第1章 程序设计概述_PowerVideoTmp.ppt

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1、第第1章章 程序设计概述程序设计概述0第 1 页程序设计基础 如何尽快学会用如何尽快学会用C语言进行程序设计语言进行程序设计了解程序设计语言了解程序设计语言(C语言语言)模仿、改写、编写模仿、改写、编写通过不断的编程实践，逐步领会和掌握程通过不断的编程实践，逐步领会和掌握程序设计的基本思想和方法。序设计的基本思想和方法。第 2 页程序设计基础第第1章章 程序设计概述程序设计概述本章要点：本章要点：什么是程序？程序设计语言包含哪些功能？什么是程序？程序设计语言包含哪些功能？程序设计语言在语法上包含哪些内容？程序设计语言在语法上包含哪些内容？结构化程序设计有哪些基本的控制结构？结构化程序设计有哪些

2、基本的控制结构？C语言有哪些特点？语言有哪些特点？形成一个可运行的形成一个可运行的C语言程序需要经过哪些步骤？语言程序需要经过哪些步骤？程序设计的一般方法程序设计的一般方法 是怎样？是怎样？程序设计的表示方法？程序设计的表示方法？第 3 页程序设计基础1.1 几个几个C语言程序语言程序例例 1 打印一个语句。打印一个语句。程序：程序：main()printf(A simple c program.n)；经编译后运行结果如下：经编译后运行结果如下：A simple c program.第 4 页程序设计基础#include /*编译预处理命令编译预处理命令*/int main(void)/*主函

3、数主函数*/int n;/*变量定义变量定义*/int factorial(int n);/*函数声明函数声明*/scanf(%d,&n);/*输入输入一个整数一个整数*/printf(“%dn”,factorial(n);/*调用函数计算阶乘调用函数计算阶乘*/return 0;int factorial(int n)/*定义计算定义计算 n!的函数的函数*/int i,fact=1;for(i=1;i=n;i+)/*循环循环*/fact=fact*i;return fact;例例2 求阶乘问题。输入一个正整数求阶乘问题。输入一个正整数n，输出，输出n!。第 5 页程序设计基础 (1)C程序

4、是由函数构成的。程序是由函数构成的。(2)一个函数由两部分组成：一个函数由两部分组成：函数的首部和函数体。函数的首部和函数体。(3)main函数通常位于程序之首，函数通常位于程序之首，实际上它位于程实际上它位于程序的开头、序的开头、最后及函数与函数之间均是合法的，最后及函数与函数之间均是合法的，但但不管在什么位置，一个不管在什么位置，一个C程序总是从程序总是从main函数开始执函数开始执行的。行的。(4)C程序书写格式自由，程序书写格式自由，一行内可以写几个语句，一行内可以写几个语句，一个语句可以分写在多行上。一个语句可以分写在多行上。(5)C语言本身没有输入输出语句。语言本身没有输入输出语句

5、。(6)可以用可以用/*/对对C程序中的任何部分作注释，程序中的任何部分作注释，它可增加程序的可读性。它可增加程序的可读性。结论结论:通过上述两个例子，通过上述两个例子，我们可以看到我们可以看到 第 6 页程序设计基础1.2 程序与程序设计语言n程序程序人们为解决某种问题用计算机可以识别的代码人们为解决某种问题用计算机可以识别的代码编排的一系列加工步骤。编排的一系列加工步骤。程序的执行过程实际上是对程序所表达的数据程序的执行过程实际上是对程序所表达的数据进行处理的过程。进行处理的过程。n程序设计语言程序设计语言提供了一种表达数据与处理数据的功能提供了一种表达数据与处理数据的功能要求程序员按照语

6、言的规范编程要求程序员按照语言的规范编程 第 7 页程序设计基础 1.程序与指令程序与指令指令指令：计算机的一个最基本的功能：计算机的一个最基本的功能如实现一次加法运算或实现一次大小的判别。如实现一次加法运算或实现一次大小的判别。计算机的指令系统计算机的指令系统：计算机所能实现的指令的：计算机所能实现的指令的集合集合 。程序程序：一系列计算机指令的有序组合。：一系列计算机指令的有序组合。第 8 页程序设计基础 Input A;输入第输入第1个数据到存储单元个数据到存储单元A中中Input B;输入第输入第2个数据到存储单元个数据到存储单元B中中Input C;输入第输入第3个数据到存储单元个数

7、据到存储单元C中中Add A B D;将将A、B相加并将结果存在相加并将结果存在D中中Add C D D;将将C、D相加并将结果存在相加并将结果存在D中中Output D;输出输出D的内容的内容例：输入输入例：输入输入3个数个数A,B和和C，求，求 A+B+C的结果的结果 第 9 页程序设计基础 2.程序设计语言的功能程序设计语言的功能数据表达：表达所要处理的数据数据表达：表达所要处理的数据流程控制：表达数据处理的流程流程控制：表达数据处理的流程 第 10 页程序设计基础 （1）数据表达）数据表达数据表达数据表达：一般将数据抽象为若干类型。一般将数据抽象为若干类型。数据类型数据类型：对某些具有

