ave end,课件制作日期：2013年6月.张磊,课件制作日期：2013年6月.张磊,1.2.2 算法的逻辑结构,问题2-分支结构：输入一个学生的两门课的成绩，

6、若平均成绩不低于90分，则显示“优等生”，否则显示“要加油啊！”,算法 步骤 输入一个学生两门课的成绩a1、a2； 步骤 计算平均成绩(a1+a2)/2ave； 步骤 若ave90，则执行步骤；否则执行步骤； 步骤 输出“优等生”，结束。 步骤 输出“要加油啊！”，结束。,课件制作日期：2013年6月.张磊,1.2.2 算法的逻辑结构,问题2-分支结构 输入一个学生的两门课的成绩，若平均成绩不低于90分，则显示“优等生”，否则显示“要加油啊！”,伪代码描述算法 begin input a1,a2 ave=(a1+a2)/2 if ave90 then print “优等生!” else pri

7、nt “要加油啊!” end,1.2.2 算法的逻辑结构,问题3-循环结构：按照问题2的标准，统计全班的优等生人数（全班共30人）。,算法 步骤 设置变量count对输入的数据量计数，其初值为1；设置变量result对优等生计数，其初值为0； 步骤 若count30，则执行步骤；否则转步骤； 步骤 输入一个学生两门课的成绩a1、a2； 步骤 计算平均成绩(a1+a2)/2ave； 步骤 若ave90，则执行步骤；否则转步骤； 步骤 result+1result； 步骤 count+1count；转步骤； 步骤 输出统计结果，结束。,1.2.2 算法的逻辑结构,问题3-循环结构 按照问题2的标准

8、，统计全班的优等生人数（全班共30人）。,伪代码描述 begin count=1,result=0 while count30 input a1,a2 ave=(a1+a1)/2 if ave90 then result=result+1 count=count+1 end while print result end,课件制作日期：2013年6月.张磊,1.2.2 算法的逻辑结构,算法逻辑结构框图, 顺序结构,顺序结构传统流程图 顺序结构N-S图,课件制作日期：2013年6月.张磊,1.2.2 算法的逻辑结构,算法逻辑结构框图,（2） 分支结构,分支结构流程图 分支结构N-S图,课件制作日期

9、：2013年6月.张磊,1.2.2 算法的逻辑结构,算法逻辑结构框图,（3） 循环结构,循环结构流程图 循环结构N-S图,课件制作日期：2013年6月.张磊,1.2.3 算法的特性,算法特性 有穷性：经过有限步骤解决问题。 确定性：每个步骤所规定的操作必须是确定的。 有效性：每一个步骤必须能够有效地执行 。 输入和输出特性。有零个或多个输入，有一个或多个输出。,还应注意 算法的多样性：一个具体问题可以有不同的解决方法，因此可以设计解决问题的不同算法。 算法的通用性：一个算法应是适用于某类问题，而不只是适用于某一个问题。,课件制作日期：2013年6月.张磊,1.2.4 算法评价,算法复杂程度 算

10、法的时间复杂性：规模与执行速度关系 算法空间复杂性：对系统资源的需求程度 算法的通用性 正确和清晰易读永远是一个好算法的基本条件。,课件制作日期：2013年6月.张磊,1.3 程序设计与实现,1.3.1 程序设计的基本过程 1.3.2 使用VisualC+ 6.0实现C语言程序 1.3.3 程序设计示例,课件制作日期：2013年6月.张磊,1.3.1 程序设计的基本过程,分析要处理的问题涉及的各种概念、数据特点、已知条件、所求结果，以及已知条件与所求结果之间的关系等各方面的信息。 明确：要做什么？,确定具体的算法，并选择合适的算法表达工具对算法进行描述。,用程序设计语言的语句和命令实现算法的每

11、一个步骤。,课件制作日期：2013年6月.张磊,1.3.2 使用VC+ 6.0实现C语言程序,使用VC+ 6.0实现C程序的基本步骤有4个： 1建立源程序文件,3构建可执行文件,2编译源程序,4运行可执行文件,启动VC+ 6.0系统 使用“File”“New”命令，打开VC+ 6.0的程序编辑窗口 录入编辑源程序，保存文件,使用“Build”“Compile”命令对源程序进行编译，生成二进制目标代码文件。,程序通过编译之后，使用“Build”“Build”命令将编译阶段生成的目标文件和系统的库函数文件等连接起来，生成扩展名是“.exe”的可执行文件。,使用“Build”“!Execute”命令

12、运行程序，获得执行结果。,课件制作日期：2013年6月.张磊,1.3.3 程序设计示例,例1-1 设计计算矩形面积的程序。,3编写程序,2算法设计,4调试运行程序,1问题分析, 设矩形的边长为a和b、矩形面积为s，则s=ab。 通过键盘输入等方式为矩形边长a、b提供数据。 程序执行后要输出计算结果。 2算法设计 3编写程序 4调试运行程序, 假设该矩形都是整型数据，因此，要使用int对a、b、s进行说明。 使用scanf()函数输入数据a、b。 使用“s=a*b”计算矩形面积，并存储到s中。 使用printf()函数输出计算结果s。 把上面的一些具体语句放在main()函数中。 程序清单,课件

