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1、21世纪高等院校规划教材实用C语言程序设计教程本章首先介绍算法和程序的概念以及程序设计的一般过本章首先介绍算法和程序的概念以及程序设计的一般过程，然后介绍程，然后介绍C语言的特点、语言的特点、C语言程序的结构，其次介绍语言程序的结构，其次介绍TurboC2.0集成环境下的上机操作过程，最后介绍算法流集成环境下的上机操作过程，最后介绍算法流程图和程图和N-S盒图以及结构化程序设计的概念。学习本章的目盒图以及结构化程序设计的概念。学习本章的目的是使读者对的是使读者对C语言和程序设计有一个概略的了解，并掌握语言和程序设计有一个概略的了解，并掌握上机运行简单程序的操作步骤。上机运行简单程序的操作步骤。

2、第第1 1章章 程序设计及程序设计及C C语言概述语言概述 第第1章章程序设计及程序设计及C语言语言概述概述1.1算法与程序设计算法与程序设计1.2C语言的特点语言的特点1.3C语言程序的结构语言程序的结构1.4TURBOC上机操作上机操作1.5流程图及流程图及N-S盒图盒图1.6结构化程序设计概要结构化程序设计概要1.1 1.1 算法与程序设计算法与程序设计1.1.1算法算法1.1.2程序程序1.1.3程序设计语言程序设计语言1.1.4程序设计的一般过程程序设计的一般过程1.1.1算法算法计计算算机机解解决决问问题题所所依依据据的的步步骤骤称称为为计计算算机机算算法法，或简称算法。请看下面几

3、个例子。或简称算法。请看下面几个例子。【例例1-1】计计算算1+2+3+100，可可采采取取以以下下两两种种算算法法中中的一种。的一种。算算法法一一。可可以以设设两两个个变变量量（变变量量是是指指其其值值可可以以改改变变的的量量），一一个个变变量量代代表表和和（s），一一个个变变量量代代表表加加数数（i），用循环算法表示如下：），用循环算法表示如下：第一步：第一步：0s,1i。第二步：第二步：s+is。第三步：第三步：i+1i。第四步：如果第四步：如果i100，转第二步；否则，转第五步。，转第二步；否则，转第五步。第五步：输出结果第五步：输出结果s，结束。，结束。算法二算法二只有两步：只有两步

4、：第一步：第一步：100101/2s。第二步：输出第二步：输出s，结束。，结束。【例例1-2】判断一个大于等于判断一个大于等于3的正整数是不是素数。的正整数是不是素数。所谓素数是指除了所谓素数是指除了1和该数本身之外，不能被其他任和该数本身之外，不能被其他任何整数整除的数，例如何整数整除的数，例如23是素数，因为它不能被是素数，因为它不能被2，3，4，21，22整除。整除。判断素数的方法很简单，例如判断判断素数的方法很简单，例如判断n（n3）是）是不是素数，只需将不是素数，只需将n作为被除数，将作为被除数，将2到（到（n-1）各个）各个整数轮流作除数，作除法运算，如果都不能被整除整数轮流作除数

5、，作除法运算，如果都不能被整除（余数不为（余数不为0），则），则n是素数。算法表示如下：是素数。算法表示如下：第一步：输入第一步：输入n的值。的值。第二步：第二步：i作除数，作除数，2i。第三步：第三步：n除以除以i，得余数，得余数r。第第四四步步：如如果果r=0，表表示示n能能被被i整整除除，则则打打印印n不不是是素素数，转第七步；否则执行第五步。数，转第七步；否则执行第五步。第五步：第五步：i+1i。第第六六步步：如如果果in-1，返返回回第第三三步步；否否则则打打印印n是是素素数数，转第七步。转第七步。第七步：结束。第七步：结束。算法的属性：算法的属性：1有穷性有穷性有穷性是指一个算法的

6、操作步骤必须是有限的和合有穷性是指一个算法的操作步骤必须是有限的和合理的，即在合理的范围之内结束算法。例如求整数理的，即在合理的范围之内结束算法。例如求整数累加和的算法，由于整数本身是个无限集合，如果累加和的算法，由于整数本身是个无限集合，如果不限定其范围，会导致求解步骤是无限的。又例如，不限定其范围，会导致求解步骤是无限的。又例如，计算机执行某个算法需要几千年，虽然是有限的，计算机执行某个算法需要几千年，虽然是有限的，但却是不合理的。当然，究竟什么算但却是不合理的。当然，究竟什么算“合理合理”，并，并没有严格标准，由人们的常识和需要而定。没有严格标准，由人们的常识和需要而定。2确定性确定性算

