計(jì)算概論AB01感性認(rèn)識(shí)C程序.ppt

計(jì)算概論A課程 程序設(shè)計(jì)部分 感性認(rèn)識(shí)C+程序,崔 斌,什么是程序？,計(jì)算機(jī)也是機(jī)器！ 必須“設(shè)置”好才能運(yùn)行； ENIAC采用“手工插線”的方式“編程”； “編程序” = 給計(jì)算機(jī)設(shè)置好運(yùn)行的步驟； 程序 人們用來(lái)告訴計(jì)算機(jī)應(yīng)該做什么的東西； 怎么告訴它呢？（程序到底是什么樣子？） 告訴計(jì)算機(jī)一些什么東西，它才能運(yùn)行？ 以什么形式告訴它，它才能夠明白？,問(wèn)題一,告訴計(jì)算機(jī)一些什么東西，它才能運(yùn)行？ 下面請(qǐng)把你自己的大腦當(dāng)作一臺(tái)計(jì)算機(jī)：,給你一個(gè)數(shù)列，求最大數(shù)： 78, 56, 69, 31, 36, 67, 31, 47, 69, 34, 45, 74, 61, 82, 43, 41, 76, 79, 81, 66, 54, 50, 76, 51, 53, 28, 74, 39, 45, 61, 52, 41, 43, 75, 78, 84, 72, 51, 43, 64, 75, 81, 69, 55, 74,你怎么做的？,哪個(gè)數(shù)字最大？ 把上面的數(shù)字輸入大腦里； 在大腦里開(kāi)辟了一個(gè)存儲(chǔ)空間存放輸入的數(shù)字； 把某一個(gè)數(shù)字取出來(lái)，當(dāng)作一個(gè)臨時(shí)的“特別數(shù)字”記住，并假設(shè)這個(gè)數(shù)字最大； 拿這個(gè)臨時(shí)的“特別數(shù)字” 與其他數(shù)字相比較； 如果有其他數(shù)字比臨時(shí)的“特別數(shù)字”更大，就把“特別的數(shù)字”換成這個(gè)更大的數(shù)字； 重復(fù)上述過(guò)程直到把所有的數(shù)字都比較完畢； 那么大腦中這個(gè)“特別數(shù)字”就記錄了最大的數(shù)字；,把自己的大腦當(dāng)作計(jì)算機(jī),你做了些什么？ 在大腦中使用了一片存儲(chǔ)空間存放輸入的數(shù)字； 使用了另一個(gè)（片）存儲(chǔ)空間存放“特別數(shù)字”； “反復(fù)”選定（按照某種規(guī)律）“存儲(chǔ)空間中的數(shù)字”（與“特別數(shù)字”比較）； （每次比較時(shí)）判斷“選定的數(shù)字”是否大于“特別數(shù)字”； （如果大于）重新“刷新”“特別數(shù)字”； （如果“特別數(shù)字”與其他數(shù)字都進(jìn)行了比較）說(shuō)出“特別數(shù)字”；,把別人的大腦當(dāng)作計(jì)算機(jī),告訴別人些什么？ 在你的大腦里開(kāi)辟一片存儲(chǔ)空間存放輸入的數(shù)字； 開(kāi)辟另一個(gè)存儲(chǔ)空間存放“特別數(shù)字”； 從存儲(chǔ)空間中的第一個(gè)數(shù)字開(kāi)始，直到最后一個(gè)數(shù)，重復(fù)以下操作： 比較“存儲(chǔ)空間中的數(shù)字”與“特別數(shù)字” ； 如果“存儲(chǔ)空間中的數(shù)字”大于“特別數(shù)字”； 那么，將 “特別數(shù)字”換成 “存儲(chǔ)空間中的數(shù)字” ； 說(shuō)出“特別數(shù)字”；,你能看懂多少？,#include using namespace std; int main( ) int number45 = 78, 56, 69, 31, 36, 67, 31, 47, 69, 34, 45, 74, 61, 82, 43, 41, 76, 79, 81, 66, 54, 50, 76, 51, 53, 28, 74, 39, 45, 61, 52, 41, 43, 75, 78, 84, 72, 51, 43, 64, 75, 81, 69, 55, 74; int max = 0; int i = 0; for(i = 0; i max) max = numberi; cout“The Maximal Number is:“max; return 0; ,問(wèn)題來(lái)了！,是不是“無(wú)論我們?cè)诔绦蚶飳?xiě)什么，計(jì)算機(jī)都能明白？” 計(jì)算機(jī)語(yǔ)言提供了一些具有特定含義的“關(guān)鍵字”、“運(yùn)算符”等；計(jì)算機(jī)“只能明白”這些元素的特定含義。