C語言課件-第1章

1、C語言課件-第1章C語言課件-第1章第1章 C語言基礎 第2章 基本數(shù)據類型 第3章 表達式 第4章 順序結構程序設計 第5章 選擇結構程序設計 第6章 循環(huán)結構程序設計 第7章 函數(shù) 第8章 數(shù)組類型 第9章 結構體類型與共用體類型第10章 指針類型 第11章 文件類型 第12章 編譯預處理和圖形處理 第13章 C到C+ 第14章 C語言程序設計實例目 錄 第1章 C語言基礎 目 錄 第 1章 C 語 言 基 礎 1.1 C語言概述 1.2 基本語法成份 1.3 C語言程序的結構 1.4 C語言程序的實現(xiàn)習 題 一 第 1章 C 語 言 基 礎 1.1 C語言概述 1.1 C語言概述 1.1

2、.1 C語言的產生與發(fā)展 1. C語言的產生 C語言于1972年1973年間, 誕生于美國的貝爾實驗室, 由Denis.M.Ritchie創(chuàng)建。 C語言的產生基于兩個方面的需要。一是為滿足UNIX操作系統(tǒng)開發(fā)的需要。UNIX操作系統(tǒng)是一個通用的、復雜的計算機管理系統(tǒng)。二是為拉近高級語言與硬件之間距離的需要。 C語言集高級語言與匯編語言優(yōu)點于一身。 C語言面對實際應用的需要而產生, 直至今日仍不改初衷。 1.1 C語言概述 1.1.1 C語言的產生與發(fā)展 2. C語言的發(fā)展 1960年出現(xiàn)的ALGOL語言是一種面向問題的高級語言，遠離硬件，不適于開發(fā)系統(tǒng)軟件。1963年，英國劍橋大學推出CPL語

3、言，CPL語言比ALGOL語言更接近硬件一些，但規(guī)模較大，難以實現(xiàn)。1969年，劍橋大學的Martin Richards對CPL語言進行簡化，推出BCPL語言。1970年，貝爾實驗室的Ken Thompson為DEC公司的PDP-7計算機上運行的一種早期UNIX操作系統(tǒng)設計了一種類BCPL語言，稱為B語言。B語言規(guī)模小，接近硬件，1971年在PDP-11計算機上實現(xiàn)。BCPL語言和B語言都是無類型的語言，過于簡單，功能有限。 2. C語言的發(fā)展 1960年出現(xiàn)的ALGO 1972年1973年間，貝爾實驗室的D.M.Ritchie在保留B語言優(yōu)點的基礎上，創(chuàng)建了C語言。1973年，UNIX操作系

4、統(tǒng)被用C語言改寫，稱為UNIX第五版。最初的C語言只是一種UNIX操作系統(tǒng)的工作語言，依附于UNIX系統(tǒng)，主要在貝爾實驗室內部使用。UNIX以后的第六版、第七版、SYSTEM 和SYSTEM都是在第五版的基礎上發(fā)展起來的。這期間C語言也被多次改進。1975年，UNIX的第六版公布，C語言開始受到人們的普遍關注。 1972年1973年間，貝爾實驗室的D. UNIX操作系統(tǒng)的廣泛使用，促進了C語言的迅速發(fā)展與普及，C語言的發(fā)展與普及反過來又促進了UNIX操作系統(tǒng)的推廣。1978年，出現(xiàn)了獨立于UNIX和PDP計算機的C語言，從此C語言被迅速移植到大、中、小型與微型機上。當年，B.W.Kernigh

5、an和D.M.Ritchie以UNIX第七版的C編譯程序為基礎，出版了影響深遠的名著The C Programming Language。 C+語言是C語言發(fā)展的新階段，是一種更好的C語言，是應用廣泛的面向對象的程序設計語言。 目前，C語言已經發(fā)展成為迄今為止最流行的計算機程序設計語言。 UNIX操作系統(tǒng)的廣泛使用，促進了C語言的迅速發(fā)展 3. C語言的標準與方言 C語言的廣泛應用還是在不同的開發(fā)團體之間出現(xiàn)了問題，各機構推出了自己的C語言版本，某些執(zhí)行過程的微小差別卻不時引起C程序之間的不兼容。美國國家標準協(xié)會(ANSI)從1983年開始經過長達五年的努力，制定了C語言的新標準ANSI C。