7、法中每个操作步骤都应当是明确的，而不应是含糊算法中每个操作步骤都应当是明确的，而不应是含糊的、模棱两可的。在计算机算法中最忌讳的是歧义性，所的、模棱两可的。在计算机算法中最忌讳的是歧义性，所谓谓“歧义性歧义性”是指可以被理解为两种或多种可能的含义。是指可以被理解为两种或多种可能的含义。因为计算机至今还没有主动思维的能力，如果给定的条件因为计算机至今还没有主动思维的能力，如果给定的条件不确定，计算机就无法执行。例如，不确定，计算机就无法执行。例如，“计算计算3月月1日是一日是一年中的第几天年中的第几天”，这个问题是不确定的，因为没有指明哪，这个问题是不确定的，因为没有指明哪一年，不知道是不是闰年

8、，闰年和平年一年，不知道是不是闰年，闰年和平年2月份的天数不一月份的天数不一样，所以无法执行。样，所以无法执行。3有零个或多个输入有零个或多个输入执行算法时需要从外界获得必要信息的操作执行算法时需要从外界获得必要信息的操作称为输入。输入的数据个数根据算法确定。例如称为输入。输入的数据个数根据算法确定。例如计算计算1100累加和的算法不需要输入；计算累加和的算法不需要输入；计算n！的算法需要输入的算法需要输入n的值；计算的值；计算m和和n的最大公约数的最大公约数和最小公倍数则需要输入和最小公倍数则需要输入m和和n两个数的值。两个数的值。4有一个或多个输出有一个或多个输出执执行行算算法法得得到到的

9、的结结果果就就是是算算法法的的输输出出，没没有有输输出出的算法是没有意义的。的算法是没有意义的。最常见的输出形式是屏幕显示或打印机输出，但最常见的输出形式是屏幕显示或打印机输出，但并非惟一的形式。执行算法的目的就是为了求解，并非惟一的形式。执行算法的目的就是为了求解，“解解”就是输出。就是输出。5有效性有效性算算法法中中的的每每一一个个步步骤骤都都应应当当有有效效地地执执行行，并并得得到到确确定定的的结结果果。例例如如当当b=0时时，a/b是是不不能能有有效效执执行行的的。又又例例如如，在在C语语言言中中，“a%b”中中的的a和和b都必须是整型数据，否则也不能有效执行。都必须是整型数据，否则也

10、不能有效执行。算法有优劣之分，一般希望用简单的和运算算法有优劣之分，一般希望用简单的和运算步骤少的算法。因此，为了有效地进行解题，不步骤少的算法。因此，为了有效地进行解题，不仅要保证算法正确，还要考虑算法的质量，选择仅要保证算法正确，还要考虑算法的质量，选择合适的算法。合适的算法。1.1.2程序程序用计算机语言描述的算法称为计算机程序，或简用计算机语言描述的算法称为计算机程序，或简称程序。只有用计算机语言描述的算法才能在计算机称程序。只有用计算机语言描述的算法才能在计算机上执行。换言之，只有计算机程序才能在计算机上执上执行。换言之，只有计算机程序才能在计算机上执行。人们编写程序之前，为了直观或

11、符合人类思维方行。人们编写程序之前，为了直观或符合人类思维方式，常常先用其他方式描述算法，然后再翻译成计算式，常常先用其他方式描述算法，然后再翻译成计算机程序。机程序。1.1.3程序程序设计语设计语言言人类社会中有多种语言交流工具，每种语言又都有人类社会中有多种语言交流工具，每种语言又都有它的语法规则。人和计算机通信需要通过计算机语言。计它的语法规则。人和计算机通信需要通过计算机语言。计算机语言是面向计算机的人造语言，是进行程序设计的工算机语言是面向计算机的人造语言，是进行程序设计的工具，因此也称程序设计语言。程序设计语言可以分为机器具，因此也称程序设计语言。程序设计语言可以分为机器语言、汇编

