Ｃ語言概述課件

Ｃ語言概述返回目錄開始下一章1.1結(jié)構(gòu)化的程式設(shè)計(jì)的基本方法結(jié)構(gòu)化程式設(shè)計(jì)的步驟：首先要從具體問題中抽象出一個(gè)適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，然後設(shè)計(jì)一個(gè)解此數(shù)學(xué)模型的演算法（Algorithm），最後編出程式、進(jìn)行測(cè)試、調(diào)整直至得到最終解答。尋求數(shù)學(xué)模型的實(shí)質(zhì)是分析問題，從中提取操作的對(duì)象，並找出這些操作對(duì)象之間含有的關(guān)係，然後用數(shù)學(xué)的語言加以描述。1.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與演算法眾所周知，二十世紀(jì)四十年代，電子數(shù)字電腦問世的直接原因是解決彈道學(xué)的計(jì)算問題。早期，電子電腦的應(yīng)用範(fàn)圍，幾乎只局限於科學(xué)和工程的計(jì)算，其處理的對(duì)象是純數(shù)值性的資訊，通常，人們把這類問題稱為數(shù)值計(jì)算。近三十年來，電子電腦的發(fā)展異常迅猛，這不僅表現(xiàn)在電腦本身運(yùn)算速度不斷提高、資訊存儲(chǔ)量日益擴(kuò)大、價(jià)格逐步下降，更重要的是電腦廣泛地應(yīng)用於情報(bào)檢索、企業(yè)管理、系統(tǒng)工程等方面，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了科技計(jì)算的範(fàn)圍，而滲透到人類社會(huì)活動(dòng)的一切領(lǐng)域。與此相應(yīng)，電腦的處理對(duì)象也從簡(jiǎn)單的純數(shù)值性資訊發(fā)展到非數(shù)值性的和具有一定結(jié)構(gòu)的資訊。

一、基本概念和術(shù)語1．?dāng)?shù)據(jù)

數(shù)據(jù)是人們利用文字符號(hào)、數(shù)字符號(hào)以及其他規(guī)定的符號(hào)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的事物及其活動(dòng)所做的描述。在電腦科學(xué)中，數(shù)據(jù)的含義非常廣泛，我們把一切能夠輸入到電腦中並被電腦程式處理的資訊，包括文字、表格、圖象等，都稱為數(shù)據(jù)。例如，一個(gè)個(gè)人書庫(kù)管理程式所要處理的數(shù)據(jù)可能是一張如表1-1所示的表格。表1-1個(gè)人書庫(kù)2．結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)也叫數(shù)據(jù)元素，它是組成數(shù)據(jù)的基本單位。在程式中通常把結(jié)點(diǎn)作為一個(gè)整體進(jìn)行考慮和處理。例如，在表1-1所示的個(gè)人書庫(kù)中，為了便於處理，把其中的每一行（代表一本書）作為一個(gè)基本單位來考慮，故該數(shù)據(jù)由10個(gè)結(jié)點(diǎn)構(gòu)成。一般情況下，一個(gè)結(jié)點(diǎn)中含有若干個(gè)字段（也叫資料項(xiàng)目）。例如，在表1-1所示的表格數(shù)據(jù)中，每個(gè)結(jié)點(diǎn)都有登錄號(hào)、書號(hào)、書名、作者、出版社和價(jià)格等六個(gè)字段構(gòu)成。字段是構(gòu)成數(shù)據(jù)的最小單位。3．邏輯結(jié)構(gòu)結(jié)點(diǎn)和結(jié)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)係稱為數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。在表1-1所示的表格數(shù)據(jù)中，各結(jié)點(diǎn)之間在邏輯上有一種線性關(guān)係，它指出了10個(gè)結(jié)點(diǎn)在表中的排列順序。根據(jù)這種線性關(guān)係，可以看出表中第一本書是什麼書，第二本書是什麼書，等等。4．存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)在電腦中的存儲(chǔ)表示稱為數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。在表1-1所示的表格數(shù)據(jù)在電腦中可以有多種存儲(chǔ)表示，例如，可以表示成數(shù)組，存放在記憶體中；也可以表示成文件，存放在磁片上，等等。5．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（DataStructure）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是研究數(shù)據(jù)元素（DataElement）之間抽象化的相互關(guān)係和這種關(guān)係在電腦中的存儲(chǔ)表示（即所謂數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)），並對(duì)這種結(jié)構(gòu)定義相適應(yīng)的運(yùn)算，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的演算法，而且確保經(jīng)過這些運(yùn)算後所得到的新結(jié)構(gòu)仍然是原來的結(jié)構(gòu)類型。為了敘述上的方便和避免產(chǎn)生混淆，通常我們把數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，把數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)（StorageStructure）。6．?dāng)?shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型是指程式設(shè)計(jì)語言中各變數(shù)可取的數(shù)據(jù)種類。數(shù)據(jù)類型是高級(jí)程式設(shè)計(jì)語言中的一個(gè)基本概念，它和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念密切相關(guān)。一方面，在程式設(shè)計(jì)語言中，每一個(gè)數(shù)據(jù)都屬於某種數(shù)據(jù)類型。類型明顯或隱含地規(guī)定了數(shù)據(jù)的取值範(fàn)圍、存儲(chǔ)方式以及允許進(jìn)行的運(yùn)算?？梢哉J(rèn)為，數(shù)據(jù)類型是在程式設(shè)計(jì)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。另一方面，在程式設(shè)計(jì)過程中，當(dāng)需要引入某種新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，總是借助編程語言所提供的數(shù)據(jù)類型來描述數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。

