C語言第1章教案

1 1程序設(shè)計(jì)語言 1 2簡(jiǎn)單的C程序介紹 1 3C語言的基本詞法 1 4C程序的運(yùn)行環(huán)境 第一章C語言概述 退出 第1章C語言概述 人與計(jì)算機(jī)交流信息使用的語言稱為計(jì)算機(jī)語言或程序設(shè)計(jì)語言 通常分為機(jī)器語言 匯編語言和高級(jí)語言 機(jī)器語言 一種用二進(jìn)制代碼 0 和 1 形式表示的 能被計(jì)算機(jī)直接識(shí)別和執(zhí)行的語言 稱為機(jī)器語言 匯編語言 在機(jī)器語言的基礎(chǔ)上 設(shè)計(jì)出了匯編語言 它可以將機(jī)器語言用便于人們記憶和閱讀的助記符表示 高級(jí)語言 是一種與硬件結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng)無關(guān) 表達(dá)方式比較接近自然和數(shù)學(xué)表達(dá)式的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言 用高級(jí)語言編寫的程序稱為 源程序 計(jì)算機(jī)不能識(shí)別和執(zhí)行 而需要把用高級(jí)語言編寫的源程序翻譯成機(jī)器指令 通常有編譯和解釋兩種方式 節(jié)目錄 1 1程序設(shè)計(jì)語言 編譯方式是將源程序整個(gè)編譯成等價(jià)的 獨(dú)立的目標(biāo)程序 然后通過連接程序?qū)⒛繕?biāo)程序連接成可執(zhí)行程序 解釋方式是將源程序逐句翻譯 翻譯一句執(zhí)行一句 邊翻譯邊執(zhí)行 不產(chǎn)生目標(biāo)程序 在整個(gè)執(zhí)行過程中 解釋程序都一直在內(nèi)存中 C語言是一種結(jié)構(gòu)化語言 它層次清晰 便于按模塊化方式組織程序 易于調(diào)試和維護(hù) C語言的表現(xiàn)能力和處理能力極強(qiáng) 它不僅具有豐富的運(yùn)算符和數(shù)據(jù)類型 便于實(shí)現(xiàn)各類復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) C語言集高級(jí)語言和低級(jí)語言的功能于一體 既可用于系統(tǒng)軟件的開發(fā) 也適合于應(yīng)用軟件的開發(fā) 此外 C語言還具有效率高 可移植性強(qiáng)等特點(diǎn) 第1章C語言概述 節(jié)目錄 1 2簡(jiǎn)單的C程序介紹 1 2 1三個(gè)簡(jiǎn)單的C程序?qū)嵗?例1 1 用C語言編寫一個(gè)程序 輸出 C語言世界 您好 程序代碼如下 includevoidmain 定義主函數(shù) printf C語言世界 您好 n 輸出C語言世界 您好 說明 include是一條編譯預(yù)處理命令 聲明該程序要使用stdio h文件中的內(nèi)容 stdio h文件中包含輸出函數(shù)printf 編譯時(shí)系統(tǒng)將頭文件stdio h中的內(nèi)容嵌入到程序中該命令位置 C中編譯預(yù)處理命令都以 開頭 例1 1中出現(xiàn)的 include是文件包含命令 其中尖括號(hào)內(nèi)是被包含的文件名 2 程序中定義了一個(gè)主函數(shù)main 其中main是函數(shù)名 void表示該函數(shù)的返回值類型 程序執(zhí)行從主函數(shù)開始 一個(gè)C語言的程序可以包含多個(gè)文件 每個(gè)文件又可以包含多個(gè)函數(shù) 函數(shù)之間是相互平行 相互獨(dú)立的 一個(gè)C程序 必須有一個(gè)且只能有一個(gè)主函數(shù)main 3 用 括起來的是主函數(shù)main 的函數(shù)體 main函數(shù)中的所有操作語句都在這一對(duì) 之間 即main函數(shù)中的所有操作都在main的函數(shù)體中 4 