12、语言、高级语言。高级语言种类繁多（据统计语言、汇编语言、高级语言。高级语言种类繁多（据统计有上千种），曾经引起广泛关注和使用的高级语言有有上千种），曾经引起广泛关注和使用的高级语言有FORTRAN、BASIC、Pascal和和C等命令式语言（或称过等命令式语言（或称过程式语言）；有程式语言）；有LISP、PROLOG等陈述式语言；还有当等陈述式语言；还有当前流行的面向对象的程序设计语言，例如前流行的面向对象的程序设计语言，例如C+、Java、VisualC+、VisualBasic、Delphi、PowerBuilder等。等。计算机硬件能直接执行的是机器语言程序。汇编计算机硬件能直接执行的是

13、机器语言程序。汇编语言也称符号语言，用汇编语言编写的程序称汇编语语言也称符号语言，用汇编语言编写的程序称汇编语言程序。计算机硬件不能识别和直接运行汇编语言程言程序。计算机硬件不能识别和直接运行汇编语言程序，必须由序，必须由“汇编程序汇编程序”将其翻译成机器语言程序后将其翻译成机器语言程序后才能识别和运行。同样，高级语言程序也不能被计算才能识别和运行。同样，高级语言程序也不能被计算机硬件直接识别和执行，必须把高级语言程序翻译成机硬件直接识别和执行，必须把高级语言程序翻译成机器语言程序才能执行。语言处理程序就是完成这个机器语言程序才能执行。语言处理程序就是完成这个翻译过程的，按照处理方式的不同，可

14、以分为解释型翻译过程的，按照处理方式的不同，可以分为解释型程序和编译型程序两大类。程序和编译型程序两大类。C语言采用编译程序，即语言采用编译程序，即把用把用C语言写的语言写的“源程序源程序”编译成编译成“目标程序目标程序”，再，再通过连接程序的连接，生成通过连接程序的连接，生成“可执行程序可执行程序”才能运行。才能运行。具体过程将在具体过程将在1.4节中详细说明。节中详细说明。1.1.4程序程序设计设计的一般的一般过过程程1建立数学模型建立数学模型2算法描述算法描述3编写程序编写程序4程序测试程序测试1.2C语言的特点语言的特点C语语言言是是一一种种高高级级语语言言，和和其其他他高高级级语语言

15、言相相比比，具有以下特点。具有以下特点。1兼有低级语言的功能兼有低级语言的功能2结构化的程序设计语言结构化的程序设计语言3语言比较简洁紧凑语言比较简洁紧凑4运算符丰富运算符丰富5数据结构丰富数据结构丰富6语法限制不太严格，书写格式比较自由语法限制不太严格，书写格式比较自由7目标代码质量高，程序执行效率高目标代码质量高，程序执行效率高1.3C语言程序的结构语言程序的结构1.3.1C语言程序的一般形式语言程序的一般形式【例例1-4】下下面面程程序序的的功功能能是是：首首先先在在屏屏幕幕上上输输出出英英文文提提示示“Pleaseenteranumber:”，然然后后等等待待用用户户输输入入一一个个数

16、数，当当用用户户输输入入一一个个数数并并按按回回车车键键后后，计计算算机机计计算算出出以以此此数数为为半半径径的的圆圆的的面面积积，并并在在屏屏幕上输出幕上输出Theareais。“”表示对应的圆面积值。表示对应的圆面积值。#definePI3.1416area(floatr)/*求面积的函数开始求面积的函数开始*/floata;/*定义实型变量定义实型变量a*/a=PI*r*r;/*计算面积并赋给变量计算面积并赋给变量a*/printf(Theareais%f,a);/*输出结果输出结果*/main()/*主函数开始主函数开始*/floatr;/*定义实型变量定义实型变量r*/printf(

17、Pleaseenteranumber:);/*输出提示信息输出提示信息*/scanf(%f,&r);/*等待输入数给等待输入数给r*/area(r);/*调用函数调用函数area()*/任何一个任何一个C程序都是由一个或多个函数构成的，一个程序都是由一个或多个函数构成的，一个C程序中至少必须存在一个主函数程序中至少必须存在一个主函数main()。它是程序运行开。它是程序运行开始时被调用的一个函数。始时被调用的一个函数。C语言程序的一般形式如图语言程序的一般形式如图1-1的的矩形框中所示。其中矩形框中所示。其中f1至至fN代表用户定义的函数。代表用户定义的函数。预处理命令和全局性的声明预处理命令

