程序設(shè)計及其編程語言課件

第一節(jié)程序設(shè)計及其編程語言一、程序設(shè)計程序是可以被計算機(jī)處理的指令序列。通常，程序是為完成一項任務(wù)由匯編語言或高級語言編寫的代碼的集合。程序設(shè)計的過程一般包括以下步驟：⑴問題定義根據(jù)所要解決的問題，確定解決問題的方法，定義數(shù)據(jù)的輸入輸出格式，用日常語言盡可能清晰、準(zhǔn)確、完整地表達(dá)解決問題的過程。⑵算法設(shè)計根據(jù)所確定解決問題的方法，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)方法及數(shù)學(xué)模型（公式），并考慮選取哪種方法更適合于計算機(jī)數(shù)據(jù)處理。程序設(shè)計的過程一般包括以下步驟⑶流程圖設(shè)計根據(jù)用日常語言所描述的解決問題的過程，用計算機(jī)程序設(shè)計語言所規(guī)定的流程圖符號進(jìn)行框圖描述所要解決問題的過程。⑷程序編制用選定的程序設(shè)計語言并按流程圖所提供的解決問題的步驟寫出源程序。⑸程序調(diào)試和運(yùn)行對所編寫的程序進(jìn)行編譯、運(yùn)行。若發(fā)生錯誤，則需進(jìn)行調(diào)試、排錯處理，直到該程序能正確運(yùn)行為止。二、編程語言編程語言即程序設(shè)計語言C，F(xiàn)ortran,Java,VisualBasic,低級語言和高級語言。所謂低級語言是一種面向機(jī)器的程序設(shè)計語言，如機(jī)器語言，匯編語言均屬低級語言。機(jī)器語言完全由二進(jìn)制數(shù)碼的機(jī)器指令集合所構(gòu)成，具有難寫，難記，難理解，不可移植等特點(diǎn)。高級語言是面向人類思維的程序設(shè)計語言，一般由英文單詞和數(shù)字符號構(gòu)成。具有易學(xué)、易懂、易記等特點(diǎn)，但使用高級語言所編寫的程序計算機(jī)不能直接運(yùn)行。運(yùn)行前需要進(jìn)行編譯連接等。不同的高級語言具有不同的編譯系統(tǒng)，如C語言的編譯環(huán)境有TurboC2.0編譯系統(tǒng)。第二節(jié)C語言的發(fā)展及特點(diǎn)C語言的發(fā)展C語言誕生于1972年，它是UNIX系統(tǒng)的主力語言。C語言由美國電話公司（AT&T）貝爾實(shí)驗(yàn)室的D.M.Ritchie（里奇）和K.Thompson（湯普森）設(shè)計并首先在UNIX操作系統(tǒng)的DECPDP-11計算機(jī)上實(shí)現(xiàn)的。C語言實(shí)際上是由ALGOL60語言逐漸演變而來的。1963年英國劍橋大學(xué)推出一種近于硬件的語言CPL，1967推出了BCPL，1970年，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室以BCPL語言為基礎(chǔ)，設(shè)計出一種更為簡單且接近于硬件的高級語言，并取BCPL第一個字母為其命名，稱為B語言，并用B語言寫出了第一個UNIX操作系統(tǒng)。1972年，貝爾實(shí)驗(yàn)室在B語言的基礎(chǔ)上，開發(fā)出了新的語言，并把它命名為C語言。二、C語言的特點(diǎn)C語言是一種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言所謂結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言，又稱為模塊化程序設(shè)計語言，這種語言的程序設(shè)計方法采用結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計方法。在C語言中，函數(shù)是結(jié)構(gòu)化程序的最小模塊。每個函數(shù)實(shí)現(xiàn)一個功能，多個函數(shù)則完成一個較大的功能。C語言實(shí)際上就是由諸函數(shù)構(gòu)成。<二>C語言運(yùn)算符豐富C語言是一種表達(dá)式語言，與其他語言相比，C語言提供了功能極強(qiáng)的運(yùn)算符，如：增（減）運(yùn)算符（＋＋）和（－－）、取地址運(yùn)算符（&）和間接運(yùn)算符（*）、賦值運(yùn)算符（如＋=、－=、*=、/=）等，利用這些運(yùn)算符可以使程序書寫更為簡潔和提高程序運(yùn)行效率。靈活的使用C語言所提供的運(yùn)算符可以實(shí)現(xiàn)在其他高級語言中難以實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算功能。（三）C語言編程簡潔C語言是一種非常簡潔的語言，用C語言編寫的程序簡潔明了。由于C語言把括號、賦值、強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換等都作為運(yùn)算符處理，并用一對花括號“{}”表示復(fù)合語句的開始和結(jié)束，因此，用C語言編寫出的程序一般來說相對小巧，簡潔，緊湊。