printf函數(shù)是一個(gè)由系統(tǒng)定義的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù) 可在程序中直接調(diào)用 printf函數(shù)的功能是把要輸出的內(nèi)容送到顯示器去顯示 雙引號(hào)中的內(nèi)容要原樣輸出 n 是換行符 即在輸出完 C語言世界 您好 后回車換行 5 每條語句用 號(hào)結(jié)束 6 括起來的一部份是一段注釋 注釋只是為了改善程序的可讀性 是對(duì)程序中所需部分的說明 向用戶提示或解釋程序的意義 是注釋的開始符號(hào) 是注釋的結(jié)束符號(hào) 必須成對(duì)使用 程序編譯時(shí) 不對(duì)注釋作任何處理 注釋可出現(xiàn)在程序中的任何位置 例1 2 計(jì)算兩數(shù)之和 并輸出結(jié)果 程序代碼如下 includevoidmain inta b sum 定義三個(gè)整型變量 a 123 b 456 給變量a b分別賦值為123 456 sum a b 變量a的值加上變量b的值 然后將兩數(shù)的和賦給變量sum printf sumis d n sum 輸出變量sum的值 說明 1 此程序同樣也包含了一條 include編譯預(yù)處理命令 以一個(gè)main函數(shù)作為程序執(zhí)行的起點(diǎn) 2 inta b sum 是變量聲明 聲明了三個(gè)具有整數(shù)類型的變量a b sum C語言的變量必須先聲明再使用 3 a 123 b 456 是兩條賦值語句 4 sum a b 是將a b兩變量?jī)?nèi)容相加 然后將結(jié)果賦值給整型變量sum 5 printf sumis n sum 是調(diào)用庫函數(shù)printf 輸出sum的結(jié)果 d 為格式控制 表示sum的值以十進(jìn)制整數(shù)的形式輸出 例1 3 編寫程序 要求輸入兩個(gè)整數(shù) 輸出其中較大的數(shù) includevoidmain 主函數(shù) intmax intx inty 對(duì)被調(diào)函數(shù)max的聲明 inta b c 定義變量a b c printf 請(qǐng)輸入a和b的值 提示輸入a和b的值 scanf d d 將z的值返回 通過max帶回調(diào)用處 說明 1 本程序包括兩個(gè)函數(shù) 一個(gè)是程序的入口函數(shù)主函數(shù)main 另一個(gè)是被調(diào)用的函數(shù)max max的作用是將x和y中較大者的值賦給變量z return語句將z的值返回給主調(diào)函數(shù)main 程序第4行是對(duì)被調(diào)用函數(shù)的max的聲明 max函數(shù)是一個(gè)用戶自定義函數(shù) 由于在main函數(shù)中要調(diào)用max函數(shù) 而max函數(shù)的位置在main函數(shù)之后 必須在調(diào)用max函數(shù)之前對(duì)max函數(shù)進(jìn)行聲明 2 scanf是 輸入函數(shù) 的名字 它的作用是從鍵盤上輸入a b的值 a和 b中的 的含義是 取地址 此scanf函數(shù)的作用是 將鍵盤上輸入的兩個(gè)數(shù)值分別輸入到變量a b的地址所標(biāo)志的單元中 也就是輸入給變量a b 1 2 2C程序的構(gòu)成和書寫規(guī)則 1 C語言程序的構(gòu)成 C程序是由函數(shù)構(gòu)成的 函數(shù)是C程序的基本單位 一個(gè)源程序至少包含一個(gè)main函數(shù) 即主函數(shù) 也可以包含一個(gè)main函數(shù)和若干個(gè)其他函數(shù) main函數(shù)是每個(gè)程序執(zhí)行的起始點(diǎn) 一個(gè)C程序總是從main函數(shù)開始執(zhí)行 不管main函數(shù)在程序中的位置 可以將main函數(shù)放在整個(gè)程序的最前面 也可以放在整個(gè)程序的最后 或者放在其他函數(shù)之間 