18、和全局性的声明main()局部变量声明局部变量声明语句序列语句序列f1()局部变量声明局部变量声明语句序列语句序列f2()局部变量声明局部变量声明语句序列语句序列fn()局部变量声明局部变量声明语句序列语句序列图图1-1C程序的一般形式程序的一般形式1.3.2C程序中的主要成分程序中的主要成分1.3.2.1预处理命令预处理命令预处理命令是程序中那些以符号预处理命令是程序中那些以符号#开头的命令。开头的命令。C语言中常用的预处理命令语言中常用的预处理命令有三类：有三类：文件包含、宏定义文件包含、宏定义和条件编译。例和条件编译。例1-4的程序中的程序中#definePI3.1416就是宏就是宏定义

19、命令，它的作用是为字符串定义命令，它的作用是为字符串“3.1416”起了一个名起了一个名字，后边凡是用到字，后边凡是用到3.1416时都可以用时都可以用PI去代替。去代替。1.3.2.2函数函数函函数数通通常常用用于于描描述述相相对对独独立立的的功功能能，每每个个函函数数都都具具有有严严格格定定义义的的格格式式，可可以以有有参参数数和和返返回回值值。一一个个程程序序中中除除了了一一个个必必须须取取名名为为main的的主主函函数数，其其余余函函数数可可以以取取任任何何有有意意义义的的名名字字。一一个个函函数数在在执执行行过过程程中中可可以以调调用用其其他他函函数数，也也可可以以调调用用自自己己（

20、称称为为递递归归，详详见见5.4节）。节）。任任何何函函数数（包包括括主主函函数数main）都都由由函函数数首首部部和和函函数数体两部分组成。体两部分组成。（1）函函数数的的首首部部，即即函函数数的的第第一一行行，对对函函数数进进行行说说明明，包包括括函函数数类类型型（可可默默认认）、函函数数名名、函函数数参参数数表表（形参表）。（形参表）。（2）函数体。）函数体。函数首部之后的第一个大括号函数首部之后的第一个大括号和与之配对的大括号之间的部分为函数体（大括和与之配对的大括号之间的部分为函数体（大括号必须配对使用，如果一个函数内有多对大括号，号必须配对使用，如果一个函数内有多对大括号，则最外面

21、的一对大括号是函数体的范围）。则最外面的一对大括号是函数体的范围）。函数体一般由说明部分和可执行语句构成。函数体一般由说明部分和可执行语句构成。1.3.2.3输入与输出输入与输出输入输出是指程序与用户进行的数据或信息的交输入输出是指程序与用户进行的数据或信息的交换，程序离不开输入和输出功能，用户通过输入为程换，程序离不开输入和输出功能，用户通过输入为程序提供初始数据，程序通过输出产生运行结果。序提供初始数据，程序通过输出产生运行结果。C语语言中没有定义输入、输出方法，但在程序中可以调用言中没有定义输入、输出方法，但在程序中可以调用实现输入输出功能的库函数。实现输入输出功能的库函数。例例1-3中

22、的中的scanf()就是就是调用输入函数，等待用户从标准输入设备上输入数据调用输入函数，等待用户从标准输入设备上输入数据同时赋给相应的变量。同时赋给相应的变量。例例1-3和例和例1-4中的中的printf()都都是调用输出函数，从标准设备（显示器）上输出运行是调用输出函数，从标准设备（显示器）上输出运行结果。结果。1.3.2.4语句语句语语句句由由单单词词按按照照一一定定的的语语法法规规则则构构成成。例例1-4中中函函数数内内部部的的每每一一行行都都是是一一条条语语句句。C语语言言中中有有多多种种类类型型的的语语句句，由这些语句构成函数，再由函数构成程序。由这些语句构成函数，再由函数构成程序。

23、在在1.2节节“C语语言言的的特特点点”中中已已提提到到，C语语言言程程序序的的书书写写格格式式比较自由，称为无格式语言，但要注意以下几点：比较自由，称为无格式语言，但要注意以下几点：（1）程程序序中中每每个个语语句句都都必必须须以以分分号号“；”结结束束，分分号号是语句的一部分。是语句的一部分。（2）允允许许一一行行内内写写几几条条语语句句，也也允允许许一一条条语语句句写写在在几几行行上上。为为了了便便于于阅阅读读程程序序，最最好好一一条条语语句句占占一一行行。如如果果一一条条语句很长，可以写成几行。语句很长，可以写成几行。1.3.2.5注释注释程程序序中中提提倡倡使使用用注注释释。一一个个