6、現(xiàn)在提及C語言的標準都是指新標準。ANSI C比原標準C有很大的發(fā)展，解決了經典定義中的二義性，給出了C語言的新特點。Kernighan和Ritchie也以新標準改寫了他們的經典著作。任何C程序都必須遵循ANSI C標準，本教材的主體也以ANSI C作為基礎。 3. C語言的標準與方言 C1.1.2 C語言的特點 （1）C語言簡潔、 緊湊, 壓縮了一切不必要的成份。 (2) C語言運算豐富, 將括號、 賦值、 強制類型轉換、 取變量地址等都以運算實現(xiàn)。 (3) C語言數(shù)據類型豐富, 具有現(xiàn)代語言的各種數(shù)據類型; 用戶能擴充數(shù)據類型, 能夠實現(xiàn)各種復雜的數(shù)據結構, 完成各種問題的數(shù)據描述。 (4

7、) C語言是一種結構化程序設計語言, 具有結構化語言所要求的三種基本結構。 1.1.2 C語言的特點 （1）C語言 (5) C語言是高級語言中的低級語言。C語言允許直接訪問物理地址,能進行位運算，能實現(xiàn)匯編語言的大部分功能，能直接對硬件進行操作。 (6) C語言提供編譯預處理機制，有利于大程序的編寫和調試。 (7) C語言編譯系統(tǒng)小，生成的目標代碼質量高，程序的執(zhí)行效率高。 (8) C語言的輸入和輸出功能用庫函數(shù)實現(xiàn)，編寫的程序移植性好。 (9) C語言語法限制不太嚴格，程序設計自由度大，對程序員要求較高。 (5) C語言是高級語言中的低級語言。C語1.2 基本語法成份 1.2.1 字符集 字

8、符是可以區(qū)分的最小符號, 構成程序的原始基礎。 C語言字符集是ASCII字符集的一個子集, 包括英文字母、數(shù)字及特殊字符: 英文字母： az和AZ 數(shù)字： 09 特殊字符：空格 ！ % & * - + = / , : ; ？ ( ) 由字符集中的字符可以構成C語言進一步的語法成份, 如標識符、 關鍵字、 特殊的運算符等。 1.2 基本語法成份 1.2.1 字符集 1.2.2 標識符 標識符在程序中用來標識各種程序成份, 命名程序中的一些實體, 如變量、 常量、函數(shù)、類型、標號等對象的名字。 C語言規(guī)定, 標識符必須以英文字母或下劃線開頭, 是字母、 數(shù)字、 下劃線的序列。 以下是合法的標識符:

9、 i，j，k，x，c，a1，a2，op，y_1，zhou_prg，radius， prime，program，sort，max，min，prg_1，cout，sun，day 1.2.2 標識符 標識符在程序中用來標識 以下是不合法的標識符： a.1，1computer，x+y，!abc，99999，$100，3c C語言中的標識符嚴格區(qū)分字母的大小寫，標識符abc與標識符ABC是不同的標識符。習慣上，符號常量用大寫字母表示，變量名稱用小寫字母表示。 標準C中，標識符的長度可以任意，一般有效長度為8個字符，Turbo C中標識符最大長度為32個字符。 以下是不合法的標識符： 標識符取名時不能與關

10、鍵字同名，也不要與系統(tǒng)預先定義的標準標識符(如標準函數(shù))同名。系統(tǒng)使用的一些內部標識符往往以下劃線開頭，為避免與系統(tǒng)使用的內部標識符發(fā)生沖突，用戶定義的標識符一般也不要用下劃線開頭。 標識符的名稱一般選用相應的英文單詞或拼音形式縮寫，盡量不要使用簡單代數(shù)符號，如a、b、c、x、y、z等。最好能“見名知義”，以提高程序的可讀性。標識符大多數(shù)采用“匈牙利”表示法，即每個單詞第一個字母大寫，如StudentName、YearMonthDate。 由系統(tǒng)預先定義的標識符稱為標準標識符，由用戶定義的標識符稱為自定義標識符。程序設計中往往需根據實際需要定義大量的標識符。標識符必須先定義，后使用。 標識符取

11、名時不能與關鍵字同名，也不要與系統(tǒng)預先定義的 1.2.3 關鍵字 關鍵字又稱為保留字, 由系統(tǒng)提供, 用以表示特定的語法成份, 如類型名稱int、 float,語句特征if、 switch、 while, 運算符號sizeof等, 是構成C語言的語法基礎。 常見關鍵字有31個, 參見附錄A。 關鍵字有特定的語法含義, 不允許用戶重新定義。 關鍵字在程序中像國家的名字一樣, 絕對不能拼錯。 1.2.3 關鍵字1.2.4 運算符 運算符實際上可以認為是系統(tǒng)定義的函數(shù)名字，這些函數(shù)作用于運算對象，得到一個結果值。運算符通常由1個或多個字符構成。C語言沿用了大量的常規(guī)運算符，如加法運算符“+”、減法運

