第1章初識(shí)C語(yǔ)言(C版)

1、第一章初識(shí)第一章初識(shí)C+語(yǔ)言語(yǔ)言 第一節(jié)第一節(jié)C+語(yǔ)言簡(jiǎn)介語(yǔ)言簡(jiǎn)介 第二節(jié)第二節(jié)C+語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)第一節(jié)第一節(jié)C+語(yǔ)言簡(jiǎn)介語(yǔ)言簡(jiǎn)介 信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽是一項(xiàng)益智性的競(jìng)賽活動(dòng)，核心是考查選手的智力和使用計(jì)算機(jī)解題的能力，選手首先應(yīng)針對(duì)競(jìng)賽題目的要求構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而構(gòu)造出計(jì)算機(jī)可以接受的算法，之后編寫出計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行的程序。程序設(shè)計(jì)是信息學(xué)競(jìng)賽的基本功，選手參與競(jìng)賽活動(dòng)的第一步是熟練掌握一門程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，目前競(jìng)賽中允許使用的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言有C語(yǔ)言、C+語(yǔ)言、Pascal。C+ 語(yǔ)言概述語(yǔ)言概述 wC+由美國(guó)AT&T貝爾實(shí)驗(yàn)室的本賈尼斯特勞斯特盧普博士在20世紀(jì)80年代初期發(fā)明并實(shí)

2、現(xiàn)（最初這種語(yǔ)言被稱作“C with Classes”帶類的C）。開(kāi)始，C+是作為C語(yǔ)言的增強(qiáng)版出現(xiàn)的，從給C語(yǔ)言增加類開(kāi)始，不斷的增加新特性。w今天C+已成為世界主流編程語(yǔ)言之一。C+ 語(yǔ)言的特點(diǎn)語(yǔ)言的特點(diǎn) 語(yǔ)言簡(jiǎn)潔緊湊，使用靈活方便語(yǔ)言簡(jiǎn)潔緊湊，使用靈活方便C+語(yǔ)言一共只有32個(gè)關(guān)鍵字和9種控制語(yǔ)句，程序書(shū)寫自由，主要用小寫字母表示。運(yùn)算符豐富運(yùn)算符豐富C+語(yǔ)言的運(yùn)算符包含的范圍很廣泛，共有34個(gè)運(yùn)算符。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富C+語(yǔ)言的數(shù)據(jù)類型有：整型、實(shí)型、字符型、數(shù)組類型等等結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言的顯著特點(diǎn)是代碼及數(shù)據(jù)的分隔化,即程序的各個(gè)部分除了必要的信息交流外彼此獨(dú)立。生

3、成的代碼質(zhì)量高生成的代碼質(zhì)量高C+語(yǔ)言在代碼效率方面可以和匯編語(yǔ)言相媲美。可移植性強(qiáng)可移植性強(qiáng)C+語(yǔ)言編寫的程序很容易進(jìn)行移植，在一個(gè)環(huán)境下運(yùn)行的程序不加修改或少許修改就可以在完全不同的環(huán)境下運(yùn)行。C+程序結(jié)構(gòu)程序結(jié)構(gòu) 在介紹在介紹C+語(yǔ)言程序的結(jié)構(gòu)之前，我們先來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：語(yǔ)言程序的結(jié)構(gòu)之前，我們先來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：例1.1 在屏幕上輸出“Hello World!”。#include /使用cin,cout，須調(diào)用iostream 庫(kù)，否則編譯出錯(cuò)#include / 使用system( )調(diào)用cstdlib庫(kù)using namespace std; /在C語(yǔ)言中要省略，例如在VC+

4、和TC+中int main() /有的C語(yǔ)言可用void main(),例如TC+和VC+coutHello World!endl; /輸出Hello World! system(pause); /暫停作用，使用system(pause)調(diào)用cstdlib庫(kù)return 0; /結(jié)束整個(gè)程序運(yùn)行結(jié)果：Hello World!【說(shuō)明】：1、以“/”開(kāi)頭為注釋行，“/”后的內(nèi)容用以對(duì)語(yǔ)句進(jìn)行說(shuō)明，輸入程序時(shí)可以不輸入。2、#include告訴編譯器的預(yù)處理器將輸入輸出流的標(biāo)準(zhǔn)頭文件(iostream)包括在本程序中。這個(gè)頭文件包括了C+中定義的基本標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出程序庫(kù)的聲明。3、using name