8、共同特点的数据集合的总称。对某些具有共同特点的数据集合的总称。代表的数据（数据类型的定义域）代表的数据（数据类型的定义域）在这些数据上做些什么（即操作或称运算）在这些数据上做些什么（即操作或称运算）例如：例如：整数类型整数类型包含的数据：包含的数据：，-2，-1，0，1，2，作用在整数上的运算：作用在整数上的运算：+、-、*、/等等 第 11 页程序设计基础 (2)流程控制流程控制 n结构化程序设计方法结构化程序设计方法将复杂程序划分为若干个相互独立的模块。将复杂程序划分为若干个相互独立的模块。模块：一条语句（模块：一条语句（Statement）、）、一段程序或一段程序或一个函数（子程序）等。

9、一个函数（子程序）等。单入口、单出口。单入口、单出口。第 12 页程序设计基础3.三种基本的控制结构三种基本的控制结构顺序结构顺序结构循环结构循环结构分支结构分支结构 第 13 页程序设计基础 语句级控制：语句级控制：3 3种基本的控制结构种基本的控制结构顺序顺序控制结构控制结构：自然顺序执行自然顺序执行分支分支控制结构控制结构（选择结构）：根据不同选择结构）：根据不同的条件来选择所要执行的模块的条件来选择所要执行的模块循环循环控制结构控制结构：重复执行某个模块重复执行某个模块 单位级控制：函数的定义与调用单位级控制：函数的定义与调用处理复杂问题时处理复杂问题时,将程序分为若干个相将程序分为若

10、干个相对独立的子程序（函数）对独立的子程序（函数）第 14 页程序设计基础4.程序的编译与编程环境程序的编译与编程环境 （1 1）程序的编译）程序的编译 编译器编译器 程序程序 计算机直接能理解的指令序列计算机直接能理解的指令序列编译器：对源程序进行词法分析、语法与语义分编译器：对源程序进行词法分析、语法与语义分 析，生成可执行的代码。析，生成可执行的代码。直接指出程序中的语法错误直接指出程序中的语法错误 （2 2）编程环境）编程环境包括编辑程序（包括编辑程序（EditEdit）、）、编译（编译（CompileCompile）、）、调试调试（DebugDebug）等过程。等过程。（3 3）掌握

11、程序设计语言：根据语言的语法，用语言）掌握程序设计语言：根据语言的语法，用语言表达数据、实现程序的控制，并会使用编程环境。表达数据、实现程序的控制，并会使用编程环境。第 15 页程序设计基础开始开始结果结果语法语法错误错误源程序源程序.c/.cpp目标程序目标程序.obj可执行程序可执行程序.exe编辑编辑编译编译连接连接运行运行连接连接错误错误运行运行错误错误 C语言程序的调试、运行步骤语言程序的调试、运行步骤 第 16 页程序设计基础 1.3 C语言的发展历史与特点语言的发展历史与特点 n 历史历史 1972年：贝尔实验室的年：贝尔实验室的Dennis Ritchie在在B语言的基语言的基

12、础上设计并实现了础上设计并实现了C语言。语言。1978年：年：B.W.Kernighan和和D.Ritchie（简称简称K&R）合合著的著的The C Programming Language是各种是各种C语语言版本的基础，称之为旧标准言版本的基础，称之为旧标准C语言。语言。1983年：美国国家标准化协会（年：美国国家标准化协会（ANSI）制定了新制定了新的的C语言标准，称语言标准，称ANSI C。第 17 页程序设计基础C语言的特点语言的特点 1C语言是一种结构化语言语言是一种结构化语言2C语言语句简洁、紧凑，使用方便、灵活语言语句简洁、紧凑，使用方便、灵活32个关键字个关键字，9种控制语句

13、，程序书写形式自由。种控制语句，程序书写形式自由。3C语言程序易于移植语言程序易于移植C语言将与硬件有关的因素从语言主体中分离出来，语言将与硬件有关的因素从语言主体中分离出来，通过库函数或其他实用程序实现它们。通过库函数或其他实用程序实现它们。4C语言有强大的处理能力语言有强大的处理能力5生成的目标代码质量高，运行效率高生成的目标代码质量高，运行效率高6运算符的优先级与结合性对初学者难于掌握。运算符的优先级与结合性对初学者难于掌握。第 18 页程序设计基础 1.4 程序设计的一般方法程序设计的一般方法 1说明问题需求说明问题需求 在这一过程说明程序要解决什么问题，在这一过程说明程序要解决什么问

