《C语言程序设计》教案(清华谭浩强)(75页).doc

-C语言程序设计教案(清华谭浩强)-第 74 页第一章语言及程序设计概述本章要求： 了解C语言的特点、C语言与其它高级语言相比有什么异同； 了解C程序在PC机上的建立、编译和运行过程； 了解C语言程序设计思想的基本篇；重点：C语言的主要特点； C语言在PC机上的运行过程及上机操作过程； 常用算法的应用难点：无一、C语言概述 C语言是目前国际上在各种计算机运行较为广泛流行的一种高级语言。 主要表现为： C语言：适合于作为系统描述语言可用来写系统软件。 具有高级语言的特点，又有低级语言（汇编语言）的特点。 C语言：是AT&T贝尔实验室的Dennis Ritchie在1972年发明的。 C语言：是在B语言的基础上发展起来的。（ALGOL 60） C语言：最早开始是用于UNIX操作系统。（C语言和UNIX是相辅相成的） DBASE 、Microsoft Exel 、 Microsoft Word、PC-DOS等，则是用C语言加上若干汇编子程序编写的。 1983年：制定的新标准，称为（美国国家标准化协会）ANSI C 1987年：Turbo C1.0 (Borland) 1988(图形和文本窗口) 1989年：Turbo C2.0 （DOS操作系统、查错、Tiny模式生成com文件） 1991年：Turbo C+(3.0) 支持 说明：Turbo C语言可以在程序的任何地方嵌入汇编代码，提高速度，可以直接使用存储器和寄存器。二C语言的特点 1语言简洁、紧凑、使用方便、灵活 C语言：共有32个关键字，9种控制语句； 程序书写自由，主要用小写字母表示； 2运算符丰富 C语言的运算符包含的范围很广泛，共有34种运算符； 即：把括号、赋值、强制类型转换都作为运算符处理 3有丰富的数据类型 整型、实型、字符型、数据类型、指针类型、结构体类型、共用体（联合）类型等。实现复杂的数据结构（链表、树、栈、图）的运算。 4具有结构化的功能，用函数作为程序模块，实现程序的模块化 5语法限制不太严格，程序设计自由度大。（放宽了语法检查） 例：1）对数组下标越界不作检查，由程序编写者自己保证程序的正确； 2）整型数据、字符型数据、逻辑型数据可以通用。 6能直接访问物理地址，能进行位（bit）操作，能实现汇编语言的大部分功能，可以直接对硬件进行操作。 7生成目标代码质量高，程序执行效率高。 8用C语言编写的程序，移植性较好。 说明： C语言比其它高级语言难掌握，对编程人员要求较高 程序员使用C语言编写程序会感到限制少、灵活性大，功能强，可以编写出任何类型的程序。三C程序的构成例： main( ) /*主函数*/ int a，b，sum； /*定义变量*/ a=123；b=456； sum=a+b； printf(“sum is %dn”，sum)； /*输出变量*/说明： 1）程序一般用小写字母书写； 2）每个程序必须要有一个main ( ) （只能一个），称主函数； 注：C程序是由函数构成的，函数是C程序的基本单位。 函数：系统提供的库函数；用户设计的函数。 3）程序体必须在 之间； 4）每个语句的结尾，必须要有“；”作为终止符。 5）用/*. */ 作注释四、C程序的上机过程1演示 书：P5 程序2上机步骤 书：P7 注：C语言是一种编译语言，编译语言的特点：连接编译目标程序 *.OBJ执行程序 *.EXE源程序 *.C C编译程序 Link程序 3DOS下C语言的运行 目前DOS下运行C语言软件为：Turbo C 2.0 （1） Turbo C 2.0 的特点： 是一个把 编辑 编译 连接 运行 等全部操作集中在一个界面上。 （2） Turbo C 2.0的操作及运行 书：P8五、算法的概念 1算法的概念 书：P13 算法：程序的操作步骤。 程序中的数据 在程序设计中： 操作步骤 有： 程序 = 数据结构 + 算法 沃思 Nikiklaus Wirth 程序=算法+数据结构+程序设计方法+语言工具和环境 2 计算机算法分为两大类： 数值运算算法非数值运算算法 （1）数值运算算法：求数值解；通过运算得出一个具体值，如求方程的根等 注：数值运算一般有现成的模型，算法较成熟。 （2）非数值运算算法：用于事务管理，如图书检索、人事管理等。 