第1章C語言程序設(shè)計基礎(chǔ)

應(yīng)用技術(shù)型高等教育“十三五”規(guī)劃教材

C語言程序設(shè)計（第三版）任正云李素若賴玲主編中國水利水電出版社20年前的情況：手機是財富擁有著的象征，播放音樂靠硬件實現(xiàn)10年前的情況：從工業(yè)發(fā)展歷程看未來世界：手機是一種通信工具，智能手機出現(xiàn)，播放音樂靠軟件實現(xiàn)

10年后的情況：你所看到的任何一個物體，都具有顯示功能，見到的所有人，都能知道他叫什么，在什么單位人何種職務(wù)……制造技術(shù)、電子技術(shù)的進步信息處理方法和能力的提升今天的情況：智能手機走進千家萬戶，智能手機正在取代數(shù)碼相機、攝像機

1、大學(xué)理工科類專業(yè)的的學(xué)生為什么要開設(shè)程序設(shè)計基礎(chǔ)這門課程2、有很多種程序設(shè)計語言，為什么要選擇C語言3、怎樣才能學(xué)好C語言與本課程有關(guān)的幾個觀點4、程序設(shè)計及程序設(shè)計語言

1、大學(xué)理工科類專業(yè)的的學(xué)生為什么要開設(shè)程序設(shè)計基礎(chǔ)這門課程

（1）是《高等學(xué)校通識類課程教學(xué)實施方案》的明確要求。

《計算機應(yīng)用基礎(chǔ)》，《程序設(shè)計基礎(chǔ)》和《數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用》。（2）是時代發(fā)展的需要（3）是專業(yè)背景和應(yīng)用的需要2、有很多種程序設(shè)計語言，為什么要選擇C語言VisualBasicPascalVisualC++CJava

選擇C語言作為程序設(shè)計基礎(chǔ)的理由：C語言是當(dāng)前各種程序設(shè)計語言的共同的語言。C語言是各種語言的基礎(chǔ)。3、怎樣才能學(xué)好C語言數(shù)據(jù)類型：char,int,float,double,void輸入輸出：scanf,printf,getchar,putchar,getch,getche語句：if,else,switch,case,default,break,while,for,do,continue,goto,return運算符：sizeof（1）讀懂別人書寫的程序。

（2）模仿別人寫好的程序，大膽地編寫一些常用的，解決實際問題的程序。

（3）無能有多么好的基礎(chǔ)，編寫的程序一定要上機調(diào)試程序設(shè)計及程序設(shè)計語言程序：程序是能被機器識別并能執(zhí)行的一系列的指令代碼。指令代碼是用程序設(shè)計語言來描述的。程序設(shè)計語言是人與計算機對話的工具。程序設(shè)計需要在一定程序設(shè)計語言環(huán)境下進行。程序設(shè)計語言的發(fā)展：

程序設(shè)計語言一般分為機器語言、匯編語言和高級語言三大類。低級語言低級語言一般包括機器語言和匯編語言10000000（進行一次加法運算）10010000（進行一次減法運算）機器語言A+B＝＞A或ADDA，BA-B＝＞A或SUBA，B助記符匯編語言

用助記符號描述的指令系統(tǒng)稱為符號語言或匯編語言高級語言

它以人類易于接受的文字來表達解決問題的全過程。用戶不必費時費力去記憶難以理解的0、1代碼，而是可以把主要精力集中于解決問題的算法上。

高級語言分為：面向過程的程序設(shè)計語言和面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言main()//告訴編譯器C程序由此開始執(zhí)行{//這一段程序開始floata,b;//定義兩個實型變量長a和寬bfloatarea; //定義面積變量areaarea=a*b; //把計算的面積賦給areaprintf("%f",area); //輸出面積area的值return0;}面向過程的程序設(shè)計語言：面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言：

