C程序設(shè)計課件.ppt

1、C程序設(shè)計課件,譚浩強(qiáng) 著 清華大學(xué)出版社,第一章 C語言概述,教學(xué)內(nèi)容： C語言出現(xiàn)的歷史背景 C語言的特點(diǎn) 簡單的C程序介紹 C程序的上機(jī)步驟,第一章 語言概述,1.1語言出現(xiàn)的歷史背景 語言是國際上廣泛流行的、很有發(fā)展前途的計算機(jī)高級語言。它適合于作為系統(tǒng)描述語言，既用來寫系統(tǒng)軟件，也可用來寫應(yīng)用軟件。 語言是第三代語言（面向過程的高級語言，第一代：機(jī)器語言；第二代：匯編語言） 以前的操作系統(tǒng)等系統(tǒng)軟件主要是由匯編語言編寫的（包括操作系統(tǒng)在內(nèi)）。由于匯編語言依賴于計算機(jī)硬件，程序的可讀性和可移植性都比較差。為了提高可讀性和可移植性，最好改用高級語言，但一般高級語言難以實現(xiàn)匯編語言的某些功

2、能（匯編語言可以直接對硬件進(jìn)行操作，例如，對內(nèi)存地址的操作、位操作等）。人們設(shè)想能否找到一種既具有一般高級語言特性，又具有低級語言特性的語言，集它們的優(yōu)點(diǎn)于一身。于是，語言就在這種情況下應(yīng)運(yùn)而生了。,l 1970年美國貝爾實驗室的Ken Thompson以BCPL語言為基礎(chǔ),又作了進(jìn)一步簡化,設(shè)計出了很簡單的而且很接近硬件的B語言(取BCPL的第一個字母),并用B語言寫了第一個UNIX操作系統(tǒng),在PDP-7上實現(xiàn).1971年在PDP-11/20上實現(xiàn)了B語言,井寫了Unix操作系統(tǒng)。但B語言過于簡單,功能有限。1972年至1973年間,貝爾實驗室的D.M.Ritchie在B語言的基礎(chǔ)上設(shè)計出了

3、語言（取BCPL的第二個字母）。語言既保持了BCPL和B語言的優(yōu)點(diǎn)（精練，接近硬件），又克服了它們的缺點(diǎn)（過于簡單，數(shù)據(jù)無類型等。最初的語言只是為描述和實現(xiàn)Unix操作系統(tǒng)提供一種工作語言而設(shè)計的，1973年,K.Thompson和D.M.Ritchie兩人合作把UNIX的90%以上用C改寫(即UNIX第5版,原來的Unix操作系統(tǒng)是1969年由美國的貝爾實驗室的K. Thompson和D.M.Ritchie開發(fā)成功的,是用匯編語言寫的)。,1.2C語言的特點(diǎn) 一種語言之所以能存在和發(fā)展,并具有生命力,總是有其不同于(或優(yōu)于)其它語言的特點(diǎn)。C語言的主要特點(diǎn)如下。 語言簡潔、緊湊,使用方便、靈

4、活。 C語言一共只有32個關(guān)鍵字(見附錄II),9種控制語句,程序書寫形式自由,主要用小寫字母表示,壓縮了一切不必要的成分: C語言 Pascal語言 含 義 BEGINEND 復(fù)合語句 if (e) S; IF (e) THFN S 條件語句 int i, VAR i : INTEGER 定義i為整型變量 int a10; VAR a : ARRAY1.。10 of INTEGER 定義a為整型一維數(shù)組 int( ); FUNCTION f( ) : INTEGER 定義f為返回整型值的函數(shù) int *p; VAR P:INTEGER 定義P為指向整型變量的指針變量 =2; i=i+2 賦值

5、語句，使i i+，+i i=i+1 i自增值，i+1i 比較PASCAL可以看到:C程序比Pascal簡練,源程序短,輸入程序時工作量少。,運(yùn)算符豐富 的運(yùn)算符包含的范圍很廣泛，共有種運(yùn)算符（見附錄III）。把括號、賦值、強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換等都作為運(yùn)算符處理。從而使的運(yùn)算類型極其豐富，表達(dá)式類型多樣化，靈活使用各種運(yùn)算符可以實現(xiàn)在其它高級語言中難以實現(xiàn)的運(yùn)算。 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) 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。能用來實現(xiàn)各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如鏈表、樹、棧等）的運(yùn)算。尤其是指針類型數(shù)據(jù)，使用起來比Pascal更為靈活、多樣。 具

6、有結(jié)構(gòu)化的控制語句（如if.else語句、whi1e語句、dowhi1e語句、for語句）。 用函數(shù)作為程序模塊以實現(xiàn)程序的模塊化。是結(jié)構(gòu)化的理想語言，符合現(xiàn)代編程風(fēng)格要求。,.語法限制不大嚴(yán)格，程序設(shè)計自由度大. 例如，對數(shù)組下標(biāo)越界不作檢查，由程序編寫者自己保證程序的正確。對變量的類型使用比較靈活，例如，整型量與字符型數(shù)據(jù)以及邏輯型數(shù)據(jù)可以通用，一般的高級語言語法檢查比較嚴(yán)，能檢查出幾乎所有的語法錯誤。而語言允許程序編寫者有較大的自由度，因此放寬了語法檢查。程序員應(yīng)當(dāng)仔細(xì)檢查程序，保證其正確，而不要過分依賴編譯程序去查錯?！跋拗啤迸c“靈活”是一對矛盾。限制嚴(yán)格，就失去靈活性；而強(qiáng)調(diào)靈活，就