12、算符“”、地址運算符“&”、大于運算符“”、不等運算符“!=”、邏輯與運算符“&”、條件運算符“?:”、點運算符“.”、字節(jié)數(shù)運算符“sizeof”等。 根據運算對象的個數(shù)不同，可分為單目運算符、雙目運算符和三目運算符，又稱為一元運算符、二元運算符和三元運算符。 1.2.4 運算符1.3 C程序的結構例1-1 在屏幕上輸出“C語言程序設計”。/*程序 1 - 1, 輸出C語言程序設計*/include stdio.hmain( )printf（C語言程序設計）; 運行結果: C語言程序設計 1.3 C程序的結構例1-1 在屏幕上輸出“C語言程序例1 2 求兩個整數(shù)之和。 /*程序1 - 2,

13、求兩個整數(shù)之和*/ include stdio.h main( ) int a, b; int sum; printf（請輸入兩個整數(shù)a, b: ）; scanf（%d, %d, &a, &b）; sum=a+b; printf（和=%dn, sum）; 輸入數(shù)據: 2019, 5運行結果: 和=2019例1 2 求兩個整數(shù)之和。例1-3 求兩個數(shù)的最大值。 /*程序1 - 3, 求兩個數(shù)的最大值*/ include stdio.h float max（x, y） /*求最大值函數(shù)*/ float x, y; float t; if （xy） t=x; else t=y; return(t);

14、 例1-3 求兩個數(shù)的最大值。 main( ) /*主函數(shù)*/float a, b; float m; printf（請輸入兩個數(shù): ）; scanf（%f, %f, &a,&b）; m=max（a, b）; /*調用求最大值的函數(shù)*/ printf(最大值=%6.2f n, m);輸入數(shù)據: 12.1, 3.45運行結果: 最大值= 12.10 main( ) /*主函數(shù)*/1.3.1 C程序的結構 1函數(shù) (1) C語言程序由若干函數(shù)組成。 必須有一個且只能有一個主函數(shù)main()，主函數(shù)的名字為main。 可以是系統(tǒng)預定義的標準函數(shù)，如scanf函數(shù)、printf函數(shù)等，參見附錄C。 大

15、多數(shù)函數(shù)由程序員根據實際問題的需要進行定義，函數(shù)之間是平行的關系?；诖?，C語言被稱為函數(shù)式語言。1.3.1 C程序的結構 1函數(shù) (2) 函數(shù)由函數(shù)頭（函數(shù)的說明部分）與函數(shù)體（函數(shù)的語句部分）兩部分組成。 函數(shù)頭給出函數(shù)的特征描述, 包括函數(shù)的屬性、 類型、 名字、 參數(shù)及參數(shù)類型。 如例 1-3 中的求最大值函數(shù)的函數(shù)頭: float max（x, y） float x, y; /*函數(shù)屬性缺省, 函數(shù)類型實型, 函數(shù)名字max, 函數(shù)參數(shù)x, y, 實型*/ (2) 函數(shù)由函數(shù)頭（函數(shù)的說明部分）與函數(shù) 函數(shù)體給出函數(shù)功能實現(xiàn)的數(shù)據描述和操作描述, 是程序中用花括號括起的若干語句。 如

16、例 1 - 1 中的函數(shù)體: printf（C語言程序設計）; 函數(shù)體給出函數(shù)功能實現(xiàn)的數(shù)據描述和操作描例1-3中求兩個數(shù)的最大值函數(shù)max的函數(shù)體： float t； if (xy) t=x； else t=y； return(t)；函數(shù)體可以為空，可以沒有數(shù)據描述部分。由此可以給出理論上最小的C語言程序： main() 例1-3中求兩個數(shù)的最大值函數(shù)max的函數(shù)體： 2. 語句 (1) 語句是組成程序的基本單位, 函數(shù)功能的實現(xiàn)由若干條語句完成。說明性語句完成數(shù)據描述, 執(zhí)行性語句完成操作描述。 (2) 語句由若干關鍵字加以標識, 如ifelse語句、dowhile語句等。 (3) C語言