3、常用简单算法 （1）累乘 即：1×2×3×4×5×100 1×2 S（结果） S×3 S（结果） S×4 S（结果） S×100 S（结果） （2）累加 即：1+2+3+4+5+100 1+2 S（结果） S+3 S（结果） S+4 S（结果） S+100 S（结果） （3）找最大值 5，2，4，12，9 5 max (max 放最大值，后面的数都和它比较) 2 > max 不成立 4 > max 不成立 12 > max 成立：12 max 9 > max 不成立注：该算法可扩展为在一批数据中，找某一个数 （4）其它算法 P15 例 2.2 例 2.3 例 2.4 例 2.5 课余自学(必须) 4、算法的表示 常用的有：自然语言传统流程图结构化流程图伪代码PAD图（1）传统流程图 起止框 输入输出框 判断框 处理框 流程线 连接点表示方法：P19 例注：传统流程图对流程线的使用没有严格限制，难以实现结构化程序设计为了限制流程线的滥用，提出三种基本结构： 顺序结构 选择结构 循环结构 顺序结构 选择结构 f t . f 语句 表达式 表达式 t 语句 语 句 语 句1 语 句2 循环结构 表达式 语 句 语 句 表达式 a) “当型”结构 b) “直到型”结构（2）N-S流程图 特点：去掉了带箭头的流程线，全部算法写在一个矩形框内。 称N-S结构化流程图 P A 成立 不成立 当P1成立 A B A B A 直到P1成立 顺序结构 选择结构 循环结构作业：上机：熟悉Turbo C 2.0的操作及运行第三章 数据类型、运算符与表达式本章要求： 本章是C语言的基本概念开篇，所介绍的概念是学习C语言的基础； 要求熟练掌握数据类型、运算符与表达式。重点：C语言数据类型定义的方法和分类。 C语言运算符、表达式的使用以及它们的主要特点。难点：自增、自减运算符、赋值运算符、逗号运算符及它们的混合使用一数据类型概念：算法处理的对象是数据，而数据是以某种特定的形式出现。在C语言中，数据有：常量、变量；一般它们都有一定的数据类型。 （C语言的数据结构是以数据类型形式出现的）1数据类型分类： 整型 int 基本类型 字符型 单精度型 float 实型（浮点型） 枚举类型 双精度型 double 数据类型 数组类型 构造类型 结构体类型 struct 共用体（联合）类型 union 指针类型 * 空类型 void 说明：在程序中对用到的所有数据都必须指定其数据类型。 2C语言中的常量和变量常量：在程序运行过程中，其值不能被改变的量。变量：在程序运行过程中，其值可以改变的量。 说明：1）常量和变量，都要有一个名字表示它； 习惯上，符号常量(别名)名用大写，变量用小写。 符号常量的定义为： #define P 30 其它常量：直接用数据表示 例： 23 45.5 e 3e+2 2）在C语言中，对变量要先定义，后使用。 3）如果一个变量被指定为一确定类型后，在C语言编译时，就能为其分配相应的存储单元。 a 变量名 存储地址）2000 3 变量值 存储单元 地址的概念 3常用的基本数据类型（1）整型 1）整型常量：十进制整数 123，-11，0 非0开头 八进制整型 0123，-011 0开头 十六进制整型 0x11 0x20 0x0D 0XFF 0x4e 0x/0X开头 说明：在一个整常量后面加一个字母：l或L，是长整型常量。22L 0733L 0xae4l 2）整型变量： 定义 存储字节 数的范围 基本型 int x （2字节） -3276832767 短整型 short int x （2字节） -3276832767 长整型 long int x （4字节） -2,147,483,6482,147,483,647 无符号型 unsigned int x （2字节） 065535 unsigned short x（2字节） 065535 unsigned long x （4字节） 04,294,967,295 注： 数据在内存中是以：二进制形式存放 如：9 为 00001001 例： x=13; x=015 ; x=0xD 存储结构 见P44 图3.5 （2）实型（浮点数） 1）实型常量： 十进制整数 1.23 .0123 指数形式 1.23e3，1.00e-3 2）实型变量： 数的表示范围P46表3.2 单精度 float x （4字节）-381038 TC默认 双精度 double x （8字节）1.7x10-30810308 说明：实型常量 不分float和double，只有十进制表达方式 有的C编译系统64位存储方式，如尾加f或F可表示32位： 例：x=1.23; x=123e3 P47例3.4(存储精度) （3）字符型 1）字符常量： a) 用单引号括起来的一个字符 aA b) 转义字符（由“专用字母” ） 书P48表3 0字符串结束符 n换行 t水平制表 ddd八进制数 xdd十六进制数 2）字符变量： char c （1字节）说明：一个字符变量，只能放一个字符常量。实际是把该常量的ASCII值，送入字符变量中。