24、高高质质量量的的程程序序，源源程程序序中中都都应应该该加加上上必必要要的的注注释释，以以增增强强程程序序的的可可读读性性，这这对对程程序序员员和和用户都有很大的帮助。用户都有很大的帮助。C语言的注释格式为：语言的注释格式为：/*/在在例例1-3和和例例1-4中中凡凡是是以以“/*”和和“*/”括括起起来来的的文文字字都都是是注释。使用注释时需要注意以下几点：注释。使用注释时需要注意以下几点：（1）注释可以单独占一行，也可以跟在语句后面。）注释可以单独占一行，也可以跟在语句后面。（2）“/*”和和“*/”必必须须成成对对使使用用，并并且且“/”和和“*”以及以及“*”和和“/”之间不能有空格，否

25、则会出错。之间不能有空格，否则会出错。（3）如果注释内容在一行写不下，可以另起一行继续写。）如果注释内容在一行写不下，可以另起一行继续写。（4）注注释释中中允允许许使使用用汉汉字字。在在非非中中文文操操作作系系统统下下，看看到到的是一串乱码，但不影响程序运行。的是一串乱码，但不影响程序运行。因因为为计计算算机机不不能能识识别别和和执执行行C语语言言源源程程序序，必必须须先先用用“编编译译程程序序”把把源源程程序序翻翻译译成成计计算算机机能能识识别别和和执执行行的的二二进进制制指指令令形形式式的的“目目标标程程序序”；第第三三步步把把目目标标程程序序与与系系统统的的函函数数库库以以及及其其他他目

26、目标标程程序序连连接接起起来来，形形成成可可执执行行的的目目标标程程序序；最最后后运运行行“可可执执行行程程序序”得得到到结结果果。结结果果是是否否正正确确需需要要经经过过验验证证，如如果果结结果果不不正正确确则则需需要要进进行行调调试试。调调试试程程序序往往往往比比编编写写程程序序更更困困难难、更更费费时时间间。图图1-2表表示示了了C程程序序编编辑辑、编译、连接和运行的全过程。编译、连接和运行的全过程。1.4TurboC上机操作上机操作C源程序源程序目标程序目标程序可执行程序可执行程序结果结果编辑编辑（利用编辑程序）（利用编辑程序）编译编译（利用（利用C编译程序）编译程序）连接连接（利用连

27、接程序）（利用连接程序）运行运行图图1-2C程序编辑、编译、连接、运行全过程程序编辑、编译、连接、运行全过程1.4.1 安装安装Turbo C为为了了使使用用TurboC，需需要要先先将将其其装装入入磁磁盘盘的的某某一一目录下，例如放在目录下，例如放在C盘的根目录下一级盘的根目录下一级TC子目录中。子目录中。1.4.2 启动启动、退出、退出Turbo C在在MS-DOS方方式式下下，如如果果用用户户已已进进入入TurboC所所在在的的子子目目录录，例例如如C盘盘根根目目录录下下的的TC子子目目录录，则则只只需从键盘输入需从键盘输入“tc”并按回车键。即并按回车键。即C:TCtc退出退出Turb

28、oC有两种方法：有两种方法：菜单法：先选菜单法：先选File主项，再选主项，再选Quit子项并按回车键。子项并按回车键。快捷键法：快捷键法：Alt+X（按住（按住Alt键，再按键，再按X键，之后同键，之后同时放开）。时放开）。1.4.3 编辑、编译、连接、运行的基本操作编辑、编译、连接、运行的基本操作有关有关C程序的编辑、编译、连接和运行的操作程序的编辑、编译、连接和运行的操作需要熟练掌握，因为编写的程序是否正确只能通过需要熟练掌握，因为编写的程序是否正确只能通过上机检验，这就要求多编程序、多上机，在编写和上机检验，这就要求多编程序、多上机，在编写和调试程序的实践中积累经验。这里调试程序的实践

29、中积累经验。这里1.4.3.1建立新的建立新的C源程序并运行源程序并运行进进入入TurboC环环境境时时，File为为当当前前项项，其其他他情情况况下下按按功功能能键键F10激激活活主主菜菜单单，选选中中File主主项项。此此时时按按回回车车键键打打开开下下拉拉子子菜菜单单，选选择择New并并按按回回车车键键，自自动动转转换换为为编编辑辑（Edit）状态，便可输入源程序。例如：）状态，便可输入源程序。例如：main()inta,b;a=2;b=3;printf（dn,a+b）;输入完检查无误后进行编译、连接、运行，有两种方法：输入完检查无误后进行编译、连接、运行，有两种方法：程序执行结果：程序