13、制作日期：2013年6月.张磊,1.3.3 程序设计示例,/* program e1-1.c */ #include int main() int a,b,s; printf(Input a,b: ); scanf(%d,%d, ,1.3.3 程序设计示例,4调试运行程序,例1-1 设计计算矩形面积的程序。, 建立源程序文件。 启动VC+ 6.0，使用“File”“New”命令，打开 “new”窗口，选用“Files”选项卡，在主窗口中选择“C+ Source File”项，在“File”对话框中输入文件名，在“Location”对话框中指定文件的存储位置。,1.3.3 程序设计示例,4调试运

14、行程序,例1-1 设计计算矩形面积的程序。, 建立源程序文件 单击“OK”按钮，打开程序编辑窗口录入编辑源程序，并及时存盘。,课件制作日期：2013年6月.张磊,1.3.3 程序设计示例,4调试运行程序,例1-1 设计计算矩形面积的程序。, 建立源程序文件 编译源程序 程序编辑完成后，使用“Build”“Compile ”命令编译,执行“Build”“Compile”命令后的提示信息,编译结果显示在编译报告窗口,1.3.3 程序设计示例,4调试运行程序,例1-1 设计计算矩形面积的程序。, 建立源程序文件。 编译源程序。 构建可执行文件。 程序编译完成后，使用“Build”“Build ”构建

15、可执行文件。 运行可执行文件。 成功构建可执行文件之后，使用“Build”“!Execute”命令即可运行程序。,1.4 C语言程序的基本结构,1.4.1 程序的函数化结构 1.4.2 程序中的常量和变量 1.4.3 程序中的基本语句 1.4.4 标识符与保留字 1.4.5 程序风格,1.4 1 程序的函数化结构,1简单C语言程序的结构 C语言程序是由函数构成的，任何一个C语言程序都有一个称为主函数的main()函数，例如，前面介绍的C语言程序e1-0.c和e1-1.c，其主体内容都是main()函数。 程序中main()函数的一般结构： int main(void) 函数体 ,例1-2 更简

16、单的C程序。 #include int main(void) printf(Hello!n); return 0; ,特别强调： 任何一个C语言程序，main()函数都是不可缺少的，当一个C语言程序只有一个函数模块时，这个函数必然是main()函数。,1.4.1 程序的函数化结构,上述程序，在“int main()”之前都有一行代码“#include”， 作为初学者，为方便起见，不妨先将其视为C语言程序的基本构成部分。 可以认为，简单C语言程序的基本结构：,#include int main(void) 函数体 ,1.4.1 程序的函数化结构,2C语言程序的一般结构 一个C语言程序，在结构上不

17、仅要有main()函数，还可以包括其他独立的函数，一个函数可以在另一个函数中被使用。,例1-3 输出图案程序。 /* program e1-3.c */ #include int main(void) /* 主函数 */ void p_s(void); p_s(); p_s(); p_s(); return 0; void p_s() /* 其他函数 */ printf($#$n); ,1.4.1 程序的函数化结构,3C语言程序的基本特点 C语言程序由函数构成，而且每个程序可以有多个函数。 一个源程序不论由多少个函数组成，有且只能有一个main()函数，而且main()函数可以放在程序的任何位

18、置。 一个源程序无论由多少个函数构成，总是从main()函数开始执行程序，与main()函数在程序中的位置无关。,1.4.2 程序中的常量和变量,1常量 程序中的常量分为直接常量和符号常量两种。 直接常量就是具体的数据，有整数、实数、字符和字符串四种类型。例如，程序e-0.c中的“1”和“100”是整数常量，程序e1-2.c中的“Hello!”是字符串常量； 符号常量是通过特殊方式定义的一类常量，其定义方法将在第2章介绍。 2变量 程序中的变量用变量名标识，每个变量具有特定的数据类型，计算机按照一定的规则为变量分配一定的内存空间，变量的值存储在变量所在的存储空间中。 C语言的每个变量在使用之前

19、必须首先进行变量定义，为变量指定数据类型和变量名。 C语言中变量的基本类型有3种：整型、实型和字符型，分别用的int、float和char进行标识。,1.4.3 程序中的基本语句,按照功能划分3类 数据定义语句,流程控制语句,数据处理语句,对程序中使用的变量名称、数据类型等进行说明。例如，程序e1-1.c的“int a,b,c;”语句。,对程序中的数据进行运算、输入、输出等。例如，程序e1-1.c的“ “s=a*b;”、“printf(“Area: %dn,s);” 等。,对程序的执行流程进行控制，分为分支控制和循环控制两类。例如，程序e1-0.c中的while语句。,1.4.4 标识符与保留字,1. 标识符 在程序中使用的变量名、函数名等。 标识符构成 任何一个标识符只能是由字母（AZ，az）、数字（09）和下划线“_”构成的字符串，其他符号不能出现在标识符中，并且标识符的第一个字符必须是字母或下划线。 合法标识符 a BOOK1 max _add num_1 非法标识符 3sum 不允许以数字开头 ab#cd 使用了非法字符“#” book-1 出现非法字符“-”（减号）,注意： 两个标识符中的字母相同而大小写形式不同时，C语言认为是两个不同