即：B（66） c （字符变量） 书P374ASCII表 p50例3.6-7 c=B c的内容为66 故：字符数据可以进行算术运算；即：c=B+2 为68 字符数据在内存中的存储方式 书P50 unsigned char 0-255 char -128-127 有符号数在TC中是用补码表示的 127(0x7f) 0111 1111 128(0x80) 1000 0000 复习：补码的规定： 正数：其原码、反码、补码相同 负数：最高位为1，其余各位为原码的反码(原码的相应位取反)，然后对整个数加1。 140(0x8c) 1000 11001111 0011 + 1(取反加1)1111 0100-0x74 -0x74 1000 1011 + 1(取反加1) 1000 1100 0x8c (0x80为负数-74 高位为1) 3）字符串常量 用双引号括起来的字符 “a” ，“ABFD” “a” =“a0” <> A说明：C规定，在每一个字符串的结尾应加一个“字符串结束标志”（0）， 以便系统判断字符串是否结束。 4各类数值间的混合运算 1）整型、字符型、单精度型、双精度型数据可以混合运算 2）字符型、整型可以通用 规则： 高 double float long unsigned 低 int char，short 例如 10+a+1.5-8765.1234*b 00 (TC默认6位小数) 10+97+1.5-8765.1234*98 二运算符和表达式 C表达式：由变量、常量、函数等运算对象和运算符组成的式子 C运算符作用： 1）能把一些基本运算模块用单一的运算符处理 2）使用丰富的运算符，构成多种表达式 C运算符有优先级，优先级高的先执行，同级的由结合规则决定其处理规则 C运算符有两种结合规则： 1）从左到右的结合运算顺序；即：a=5+x10；运算对象与左边运算符结合 2）从右到左的结合运算顺序；即：x=y=7；运算对象与右边运算符结合 C运算符分类 书P551基本运算符(算术运算符) C语言有7个基本运算符1）单目运算符：（表示符号） 正号“+” 负号“-”2）双目运算符：+、- 、*、/、%（模运算，求余运算，两侧为整数） 说明： a）运算顺序的结合方向从左到右 b）求余（取模）运算符是对两个整数相除的余数，计算结果的符号与第一个数的符号相同。即：-5%3 值为-2、 -5%-3 值为-2、 5%-3 值为2 2自增、自减运算符(优先级高于算术，右结合) 作用：使变量的值增1或减1 +i（-i）在使用i之前，先使i的值加1（减1），然后再使用i。 i+（i-）先使用i的值，然后再使i加1（减1）。例：i =4; j=+i; i 值为5，值为5； j=i+; i 值为5，j值为4 说明：1）自增、自减运算符+(-)，只能用于变量，不能用于常量或表达式 即：5+ 、 （a+b）+ 不合法 2）运算顺序的结合方向从右到左例 例： main() int i=3 z,x,y; z=(i+)+(i+)+(i+)x=y=3; /结果：z值为9 i值为6 z=x+y; /变量x右结合运算符+ （不是3+4+5=12） printf("z=%d,x=%d,y=%d",z,x,y);输出结果：z=6 x=4 y=3如果：z= -x+y; 输出结果：z=0 x=4 y=3 x先为-4，然后+y，最后x+ 3赋值运算符和赋值表达式(优先级低于算术，右结合) （1）“=” 赋值运算符 作用：将一个数据赋给一个变量 即：x=21 注意： 如果赋值运算符两侧的类型不一致，在赋值时，要进行类型转换。P61 即：float f ; f=23 f值为23.0000 符号位扩展 （2）复合的赋值运算符 “+=、-=、*=、/=、%=” 在赋值符“=”之前加上其它运算符 称复合运算符（也称为自反运算符） 例：a+=3 等价于 a=a+3 x*=y+8 等价于 x=x*(y+8) y/=4 等价于 y=y/4 m%=3 等价于 m=m%3说明： C语言采用这种复合运算符： 为了简化程序，使程序精练；提高编译效率。 （3）赋值表达式格式：变量=表达式表达式： 可以是 1）常量、变量、算术表达式； 2）赋值表达式 即：a=(b=5) 或 a=b=5 (运算顺序的结合方向从右到左)例： a=b=c=6 ; a=5+(c=6) (结果a=11 c=6) 如果：a=3; 求：a+=a-=a*a; 有：1 a*a; 9 2)a= a-(a*a); -6 3) a+=-6 -6+-6 a为：-12 结果值为：-12 4逗号运算符和逗号表达式(优先级最低，左结合) 用“，”将两个表达式连接起来。 