《C語言程序設(shè)計》 課件 劉暢 第1章 C語言概述（加動畫16：9）

第1章C語言概述1.3C語言程序案例1.4算法1.5C語言編程環(huán)境本章小結(jié)學(xué)生自我完善練習(xí)目錄1.1程序設(shè)計的基本概念1.2C語言簡介1.1程序設(shè)計的基本概念1．程序用計算機(jī)語言描述的算法稱為計算機(jī)程序，或簡稱程序。2．程序設(shè)計語言程序設(shè)計語言可以分為機(jī)器語言、匯編語言、高級語言。1.1.1程序的概念1.1程序設(shè)計的基本概念計算機(jī)硬件能直接執(zhí)行的是機(jī)器語言程序，機(jī)器語言都是二進(jìn)制代碼。匯編語言也稱符號語言，用匯編語言編寫的程序稱匯編語言程序。而高級語言因為代碼與人類語言相近，容易理解，成為現(xiàn)在主流編程語言。匯編語言和高級語言都必須編譯成機(jī)器語言才能執(zhí)行。高級語言程序設(shè)計經(jīng)過多年的發(fā)展，分成兩類：面向過程的程序設(shè)計和面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計。面向過程語言如Pascal和C等命令式語言；面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言如C++、Java、VisualC++、VisualBasic、VisualC#.net等。1.1程序設(shè)計的基本概念1.1.2程序設(shè)計的一般過程1．問題分析與描述。2．確定算法。3．編寫程序代碼。4．編譯運行與調(diào)試。5．整理文檔資料。1.1.2程序設(shè)計的一般過程1.1程序設(shè)計的基本概念

程序設(shè)計方法主要包括面向過程的程序設(shè)計和面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法。

面向過程程序設(shè)計是指把代碼的編寫看成是對數(shù)據(jù)加工的過程。采用的方法主要內(nèi)容有：自頂向下，逐步求精。程序按功能劃分為若干模塊，這些模塊形成調(diào)用的層次樹狀結(jié)構(gòu)；模塊間的關(guān)聯(lián)盡可能的簡單，模塊的功能相對獨立；每個模塊均由順序、選擇和循環(huán)三種基本結(jié)構(gòu)組成。Pascal語言、C語言屬于面向過程語言的代表。1.1.3程序設(shè)計的方法1.1程序設(shè)計的基本概念

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計是在吸取結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的一切優(yōu)點的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的程序設(shè)計方法。它的本質(zhì)是把數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)的過程當(dāng)成一個整體——對象。其不同于面向過程的主要特點在于“代碼重用”問題的解決方案。用“對象”描述事物，用“屬性”和“方法”描述對象的特征和行為，用“類”抽象化“對象”。所以更容易理解和應(yīng)用。Java、VisualC#.net屬于面向?qū)ο笳Z言的代表。1.1.3程序設(shè)計的方法1.2C語言簡介C語言是貝爾實驗室于20世紀(jì)70年代初期研制出來的，并隨著UNIX操作系統(tǒng)的日益廣泛使用，迅速得到推廣。后來，C語言又被多次改進(jìn)，并出現(xiàn)了多種版本。20世紀(jì)80年代初（1983年），美國國家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（ANSI）根據(jù)C語言問世以來的各種版本對C語言進(jìn)行了發(fā)展和擴(kuò)充，制訂了ANSIC標(biāo)準(zhǔn)（1989年再次做了修訂）。本書以ANSIC標(biāo)準(zhǔn)來介紹。

本書以TurboC2.0和VisualC++6.0為學(xué)習(xí)的平臺，分別簡稱為TC和VC。這兩個平臺在C/C++學(xué)習(xí)與實驗系統(tǒng)中能直接調(diào)用并運行，方便了在圖形化操作系統(tǒng)下調(diào)試C語言的過程。因為部分程序在這兩個平臺運行結(jié)果不同，其不同之處在后面章節(jié)中都進(jìn)行了說明。1.2.1C語言的發(fā)展1.2C語言簡介（1）簡潔緊湊、靈活方便。（2）運算符豐富。（3）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富。（4）C是結(jié)構(gòu)式語言。（5）C語法限制不太嚴(yán)格、程序設(shè)計自由度大。（6）C語言允許直接訪問物理地址，可以直接對硬件進(jìn)行操作。（7）C語言程序生成代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高。（8）C語言適用范圍大，可移植性好。1.2.2C語言的特點1.2C語言簡介1．一個說明或一個語句占一行。2．用花括號{}括起來的部分，通常表示了程序的某一層次結(jié)構(gòu)。{}一般與該結(jié)構(gòu)語句的第一個字母對齊，并單獨占一行。3．低一層次的語句或說明可以比高一層次的語句或說明縮進(jìn)若干字符后書寫（一般縮進(jìn)2個英文字符），以便看起來更加清晰，增加程序的可讀性。1.2.3C語言的書寫規(guī)則1.2C語言簡介1．源程序C語言源程序的擴(kuò)展名為“.c”。2．目標(biāo)程序源程序經(jīng)過編譯程序翻譯所得到的二進(jìn)制代碼稱為目標(biāo)程序，目標(biāo)程序的擴(kuò)展名為“.obj”。1.2.4C程序的幾種類型文件1.2C語言簡介3．可執(zhí)行程序

