第02讲 C语言概述.ppt

1、第二讲 C语言概述,2,第二讲 C语言概述,计算机程序和语言 C语言的简史 为什么学习和使用C语言 程序的开发过程 C语言的编程环境 C语言程序的基本结构 C语言的字符集和关键字 程序的测试与调试,C语言程序设计,3,计算机程序和语言,计算机程序 确切告诉计算机如何完成某项任务的指令序列。 计算机语言 用来编写程序 人和计算机之间进行信息交流,计算机基础概述,#include #include void main() float a,b,c,p,disc,q,x1,x2; scanf(%f%f%f, ,4,机器语言,数字形式的指令码就是机器语言（Machine language） 用机器语言编

2、写的程序能够被计算机直接理解和执行 但是，编写程序非常费力 例如，编写程序完成两个数相加的任务需要以下几步 把地址为20的内存单元中的数复制到寄存器1； 把地址为24的内存单元中的数复制到寄存器2； 把寄存器2中的数与寄存器1中的数相加，结果保留在寄存器1中； 把寄存器1中的数复制到地址为28的内存单元中。,计算机基础概述,0110001000010100 0110001100011000 0000110000000011 0111001100011100,指令码,操作数,5,汇编语言,符号化的指令码就是汇编语言（Assembly language） 例如，完成两个数相加的汇编语言程序 汇编语

3、言程序必须被翻译成机器语言程序才能被执行 汇编程序（Assembler）充当“翻译” 用汇编语言编写程序还是比较费力,计算机基础概述,ldreg n1, r1把变量n1的值复制到寄存器1（r1）； ldreg n2, r2把变量n2的值复制到寄存器2（r2）； add r1, r2把r2中的数与r1中的数相加，结果保留在r1中； store r1, sum把r1中的数复制到变量sum。,6,高级语言,高级语言（High-level language）使用数学符号和类似英语的单词 例如，完成两个数相加的C语言程序 从多方面提高了编程效率 不必考虑CPU的指令集 不必考虑CPU实现特定任务的精确步

4、骤 采用接近人类思考问题的方式去书写程序 高级语言程序必须被翻译成机器语言程序才能被执行 由两种专门的程序来完成：编译器和解释器程序,计算机基础概述,sum = n1 + n2;,7,编译器和解释器,编译器（Compiler） 将程序中所有的语句编译成单独的程序组，并生成机器语言指令，然后存入目标文件中。 生成的可执行文件可以独立执行。 解释器（Interpreter） 在程序运行的同时一次转换一条语句。 因为转换过程和程序运行过程是同时进行的，所以解释的程序比编译的程序运行的慢。,计算机基础概述,8,C语言的简史,C语言的起源 美国贝尔实验室的Dennis Ritchie在1972年开发的

5、用于设计UNIX操作系统 其前身是B语言（Ken Thompson于1970年为第一个UNIX系统开发的语言） C语言的标准 美国国家标准化组织（ANSI）于1983年成立了一个委员会（X3J11），以确定C语言的标准。 该标准（ANSI C）于1989年被正式采用，即C89。 最新的标准是C99标准。 目前，大多数C语言编译器没有完全实现C99的所有修改。,C语言概述,9,为什么学习和使用C语言,C语言的特点 C语言是一种强大而灵活的语言，可以用来编写任意复杂的程序。 C语言简洁、紧凑，使用方便、灵活。 C语言程序效率高、运行速度快。 C语言是可移植的。 C语言很适合结构化程序设计，因而要求

6、用户以功能模块的方式来思考问题。 C语言具有自我扩展能力。,C语言概述,10,为什么学习和使用C语言,C与C+（C加加，see-plus-plus） 贝尔实验室于二十世纪八十年代在C语言的基础上开发的。 C+是C语言的超集，包含了C语言的所有内容（C89），同时增加了面向对象编程方面的内容。 C与Java（爪哇） Sun公司于1995年发布的面向对象编程语言。 Java也是基于C语言的。 C与C#（see-sharp） 微软在2000年6月与.NET平台一同推出。 C#也是从C语言派生的一种面向对象语言。,C语言概述,11,C语言程序的开发过程,一般分成五个步骤 定义程序目标 设计程序 编写代