30、执行结果：51分步完成分步完成按按F9键键或或选选择择执执行行菜菜单单中中Compile主主项项的的MakeEXEFile项项，如如果果没没有有错错误误，则则TurboC自自动动完完成成当当前前编编辑辑的的源源程程序序文文件件的的编编译译、连连接接，生生成成可可执执行行文文件件；如如果果源源程程序序有有语语法法错错误误，系系统统将将在在屏屏幕幕中中央央的的Compiling（编编译译）窗窗口口底底部部提提示示：“Error：Pressanykey”（错误：按任意键）。（错误：按任意键）。按按一一下下空空格格键键，屏屏幕幕下下端端的的Message（消消息息）窗窗口口被被激激活活，显显示示错错误

31、误或或警警告告信信息息，光光带带停停在在第第一一条条信信息息上上，同同时时Edit（编编辑辑）窗窗口口中中也也有有一一条条光光带带，它它总总是是停停在在源源代代码码中中编编译错误的相应位置。译错误的相应位置。在在消消息息窗窗口口中中用用上上下下键键移移动动光光带带时时，编编辑辑窗窗口口中中的的光光带带也随之移动，始终跟踪源代码中的错误位置。也随之移动，始终跟踪源代码中的错误位置。2一次完成一次完成编编 辑辑 好好 源源 程程 序序 文文 件件 检检 查查 无无 误误 后后，使使 用用 快快 捷捷 键键F9（Ctrl+F9），便便可可一一次次完完成成编编译译、连连接接、运运行行。当当然，如果源程

32、序有错误，也会提示错误信息，等待修改。然，如果源程序有错误，也会提示错误信息，等待修改。程程序序能能够够运运行行并并不不一一定定是是正正确确的的，因因为为计计算算机机对对程程序序中中的的逻逻辑辑错错误误无无法法判判断断，例例如如把把加加号号（+）写写成成减减号号（-），大大于于号号（）写写成成小小于于号号（），语语法法上上没没有有错错误误，可可以以运运行，但结果不正确。如何查看结果呢？行，但结果不正确。如何查看结果呢？选选择择并并执执行行Run主主项项中中的的UserScreen项项或或使使用用快快捷捷键键Alt+F5即即可可显显示示运运行行结结果果。按按任任意意键返回编辑窗口。键返回编辑窗口

33、。如如果果结结果果与与预预期期的的不不一一样样，则则可可能能有有逻逻辑辑错错误误，需需要要仔仔细细分分析析、检检查查、修修改改，每每次次修修改改之之后后都要重新编译、连接、运行，直至结果正确为止。都要重新编译、连接、运行，直至结果正确为止。1.4.3.2编辑、修改已有编辑、修改已有C源程序源程序选选择择并并执执行行File主主项项中中的的Load项项（或或F3键键），屏幕上出现一个对话框，屏幕上出现一个对话框，如图如图1-5所示。所示。图图1-5TurboC打开文件打开文件 如如果果知知道道文文件件名名，直直接接输输入入文文件件名名，若若该该文文件件存存在在，系系统统就就将将它它调调入入内内存

34、存并并显显示示在在屏屏幕幕上上，自自动动转转为为编编辑辑状状态态，便便可可对对它它进进行行修修改改。如如果果指指定定的的文文件件不不存存在在，则则给给出出一一个个空白编辑窗口，以供输入新的源程序。空白编辑窗口，以供输入新的源程序。如果忘记了已有程序的文件名如果忘记了已有程序的文件名，可以按回车键，打，可以按回车键，打开当前目录下后缀为开当前目录下后缀为.C.C的所有文件的文件名窗口，用方向的所有文件的文件名窗口，用方向键选定需要的文件名，按回车键，则该文件被调入内存并键选定需要的文件名，按回车键，则该文件被调入内存并显示在屏幕上，在编辑状态下对它进行修改、编译、连接显示在屏幕上，在编辑状态下对