目標(biāo)程序與庫函數(shù)連接，形成完整的可在操作系統(tǒng)下獨立執(zhí)行的程序稱為可執(zhí)行程序。可執(zhí)行程序的擴(kuò)展名為“.exe”（在DOS/Windows環(huán)境下）。

用戶在編輯完C語言源程序文件（*.c）后，可以通過編譯將源程序生成二進(jìn)制的目標(biāo)文件（*.obj）文件，然后再將目標(biāo)文件連接生成可執(zhí)行文件（*.exe）。1.2.4C程序的幾種類型文件1.2C語言簡介如表1-1所示是源程序、目標(biāo)程序和可執(zhí)行程序三者之間的對照關(guān)系表。如圖1-1所示為C程序編輯、編譯、連接和運行的全過程。1.3C語言程序案例【案例1-1】在計算機(jī)屏幕上輸出“WelcometoCProgram!”。打開源程序程序運行結(jié)果1.3.1第一個C語言程序1.3C語言程序案例【案例1-2】從鍵盤輸入一個圓的半徑r，求該圓的面積和周長。打開源程序程序運行結(jié)果1.3.2定義符號常量C語言程序1.3C語言程序案例

如果C程序中不只一個函數(shù)，則必須有一個函數(shù)為主函數(shù)，執(zhí)行時主函數(shù)會調(diào)用子函數(shù)，我們通過下面例程來了解有多個函數(shù)的C程序的結(jié)構(gòu)?！景咐?-3】從鍵盤輸入兩個整數(shù)，求這兩個整數(shù)的和。打開源程序程序運行結(jié)果如下：1.3.3有多個函數(shù)的C語言程序1.4算法

計算機(jī)解決問題所依據(jù)的步驟稱為計算機(jī)算法，或簡稱算法。正確的算法應(yīng)具備以下四個基本特征。1．確定性。2．有效性。3．有窮性。4．輸入輸出。1.4.1算法概述1.4算法1．用流程圖表示算法

流程圖是用一組框圖符號表示各種操作，也稱框圖。如圖1-2所示。1.4.2算法的圖形表示1.4算法

結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計有三種基本結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)，循環(huán)結(jié)構(gòu)又分為當(dāng)型循環(huán)和直到型循環(huán)兩種。三種結(jié)構(gòu)化的流程圖如圖1-3所示。1.4.2算法的圖形表示1.4算法2．用N-S圖表示算法在N-S圖中完全去掉了流程線，全部算法寫在一個矩形框內(nèi)，在該框內(nèi)還可以包含其他的從屬于它的框，即由一些基本框組成一個大框。N-S圖用圖1-4所示的符號表示三種基本結(jié)構(gòu)。1.4.2算法的圖形表示1.5C語言編程環(huán)境1．安裝不用安裝，直接拷貝到某磁盤上就可以直接使用。2．編程環(huán)境屏幕上顯示如圖1-5所示。其中最上面一行為TurboC2.0主菜單，中間窗口為編輯區(qū)，再下面是信息窗口，最下面一行為參考行。1.5.1turboC2.0編程環(huán)境1.5C語言編程環(huán)境C語言中功能鍵F1～F10都是熱鍵，其功能如表1-2所示。熱鍵功能熱鍵功能F1激活幫助窗口，顯示與當(dāng)前光標(biāo)所在位置有關(guān)的操作提示信息F6切換活動窗口F2將當(dāng)前文件以指定的文件名存盤F7調(diào)試程序，執(zhí)行單步操作，可進(jìn)入被調(diào)用函數(shù)熱鍵功能熱鍵功能F3裝入指定文件F8調(diào)試程序，執(zhí)行單步操作，不進(jìn)入被調(diào)用函數(shù)F4將程序執(zhí)行到光標(biāo)所在的行暫停F9編譯、連接源程序，生成可執(zhí)行文件F5縮放當(dāng)前窗口F10激活主菜單1.5.1turboC2.0編程環(huán)境1.5C語言編程環(huán)境還有幾個常用的快捷鍵：