（哪些關(guān)鍵字？含義是什么？） 是不是“無(wú)論什么樣的數(shù)字、符號(hào)都能夠在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行存儲(chǔ)”？ 計(jì)算機(jī)能夠處理的數(shù)據(jù)的種類(lèi)是有限制的。（哪些類(lèi)型？類(lèi)型的限制是什么？） 用有限的幾個(gè)關(guān)鍵字，能表達(dá)“各種各樣、紛繁復(fù)雜”的處理邏輯嗎？ 程序的控制結(jié)構(gòu)有幾種基本的邏輯結(jié)構(gòu)。（哪幾種？為什么只有這幾種？怎么使用？）,計(jì)算機(jī)認(rèn)識(shí)哪些詞？,計(jì)算機(jī)能夠明白的“單詞” 這些關(guān)鍵詞在程序中有特定含義,計(jì)算機(jī)能夠處理哪種類(lèi)型的數(shù)據(jù)?,如何表達(dá)紛繁復(fù)雜的計(jì)算邏輯？,分支語(yǔ)句,循環(huán)語(yǔ)句,順序語(yǔ)句,判斷語(yǔ)句,關(guān)于變量的定義和使用,變量的定義 變量類(lèi)型 變量名稱(chēng)； int i； float result;,#include void main() int i; couti; cout“您輸入的整數(shù)是：“iendl; ,程序如何輸入/輸出？,如何從程序中輸出信息？ cout x; cin是輸入流對(duì)象（支持輸出的東西） “”（提取操作符）,簡(jiǎn)單程序的組成,/* /* example.cpp * /* #include using namespace std; int main( ) int number45 = 78, 56, 69, 31, 36, 67, 31, 47, 69, 34, 45, 74, 61, 82, 43, 41, 76, 79, 81, 66, 54, 50, 76, 51, 53, 28, 74, 39, 45, 61, 52, 41, 43, 75, 78, 84, 72, 51, 43, 64, 75, 81, 69, 55, 74; int max = 0; int i = 0; for(i = 0; i max) max = numberi; cout“The Maximal Number is:“max; return 0; /函數(shù)結(jié)束返回 ,注釋,預(yù)編譯：文件包含命令,聲明名字空間,函數(shù)體,變量定義,循環(huán)控制語(yǔ)句,賦值語(yǔ)句,運(yùn)算表達(dá)式,輸入輸出語(yǔ)句,函數(shù)名,很簡(jiǎn)單的程序（1）,/* /*exam1.cpp * /* #include using namespace std; int main() cout “I am a student.“ endl; return 0; ,很簡(jiǎn)單的程序（2）,#include using namespace std; int main() int a,b,result; cout a b; result = 3*a2*b+1; cout “result is” result endl; return 0； ,很簡(jiǎn)單的程序（3）,#include using namespace std; int main() int x, y; cinxy; if(xy) cout“Max number is: “xendl; else cout“Max number is: “yendl; return 0; ,最簡(jiǎn)單的程序,#include using namespace std; int main() return 0; ,#include void main() ,#include void main() int score; char grade; coutscore; if(score100) cout=90) grade=A; else if(score=80) grade=B; else if(score=70) grade=C; else if(score=60) grade=D; cout“輸入的成績(jī)是“grade“級(jí)！“endl; ,關(guān)于C+程序的幾點(diǎn)說(shuō)明,關(guān)于C+程序本身 每個(gè)C+程序都由很多個(gè)“函數(shù)”組成 每個(gè)程序都以main( )函數(shù)開(kāi)始（程序入口） 每個(gè)函數(shù)的形式都有“輸入”和“輸出” 如 int main( ); 如 double pow(double x, double y) 語(yǔ)句分號(hào)結(jié)尾，一行可以寫(xiě)多個(gè)語(yǔ)句，一個(gè)語(yǔ)句可以寫(xiě)多行；格式變化不會(huì)影響程序運(yùn)行； 程序中的注釋可以放在/*.