面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計是一種結(jié)構(gòu)模擬方法，它把現(xiàn)實世界看成是由許多對象（object）所組成，對象之間通過相互發(fā)送和接收消息進行聯(lián)系。消息的發(fā)送對象本身運動，形成對象狀態(tài)的變化。從程序結(jié)構(gòu)的角度，每個對象都是一個數(shù)據(jù)和方法的封裝體——抽象數(shù)據(jù)類型。1.1.2C語言的發(fā)展過程C語言的發(fā)展過程可粗略地分為三個階段：1970年至1973年為誕生階段之后至1988年為發(fā)展階段1988年以后為成熟階段1．C語言的誕生C語言是為寫UNIX操作系統(tǒng)而誕生的。1970年美國AT&T公司貝爾實驗室KenThompson為實現(xiàn)UNIX操作系統(tǒng)而提出一種僅供自己使用的工作語言，由于該工作語言是基于1967年由英國劍橋大學(xué)的MartinRichards提出的BCPL語言設(shè)計的，因而被作者命名為B語言，B取自BCPL的第一個字母。B語言被用于在PDP-7計算機上實現(xiàn)了第一個UNIX操作系統(tǒng)。1972年貝爾實驗室的DennisM.Ritchie又在B語言基礎(chǔ)上系統(tǒng)地引入了各種數(shù)據(jù)類型，從而使B語言的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型化。1973年K.Tompson和D.M.Ritchie用C語言重寫了UNIX操作系統(tǒng)，推出UNIXv5。1975年又推出UNIXv6。此時的C語言是附屬于UNIX操作系統(tǒng)的。2．C語言的發(fā)展1977年C語言的作者發(fā)表了不依賴于具體機器系統(tǒng)的C語言編譯文本《可移植C語言編譯程序》，從而推動了UNIX操作系統(tǒng)在各種機器上的實現(xiàn)以及UNIX操作系統(tǒng)的不斷發(fā)展。1978年以后相繼推出了UNIXv7，UNIXsystemV。使人們普遍注意到C語言的突出優(yōu)點，從而又促進了C語言的迅速推廣。1978年BrianW.Kernighan和D.M.Ritchie以UNIXv7中編譯程序為基礎(chǔ)寫了影響深遠的名著TheCProgrammingLanguage，這本書上介紹的C語言是以后各種C語言版本的基礎(chǔ)，被稱為傳統(tǒng)C語言。1978年以后，C語言先后移植到各種大型機、中型機、小型機及微型機上。目前，C語言成為世界上使用最廣泛的高級程序設(shè)計語言，且不依賴于UNIX操作系統(tǒng)而獨立存在。3．C語言的成熟1978年以后，C語言的不斷發(fā)展產(chǎn)生了各種C語言版本，不同的C語言版本對傳統(tǒng)C語言都有所擴充和發(fā)展。1983年，美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ANSI）綜合了各版本對C的擴充和發(fā)展，制定了新標(biāo)準(zhǔn)，稱為ANSIC。Kernighan和D.M.Ritchie按ANSIC標(biāo)準(zhǔn)重寫了他們的經(jīng)典著作，于1990年正式發(fā)表了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）公布的C語言標(biāo)準(zhǔn)。1988年以后推出的各種C語言版本與ANSIC是相容的。

1999年發(fā)布的C99在基本保留C語言特征的基礎(chǔ)上，增加了一系列C++中面向?qū)ο蟮男绿卣?，使C99成為C++的一個子集。C99是C89的擴充，C語言也從過程化的語言發(fā)展成為面向?qū)ο蟮恼Z言。1.2C語言的特點語言簡潔、緊湊，使用方便、靈活。一共只有32個關(guān)鍵字9種控制語句程序書寫形式自由，主要用小寫字母表示。C語言PASCAL語言含義{}BEGIN...END復(fù)合語句if(e)SIF(e)THENS條件語句inti;VARi:INTEGER定義i為整型變量inta[10];VARa:ARRAY[1..10]OFINTEGER定義a為整型一維數(shù)組intf();FUNCTIONf():INTEGER定義f為返回整型值的函數(shù)int*p;VARp:INTEGER定義p為指向整型變量的指針變量i+=2;i:=i+2賦值語句，使i+2=>ii++,++ii:=i+1i自增值1，i+1=>i1.2C語言的特點運算符豐富。共有34種運算符。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富，具有現(xiàn)代化語言的各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。C語言的數(shù)據(jù)類型有整型、實型、字符型、數(shù)組類型、指針類型、結(jié)構(gòu)體類型、共用體類型等。能實現(xiàn)各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如鏈表、樹、棧等）的運算，尤其是指針類型數(shù)據(jù)。具有結(jié)構(gòu)化的控制語句if...else語句while語句do...while語句switch語句for語句1.2C語言的特點語法限制不太嚴(yán)格，程序設(shè)計自由度大。對數(shù)組下標(biāo)越界不做檢查，由程序編寫者自己保證程序的正確。整型數(shù)據(jù)與字符型數(shù)據(jù)可以通用。