源程序可以有預(yù)處理命令 預(yù)處理命令通常放在源文件或源程序的最前面 每個(gè)語句都必須以分號(hào)結(jié)尾 但預(yù)處理命令 函數(shù)頭和花括號(hào) 之后不加分號(hào) 標(biāo)識(shí)符和關(guān)鍵字之間 至少加一個(gè)空格以示間隔 空格的數(shù)目不限 源程序中需要解釋和說明的部分 可用 加以注釋 注釋是給程序閱讀者看的 機(jī)器在編譯和執(zhí)行程序時(shí) 注釋將被忽略 節(jié)目錄 1 2 2C程序的構(gòu)成和書寫規(guī)則 2 C語言程序的書寫規(guī)則在書寫C語言程序時(shí) 一般要注意以下幾點(diǎn) 在C語言中 雖然一行可寫多個(gè)語句 一個(gè)語句也可占多行 但建議一行只寫一個(gè)語句 一般用適當(dāng)?shù)目s進(jìn)格式書寫程序 以提高程序的可讀性和清晰性 除非另有約定 C語言源代碼一般用小寫字母書寫 在程序代碼中 應(yīng)加上必要的注釋 用C語言寫成的函數(shù)結(jié)構(gòu)圖所示 節(jié)目錄 includevoidmain intx 10 y 20 z z x y printf z d n z 1 3C語言的基本詞法 C語言作為計(jì)算機(jī)的一種程序設(shè)計(jì)語言 有自己的字符集 保留字和標(biāo)識(shí)符及其構(gòu)成規(guī)則 它們是C語言程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ) 1 3 1字符集 字符是組成語言的最基本的元素 C語言字符集由字母 數(shù)字 空白符 圖形符號(hào) 轉(zhuǎn)義字符組成 在字符常量 字符串常量和注釋中還可以使用漢字或其他可表示的圖形符號(hào) 字母 小寫字母a z共26個(gè) 大寫字母A Z共26個(gè) 數(shù)字 0 9共10個(gè) 空白符 空格符 制表符 換行符等統(tǒng)稱為空白符 空白符只在字符常量和字符串常量中起作用 在其他地方出現(xiàn)時(shí) 只起間隔作用 編譯程序?qū)λ鼈兒雎?因此在程序中使用空白符與否 對(duì)程序的編譯不發(fā)生影響 但在程序中適當(dāng)?shù)牡胤绞褂每瞻追麑⒃黾映绦虻那逦院涂勺x性 圖形符號(hào) 表1 1列出了C語言允許使用的圖形符號(hào) 1 3 1字符集 表1 1C語言圖形符號(hào)表 轉(zhuǎn)義字符 轉(zhuǎn)義字符是一種特殊的字符常量 轉(zhuǎn)義字符以反斜線 開頭 后跟一個(gè)或幾個(gè)字符 轉(zhuǎn)義字符具有特定的含義 不同于字符原有的意義 故稱 轉(zhuǎn)義 字符 例如 在前面各例題printf函數(shù)的格式串中用到的 n 就是一個(gè)轉(zhuǎn)義字符 其意義是 回車換行 轉(zhuǎn)義字符主要用來表示用一般字符不便于表示的控制代碼 如表1 2所示列出了C語言常用的轉(zhuǎn)義字符及其含義 轉(zhuǎn)義字符 轉(zhuǎn)義字符是一種特殊的字符常量 轉(zhuǎn)義字符以反斜線 開頭 后跟一個(gè)或幾個(gè)字符 轉(zhuǎn)義字符具有特定的含義 不同于字符原有的意義 故稱 轉(zhuǎn)義 字符 例如 在前面各例題printf函數(shù)的格式串中用到的 n 就是一個(gè)轉(zhuǎn)義字符 其意義是 回車換行 轉(zhuǎn)義字符主要用來表示用一般字符不便于表示的控制代碼 下表所示列出了C語言常用的轉(zhuǎn)義字符及其含義 例1 4 分析下面程序 寫出輸出結(jié)果 main inta b c a 5 b 6 c 7 printf d n t d d n d d t b d n a b c a b c 程序在第一列輸出a值5之后就是 n 故回車換行 接著又是 t 于是跳到下一制表位置 設(shè)制表位置間隔為8 再輸出b值6 空兩格再輸出c值7后又是 n 因此再回車換行 再空兩格之后又輸出a值5 再空三格又輸出b的值6 在此后 t 