Ctrl+F9——運行程序

Alt+F5——用戶界面，查看運行結(jié)果

Alt+F9（等價于Compile）——編譯

Alt+X——退出TC

Ctrl+Y——刪除光標(biāo)所在的一行

Alt+F3——選擇一個最近打開的一個文件提示：TC安裝路徑不同影響程序運行如果開始安裝時沒將TC系統(tǒng)安裝在C盤根目錄下，例如安裝在D盤根目錄下，這時就需要將“Directories”中的所有的路徑都改為D:\TC\才能正常運行調(diào)試程序。1.5.1turboC2.0編程環(huán)境1.5C語言編程環(huán)境3．如何在TC中調(diào)試程序（1）設(shè)置斷點（Ctrl+F8快捷鍵，菜單“Break/watch”→“Addwatch”）。斷點就是要求程序暫停的一行，把光標(biāo)移到這行，按Ctrl+F8快捷鍵，出現(xiàn)紅色橫條的行就是斷點所在行，一個程序中可以設(shè)置多個斷點。當(dāng)再次按Ctrl+F8時，該斷點被取消。按Ctrl+F9運行程序時，在斷點處暫停，以便觀察。如果在循環(huán)中設(shè)置斷點，循環(huán)一次暫停一次。（2）單步運行（F7快捷鍵，菜單“Run”→“Traceinto”）。按一次F7，程序執(zhí)行一步，然后暫停。一般先運行到設(shè)置斷點處，再從斷點處開始單步運行。1.5.1turboC2.0編程環(huán)境1.5C語言編程環(huán)境（3）即時計算表達(dá)式的值（Ctrl+F4快捷鍵，菜單“Debug”→“Evaluate”）。在程序暫停運行時，可以在對話框中輸入感興趣的表達(dá)式，看得到的值與預(yù)期的是否一致。（4）全程監(jiān)視表達(dá)式的值（Ctrl+F7快捷鍵，菜單“Break/watch”→“Addwatch”）。先按F5快捷鍵打開監(jiān)視（Watch）窗口，再按Ctrl+F7快捷鍵，輸入要一直監(jiān)視的表達(dá)式，可以在程序單步運行的過程中對每一步的結(jié)果進(jìn)行監(jiān)視。如果要清除監(jiān)視的表達(dá)式，選擇“Break/watch”→“Clearallbreakpoints”命令即可。1.5.1turboC2.0編程環(huán)境1.5C語言編程環(huán)境1．啟動VisualC++6.0的集成開發(fā)環(huán)境選擇“開始”→“程序”→“MicrosoftVisualStudio6.0”→“MicrosoftVisualC++6.0”命令，運行VisualC++6.0，進(jìn)入VisualC++6.0集成開發(fā)環(huán)境窗口。2．創(chuàng)建一個空的控制臺應(yīng)用項目（1）選擇菜單中的“文件”（File）→“新建”（New）命令，顯示“新建”對話框，如圖1-6所示。1.5.2VisualC++6.0編程環(huán)境1.5C語言編程環(huán)境（2）單擊“工程”（Project）標(biāo)簽，在“工程”選項卡中選擇“Win32ConsoleApplication”（Win32控制臺應(yīng)用程序）項。在“工程”（ProjectName）文本框中輸入一個項目名字，如x1_1。單擊“位置”文本框后的

按鈕，將項目文件定位到“E:\C\x1_1”，如圖1-6所示。（3）單擊“確定”（OK）按鈕，在彈出的“Win32ConsoleApplication-Step1of1”對話框中選擇“Anemptyproject”選項，如圖1-7所示。1.5.2VisualC++6.0編程環(huán)境1.5C語言編程環(huán)境3．建立C源程序文件在建立完項目之后，項目中沒有任何文件，還需要在項目中添加新的源程序文件，步驟如下。（1）單擊“文件”（File）→“新建”（New），彈出“新建”對話框，如圖1-8所示。（2）在新建對話框的“文件”選項卡中選擇“C++SourceFile”（C++源程序），并在右側(cè)“文件”下面的文本框中填入文件名“x1_1.c”，單擊“確定”（OK）按鈕，完成新建的C源程序文件。此時會彈出一個空白的名為“x1_1.c”文本編輯窗口，允許用戶輸入程序代碼。1.5.2VisualC++6.0編程環(huán)境1.5C語言編程環(huán)境4．編輯C源程序文件VisualC++6.0集成開發(fā)環(huán)境，被劃分成四個主要區(qū)域：菜單和工具欄、項目工作區(qū)窗口、代碼編輯窗口和輸出窗口。1.5.2VisualC++6.0編程環(huán)境1.5C語言編程環(huán)境5．建立并運行可執(zhí)行程序文件（1）單擊編譯工具條