格式：表达式1，表达式2 即： 3+5，6*9； 例： 3+5，6*9； 值为54 （先求解表达式1，再求解表达式2，最后逗号表达式的值为表达式2的值） a=2*5，a*3； a值为10 结果值为：30 （先求：a=2*5，后求：a*3） x=(a=2*5，a*3)，a+4 a值为10 x值为30 结果值为：14说明： 使用逗号表达式的目的，只是为了得到各个表达式的值（常用于循环语句） 解表达式1的结果可能影响解表达式2的值 5强制类型转换运算符(优先级高于算术，右结合) 在要转换的数据前，用小括号括上要转换的数据类型 即： （int）x； （int）（a+b） （int）x+y 格式：（类型名）表达式 C一般会自动进行数据类型转换，用于不能自动转换的地方x%3(float f) 6关系运算符和关系表达式（书P87）(优先级低于算术，左结合，高于赋值) （1）6种关系运算符 < <= > >= (优先级高) = = ！= (优先级低) （2）关系表达式 表达式 关系运算符 表达式 即：a>b a+b>=b+c (a=4)<(b=8) x= = y 说明： 关系表达式值：是一个逻辑值，即：“真”或“假” C语言：1 代表“真” 0 代表“假” 7逻辑运算符和逻辑表达式（书P88）(优先级低于关系，左结合) （1）3种逻辑运算符 p89 表 && （与） | | （或） ! （非） （2）逻辑表达式 表达式 逻辑运算符 表达式 p89 即： (a>b) | | (a+b>=b+c) (a=4)&&(b=8) 1 | | (1) x&& y 值为1 1 说明： 逻辑表达式值：是一个逻辑值，即：“真”或“假” p90 优先次序（由高到低）： ！（非） 算术运算符 关系运算符 &&和| | 赋值运算符 求值短路：5>3&&2|8<4-!0 1| (结果1) 0&& (结果0) 如：a&&b&&c a<>0才判断a&&b 8条件运算符（书P97） 格式：表达式1 ？ 表达式2：表达式3 执行：先求解表达式1，为真（非零），求表达式2 为假（为0），求表达式3 例： y= ( a>b ) ? a : b; 说明：a）条件运算符要求有三个操作对象（称三目元运算符） b）条件运算符优先于赋值运算符 y= ( a>b ) ? a : b; 先求 ( a>b ) ? a : b 后赋值 c）条件运算符的结合方向为“自右至左” ( a>b ) ? a : b 可写为： a>b ? a : b a>b ? a : b+5 相当于： a>b ? a ：（b+5） a>b ? a : c> d ? c : d 相当于： a>b ? a : ( c> d ? c : d )* 9位运算符 （书P298）（一般掌握）位运算： 是对字节或字中的实际位进行检测、设置、屏蔽、移位。位运算符：& 位逻辑与 | 位逻辑或 位逻辑异或 位逻辑反 >> 右移 << 左移三、运算符小结1左结合方向的运算符主要有：算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、逗号运算符2右结合方向的运算符主要有：自增、自减运算符、赋值运算符（复合的赋值运算符）、条件运算符例：1) i=3； printf("%d，%d"，i，i+)； 输出：4, 3 2) a=1；b=1；c=2； 求：a=b + = c* = 5; 输出：a为11 b为11 c为10 3) a>b ? a> c?a：c：b>c ? b：c 相当于：a>b ? (a> c?a：c)：(b>c ? b：c) (求最大值，如a=2, b=8, c=5 结果为：8)3运算符的优先次序（书 P375 附录）()、！+/-/-转移、算术、关系(<<=>>=)、关系(= = !=)、&&、|、条件(?)、赋值、逗号例：1) -a+ 相当于 -(a+) 2) x=4,y=7 求：y+=+x-3 x的值5 y的值9 3) x=4,y=7 求：y=y+x-3 x的值4 y的值9 4) a=7,x=2.5,y=4.7 求：s=x+a%3*(int)(x+y)%*2/4 s的值00000 a%3*(int)(x+y)%*2 = 1(整型) / 4 (整型) = 0.25 =0(整型) 5) a%3 && a%5 | a+>+b 如：a=7, b=5 a的值8 b的值6 结果值1 1|1 如：a=15, b=15 a的值16 b的值16 结果值0 1|0 如：a=15, b=14 a的值16 b的值15 结果值0 0|0 如：a=15, b=13 a的值16 b的值14 结果值1 0|1 四、该章的主要例题 数： P39 例3.1 P44 例3.2 P44 例3.3 字符： P49 例3.5 P50 例3.6 P51 例3.7五、该章的主要习题六、该章的主要上机内容 P39 例3.1 P44 例3.2 P44 例3.3 P51 例3.7 P65 3.6 3.8 3.10 第四章 简单的C程序设计（顺序程序设计）知识点:1、赋值语句； 2、字符数据的输入/输出；3、格式输入/输出语句printf和scanf及其格式控制符；%c、%f、%d（输出宽度、对齐方式、其它格式控制符只作了解）4、程序的结构框架。