跳到下一制表位置 與上一行的6對(duì)齊 但下一轉(zhuǎn)義字符 b 又使退回一格 故緊挨著6再輸出c值7 1 3 2保留字 保留字是由C語言規(guī)定的具有特定意義的字符串 通常也稱為關(guān)鍵字 C語言的保留字只能小寫 用戶定義的標(biāo)識(shí)符不應(yīng)與保留字相同 如表1 3所示列出了C語言中可以使用的所有保留字 C語言的保留字分為以下幾類類型說明符 用于定義 說明變量 函數(shù)或其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型 如前面例題中用到的int double等 語句定義符 用于表示一個(gè)語句的功能 如例1 3中用到的ifelse就是條件語句的語句定義符 預(yù)處理命令字 用于表示一個(gè)預(yù)處理命令 如前面各例中用到的include 1 3 3標(biāo)識(shí)符及其構(gòu)成規(guī)則 在程序中使用的變量名 函數(shù)名 標(biāo)號(hào)等統(tǒng)稱為標(biāo)識(shí)符 除庫函數(shù)的函數(shù)名由系統(tǒng)定義外 其余都由用戶自定義 第一個(gè)字符必須是字母或下畫線 在第一個(gè)字母后面 可以是字母 A Z a z 數(shù)字 0 9 下畫線 組成的字符串 標(biāo)識(shí)符的長(zhǎng)度一般不超過8個(gè)字符 標(biāo)準(zhǔn)C語言不限制標(biāo)識(shí)符的長(zhǎng)度 但它受各種版本的C語言編譯系統(tǒng)限制 同時(shí)也受到具體機(jī)器的限制 例如 在某些版本中C語言規(guī)定標(biāo)識(shí)符前8位有效 當(dāng)兩個(gè)標(biāo)識(shí)符前8位相同時(shí) 則被認(rèn)為是同一個(gè)標(biāo)識(shí)符 在標(biāo)識(shí)符中 大小寫是有區(qū)別的 例如BOOK和book是兩個(gè)不同的標(biāo)識(shí)符 C語言的關(guān)鍵字 保留字 不能作為標(biāo)識(shí)符使用 標(biāo)識(shí)符雖然可由程序員隨意定義 但標(biāo)識(shí)符是用于標(biāo)識(shí)某個(gè)量的符號(hào) 因此 命名應(yīng)盡量有相應(yīng)的意義 以便閱讀理解 做到 見名知義 例1 5 判斷以下標(biāo)識(shí)符 哪些是合法的 哪些是不合法的 a x 3s BOOK1 sum5 s T 3x by 1 int book1根據(jù)構(gòu)成標(biāo)識(shí)符的語法規(guī)則 a x BOOK1 sum5 book1是合法的 其中BOOK1和book1是有區(qū)別的 因?yàn)镃語言區(qū)分大小寫 它們是兩個(gè)不同的標(biāo)識(shí)符 3s 標(biāo)識(shí)符不允許以數(shù)字開頭 s T 不允許出現(xiàn)在標(biāo)識(shí)符里 3x 標(biāo)識(shí)符不能以 開頭 by 1 減號(hào)不允許出現(xiàn)在標(biāo)識(shí)符里 int 關(guān)鍵字不允許作為標(biāo)識(shí)符 是非法的 C源程序要經(jīng)過編輯 編譯 連接和運(yùn)行4個(gè)環(huán)節(jié) 才能產(chǎn)生輸出結(jié)果 1 4C程序的運(yùn)行環(huán)境 編輯 編譯 連接 運(yùn)行 源程序 目標(biāo)程序 可執(zhí)行程序 c exe obj 11 程序設(shè)計(jì)過程 問題的提出及分析 確定該問題的算法 用C語言描述算法建立C語言源程序 編譯生成 obj文件 連接有關(guān)庫函數(shù)后生成 exe文件 運(yùn)行程序并輸出正確的結(jié)果 節(jié)目錄 返回 1 編輯編輯是在一定的環(huán)境下進(jìn)行程序的輸入和修改的過程 C程序可以事先在紙上寫好 也可以在編輯環(huán)境下直接輸入到計(jì)算機(jī)中 