7、码 编译 运行、测试和调试程序,C语言概述,12,C语言程序的开发过程,定义程序目标 在开始解决问题之前，程序的开发人员必须彻底了解问题是什么，对即将要创建的程序要做的事情有个清晰的认识。 这需要仔细考虑以下问题 程序需要什么信息 程序需要执行哪些计算和操作 程序应该报告什么信息 例如，计算任意一个圆环的面积 提出问题，明确目标 圆环是什么？如何计算面积？需要什么数据？计算精度？,C语言概述,13,C语言程序的开发过程,设计程序 决定程序如何去解决问题。 需要考虑 如何给程序提供必要的数据 程序中如何表示数据 用什么方法来处理数据 程序如何组织 程序怎样报告结果 完成这个程序需要多长时间 应该

8、用一般的概念考虑设计中的问题，而不是考虑具体的代码。,C语言概述,14,C语言程序的开发过程,编写代码 编写代码来实现前面的设计，即用某一门语言来表示程序设计。 需要开发人员熟练掌握该语言的知识。 可以在草稿纸上勾画自己的想法或书写代码，但最终必须将代码输入计算机。 输入代码所采用的机制则取决于具体的编程环境。 一般来说，需要使用文本编辑器（例如Windows的记事本程序）来创建一种文件，称为源文件 源文件包含程序设计的C语言表示形式（称为源程序或源代码）,C语言概述,15,C语言程序的开发过程,编译 把C语言源程序转换成机器语言表示的程序。 这种程序可以直接被计算机理解和执行，所以称之为可执

9、行程序，放在可执行文件中。 编译的具体细节取决于使用的编程环境。 C语言分两步完成这一工作：编译和链接。 编译器将源代码转换为目标代码，并存在目标文件中。 链接器将目标代码与其他代码结合起来生成可执行文件。 这种把编译和链接分开来做的方法便于程序的模块化。 可以分别编译程序的各个模块，然后用链接器把编译过的模块结合起来。 这样，如果需要改变一个模块，则不需要重新编译所有其他模块。,C语言概述,16,C语言程序的开发过程,运行、测试和调试程序 运行包含可执行程序的文件，观察运行的结果。 在不同的系统中运行程序的方式可能不同。 例如，Windows的控制台和资源管理器。 应该对程序进行仔细的检查，

10、看程序是否在做该做的事。 比较好的做法是为验证程序的正确性设计一个测试计划。 越早做越好，因为它有助于理清程序员的思路。 程序中的错误被称为bug，调试（Debug）就是要发现并修正错误。,C语言概述,17,C语言的编程环境,开发程序的具体操作取决于使用的编程环境 因为C语言是可移植的，所以它在许多环境中都是可用的。 例如UNIX、Linux、Windows和MS-DOS。 C语言编程环境包括一系列程序。 编辑器 编译器 链接器 运行和调试环境,C语言概述,18,C语言的编程环境,编辑器 使用一个文本编辑器程序输入源代码，并将代码保存在源文件中。 一般，C程序的源文件名称的扩展名是.c 例如w

11、elcometoyou.c和Hello.c。 该名称应该遵循特定的操作系统的命名规则。 例如，MS-DOS要求基本名包含的字符数不能大于8，所以welcometoyou.c不是合法的DOS文件名。 Windows允许长文件名，所以welcometoyou.c是合法的Windows文件名。,C语言概述,19,C语言的编程环境,编译器 编译器接收源文件，生成目标文件，扩展名为.obj或.o。 编译器还会检查输入的程序是否是有效的C语言程序。 如果编译器发现错误，就会报告出错，且不能生成可执行程序。 这时就必须修改错误，然后再编译。 显然，为了能迅速找到错误，理解特定编译器的报错信息是一项有用的技能

12、。,C语言概述,20,C语言的编程环境,链接器 目标代码虽然已经是机器代码，但还不能被执行。 缺少下面两个东西 启动代码：相当于程序和操作系统之间的接口。 库函数的代码：库文件中包含许多函数的目标代码。 链接器的作用就是将这三个元素（目标代码、启动代码和库代码）结合起来，并将它们放在一个文件中，即可执行文件，扩展名为.exe或.out。,C语言概述,21,Windows的C语言编程环境,Windows的C语言编程环境 Windows并不包含C编译器，所以需要获得并安装一个C编译器。 许多现代的编译器都是集成开发环境（IDE）的一部分。 包括编辑器、编译器、链接器 还包括一个符号调试程序在内的运