*/之間，或 / 之后；,#include using namespace std; void swap(int x, int y); /這是函數(shù)的聲明； int main( ) int a=30,b=40; cout“a=“a“,b=“bendl; swap(a,b); /這是函數(shù)的調(diào)用； cout“a=“a“,b=“bendl; return 0; void swap(int x,int y) /這是一個(gè)函數(shù)的定義； int z=x; x=y; y=z; ,關(guān)于C+程序的幾點(diǎn)說(shuō)明,關(guān)于C+程序的運(yùn)行環(huán)境 C+程序均保存在 xxx.cpp 的文件之中； 不同的文件之間可以互相“引用”； 通過(guò)“include”實(shí)現(xiàn) xxx.cpp 文件不能直接執(zhí)行，必須用一個(gè)軟件進(jìn)行“編譯”，然后運(yùn)行 Visual C+ 6.0 Visual Studio .NET Eclipse + CDT,C+程序的加工和執(zhí)行,源程序，不能直接執(zhí)行，必須先把它轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行程序。 加工通常分兩步： 編譯 編譯程序處理源程序，生成機(jī)器語(yǔ)言目標(biāo)文件。目標(biāo)文件不能執(zhí)行，缺少必要的C+程序運(yùn)行系統(tǒng)和庫(kù)功能。 連接 把目標(biāo)模塊與運(yùn)行系統(tǒng)、庫(kù)模塊組合起來(lái)，構(gòu)成完整的可執(zhí)行程序。,關(guān)于C+程序的書(shū)寫(xiě),注意事項(xiàng)： 每行程序的書(shū)寫(xiě)必須按照邏輯進(jìn)行縮進(jìn)； 編寫(xiě)如下程序行時(shí)，應(yīng)該提供注釋?zhuān)?變量的定義；/說(shuō)明變量代表的意義或作用； 函數(shù)的定義；/說(shuō)明該函數(shù)的主要作用； 復(fù)雜邏輯出現(xiàn)時(shí)；/解釋一段語(yǔ)句的作用； 變量的命名應(yīng)該盡可能體現(xiàn)變量的含義；,關(guān)于高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言C+,程序釋義,程序 計(jì)算任務(wù)的處理對(duì)象和處理規(guī)則的描述。 計(jì)算任務(wù)：任何以計(jì)算機(jī)為處理工具的任務(wù)都是計(jì)算任務(wù)。 處理對(duì)象是數(shù)據(jù)（如數(shù)字、文字、圖形、圖像、聲音等，它們只是表示，而無(wú)含義）或信息（數(shù)據(jù)及有關(guān)的含義）。 處理規(guī)則一般指處理動(dòng)作和步驟。 計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)百科全書(shū),程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的產(chǎn)生,通過(guò)何種語(yǔ)言與機(jī)器進(jìn)行溝通 機(jī)器語(yǔ)言 匯編語(yǔ)言 高級(jí)語(yǔ)言,程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的分類(lèi),低級(jí)語(yǔ)言 之一 機(jī)器語(yǔ)言 機(jī)器語(yǔ)言是機(jī)器指令形成的語(yǔ)言； 形式為二進(jìn)制編碼，機(jī)器可直接執(zhí)行； 00000001000000001000 數(shù)據(jù)裝入寄存器0 00000001000100001010 數(shù)據(jù)裝入寄存器1 00000101000000000001 寄存器0與1的數(shù)據(jù)乘 00000001000100001100 數(shù)據(jù)裝入寄存器1 00000100000000000001 寄存器0與1的數(shù)據(jù)加 00000010000000001110 保存寄存器0里的數(shù)據(jù) 難寫(xiě)難讀，人使用不便，程序開(kāi)發(fā)效率極低,程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的分類(lèi),低級(jí)語(yǔ)言 之二 匯編語(yǔ)言 匯編語(yǔ)言采用助記符號(hào)形式，有利于人閱讀和使用。