二、演算法1、演算法的概念簡(jiǎn)單地說就是解決特定問題的方法（關(guān)於演算法的嚴(yán)格定義，在此不作討論）。特定的問題可以是數(shù)值的，也可以是非數(shù)值的。解決數(shù)值問題的演算法叫做數(shù)值演算法，科學(xué)和工程計(jì)算方面的演算法都屬於數(shù)值演算法，如求解數(shù)值積分，求解線性方程組、求解代數(shù)方程、求解微分方程等。解決非數(shù)值問題的演算法叫做非數(shù)值演算法，數(shù)據(jù)處理方面的演算法都屬於非數(shù)值演算法。例如各種排序演算法、查找演算法、插入演算法、刪除演算法、遍曆演算法等。數(shù)值演算法和非數(shù)值演算法並沒有嚴(yán)格的區(qū)別。一般說來，在數(shù)值演算法中主要進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算，而在非數(shù)值演算法中主要進(jìn)行比較和邏輯運(yùn)算。另一方面，特定的問題可能是遞歸的，也可能是非遞歸的，因而解決它們的演算法就有遞歸演算法和非遞歸演算法之分。從理論上講，任何遞歸演算法都可以通過迴圈，堆疊等技術(shù)轉(zhuǎn)化為非遞歸演算法。

2、演算法的特點(diǎn)演算法是執(zhí)行特定計(jì)算的有窮過程。這個(gè)過程有5個(gè)特點(diǎn)：

1.動(dòng)態(tài)有窮：當(dāng)執(zhí)行一個(gè)演算法時(shí)，不論是何種情況，在經(jīng)過了有限步驟後，這個(gè)演算法一定要終止。

2.確定性：演算法中的每條指令都必須是清楚的，指令無二義性。

3.輸入：具有0個(gè)或0個(gè)以上由外界提供的量。

4.輸出：產(chǎn)生1個(gè)或多個(gè)結(jié)果。

5.可行性：每條指令都充分基本，原則上可由人僅用筆和紙?jiān)谟邢薜臅r(shí)間內(nèi)也能完成。注意：演算法和程式是有區(qū)別的，即程式未必能滿足動(dòng)態(tài)有窮。在本書中，我們只討論滿足動(dòng)態(tài)有窮的程式，因此“演算法”和“程式”是通用的。