重点：1赋值语句；2基本输入/输出语句printf和scanf及其格式控制符%c、%f、%d等的意义。难点： 无一、C程序结构 C程序 源程序文件1 源程序文件2 源程序文件n 预编译命令 函数1 函数n 说明部分 执行部分 (语句)语句的分类P67 P681、控制语句条件：if else循环：for()循环：while()循环：do while()循环结束：continue终止循环或switch：break多分支：switch转向：goto函数返回：return2、函数调用语句 printf(“a=%d”,a)；3、表达式语句 i=i+1 表达式 i=I+1; 表达式语句 函数调用也可以认为是表达式语句4、空语句：一个“;”5、复合语句(用：分程序) x=3; x=x+1; print(“x=%x”,x)二赋值语句 变量名=表达式 注：是组成顺序结构的主要语句。 a=b； if ( max<= x ) max =x ;三基本输入/输出语句 C语言本身不提供输入输出语句，输入输出操作是由函数来实现。 即：printf putchar scanf getchar 注：（1）这些函数构成一个标准的I/O函数库（放在“”中） （2）如果要使用C语言库函数，要用预编译命令“#include”将有关“头文件”包括到用户源文件中。 #include <stdio.h> #include “stdio.h” 当前目录 当前定义的目录中寻找 1printf函数 格式输出函数 格式：printf（格式控制，输出表列） 格式控制： 用双引号括起来的字符串，也称为“转换控制字符串” printf的格式字符 书P77 表41 输出表列： 需要输出的数据、表达式 即：printf( “x=%, y=%d, z=%c” , x, y, z ) d,i 带符号十进制形式 u 无符号十进制形式 例3-3 c 字符形式 s 字符串形式 f 实数(小数)形式 默认6位小数说明：1）printf( “ y=%-4d” , y ) 输出数据左对齐（默认为右对齐） 2）数据输出长度的修正； l 输出长整型或双精度数据 即：printf( “%ld, %lf ” , i, y ) h 输出短型数据 即：printf( “%hu ” , a ) -m.n m最小宽度 n小数(实数) -左对齐2putchar函数 字符输出函数向终端输出一个字符格式：putchar（变量） putchar（x） putchar（“n” ） 输出一个换行符 3scanf函数 格式输入函数 格式：scanf（格式控制，地址表列） 格式控制： 用双引号括起来的字符串，也称为“转换控制字符串” scanf的格式字符 书P80 表43 地址表列： 由若干个地址组成的表列，有：变量地址 &x 字符串的首地址 & 地址运算符 功能：求变量的地址（只能用于变量） &x 表示x变量值的内存单元的地址 即：scanf( “%d, %4d”, &a, &b )说明：1）不带分隔字符的方式，系统将自动按格式说明截取数据 例： scanf ( “ %4d%*3d%f ”, &I , &p ); 输入：12345678.93 时 得 “*”作用是“虚读”，跳过相应的数据 2）带分隔字符的方式（分隔字符：空格、tab、回车、逗号） 即：scanf( “%d, %d”, &a, &b ) 4getchar函数 字符输入函数 从终端输入一个字符 格式：getchar ( ) 即：c=getchar ( ) 函数值是从输入设备得到的字符四、该章的主要例题1已知矩形的两边长，求矩形的面积、周长2大小写字母互相转化3教材P83的例子五、该章的主要习题 P第五章 选择结构程序设计知识点:1、关系、逻辑运算符、逻辑真/假；2、关系表达式、逻辑表达式；3、分支的概念及其算法描述；4、三种IF分支语句；5、条件运算符；6、SWITCH语句。(了解)重点：1、关系、逻辑运算符、逻辑真/假；2、关系表达式、逻辑表达式；3、三种IF分支语句。难点：1、逻辑真/假；2、关系、逻辑运算优先级。一、关系表达式及逻辑表达式在分支选择结构的作用 在程序设计中，表示一些复杂的条件1、关系运算符及关系表达式（第三章）2、逻辑运算符及逻辑表达式（第三章）3、条件运算符（第三章）二分支语句（书P91） 从一个条件表达式中，选择语句的执行 （用 i