用某種計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言編寫的程序稱為源程序 保存后生成程序文件 C源程序在Turboc2 0環(huán)境下默認(rèn)文件擴(kuò)展名為 c 在VisualC 6 0環(huán)境下默認(rèn)文件擴(kuò)展名為 cpp 2 編譯編輯好的源程序不能直接被計(jì)算機(jī)所理解 源程序必須經(jīng)過編譯 生成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的機(jī)器代碼 通過編譯器將C源程序轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制機(jī)器代碼的過程稱為編譯 這些二進(jìn)制機(jī)器代碼稱為目標(biāo)代碼 目標(biāo)代碼保存在以 obj 為擴(kuò)展名的目標(biāo)文件中 編譯階段要進(jìn)行詞法分析和語法分析 又稱源程序分析 這一階段主要是分析程序的語法結(jié)構(gòu) 檢查C源程序的語法錯(cuò)誤 如果分析過程中發(fā)現(xiàn)有不符合要求的語法 就會(huì)及時(shí)報(bào)告給用戶 將錯(cuò)誤類型顯示在屏幕上 3 連接編譯后生成的目標(biāo)代碼還不能直接在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行 其主要原因是編譯器對(duì)每個(gè)源程序文件分別進(jìn)行編譯 如果一個(gè)程序有多個(gè)源程序文件 編譯后這些源程序文件還分布在不同的地方 因此 需要把它們連接在一起 生成可以在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的可執(zhí)行文件 即使源程序僅由一個(gè)源文件構(gòu)成 這個(gè)源文件生成的目標(biāo)程序也還需要系統(tǒng)提供庫文件中的一些代碼 故也需要連接起來 連接工作一般由編譯系統(tǒng)中的連接程序來完成 連接程序?qū)⒂删幾g器生成的目標(biāo)代碼文件和庫中的某些文件連接在一起 生成一個(gè)可執(zhí)行文件 可執(zhí)行文件的默認(rèn)擴(kuò)展名為 exe 4 運(yùn)行一個(gè)C源程序經(jīng)過編譯和連接后生成了可執(zhí)行文件 可以在Windows環(huán)境下直接雙擊該文件運(yùn)行程序 也可以在VisualC 6 0的集成開發(fā)環(huán)境下運(yùn)行 程序運(yùn)行后 將在屏幕上顯示運(yùn)行結(jié)果或提示用戶輸入數(shù)據(jù)的信息 用戶可以根據(jù)運(yùn)行結(jié)果來判斷程序是否有算法錯(cuò)誤 在生成可執(zhí)行文件之前 一定要保證編譯和連接不出現(xiàn)錯(cuò)誤和警告 這樣才能正常運(yùn)行 因?yàn)槌绦蛑杏行┚骐m然不影響生成可執(zhí)行文件 但有可能導(dǎo)致結(jié)果錯(cuò)誤 1 4 2C程序的運(yùn)行環(huán)境 1VisualC 6 0的啟動(dòng) 單擊 開始 程序 MicrosoftVisualStudio6 0 MicrosoftVisualC 6 0 命令 可啟動(dòng)VisualC 6 0的集成開發(fā)環(huán)境 如圖1 2所示 在 C student 目錄下 新建一個(gè)名為 chapter01 01 的工程 新建工程chapter01 01的操作方法如下 1 啟動(dòng)VisualC 2 在VisualC 主窗口中 單擊 文件 新建 彈出 新建 對(duì)話框 3 在 新建 對(duì)話框中 單擊選中 工程 標(biāo)簽下的 Win32ConsoleApplication Win32控制臺(tái)應(yīng)用程序 項(xiàng) 然后在 位置 文本框中指定新建工程的路徑 C student chapter01 01 最后在 工程名稱 文本框中輸入新建工程的名稱 chapter01 01 