(四）C語言具有良好的可移植性由于C語言具有一些預(yù)處理命令，加之C語言編譯系統(tǒng)較小，這些都對C語言的移植性能帶來一些方便。C語言的移植性好表現(xiàn)在只要對它稍作修改，就可以在其他平臺上運(yùn)行。（五）C語言結(jié)構(gòu)化強(qiáng)C語言具有的結(jié)構(gòu)化特征，稱其為結(jié)構(gòu)化語言。C語言的主要結(jié)構(gòu)成分是函數(shù)。第三節(jié)簡單的C程序介紹例1.1編程輸出文字信息“ThisisaC-Languageprogram.”程序代碼如下：main(){printf("ThisisaC-Languageprogram.");}例1.2main() /*求兩數(shù)之和*/{inta,b,sum; /*這是定義變量*/a=123;b=456; /*以下3行為C語句*/sum=a+b;printf(“sumis%d\n”,sum);}輸出結(jié)果為：sumis579第三節(jié)簡單的C程序介紹第三節(jié)簡單的C程序介紹例1.3main() /*主函數(shù)*/{inta,b,c; /*聲明部分，定義變量*/scanf(“%d,%d”,&a,&b);/*輸入變量a和b的值*/c=max(a,b);/*調(diào)用max函數(shù)，將得到的賦給c*/printf(“max=%d”,c);/*輸出c的值*/}intmax(intx,inty)/*定義max函數(shù)，函數(shù)值為整型， 形式參數(shù)x,y為整型*/{intz; /*max函數(shù)中的聲明部分，定義 本函數(shù)中用到的變量z為整型*/if(x>y)z=x;elsez=y;return(z);/*將z的值返回，通過max帶回調(diào)用處*/}第四節(jié)C語言程序的實(shí)現(xiàn)一、C語言程序的編輯二、C語言程序的編譯和連接編譯和連接是實(shí)現(xiàn)C語言程序的第二步驟。將編輯好的C語言程序通過編譯和連接后，在沒有錯誤的情況下，先生成目標(biāo)文件（擴(kuò)展名為.obj），再生成可執(zhí)行文件（擴(kuò)展名為.exe）。接著，就可以對可執(zhí)行文件直接運(yùn)行了。（一）編譯過程編譯過程的功能是將源程序編譯生成為目標(biāo)文件。編譯過程主要由兩部分功能組成。一是將源程序先通過預(yù)處理器。將程序中出現(xiàn)的預(yù)處理命令進(jìn)行處理，預(yù)處理命令是以字符#開始的命令。二是通過編譯器，將經(jīng)過預(yù)處理后的源程序再經(jīng)過編譯器進(jìn)行處理。編譯過程就是將詞法分析和語法分析的結(jié)果加上符號表中的信息一起用來生成程序的目標(biāo)代碼，該代碼類似于匯編語言的代碼，被存放在目標(biāo)文件中，其擴(kuò)展名為.obj。（二）連接過程經(jīng)過編譯過程后生成的目標(biāo)代碼雖然是由可執(zhí)行的機(jī)器指令組成的，但是并不能由機(jī)器直接執(zhí)行。通過執(zhí)行一個連接程序?qū)⒉煌哪繕?biāo)程序文件進(jìn)行連接處理，這稱為連接過程。連接處理后生成一個可執(zhí)行的程序，存儲這個可執(zhí)行程序的文件稱為可執(zhí)行文件，其擴(kuò)展名為.exe,該文件名便是一個可執(zhí)行的命令。三、C語言程序的運(yùn)行經(jīng)過編譯過程和連接過程處理后，將生成可執(zhí)行文件，文件名既為程序名，擴(kuò)展名為.exe，直接執(zhí)行該命令便可運(yùn)行該程序。例1.4編寫一個求出任意給定兩整數(shù)之和的程序。main(){inta,b,sum;printf("Inputa,b=?\n");scanf("%d，%d",&a,&b);sum=add(a,b);printf("sum=%d+%d=%d\n",a,b,sum);}add(intx,inty){return(x+y);}第五節(jié)C語言程序的書寫格式C語言的書寫格式比較自由，沒有嚴(yán)格的位置格式要求為提高程序的可讀性，需要養(yǎng)成良好的程序書寫習(xí)慣，以便提高程序的可讀性和易于對程序的分析理解。C語言程序中的每條語句以分號（；）結(jié)束。C語言程序根據(jù)語句格式的意義不同，往往采用縮進(jìn)式書寫方式，以區(qū)分不同程序片段或不同程序結(jié)構(gòu)之間程序成分。習(xí)慣上使用/*……*/的方式對程序進(jìn)行注釋說明。第五節(jié)C語言常用輸入輸出函數(shù)C語言常用輸入函數(shù)輸入函數(shù)又稱為讀函數(shù)，用來從標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備讀入數(shù)據(jù)。計算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備通常是鍵盤。故常用輸入函數(shù)是從鍵盤獲取輸入信息。（一）getchar()函數(shù)該函數(shù)為獲取單字符函數(shù)。其功能是從鍵盤上獲取一個字符，并將其所獲取的字符賦給一個字符型變量。該函數(shù)的格式說明如下：