3、

演算法的描述方法

一個(gè)演算法可以用自然語言、數(shù)字語言或流程圖等來描述，也可以用電腦高級(jí)程式語言來描述，如Pascal語言、C語言或偽代碼等。

1.3C語言概述1．Ｃ語言的誕生與發(fā)展（1）在C語言誕生以前，系統(tǒng)軟體主要是用組合語言編寫的。由於組合語言程式依賴於電腦硬體，其可讀性和可移植性都很差；但一般的高級(jí)語言又難以實(shí)現(xiàn)對(duì)電腦硬體的直接操作（這正是組合語言的優(yōu)勢(shì)），於是人們盼望有一種兼有組合語言和高級(jí)語言特性的新語言。（2）Ｃ語言是貝爾實(shí)驗(yàn)室於70年代初研製出來的，後來又被多次改進(jìn)，並出現(xiàn)了多種版本。80年代初，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（ANSI），根據(jù)Ｃ語言問世以來各種版本對(duì)Ｃ語言的發(fā)展和擴(kuò)充，制定了ANSIC標(biāo)準(zhǔn)（1989年再次做了修訂）。（3）目前，在微機(jī)上廣泛使用的Ｃ語言編譯系統(tǒng)有MicrosoftC、TurboC、BorlandC等。雖然它們的基本部分都是相同的，但還是有一些差異，所以請(qǐng)大家注意自己所使用的Ｃ編譯系統(tǒng)的特點(diǎn)和規(guī)定（參閱相應(yīng)的手冊(cè)）。本書選定的上機(jī)環(huán)境是TCV2.0（DOS操作系統(tǒng)）。

2．C語言的特點(diǎn)

C語言同時(shí)具有組合語言和高級(jí)語言的優(yōu)勢(shì)。（1）語言簡(jiǎn)潔、緊湊，使用方便、靈活。

（2）運(yùn)算符極其豐富。（3）生成的目標(biāo)代碼品質(zhì)高，程式執(zhí)行效率高。（4）可移植性好（較之組合語言）。（5）可以直接操縱硬體。

3.在C語言中，除實(shí)現(xiàn)順序、選擇和迴圈等三種基本結(jié)構(gòu)的9條控制語句外，輸入輸出操作均由標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)（不是C語言的組成部分）來實(shí)現(xiàn)。所以學(xué)習(xí)C語言，不僅要學(xué)習(xí)這9條控制語句和各種運(yùn)算符，而且要學(xué)習(xí)並掌握常用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的使用。4、Ｃ語言程式的結(jié)構(gòu)與書寫規(guī)則（1）

Ｃ語言程式的總體結(jié)構(gòu)

一個(gè)完整的Ｃ語言程式，是由一個(gè)main()函數(shù)（又稱主函數(shù)）和若干個(gè)其他函數(shù)結(jié)合而成的，或僅由一個(gè)main()函數(shù)構(gòu)成。[案例1.1]僅由main()函數(shù)構(gòu)成的Ｃ語言程式。/*案例代碼檔案名：AL1_1.C*//*功能：僅由main()函數(shù)構(gòu)成的Ｃ語言程式示例*/main(){printf(“ThisisaCprogram.\n”);}程式運(yùn)行結(jié)果：

ThisisaCprogram.

[案例1.2]由main()函數(shù)和1個(gè)其他函數(shù)max()構(gòu)成的Ｃ語言程式。/*案例代碼檔案名：AL1_2.C*//*功能：由main()函數(shù)和1個(gè)其他函數(shù)max()構(gòu)成的Ｃ語言程式示例*/intmax(intx,inty){return(x>y?x:y);}main(){intnum1,num2;

printf(“Inputthefirstintegernumber:”);

scanf(“%d”,&num1);

printf(“Inputthesecondintegernumber:”);

scanf(“%d”,&num2);

printf(“max=%d\n”,max(num1,num2));}程式運(yùn)行情況：

Inputthefirstintegernumber:6←┘Inputthesecondintegernumber:9←┘max=9

[案例1.3]改寫[案例1.2]，交換main()函數(shù)和max()函數(shù)的前後位置。根源程式略。程式運(yùn)行情況：

Inputthefirstintegernumber:6←┘Inputthesecondintegernumber:9←┘max=91.函數(shù)是Ｃ語言程式的基本單位。main()函數(shù)的作用，相當(dāng)於其他高級(jí)語言中的主程序；其他函數(shù)的作用，相當(dāng)於副程式。2.C語言程式總是從main()函數(shù)開始執(zhí)行。一個(gè)Ｃ語言程式，總是從main()函數(shù)開始執(zhí)行，而不論其在程式中的位置。當(dāng)主函數(shù)執(zhí)行完畢時(shí)，亦即程式執(zhí)行完畢。習(xí)慣上，將主函數(shù)main()放在最前頭。4、