13、行支持系统。 许多软件厂商都提供了基于Windows的集成开发环境 Microsoft公司的Visual C/C+ Borland公司的C/C+ Builder Metrowerks公司的Code Warrior 目前，大多数IDE把C和C+编译器结合在一起。,C语言概述,22,DOS的C语言编程环境,DOS的C语言编程环境 基于DOS的IDE Borland公司的Turbo C Borland公司的Borland C+ 许多Windows上的IDE也提供了在DOS命令行环境中编程的命令行工具。,C语言概述,23,C语言编程实验环境简介,上机实验环境简介 Windows操作系统 Visual

14、C+ 6.0 举例演示Visual C+ 6.0的基本操作 启动 创建源文件 构建工程（编译、链接） 运行程序,C语言概述,24,C语言程序的基本结构,一个简单的C语言程序 问题：在屏幕上显示一行文字：“Hello World!” 源程序（cw0101.c） 运行结果,C语言快速入门,/* 在屏幕上显示Hello World! */ #include void main() /* 定义主函数 */ printf(Hello World!n); ,Hello World!,25,C语言程序的基本结构,一个简单的C语言程序 程序结构分析 /* */ 多行注释 / 单行注释（C+，C99支持）,C语

15、言快速入门,/* 在屏幕上显示Hello World! */ #include void main() /* 定义主函数 */ printf(Hello World!n); ,注释部分 增强程序的可读性。 不被执行。,26,C语言程序的基本结构,一个简单的C语言程序 程序结构分析,C语言快速入门,/* 在屏幕上显示Hello World! */ #include void main() /* 定义主函数 */ printf(Hello World!n); ,#include编译预处理命令 程序中包含某一文件内容。 stdio.h 为标准输入输出头文件。 该文件包含输入输出函数的信息。,27,C

16、语言程序的基本结构,一个简单的C语言程序 程序结构分析 可以使用两种函数： 标准库函数 自定义函数,C语言快速入门,/* 在屏幕上显示Hello World! */ #include void main() /* 定义主函数 */ printf(Hello World!n); ,函数 C程序由函数组成。 一个C程序有且仅有一个主函数（main函数）。,28,C语言程序的基本结构,一个简单的C语言程序 程序结构分析,C语言快速入门,/* 在屏幕上显示Hello World! */ #include void main() /* 定义主函数 */ printf(Hello World!n); ,函

17、数头 说明函数的类型、名称和参数。,29,C语言程序的基本结构,一个简单的C语言程序 程序结构分析,C语言快速入门,/* 在屏幕上显示Hello World! */ #include void main() /* 定义主函数 */ printf(Hello World!n); ,函数体 包括变量说明和可执行语句。,30,C语言程序的基本结构,一个简单的C语言程序 程序结构分析,C语言快速入门,/* 在屏幕上显示Hello World! */ #include void main() /* 定义主函数 */ printf(Hello World!n); ,函数调用语句 格式输出函数printf(

18、 )。 输出“Hello world!”。 “Hello world!”是参数。,Hello World!,31,C语言程序的基本结构,含有算术运算的C语言程序 问题：求方程 的根（设 ）。 源程序（cw0102.c）,C语言快速入门,#include #include void main() float a,b,c,p,disc,q,x1,x2; scanf(%f%f%f, ,32,C语言程序的基本结构,含有算术运算的C语言程序 程序结构分析,C语言快速入门,#include #include void main() float a,b,c,p,disc,q,x1,x2; scanf(%f%

19、f%f, ,预处理命令 math.h包含数学函数的信息。,33,C语言程序的基本结构,含有算术运算的C语言程序 程序结构分析,C语言快速入门,#include #include void main() float a,b,c,p,disc,q,x1,x2; scanf(%f%f%f, ,函数 一个主函数（main函数）。,34,C语言程序的基本结构,含有算术运算的C语言程序 程序结构分析,C语言快速入门,#include #include void main() float a,b,c,p,disc,q,x1,x2; scanf(%f%f%f, ,函数头,35,C语言程序的基本结构,含有算术运

20、算的C语言程序 程序结构分析,C语言快速入门,#include #include void main() float a,b,c,p,disc,q,x1,x2; scanf(%f%f%f, ,函数体 变量说明语句 可执行语句,36,C语言程序的基本结构,含有算术运算的C语言程序 程序结构分析,C语言快速入门,#include #include void main() float a,b,c,p,disc,q,x1,x2; scanf(%f%f%f, ,运行程序 键盘输入a、b、c的值； 屏幕显示x1和x2的值。,1 0 -4 x1=2.000000,x2=-2.000000,37,C语言程序的