14、题，要达到的目的。去除不重要的方面，找到最要达到的目的。去除不重要的方面，找到最根本的问题所在。根本的问题所在。例：例：对于给定圆的半径，计算圆的面积和周长。对于给定圆的半径，计算圆的面积和周长。第 19 页程序设计基础 2.分析问题分析问题在这一过程中要决定问题的解决方案在这一过程中要决定问题的解决方案数据需求：数据需求：问题常量：问题常量：PI 3.14259PI 3.14259/圆周率圆周率问题输入：问题输入：RadiusRadius/圆的半径圆的半径 问题输出：问题输出：AreaArea/圆的面积圆的面积 CircumCircum/圆的周长圆的周长 相关公式：相关公式：Area=PIR

15、adius2Area=PIRadius2 Circum=2PIRadius Circum=2PIRadius 第 20 页程序设计基础3.设计解决问题的算法设计解决问题的算法 算法设计算法设计就是要求我们设计一套解决问题的就是要求我们设计一套解决问题的步骤序列，然后还要检查、验证算法能否按预期步骤序列，然后还要检查、验证算法能否按预期的那样解决问题。的那样解决问题。初步算法：初步算法：1 输入圆的半径；输入圆的半径；2 计算圆的面积；计算圆的面积；3 计算圆的周长；计算圆的周长；4 显示圆的面积与周长；显示圆的面积与周长；第 21 页程序设计基础算法细化：下面来对没有明确解决方案的步骤下面来对

16、没有明确解决方案的步骤1到到3进行细进行细化。化。步骤步骤1细化细化 输入圆的半径；输入圆的半径；判断双输入的半径是否小于判断双输入的半径是否小于0.0，若小于，若小于0.0则输则输出提示出错信息，结束程序；若大于等于出提示出错信息，结束程序；若大于等于0.0执执行步骤行步骤2,3,4。步骤步骤2细化细化2.1 将将PI*Radius*Radius赋给变量赋给变量Area 步骤步骤3细化细化 3.1 将将2*PI*Radius赋给变量赋给变量Circum 4.实现算法（程序编码）#define PI 3.14159 int main()double Radius;/input-radius o

17、f a circule double Area;/output-area of a circule double Circum;/output-circum of a circule printf(Enter radius:);scanf(%lf,&Radius);if(Radius0.0)return-1;else Area=PI*Radius*Radius;Circum=2*PI*Radius;printf(The area is%.4fn,Area);printf(The circumference is%.4fn,Circum);return 0;第 23 页程序设计基础5.测试与检查

18、完成的程序测试与检查完成的程序 这一过程是用来测试和减产所涉及的程序是这一过程是用来测试和减产所涉及的程序是否按预期工作，要用不同数据结合来进行多次测否按预期工作，要用不同数据结合来进行多次测试，从而保证程序在算法描述的所有情况下都能试，从而保证程序在算法描述的所有情况下都能正常工作。正常工作。运行上述程序：运行上述程序：Enter radius：5.0The area is 78.5397The circumference is 31.4159 第 24 页程序设计基础 1.5 程序设计的表示方法程序设计的表示方法 程序设计的表示方法比较多，有流程图法、程序设计的表示方法比较多，有流程图法、

19、N-S图法、伪代码法、自然语言法等。这里我图法、伪代码法、自然语言法等。这里我们介绍最常用的流程图表示法。们介绍最常用的流程图表示法。流程图是用一些图框和线条表示各种操流程图是用一些图框和线条表示各种操作及其流程。这种图形表示是法直观形象、作及其流程。这种图形表示是法直观形象、易于理解。图易于理解。图1-1给出了一些常见的图框符号给出了一些常见的图框符号。第 25 页程序设计基础流程图元素流程图元素图 1.1 传统流程图常用符号 圆的完整程序读流程图表示如图圆的完整程序读流程图表示如图1-2所示所示 第 27 页程序设计基础 问题：求问题：求1100间所有偶数的和间所有偶数的和 1问题分析与算

20、法设计问题分析与算法设计 思路思路：设置一个变量：设置一个变量(sum)(sum)，其初值为其初值为0 0，然后，然后在在1 1100100的数中的数中(i)(i)寻找偶数寻找偶数，将它们一个一将它们一个一个累加到个累加到sumsum中。中。一步累加：一步累加：sum=sum+i;sum=sum+i;重复累加，用循环语句实现，在循环过程中：重复累加，用循环语句实现，在循环过程中：(1)(1)判别判别 i i 是不是偶数：用分支控制语句来实是不是偶数：用分支控制语句来实现。现。(2)(2)对循环次数进行控制：通过对循环次数进行控制：通过 i i 值的变化值的变化 sum=0i=1i=100i 是偶数？是偶数？sum=sum+ii=i+1输出输出sum真真真真假假假假 第 29 页程序设计基础#include int main(void)int i,sum=0;for(i=1;i b then 把把a交给交给max else 把把b交给交给max if maxc then 输出最大值输出最大值max else 输出最大值输出最大值c 图 求三个数的最大值问题的流程图表示 第 33 页程序设计基础作业参考教材：参考教材：P13页：第页：第3，5，6题题