7、必然放松限制。一個不熟練的人員，編一個正確的程序可能會比編一個其它高級語言程序難一些。也就是說，對用語言的人，要求對程序設(shè)計更熟練一些。 語言允許直接訪問物理地址 能進(jìn)行位（）操作，能實現(xiàn)匯編語言的大部分功能，可以直接對硬件進(jìn)行操作，因此既具有高級語言的功能，又具有低級語言的許多功能，可用來寫系統(tǒng)軟件。語言的這種雙重性，使它既是成功的系統(tǒng)描述語言，又是通用的程序設(shè)計語言。有人把稱為“高級語言中的低級語言”，也有人稱它為“中級語言”意為兼有高級和低級語言的特點(diǎn)。,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。 用語言寫的程序可移植性好（與匯編語言比）。 基本上不作修

8、改就能用于各種型號的計算機(jī)和各種操作系統(tǒng)。 上面我們只介紹了語言的最容易理解的一般特點(diǎn)，至于語言內(nèi)部的其它特點(diǎn)將結(jié)合以后各章的內(nèi)容作介紹。由于語言的這些優(yōu)點(diǎn)，使語言應(yīng)用面很廣。許多大的軟件都用編寫，這主要是由于的可移植性好和硬件控制能力高，表達(dá)和運(yùn)算能力強(qiáng)。許多以前只能用匯編語言處理的問題現(xiàn)在可以改用語言來處理了。,1.3 簡單的程序介紹 下面先介紹幾個簡單的程序，然后從中分析程序的特性。 例1.1 /* Example 1.1 */ main () printf (This is a C program n); ,本程序的作用是輸出以下一行 This is a C program 其中mai

9、n表示“主函數(shù)”，每一個程序都必須有一個main函數(shù)。函數(shù)體由大括弧括起來。 printf是語言中的輸出函數(shù)；“n”是換行符。,例1.2 /* Example 1.2 */ main ( ) int a, b, sum; a=123;b=456; sum=a+b; printf(Sum is %dn,sum); 本程序的作用是求兩個整數(shù)和b之和sum 本程序輸出結(jié)果：Sum is 579 * *表示注釋部分，為便于理解，用漢字表示注釋，也可以用英語或漢字拼音作注釋。注釋只是給人看的，對編譯和運(yùn)行不起作用，注釋可以加在程序中任何位置。,例1.3 /* Example 1.3 */ main()

10、* 主函數(shù) * int a,b,c; *定義變量* printf(Input a,b:); scanf(%d,%d, /* 將z的值返回，通過max帶回調(diào)用處 * ,由3個程序示例可以總結(jié)以下7點(diǎn)結(jié)論： 程序是由函數(shù)構(gòu)成的。 一個源程序至少包含一個函數(shù)（main函數(shù)），也可以包含 一個main和若干其他函數(shù)。C的函數(shù)相當(dāng)于其它語言中的子程序。用函數(shù)來實現(xiàn)特定的功能?？梢哉f是函數(shù)式的語言。程序全部工作都是由函數(shù)來完成的。的函數(shù)庫十分豐富，的這種特點(diǎn)使得容易實現(xiàn)程序的模塊化。 一個函數(shù)由兩部分組成： (1)函數(shù)的說明部分。包括函數(shù)名、函數(shù)類型、函數(shù)屬性、函數(shù)參數(shù)（形參）名、形式參數(shù)類型。 例如例1

11、.3中的max函數(shù)的說明部分為。 int max （ x，） 函數(shù)類型 函數(shù)名 函數(shù)參數(shù) int ，y; 形參類型 形參 函數(shù)名后面必須跟一對圓括弧，函數(shù)參數(shù)可以沒有，如main( ）。,(2)函數(shù)體,即函數(shù)說明部分下面的大括弧內(nèi)的部分。如果一個函數(shù)內(nèi)有多個大括弧，則最外層的一對 為函數(shù)體的范圍。 函數(shù)體一般包括： 變量定義。如例中main函數(shù)中的“int a,b,c”。 執(zhí)行部分。由若干個語句組成。 當(dāng)然，在某些情況下也可以沒有變量定義部分（例如例）。甚至可以既無變量定義也無執(zhí)行部分。如： （） 它是一個空函數(shù)，什么也下干，但這是合法的。 一個程序總是從main函數(shù)開始執(zhí)行的，而不論main

12、函數(shù)在整個程序中的位置如何（main函數(shù)可以放在程序最前頭，也可以放在程序最后，或在一些函數(shù)之前在另一些函數(shù)之后）。,程序書寫格式自由，一行內(nèi)可以寫幾個語句，一個語句可以分寫在多行上人程序沒有行號，也不象O或那樣嚴(yán)格規(guī)定書寫格式（語句必須從某一列開始書寫）。 每個語句和數(shù)據(jù)定義的最后必須有一個分號。分號是語句的必要組成部分。例如： 十； 分號不可少。即使是程序中最后一個語句也應(yīng)包含分號（這是和語言不同的）。 語言本身沒有輸入輸出語句。輸入和輸出的操作是由庫函數(shù)scanf和printf等函數(shù)來完成C對輸入輸出實行函數(shù)化 可以用*對程序中的任何部分作注釋，一個好的，有使用價值的源程序都應(yīng)當(dāng)加上必要的注釋，以增加程序的可讀性,1.4 程序的上機(jī)步驟 用