根源程式書寫格式（1）所有語句都必須以分號(hào)“；”結(jié)束，函數(shù)的最後一個(gè)語句也不例外。（2）程式行的書寫格式自由，既允許1行內(nèi)寫幾條語句，也允許1條語句分寫在幾行上。例如，[案例1.2]的主函數(shù)main()，也可改寫成如下所示的格式：……main(){intnum1,num2;printf(“Inputthefirstintegernumber:”);scanf(“%d”,&num1);

printf(“Inputthesecondintegernumber:”);scanf(“%d”,&num2);printf(“max=%d\n”,max(num1,num2));}如果某條語句很長(zhǎng)，一般需要將其分寫在幾行上。（3）允許使用注釋。C語言的注釋格式為：/*……*/說明：I、“/*”和“*/”必須成對(duì)使用，且“/”和“*”、以及“*”和“/”之間不能有空格，否則都出錯(cuò)。技巧：為避免遺漏必須配對(duì)使用的符號(hào)，例如注釋符號(hào)、函數(shù)體的起止識(shí)別字（花括?。A括號(hào)等等，在輸入時(shí)，可連續(xù)輸入這些起止識(shí)別字，然後再在其中進(jìn)行插入來完成內(nèi)容的編輯。在起止識(shí)別字嵌套時(shí)，以及相距較遠(yuǎn)時(shí)，這樣做更有必要。

II、注釋的位置，可以單占1行，也可以跟在語句的後面。

III、如果1行寫不下，可另起1行繼續(xù)寫。

IV、注釋中允許使用漢字。在非中文操作系統(tǒng)下，看到的是一串亂碼，但不影響程式運(yùn)行。

1.4TurboCV2.0的基本操作1.運(yùn)行一個(gè)Ｃ語言程式的一般過程2.TC的啟動(dòng)、退出與命令菜單3.編輯並保存一個(gè)Ｃ語言根源程式4.編譯、連接──單個(gè)根源程式檔5.運(yùn)行與查看結(jié)果6.編輯下一個(gè)新的根源程式

1.運(yùn)行一個(gè)Ｃ語言程式的一般過程

Ｔu(píng)rbo

Ｃ是一個(gè)集根源程式編輯、編譯、連接、運(yùn)行與調(diào)試於一體、用菜單驅(qū)動(dòng)的集成軟體環(huán)境。運(yùn)行一個(gè)Ｃ語言程式的一般過程：（1）啟動(dòng)TC，進(jìn)入TC集成環(huán)境。（2）編輯（或修改）根源程式。（3）編譯。如果編譯成功，則可進(jìn)行下一步操作；否則，返回（2）修改根源程式，再重新編譯，直至編譯成功。（4）連接。如果連接成功，則可進(jìn)行下一步操作；否則，根據(jù)系統(tǒng)的錯(cuò)誤提示，進(jìn)行相應(yīng)修改，再重新連接，直至連接成功。（5）運(yùn)行。通過觀察程式運(yùn)行結(jié)果，驗(yàn)證程式的正確性。如果出現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤，則必須返回（2）修改根源程式，再重新編譯、連接和運(yùn)行，直至程式正確。（6）退出TC集成環(huán)境，結(jié)束本次程式運(yùn)行。