C語言能進行位（bit）操作，能實現(xiàn)匯編語言的大部分功能，可以直接對硬件進行操作。C語言既具有高級語言的特點，又具有低級語言的許多功能，可用來編寫系統(tǒng)軟件。生成目標(biāo)代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高。一般只比匯編程序生成的目標(biāo)代碼效率低10%～20%。程序可移植性好（與匯編語言比）。基本上不做修改就能用于各種型號的計算機和各種操作系統(tǒng)。

C程序結(jié)構(gòu)【例1.1】C程序輸出。main(){ printf("ThisisaCprogram.\n"); return0;}作用有兩個:一個使main（）函數(shù)終止（從而結(jié)束程序），二是指出main（）函數(shù)的返回值是0，這個值表明函數(shù)正常結(jié)束。C程序結(jié)構(gòu)【例1.2】設(shè)計一個程序，計算兩數(shù)之和并輸出結(jié)果。main(){inta,b,sum; //這是定義三個整型變量a,b,suma=123;b=456;//給a、b賦初值sum=a+b; //計算a、b之和賦給sumprintf("sum=%d\n",sum); //輸出sum的值return0;}C程序結(jié)構(gòu)【例1.3】輸入兩個整數(shù)，計算兩者較大的數(shù)，并輸出。main() {inta,b,c;intmax(intx,inty);scanf("%d,%d",&a,&b);c=max(a,b);printf("max=%d",c);return0;}

intmax(intx,inty){intz;if(x>y)z=x;elsez=y;returnz;}1.3.2C程序結(jié)構(gòu)（1）C程序由函數(shù)構(gòu)成（函數(shù)是C程序的基本單位）

一個C源程序至少包含一個main函數(shù)，也可以包含一個main函數(shù)和若干個其他函數(shù)。函數(shù)是C程序的基本單位。被調(diào)用的函數(shù)可以是系統(tǒng)提供的庫函數(shù)，也可以是用戶根據(jù)需要自己編寫設(shè)計的函數(shù)。C函數(shù)庫非常豐富，ANSIC提供100多個庫函數(shù)，TurboC提供300多個庫函數(shù)。1.3.2C程序結(jié)構(gòu)（2）main函數(shù)（主函數(shù)）是每個程序執(zhí)行的起始點。一個C程序總是從main函數(shù)開始執(zhí)行，而不論main函數(shù)在程序中的位置?？梢詫ain函數(shù)放在整個程序的最前面，也可以放在整個程序的最后，或者放在其他函數(shù)之間。1.3.2C程序結(jié)構(gòu)（3）一個函數(shù)由函數(shù)首部和函數(shù)體兩部分組成。函數(shù)首部：一個函數(shù)的第一行。返回值類型函數(shù)名([函數(shù)參數(shù)類型1函數(shù)參數(shù)名1][,…,函數(shù)參數(shù)類型2，函數(shù)參數(shù)名2])intmax(intx,inty)函數(shù)體：函數(shù)首部下用一對{}括起來的部分。如果函數(shù)體內(nèi)有多個{}，最外層是函數(shù)體的范圍。函數(shù)體一般包括聲明、執(zhí)行兩部分。[聲明部分]：定義本函數(shù)所使用的變量。執(zhí)行部分]：由若干條語句組成命令序列（可以在其中調(diào)用其他函數(shù)）。1.3.2C程序結(jié)構(gòu)（4）C程序書寫格式自由。一行可以寫幾個語句，一個語句也可以寫在多行上。C程序沒有行號，也沒有FORTRAN、COBOL那樣嚴(yán)格規(guī)定書寫格式。每條語句的最后必須有一個分號“;”表示語句的結(jié)束。1.3.2C程序結(jié)構(gòu)（5）可以使用“/*”和“*/”對C程序中的任何部分作注釋。如果一開始編程就對程序進行注釋，雖然剛開始麻煩一些，但日后可以節(jié)省大量的時間。一個實際的系統(tǒng)往往是多人合作開發(fā)，程序文檔、注釋是其中重要的交流工具。行注釋“//”塊注釋“/*”和“*/”1.3.2C程序結(jié)構(gòu)（6）C語言本身不提供輸入/輸出語句，輸入/輸出的操作是通過調(diào)用庫函數(shù)（scanf，printf）完成。輸入/輸出操作涉及具體計算機硬件，把輸入/輸出操作放在函數(shù)中處理，可以簡化C語言和C的編譯系統(tǒng)，便于C語言在各種計算機上實現(xiàn)。1.4源程序的編輯、編譯、連接與運行用高級語言編寫的程序