5、space std使用std(標(biāo)準(zhǔn))名字空間的意思。所謂的名字空間是標(biāo)準(zhǔn)C+中的一種機(jī)制，用來(lái)控制不同類庫(kù)的沖突問(wèn)題。使用它可以在不同的空間內(nèi)使用相同名字的類或者函數(shù)。4、int main( )這一行為主函數(shù)(main function)的起始聲明。main()是所有C+程序的運(yùn)行的起始點(diǎn)。不管它是在代碼的開(kāi)頭，結(jié)尾還是中間，此函數(shù)中的代碼總是在程序開(kāi)始運(yùn)行時(shí)第一個(gè)被執(zhí)行。所有C+程序都必須有一個(gè)main(),int main()前int在Dev C+中可省略，在TC+和VC+中最好保留。main后面跟了一對(duì)圓括號(hào)( )，表示它是一個(gè)函數(shù)。C+中所有函數(shù)都跟有一對(duì)圓括號(hào)( )，括號(hào)中可以有一些

6、輸入?yún)?shù)。注意，圓括號(hào)括號(hào)中即使什么都沒(méi)有也不能省略。如例題中顯示，主函數(shù)main()中的內(nèi)容，由一對(duì)花括號(hào) 括起來(lái)。 5、cout Hello World! Environment Options” （如圖3），在彈出的對(duì)話框中選擇第二個(gè)標(biāo)簽頁(yè)”interface”（如圖4），在Language下拉列表中選擇Chinese即可，將操作界面改為中文的。圖3 圖4二、新建源程序二、新建源程序1)從主菜單選擇“文件” “新建” “源代碼”即可（如圖2所示）。圖22).此時(shí)屏幕右下側(cè)出現(xiàn)一片白色區(qū)域，稱為“源程序編輯區(qū)域” ；可以在此輸入程序。如(圖5)所示。注意： 1必須在英文輸入環(huán)境下編輯程序（

7、如果你當(dāng)前能在程序編輯區(qū)輸入中文，說(shuō)明你是在中文輸入環(huán)境下。為了輸入程序，你必須切換到英文輸入環(huán)境下）。 2在4.99以前的版本的Dev-C+環(huán)境下，為了查看程序運(yùn)行結(jié)果，需要在main函數(shù)的return語(yǔ)句前加上：system(pause)或getchar( )，這樣程序運(yùn)行到該語(yǔ)句時(shí)，結(jié)果顯示屏幕將會(huì)停留，讓大家有時(shí)間看程序的輸出結(jié)果。否則結(jié)果顯示屏幕將會(huì)一閃而過(guò)。在4.99之后的版本可不必加該語(yǔ)句，運(yùn)行結(jié)束后結(jié)果顯示屏幕將自動(dòng)停留。圖5源程序編輯區(qū)#includeusing namespace std;int main ( )三、三、 保存源程序到硬盤保存源程序到硬盤一個(gè)好的習(xí)慣是創(chuàng)建了

8、一個(gè)新程序后，在還未輸入代碼之前先將該程序保一個(gè)好的習(xí)慣是創(chuàng)建了一個(gè)新程序后，在還未輸入代碼之前先將該程序保存到硬盤某個(gè)目錄下，然后在程序的編輯過(guò)程中經(jīng)常性地保存程序，以防止機(jī)存到硬盤某個(gè)目錄下，然后在程序的編輯過(guò)程中經(jīng)常性地保存程序，以防止機(jī)器突然斷電或者死機(jī)。要保存程序，只需從主菜單選擇器突然斷電或者死機(jī)。要保存程序，只需從主菜單選擇“文件文件”保存保存”就可以將文件保存到指定的硬盤目錄。如圖就可以將文件保存到指定的硬盤目錄。如圖6所示。所示。圖6保存此時(shí)會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框。在此你需要指定文件要存放的磁盤目錄（例如：此時(shí)會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框。在此你需要指定文件要存放的磁盤目錄（例如： D:tem

9、p），自定文件名稱），自定文件名稱(例如：例如：ex1)以及保存類型。在點(diǎn)擊右下角的保存按以及保存類型。在點(diǎn)擊右下角的保存按鈕后，在鈕后，在D盤上的盤上的temp目錄下將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)名為目錄下將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)名為ex1.cpp的源文件。的源文件。 四、編譯、運(yùn)行四、編譯、運(yùn)行 編譯：從主菜單選“運(yùn)行”“編譯運(yùn)行”或快捷鍵“F9”（圖7）。如果程序中存在詞法、語(yǔ)法等錯(cuò)誤，則編譯過(guò)程失敗。編譯器會(huì)在屏幕右下角的“Compile Log”標(biāo)簽頁(yè)中顯示錯(cuò)誤信息,如（圖8）所示，并且將源程序相應(yīng)的錯(cuò)誤行標(biāo)成紅色底色。圖8圖7 五、調(diào)試程序五、調(diào)試程序1設(shè)置程序斷點(diǎn)通過(guò)預(yù)處理、編譯和鏈接的程序僅僅是該程序中沒(méi)有