如圖所示 2 新建工程 新建工程 4 單擊 確定 按鈕 進(jìn)入 Win32ConsoleApplication Step1of1 對(duì)話框 選中 Anempteyproject 一個(gè)空工程 項(xiàng) 如圖1 4所示 新建工程 5 單擊 完成 按鈕 彈出 新建工程信息 對(duì)話框 顯示即將新建的Win32控制臺(tái)應(yīng)用程序的框架說明 如圖所示 新建工程 說明 Emptyconsoleapplication 說明將建立的是一個(gè)空的控制臺(tái)應(yīng)用程序 Nofileswillbecreatedoraddedtotheproject 說明即將創(chuàng)建的工程中沒有任何文件 6 在確認(rèn)Win32控制臺(tái)應(yīng)用程序的新建工程信息無誤后 單擊 確定 按鈕 彈出chapter01 01工程編輯窗口 新建工程 7 單擊 文件 關(guān)閉工作空間 菜單命令 關(guān)閉工程編輯窗口 回到VisualC 主窗口 8 檢查新建工程chapter01 01 系統(tǒng)生成了一組相關(guān)的文件夾與文件 打開 資源管理器 窗口 單擊 chapter01 01 文件夾圖標(biāo) 窗口內(nèi)容顯示如圖所示 新建工程 說明 當(dāng)用VisualC 生成一個(gè)項(xiàng)目時(shí) 系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生很多的文件 對(duì)這些不同類型文件的作用簡(jiǎn)單介紹如下 dsw文件 工作區(qū) Workspace 文件 是VisualC 中級(jí)別最高的文件 可以用它直接打開工程 dsp文件 項(xiàng)目 Project 文件 存放特定的應(yīng)用程序的有關(guān)信息 如果沒有dsw文件 可以用它直接打開工程 opt文件 選項(xiàng)文件 是工程關(guān)于開發(fā)環(huán)境的選項(xiàng)設(shè)置 此文件被刪除后會(huì)自動(dòng)建立 若更換了機(jī)器環(huán)境 因開發(fā)環(huán)境變了 該文件也會(huì)重建 ncb文件 無編譯瀏覽 nocompilebrowser 文件 當(dāng)自動(dòng)完成功能出問題時(shí) 可以刪除此文件 build后會(huì)自動(dòng)生成 此時(shí)Debug文件夾下沒有任何文件 新建工程 在 ch01 01 工程中 新建一個(gè)名為 ch01 01 c 的C源程序文件 程序內(nèi)容參考例1 1 在工程中新建源程序文件的操作方法如下 新建源程序文件 1 在VisualC 主窗口中 單擊 文件 打開工作空間 菜單命令 彈出 打開工作區(qū) 對(duì)話框 在 查找范圍 下拉列表中選中 C STUDENT chapter01 01 文件夾 在列表框中單擊選中名為 chapter01 01 dsw 的文件 對(duì)話框顯示如圖所示 新建源程序文件 2 單擊 打開 按鈕 進(jìn)入chapter01 01工程編輯窗口 3 單擊 工程 添加到工程 新建 菜單命令 彈出 新建 對(duì)話框 4 在對(duì)話框中選中 文件 標(biāo)簽 選中 C SourceFile 項(xiàng) 然后 在 文件名 文本框中輸入 chapter 01 c 建議大家輸入后綴名 c 如果不輸入后綴名 系統(tǒng)將自動(dòng)添加默認(rèn)后綴名 cpp 新建源程序文件 5 單擊 確定 按鈕 然后在chapter01 01的工程編輯窗口中將出現(xiàn)源程序文件的編輯窗口 如圖所示 標(biāo)題為 ch01 01 c 的子窗口出現(xiàn)字符輸入光標(biāo)閃爍 提示輸入源程序 說明 現(xiàn)在窗口中有兩個(gè)子窗口 一個(gè)是工程編輯窗口 主窗口 另一個(gè)是源程序編輯窗口 新建源程序文件 6 輸入源程序的全部?jī)?nèi)容 如圖所示 然后 單擊 文件 保存 命令 或按工具欄上的 保存 按鈕 將輸入的源