17、本身沒有輸入輸出語句, C語言的輸入輸出操作由scanf函數(shù)和printf函數(shù)等庫函數(shù)完成。 (4) C語言語句必須以分號結束。 2. 語句 3. 其它 1) 預處理命令 C程序開始往往含有以“”開頭的命令, 它們是預處理命令。 如例1-1中includestdio.h, 用以指明包含文件。 2) 程序注釋 在程序中還有以“/*”開始, 以“*/”結束的內容, 它們是程序中的注釋部分, 用以幫助閱讀程序。 3. 其它1.3.2 C程序的書寫 (1) 一行一般寫一條語句。當然一行可以寫多條語句, 一條語句也可以寫在多行上。 (2) 整個程序采用緊縮格式書寫。表示同一層次的語句行對齊, 縮進同樣多

18、的字符位置。如循環(huán)體中的語句要縮進對齊, 選擇體中的語句要縮進對齊。 (3) 花括號的書寫方法較多, 本書采用花括號對齊的書寫方式, 左邊花括號處于第一條語句的開始位置， 右邊花括號獨占一行, 與左邊花括號對齊。 (4) 在程序中恰當?shù)厥褂每招校?分隔程序中的語句塊, 增加程序的可讀性。 1.3.2 C程序的書寫 (1) 一行一般寫1.4 C程序的實現(xiàn) 1.4.1 實現(xiàn)步驟 C程序在計算機上的實現(xiàn)與其它高級語言程序的實現(xiàn)一樣, 一般要經過編輯、編譯、連接、運行四個步驟，如圖1-1 所示。 圖 1 - 1 1.4 C程序的實現(xiàn) 1.4.1 實現(xiàn)步驟 1.4.2 程序的執(zhí)行 C程序的執(zhí)行總是從主函

19、數(shù)main( )開始, 不管主函數(shù)在程序中什么位置。其它函數(shù)通過被調用執(zhí)行。函數(shù)中的語句依先后順序執(zhí)行, 除非改變了程序的執(zhí)行流程。1.4.2 程序的執(zhí)行 C程序的執(zhí)行總是從1.4.3 TURBO C上機操作 1啟動Turbo C 只需執(zhí)行TC.EXE文件，即可啟動Turbo C，進入Turbo C的操作界面。 TC是DOS程序，現(xiàn)在一般運行在Windows下的DOS環(huán)境。 如需使用中文，還需先將計算機置于中文操作系統(tǒng)管理下。 用TC加源程序文件名可快速啟動Turbo C，立即進入編輯操作。 1.4.3 TURBO C上機操作 1啟動Tu2. TURBO C操作界面圖1-2 Turbo C的主

20、操作界面 2. TURBO C操作界面圖1-2 Turbo C的 1) 主操作界面 Turbo C主操作界面由主菜單區(qū)、編輯窗口區(qū)、信息窗口區(qū)及熱鍵區(qū)四部分組成。 Turbo C的操作采用菜單驅動，主菜單包括File(文件操作)、Edit(編輯操作)、Run(運行操作)、Complie(編譯操作)、Project(工程文件)、Options(編譯選擇)及Debug(跟蹤排錯)各項。 熱鍵區(qū)提供常用操作的快速功能鍵方式，如F1(幫助)、F2(保存文件)、F3(裝入文件)、F5(縮放窗口)、F6(切換窗口)、Alt+F5(用戶屏幕)、Alt+X(退出Turbo C)等。 1) 主操作界面 2) 主

21、窗口 當前操作窗口為主窗口（工作窗口）, 主窗口為雙線框表示, 按F6可切換主窗口, 按F5可縮放主窗口。 3) 菜單選擇 方式一: 按F10進入主菜單區(qū), 通過菜單項的大寫字母選擇相應菜單項, 或通過光標控制鍵（、 、 、 ）移動高亮度光棒至相應菜單項, 按回車選擇相應菜單項。 方式二: 用熱鍵ALT加相應菜單項的大寫字母, 選擇相應菜單項。 對子菜單項的選擇, 操作方法類似。 2) 主窗口 3. 編輯 編輯在編輯窗口中進行, 有多種方式進入編輯環(huán)境: 方式一: 選擇Edit項。 方式二: 選擇File項的子項New, 用于編輯新程序。 方式三: 選擇File項的子項Load, 裝入要修改的程序, 用于修改程序。 方式四: 啟動時采用快速啟動方式。 TURBO C的編輯操作是Wordstar、WPS等字處理軟件編輯操作的子集, 它與Wordstar、WPS的編輯操作完全類似。 3. 編輯 4. 編譯 TURBO C將編譯、連接一道完成。按熱鍵F9或選擇Compile項進入編譯。編譯時發(fā)生錯誤, 返回編輯步驟，修改程序后, 再編譯程序。 4. 編譯 5. 運行 按熱鍵CTRL+F9或