intgetchar()；C語言中的getchar()函數(shù)是包含在標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出頭文件stdio.h中的，因此，若在C語言程序中使用getchar()函數(shù)，需在程序中調(diào)用相應(yīng)的頭文件。例1.5應(yīng)用getchar()函數(shù)接收字符信息并輸出其信息/***Theprogramexampleofgetchar()function***/#include<stdio.h>main(){chara;printf("Pleaseinputacharacter:");a=getchar();printf("\n%c\n",a);}上機(jī)驗(yàn)證（二）gets()函數(shù)功能是從鍵盤上獲取一串字符，并賦給相應(yīng)的字符串變量。該函數(shù)的格式說明如下：

char*gets(s)；其中，char*是字符型指針類型說明符，gets是函數(shù)名，()為語法括號。該函數(shù)有一個參數(shù)s，它是字符數(shù)組名或字符指針名，用來存放從鍵盤上讀取的字符串。從鍵盤上輸入的字符串以換行符（即回車）作為結(jié)束符。例1.6應(yīng)用gets()函數(shù)接收字符串?dāng)?shù)據(jù)并輸出其信息/***Theprogramexampleofgets()function***/#include<stdio.h>main(){charabc[20];printf("Pleaseinputacharacterstring:");gets(abc);printf("%s\n",abc);}上機(jī)驗(yàn)證(三）scanf()函數(shù)該函數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)格式輸入函數(shù)。功能是從鍵盤上按指定格式讀取數(shù)據(jù)，賦給指定的變量。該函數(shù)格式如下：

scanf(“<控制串>”,<參數(shù)表>)；控制串中的格式符是由格式標(biāo)識符（%）和格式說明符組成，用來指定某種輸入格式。常用格式說明符有如下幾種：d——十進(jìn)制整型數(shù)o——八進(jìn)制整型數(shù)x——十六進(jìn)制整型數(shù)u——無符號十進(jìn)制整型數(shù)f——小數(shù)型單精度浮點(diǎn)數(shù)e——指數(shù)型單精度浮點(diǎn)數(shù)c——單個字符s——字符串例1.7應(yīng)用scanf()函數(shù)接收并處理數(shù)據(jù)。/***Programexampleofscanf()function***/#include<stdio.h>main(){inta,b,c,m;printf("inputa,b,c=?");scanf("%d,%d,%d",&a,&b,&c);m=a+b-c;printf("m=%d\n",m);}上機(jī)驗(yàn)證二、C語言常用輸出函數(shù)輸出函數(shù)又稱為寫函數(shù)，其功能主要是將計算結(jié)果輸出到計算機(jī)的屏幕上。（一）putchar()函數(shù)該函數(shù)是一個輸出單字符函數(shù)，功能是將指定的字符輸出顯示在計算機(jī)屏幕上。所輸出的字符可以是字符常量，也可以是字符變量，函數(shù)格式說明如下：