匯編指令與機(jī)器指令對(duì)應(yīng)。 load 0 a 數(shù)據(jù)裝入寄存器0 load 1 b 數(shù)據(jù)裝入寄存器1 mult 0 1 寄存器0與1的數(shù)據(jù)乘（結(jié)果存在寄存器0） load 1 c 數(shù)據(jù)裝入寄存器1 add 0 1 寄存器0與1的數(shù)據(jù)加 save 0 d 保存寄存器0里的數(shù)據(jù) 比機(jī)器語(yǔ)言好多了，但還不夠好用！,程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的分類(lèi),匯編語(yǔ)言的特點(diǎn)： 每條指令的意義容易理解。 程序粒度太小，細(xì)節(jié)太多。 程序無(wú)結(jié)構(gòu)，缺乏組織手段。 寫(xiě)大程序仍然很困難。 最早時(shí)通過(guò)手工翻譯為機(jī)器指令。 后來(lái)人們開(kāi)發(fā)出“匯編系統(tǒng)”，讓計(jì)算機(jī)去完成程序翻譯工作 計(jì)算機(jī)無(wú)法直接執(zhí)行匯編語(yǔ)言程序，執(zhí)行前需要翻譯為機(jī)器指令程序。,程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的分類(lèi),高級(jí)語(yǔ)言 用變量等概念取代低級(jí)的存儲(chǔ)概念，人擺脫了繁瑣的存儲(chǔ)安排工作； 用類(lèi)似數(shù)學(xué)的表達(dá)式形式描述基本計(jì)算； 具有類(lèi)似文字的表現(xiàn)形式； 提供高級(jí)操作流程控制手段和程序組織手段。,00000001000000001000 load 0 a 00000001000100001010 load 1 b 00000101000000000001 mult 0 1 00000001000100001100 load 1 c 00000100000000000001 add 0 1 00000010000000001110 save 0 d,C語(yǔ)言寫(xiě)同樣的程序： d = a * b + c;,我們學(xué)的是什么高級(jí)語(yǔ)言?,C+ 語(yǔ)言 （面向?qū)ο蟛糠郑?C 語(yǔ)言部分,高級(jí)語(yǔ)言的發(fā)展歷程,1954 -1956年 IBM 的 John Backus 和他的 研究小組研發(fā)了 FORTRAN ( FORmula TRANslation),C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,簡(jiǎn)單歷史 Algol 60：1960年1月，圖靈獎(jiǎng)獲得者Alan J.Perlis在巴黎舉行的由全世界一流軟件專(zhuān)家參加的討論會(huì)上，發(fā)表了“算法語(yǔ)言Algol 60報(bào)告”，確定了程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言Algol 60。（A 語(yǔ)言） 1963年，劍橋大學(xué)在ALGOL 60的基礎(chǔ)上推出了CPL（Combined Programming Language）語(yǔ)言，但規(guī)模比較大，難以實(shí)現(xiàn)。1967年，劍橋大學(xué)的Matin Richards對(duì)CPL語(yǔ)言作了簡(jiǎn)化，推出了BCPL（Basic Combined Programming Language）語(yǔ)言。1970年貝爾實(shí)驗(yàn)室的Ken Thompson進(jìn)一步簡(jiǎn)化，設(shè)計(jì)出了B語(yǔ)言，并用B語(yǔ)言寫(xiě)第一個(gè)UNIX操作系統(tǒng)，在PDP-7上實(shí)現(xiàn)。 C語(yǔ)言是在1972-1973年間由UNIX的研制者Dennis Ritchie和Ken Thompson在B語(yǔ)言的基礎(chǔ)上發(fā)展和完善起來(lái)的。,C 語(yǔ)言的版本,K&R C 在1978年，Kernighan和Ritchie的The C Programming Language第一版出版。在以后的幾年里，The C Programming Language一直被廣泛作為C語(yǔ)言事實(shí)上的