21、基本结构,包含多个函数的C语言程序 问题：求|a|+|b|的值。 源程序（cw0103.c）,C语言快速入门,#include float absv(float x) float y; if (x=0) y=x; else y=-x; return y; void main() float a,b,c; printf(input a,b:n); scanf(%f%f, ,38,C语言程序的基本结构,包含多个函数的C语言程序 程序结构分析,C语言快速入门,#include float absv(float x) float y; if (x=0) y=x; else y=-x; return y

22、; void main() float a,b,c; printf(input a,b:n); scanf(%f%f, ,程序由两个函数组成： absv函数 main函数,39,C语言程序的基本结构,包含多个函数的C语言程序 程序结构分析,C语言快速入门,#include float absv(float x) float y; if (x=0) y=x; else y=-x; return y; void main() float a,b,c; printf(input a,b:n); scanf(%f%f, ,调用absv函数求绝对值。,40,input a,b: -5 13 |a|+|b

23、|=18.000000,C语言程序的基本结构,包含多个函数的C语言程序 程序结构分析,C语言快速入门,#include float absv(float x) float y; if (x=0) y=x; else y=-x; return y; void main() float a,b,c; printf(input a,b:n); scanf(%f%f, ,运行程序 在屏幕上显示提示信息； 用键盘输入a、b的值； 在屏幕上显示a、b绝对值之和。,41,C语言程序的基本结构,C语言程序的基本结构小结,C语言快速入门,一个C程序由一个或多个函数组成，但有且仅有一个主函数（main函数）；ma

24、in函数是程序执行的入口，可置于程序的任何位置。 程序中可以有预处理命令(如：include 命令)。预处理命令通常放在程序的最前面。 每个语句以分号结尾；预处理命令、函数头和花括号“”之后不必加分号。 函数包括函数的说明部分和函数体；函数体包括变量说明部分和执行部分；函数体由一对花括号“ ”括起来。 括在/*/内的文本为注释。 一行可以写几个语句，一个语句也可以写在多行上。 程序区分大小写字母。一般变量、语句等用小写字母书写；符号常量、宏名等用大写字母书写。 标识符和保留字之间须加空格以示分隔。,42,C语言的字符集,C语言源程序中使用的字符来自C语言的字符集。 字符集（Character

25、set）来自ASCII表 52个大小写字母（Letters） A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z 10个数字（Digits） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 空白符（Blanks） 空格符、制表符、回车符、换行符 图形符号（Graphic characters） ! # % : , . / ?,C语言快速入门,43,C语言的关键字,关键字（Keywords）是C语言中的词汇。 也称为保留字（Reserved word

26、s） 类型说明 int、long、short、float、double、char、unsigned、signed、const、void、volatile、enum 、struct、union 语句定义 if、else、goto、switch、case、do、while、for、continue、break、return、default、typedef 存储类别说明 auto、register、extern、static 长度运算符 sizeof,C语言快速入门,44,C语言的标识符,标识符（Identifiers）是程序中引用对象的名称。 用来标识变量、符号常量、数组、函数、结构体、共用体、自

27、定义类型等。 命名规则 只能包括大小写字母、数字和下划线； 首字符必须是字母或下划线； 一般内部标识符的前31个字符有效，而外部标识符的前6个字符有效；（视具体编译器的规定） 不能与关键字相同。,C语言快速入门,45,程序的测试与调试,程序错误 语法错误 未遵循C的语法规则。 编译器可以检查。 运行时错误 在程序运行时执行了无法处理的操作。 逻辑错误 程序不能按照预期的方式运行，不能产生预期的结果。,C语言快速入门,46,程序的测试与调试,程序测试 审查和运行程序，检测程序是否存在错误。 测试步骤 在编译前仔细检查程序的源代码，看看是否有明显的错误。 查看编译器发现的语法错误。 对于运行时错误和逻辑错误可以采用正确输出测试。 想找出所有错误是不切实际的。,C语言快速入门,47,程序的测试与调试,程序调试 隔离和修正错误。 调试方法 采用手工方式来跟踪程序。 在程序中的关键点放置输出语句来显示变量的值。 使用调试器。,C语言快速入门,48,程序的测试与调试举例,测试并调试下面的程序。 问题：输入两个数，计算它们的和。 源代码,C语言快速入门,