intputchar(c)；例1.8應(yīng)用putchar()函數(shù)輸出字符信息/***Theprogramofputchar()function***/#include<stdio.h>main(){chara,b,c;a='B';b='O';c='Y';putchar(a);putchar(b);putchar(c);putchar("\n");putchar('m');}上機(jī)驗(yàn)證（二）puts()函數(shù)該函數(shù)是輸出字符串函數(shù)。其功能是將指定字符串信息輸出到屏幕上。該函數(shù)的格式說明如下：

intputs(s)；其中，puts是函數(shù)名，括號（）為函數(shù)的語法符號，括號中的s為參數(shù)，該參數(shù)可能是數(shù)組名稱，也可能是字符指針名。例1.9應(yīng)用puts()函數(shù)輸出信息。/***Theexampleofputs()function***/#include<stdio.h>main(){charabc[20],*p;printf("Pleaseinputacharacterstring:");p=gets(abc);printf("\nTheoutputoftheinformationis:");puts(p);}上機(jī)驗(yàn)證（三）printf()函數(shù)該函數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)格式輸出函數(shù)，其功能是按照指定格式和變量順序輸出信息到屏幕上。函數(shù)的格式說明如下：printf("<控制串>",<參數(shù)表>)；其中，printf是函數(shù)名稱，圓括號（）為語法符號，該函數(shù)參數(shù)也被分為兩部分，一部分為控制串，用于描述輸出信息的格式，另一部分為參數(shù)表，用于說明輸出變量或表達(dá)式的輸出順序，若參數(shù)表中的項數(shù)多余一項，之間用逗號分隔。控制串中包含有格式符和一般字符。格式符用來指定輸出信息的格式，它由格式標(biāo)識符%和格式說明符所組成。如%d表示輸出信息為十進(jìn)制整型數(shù)據(jù)。格式說明符有如下幾種：d——十進(jìn)制整型數(shù)o——八進(jìn)制整型數(shù)x——十六進(jìn)制整型數(shù)u——無符號十進(jìn)制整型數(shù)c——字符型數(shù)s——字符串f——小數(shù)型單精度浮點(diǎn)數(shù)e——指數(shù)型單精度浮點(diǎn)數(shù)g——f和e中較短的一種常用的修飾符有如下幾種：〈數(shù)字〉·〈數(shù)字〉——小數(shù)點(diǎn)前的〈數(shù)字〉用來表示輸出數(shù)據(jù)項的最小寬度。l——用在格式符d,o和x前表示長整型數(shù)，用在e,f,g前面表示雙精度浮點(diǎn)數(shù)。-——負(fù)號用來表示輸出數(shù)據(jù)在域?qū)捴凶髮R。當(dāng)不用負(fù)號時，則表示右對齊。0——用來表示在右對齊中替換輸出數(shù)據(jù)項左邊的空格符。<控制串〉中出現(xiàn)的一般字符為字符原樣照樣輸出，即將一般字符輸出顯示在屏幕上。在一般字符中，對可打印字符直接用字符符號來表示，對不可打印字符則用轉(zhuǎn)義序列表示。轉(zhuǎn)義序列是表示字符的一種方法，這種方法是使用字符的ASCII碼值來表示字符，其格式有如下兩種：\0ddd或\xhh其中，\0ddd格式是在\0后面用字符的八進(jìn)制的ASCII碼值表示，最多為3位。\xhh格式是在\x后面用字符的十六進(jìn)制的ASCII碼值表示，最多用2位。例如，字符Esc的轉(zhuǎn)義序列表示為\033或\x1b。表1-1轉(zhuǎn)義字符

字符形式含義\n換行，將當(dāng)前位置移到下一行開頭\t水平制表（跳到下一個tab位置）\b退格，將當(dāng)前位置移到前一列\(zhòng)r回車，將當(dāng)前位置移到本行開頭\f換頁，將當(dāng)前位置移到下頁開頭\\反斜杠字符“\”\'單引號字符\"雙引號字符\0ddd

1到3位8進(jìn)制所代表的字符\xhh1到2位16進(jìn)制所代表的字符例1.10常用讀寫函數(shù)應(yīng)用