10、詞法和語(yǔ)法等錯(cuò)誤，而無(wú)法發(fā)現(xiàn)程序深層次的問(wèn)題（譬如算法不對(duì)導(dǎo)致結(jié)果不正確）。當(dāng)程序運(yùn)行出錯(cuò)時(shí)，需要找出錯(cuò)誤原因。仔細(xì)讀程序來(lái)尋找錯(cuò)誤固然是一種方法，但是有時(shí)光靠讀程序已經(jīng)解決不了問(wèn)題，此時(shí)需要借助于程序調(diào)試（Debug）手段。這是一種有效的排錯(cuò)手段，每一位同學(xué)都需要掌握。如果想讓程序運(yùn)行到某一行前能暫停下來(lái)，就需要將該行設(shè)成斷點(diǎn)。具體方法是在代碼所在行行首單擊，該行將被加亮。默認(rèn)的加亮顏色是紅色。如果想取消不讓某行代碼成為斷點(diǎn)，則在代碼行首再次點(diǎn)擊即可。2運(yùn)行程序設(shè)置斷點(diǎn)后，此時(shí)程序運(yùn)行進(jìn)入debug狀態(tài)。要想運(yùn)行程序，就不能使用主菜單“Execute”“Run”，而是需要用主菜單“Debug

11、”“Debug”（或者按快捷鍵F8），如圖12所示。 3單步執(zhí)行程序要想運(yùn)行藍(lán)色底色的代碼，可以使用圖14所示的“Next Step（ F7）”、“Step Into（Shift F7）”、“Continue（Ctrl F7）”，“Run to Cursor（Shift F4）”等（具體含義見(jiàn)下面的介紹）。在學(xué)習(xí)函數(shù)之前，一般用的是Next Step和Continue。學(xué)習(xí)函數(shù)后，還會(huì)用到Step Into。4設(shè)置watch窗口在調(diào)試程序時(shí)，可能要看程序運(yùn)行過(guò)程中變量的值，以檢測(cè)程序?qū)ψ兞康奶幚硎欠裾_，可以在調(diào)試時(shí)通過(guò)調(diào)試菜單下的添加變量（Add Watch）窗口來(lái)增加變量watch，新增的

12、變量將會(huì)顯示在最左邊Explore的Debug頁(yè)中。如果左邊Explore中的當(dāng)前頁(yè)不是Debug頁(yè)，則可以點(diǎn)擊Debug標(biāo)簽使之成為當(dāng)前頁(yè)。第二節(jié)第二節(jié)C+語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)無(wú)論做任何事情，都要有一定的方式方法與處理步驟，所謂“無(wú)規(guī)矩?zé)o以成方圓”。計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)比日常生活中的事務(wù)處理更具有嚴(yán)謹(jǐn)性、規(guī)范性和可行性。為了使計(jì)算機(jī)有效地解決實(shí)際問(wèn)題，必須將處理步驟編排好，用計(jì)算機(jī)能理解的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編寫成“序列”，讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別并執(zhí)行這個(gè)“序列”，達(dá)到解決實(shí)際問(wèn)題的目的。將處理問(wèn)題的步驟編排好，用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言組成序列，就是常說(shuō)的編寫程序。在C+語(yǔ)言中，執(zhí)行每條語(yǔ)句都是由計(jì)算機(jī)完成相應(yīng)的具體操作

13、，編寫程序是利用C+語(yǔ)句的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的處理要求?！扒Ю镏校加谧阆隆?，我們從簡(jiǎn)單程序?qū)W起，逐步了解和掌握怎樣編寫程序。在學(xué)習(xí)C+語(yǔ)言之前，讓我們繞過(guò)那些繁瑣的語(yǔ)法規(guī)則細(xì)節(jié)，通過(guò)一些簡(jiǎn)單的例題，來(lái)熟悉程序的基本組成和基本語(yǔ)句的用法，選手剛接觸編程時(shí)，多動(dòng)手模仿是一條捷徑。例例1.2 在梯形中陰影部分面積是150平方厘米，求梯形面積?！痉治觥?已知梯形上、下底長(zhǎng)為15和25。令梯形的高為h，則由已知三角形面積為150平方厘米，有150（15*h）/2，得h為20，然后根據(jù)梯形面積公式算出梯形面積。程序如下： #include /printf和scanf調(diào)用cstdio庫(kù),在C語(yǔ)言中可調(diào)用st

14、dio.h庫(kù)#include / 使用system( )調(diào)用cstdlib庫(kù)using namespace std; /在C語(yǔ)言中要省略，例如在VC+和TC+中int main() /有的C語(yǔ)言可用void main(),例如TC+和VC+ /整個(gè)程序開(kāi)始 float s,h,up,down; / float定義s,h,up,down為單精度實(shí)型變量 up=15; /已知上底 down=25; /已知下底 h=2*150/up; /根據(jù)上底求出梯形的高 s=(up+down)*h/2; /求出梯形的面積 printf(s=%0.2fn,s);/ n是換行控制符，0.2f按實(shí)際位數(shù)輸出，保留2位