上的生成工具按鈕，可編譯并運行程序。首先，單擊工具欄中的

“Cmplile”按鈕（或按組合鍵Ctrl+F7）進(jìn)行編譯，同時在編譯窗口中顯示編譯的有關(guān)信息，再單擊

“Build”（或直接按快捷鍵F7）按鈕建立該應(yīng)用程序，當(dāng)出現(xiàn)：表示程序x1_1.exe可執(zhí)行文件已經(jīng)正確無誤地生成了。（2）單擊編譯工具條

上的

“BuildExecute”按鈕（或直接按組合鍵Ctrl+F5）即可運行剛才生成的x1_1.exe文件了，并顯示運行結(jié)果。1.5.2VisualC++6.0編程環(huán)境1.5C語言編程環(huán)境1．安裝C/C++程序設(shè)計學(xué)習(xí)與實驗系統(tǒng)雙擊安裝壓縮文件tkc20125.zip（以2012版為例），打開tkc20125文件夾，雙擊里面的setup.exe安裝文件，單擊“下一步”按鈕系統(tǒng)默認(rèn)安裝路徑為“C:\JMSOFT\CYuYan\”，單擊“下一步”按鈕，快捷方式為“C與C++程序設(shè)計學(xué)習(xí)與實驗系統(tǒng)”，單擊“下一步”按鈕，附加快捷方式，默認(rèn)為選中“創(chuàng)建桌面快捷方式”，單擊“下一步”按鈕，開始安裝。安裝完畢單擊“完成”按鈕。此時在桌面上會建立一個“C與C++程序設(shè)計學(xué)習(xí)與實驗系統(tǒng)”快捷方式

，軟件安裝完成。1.5.3C/C++程序設(shè)計學(xué)習(xí)與實驗系統(tǒng)編程環(huán)境1.5C語言編程環(huán)境2．C/C++程序設(shè)計學(xué)習(xí)與實驗系統(tǒng)編程環(huán)境在桌面上雙擊圖標(biāo)

“C與C++程序設(shè)計學(xué)習(xí)與實驗系統(tǒng)”，打開實驗系統(tǒng)界面。實驗系統(tǒng)界面如圖1-10所示。1.5.3C/C++程序設(shè)計學(xué)習(xí)與實驗系統(tǒng)編程環(huán)境1.5C語言編程環(huán)境3．調(diào)試運行C程序打開實驗系統(tǒng)，在代碼編輯窗口中輸入程序，單擊工具欄中的“保存”按鈕，彈出“保存”對話框，選擇位置，輸入源程序文件名，如x1_2.c，單擊“保存”按鈕，完成保存。在工具欄上單擊“運行”

按鈕，則彈出“運行”窗口，允許用戶輸入數(shù)據(jù)并運行。如果程序有錯誤，則在“提示窗口”中顯示錯誤信息，并自動將光標(biāo)停在錯誤行，讓用戶改正。1.5.3C/C++程序設(shè)計學(xué)習(xí)與實驗系統(tǒng)編程環(huán)境1.5C語言編程環(huán)境4．設(shè)置編譯器選項點擊菜單中“工具”下面的“選項”，彈出“選項”對話框，如圖1-12所示。在編譯器中單擊“TurboC2.0”，即可以使用TC編譯程序，若將該選項下面的復(fù)選框“TC支持WIN7繪圖”選中，則可以運行TC中的圖形庫文件應(yīng)用程序；如果單擊“VisualC++6.0”，則編譯器會選擇VC6。如圖1-13所示。這兩種編譯器對絕大部分C語言程序運行結(jié)果是相同的，但有些地方不一樣，我們在后面會進(jìn)行分析講解。1.5.3C/C++程序設(shè)計學(xué)習(xí)與實驗系統(tǒng)編程環(huán)境本章小結(jié)

本章主要介紹了C語言的基礎(chǔ)知識，主要包括程序設(shè)計的概念、算法的特點、程序設(shè)計算法的圖形表示法（包括流程圖表示法和N-S圖表示法兩種）、C語言的特點、TurboC2.0、VisualC++6.0、C/C++程序設(shè)計學(xué)習(xí)與實驗系統(tǒng)三個集成開發(fā)環(huán)境、上機(jī)步驟和常用熱鍵等，讀者應(yīng)熟練掌握