2.TC的啟動(dòng)、退出與命令菜單

（1）啟動(dòng)TurboC：

tc←┘[畫面演示]啟動(dòng)TurboC後，其主菜單條橫向排列在螢?zāi)豁敹?，並被啟動(dòng)，其中File主項(xiàng)成為當(dāng)前項(xiàng)。主菜單的下麵，是Edit（編輯）窗口和Message（消息）窗口。兩個(gè)窗口中，頂端橫線為雙線顯示的，表示該窗口是活動(dòng)窗口。編輯窗口的頂端為狀態(tài)行，其中：．Line1Col1：顯示游標(biāo)所在的行號(hào)和列號(hào)，即游標(biāo)位置。．Insert：表示編輯狀態(tài)處?kù)丁安迦搿?。?dāng)處?kù)丁案膶憽睜顟B(tài)時(shí)，此處為空白。．d:NONAME.C：顯示當(dāng)前正在編輯的檔案名。顯示為“NONAME.C”時(shí)，表示用戶尚未給檔命名。螢?zāi)坏锥耸?個(gè)功能鍵的說明，以及NumLock鍵的狀態(tài)（顯示“NUM”時(shí)，表示處?kù)丁皵?shù)字鍵”狀態(tài)；空白，表示“控制鍵”狀態(tài)）。

（2）命令菜單的使用

1）按下功能鍵F10，啟動(dòng)主菜單。如果主菜單已經(jīng)被啟動(dòng)，則直接轉(zhuǎn)下一步。

2）用左、右方向鍵移動(dòng)光帶，定位於需要的主項(xiàng)上，然後再按回車鍵，打開其子菜單（縱向排列）。

3）用上、下方向鍵移動(dòng)光帶，定位於需要的子項(xiàng)上，回車即可。執(zhí)行完選定的功能後，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉菜單。注意：菜單啟動(dòng)後，又不使用，可再按F10／Esc鍵關(guān)閉，返回原來狀態(tài)。

（3）退出TurboC

退出TC有兩種方法：

1）菜單法：File|Quit（先選擇File主項(xiàng)，再選擇並執(zhí)行Quit子項(xiàng)）

2）快捷鍵法：Alt+“X”（先按下Alt鍵並保持，再按字母鍵Ｘ，然後同時(shí)放開）

3.編輯並保存一個(gè)Ｃ語言根源程式

（1）啟動(dòng)主菜單，選擇並執(zhí)行File|Load項(xiàng)（快捷鍵鍵：F3）。（2）在“LoadFileName”窗口，輸入根源程式檔案名。檔案名的輸入有兩種方法：直接輸入和選擇輸入。1）直接輸入按照檔案名的組成字串，逐個(gè)字元輸入即可。如果是已經(jīng)存在的檔，系統(tǒng)就在編輯窗口顯示該檔的內(nèi)容，可供編輯、修改。如果是新檔，則給出一個(gè)空白編輯窗口，可供輸入新的根源程式。如果該檔不在當(dāng)前目錄下，則需要冠以路徑名和（或）盤符。2）選擇檔（僅適用於已經(jīng)存在的根源程式檔）

①空回車，打開當(dāng)前目錄下、尾碼為.Ｃ的所有檔的檔案名窗口。

②用上、下、左、右方向鍵，將光帶定位於所需的檔案名上。

③按回車鍵。

（3）常用編輯操作在編輯根源程式過程中，隨時(shí)都可以按F2鍵（或File|Save），將當(dāng)前編輯的檔存盤，然後繼續(xù)編輯。這是一個(gè)良好的習(xí)慣！關(guān)於線上幫助：在任何窗口（或狀態(tài)）下，按F1鍵啟動(dòng)活動(dòng)窗口（或狀態(tài)）的線上幫助：．下一頁──PageDown，返回上一頁──PageUp．關(guān)閉線上幫助、返回原窗口（或狀態(tài)）──Esc．返回前一個(gè)線上幫助屏──Alt+F1（無論線上幫助是否被啟動(dòng)）．返回線上幫助索引──F1：?jiǎn)?dòng)線上幫助後，再按F1，則返回線上幫助索引，以便查詢其他類別線上幫助資訊。．查詢庫(kù)函數(shù)的線上幫助資訊──^F1：將游標(biāo)移到需要查詢函數(shù)名的首字元上，然後鍵入^F1，即可獲得該庫(kù)函數(shù)的線上幫助資訊。注：為簡(jiǎn)化描述，用“^”代表“Ctrl”鍵。^Fn就是Ctrl+Fn，下同。

4.編譯、連接──單個(gè)根源程式檔

選擇並執(zhí)行Compile|MakeEXEFile項(xiàng)（快捷鍵：F9），則TC將自動(dòng)完成對(duì)當(dāng)前正在編輯的根源程式