15、小數(shù) system(pause); /暫停作用，TC+和VC+中使用system( )調(diào)用stdlib.h庫(kù) return 0; /結(jié)束程序，在TC+和VC+中也要保留運(yùn)行結(jié)果：s=400.00 【說(shuō)明】：所謂namespace，是指標(biāo)識(shí)符的各種可見(jiàn)范圍。C+標(biāo)準(zhǔn)程序庫(kù)中的所有標(biāo)識(shí)符都被定義于一個(gè)名為std的namespace中。當(dāng)使用時(shí)，相當(dāng)于在C中調(diào)用庫(kù)函數(shù)，使用的是全局命名空間，也就是早期的C+實(shí)現(xiàn)；當(dāng)使用的時(shí)候，該頭文件沒(méi)有定義全局命名空間，必須使用namespace std；這樣才能正確使用cout、cin和endl。例例1.3 已知一位小朋友的電影票價(jià)是10元，計(jì)算x位小朋友的總票

16、價(jià)是多少？【分析】 假設(shè)總票價(jià)用y來(lái)表示，則這個(gè)問(wèn)題可以用以下幾個(gè)步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)：輸入小朋友的數(shù)目x；用公式y(tǒng)=10*x計(jì)算總票價(jià)；輸出總票價(jià)y的值。程序如下：#include /使用cin,cout，須調(diào)用iostream庫(kù)using namespace std;int main() int x,y; /定義整型變量 coutx; /小朋友的人數(shù) y=10*x; /計(jì)算總票價(jià) couttotal=yendl; /輸出總票價(jià) return 0; /結(jié)束程序 【說(shuō)明】：【說(shuō)明】： 1、int定義x,y為整型變量，有關(guān)整型變量將在第二章詳細(xì)介紹。2、coutx的作用是輸入一個(gè)數(shù)，賦予變量x。 4、co

17、uttotal=yendl的作用是輸出提示符total=，輸出y的值，endl是換行的意思。 通過(guò)以上例1.2和例1.3兩個(gè)例子，可以總結(jié)出C+語(yǔ)言程序的結(jié)構(gòu)如下：1）C+語(yǔ)言變量在使用之前必須先定義其數(shù)據(jù)類型，未經(jīng)定義的變量不能使用。2）程序由一個(gè)或多個(gè)函數(shù)組成，一個(gè)程序中必須有且只有一個(gè)主函數(shù)，主函數(shù)的名字為main。不論main()函數(shù)在程序中什么位置，程序都是從main()函數(shù)開(kāi)始執(zhí)行，main()函數(shù)執(zhí)行完畢，程序也就結(jié)束了。3）在程序中可以調(diào)用系統(tǒng)提供的庫(kù)函數(shù)。在調(diào)用庫(kù)函數(shù)之前，必須將相應(yīng)頭文件包含在程序中。4）程序中可以有注釋行。注釋是為了使程序更易于理解和提示。5）程序的語(yǔ)句以

18、分號(hào)結(jié)束。分號(hào)是C+語(yǔ)言不可缺少的組成部分。6）程序的書(shū)寫要注意適當(dāng)?shù)目s進(jìn)，一般采用“逐層縮進(jìn)”形式，以便使程序更加清晰易讀。 把處理問(wèn)題的步驟編成能從上到下順序執(zhí)行的程序，是簡(jiǎn)單程序的基本特征。再來(lái)分析下面一道例題的程序結(jié)構(gòu)，同時(shí)繼續(xù)學(xué)習(xí)基本語(yǔ)句。例1.4 有一個(gè)牧場(chǎng)，牧場(chǎng)上的牧草每天都在勻速生長(zhǎng)，這片牧場(chǎng)可供有一個(gè)牧場(chǎng)，牧場(chǎng)上的牧草每天都在勻速生長(zhǎng)，這片牧場(chǎng)可供15頭頭牛吃牛吃20天，或可供天，或可供20頭牛吃頭牛吃10天，那么，這片牧場(chǎng)每天新生的草量可供幾頭天，那么，這片牧場(chǎng)每天新生的草量可供幾頭牛吃牛吃1天？天？【分析】解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵是利用牛吃的草量，最終求出這片牧場(chǎng)每天新生長(zhǎng)的草量，我們?cè)O(shè)1單位的草量為1頭牛1天所需的草量，于是15頭牛20天所食的草量為300單位（包括這20天內(nèi)的新生草量），20頭牛10天所食的草量為200單位（包括這10天內(nèi)的新生草量），兩者的差值即為10天內(nèi)的新生草量。程序如下：#include /使用cin,cout，須調(diào)用iostream庫(kù)using namespace std;int main() int s1,s2,s3; /變量定義 s1=15*20; /15頭牛20天所