35、它进行修改、编译、连接和运行。和运行。1.5流程图及流程图及N-S盒图盒图1.5.1用流程图表示算法用流程图表示算法流流程程图图是是用用一一组组框框图图符符号号表表示示各各种种操操作作，也也称称框框图图。用用流流程程图图表表示示算算法法直直观观形形象象，易易于于理理解解。美美国国国国家家标标准准化化协协会会ANSI（AmericanNationalStandardInstitute）规规定定的的一一些些常常用流程图符号，已为各国程序工作者普遍采用，用流程图符号，已为各国程序工作者普遍采用，如图如图1-6所示所示。图图1-6常用流程图符号常用流程图符号起止框 输入输出框 判断框 处理框 流程线

36、连接点【例例1-5】计算计算1+2+3+4+100的流程图见图的流程图见图1-7。【例例1-6】判断一个大于等于判断一个大于等于3的数是不是素数的流程图的数是不是素数的流程图见见图图1-8。打印打印n不是素数不是素数开始开始i=2输入输入n令令r为为n除以除以i的余数的余数r=0?i=i+1in/2打印打印n是素数是素数结束结束YNYN开始开始s=0i=1i=i+1s=s+i输出输出si100结束结束NY图图1-7求求1100累加和的流程图累加和的流程图图图1-8判断素数的流程图判断素数的流程图1.5.2 用用N-S盒图表示算法盒图表示算法 N-SN-S图图是是美美国国学学者者I.NassiI

37、.Nassi和和B.ShneidermanB.Shneiderman提提出出的的一一种种新新的的流流程程图图形形式式（N N和和S S是是两两位位学学者者的的英英文文姓姓名名的的首首字字母母）。在在N-SN-S图图中中完完全全去去掉掉了了流流程程线线，全全部部算算法法写写在在一一个个矩矩形形框框内内，在在该该框框内内还还可可以以包包含含其其他的从属于它的框，即由一些基本框组成一个大框。他的从属于它的框，即由一些基本框组成一个大框。N-S N-S图用图用图图1-91-9所示的符号表示三种基本结构。所示的符号表示三种基本结构。（a a）顺序结构）顺序结构 （b b）选择结构）选择结构 （c c）当

38、型循环结构）当型循环结构 （d d）直到型循环结构）直到型循环结构 图图1-9 1-9 三种基本结构的三种基本结构的N-SN-S图符号图符号 AB条件条件成立成立不成立不成立AB当条件成立当条件成立直到条件不成立AA直到条件不成立直到条件不成立 除上述双分支选择结构以外，还有多分支的选择结构，除上述双分支选择结构以外，还有多分支的选择结构，如图如图1-101-10所示所示，当表示条件的值等于，当表示条件的值等于“值值i i”时执行时执行AiAi框。框。虽然这种结构可以利用双分支的嵌套来实现，但虽然这种结构可以利用双分支的嵌套来实现，但C C语言以语言以及多数高级语言都提供了直接实现这种结构的语

39、句。及多数高级语言都提供了直接实现这种结构的语句。条件条件值值1值值2值值nA1A2An图图1-10多分支选择结构多分支选择结构前面的前面的例例1-5计算计算1到到100累加和、累加和、例例1-6判断是判断是否素数的算法否素数的算法如图如图1-12、图、图1-13所示。所示。i=1，n=0当当i50输入输入scorescore60NYn=n+1i=i+1i=1，s=0当当i100输出输出ss=s+Ii=i+1图图1-11统计及格人数统计及格人数图图1-12计算累加和计算累加和输入输入ni=2r=(n除以除以i的余数的余数)Yr=0N输出输出“n不是素数不是素数”i=i+1r0并且并且in/2Y

40、r0N输出输出“n是素数是素数”图图1-13判别判别n是否素数是否素数1.6结构化程序设计概要结构化程序设计概要一个结构化程序应符合以下标准：一个结构化程序应符合以下标准：（1 1）程程序序仅仅由由顺顺序序结结构构、选选择择结结构构和和循循环环结结构构等等三三种基本结构组成，基本结构可以嵌套。种基本结构组成，基本结构可以嵌套。（2 2）每每种种基基本本结结构构都都只只有有一一个个入入口口和和一一个个出出口口，即即一一端端进进，一一端端出出。这这样样的的结结构构置置于于其其他他结结构构之之间间时时，程程序序的的执执行行顺顺序序必必然然是是从从前前一一结结构构的的出出口口到到本本结结构构的的入入口

41、口，经本结构内部的操作，到达本结构的惟一出口。经本结构内部的操作，到达本结构的惟一出口。（3 3）程程序序中中没没有有死死循循环环（不不能能结结束束的的循循环环叫叫死死循循环环）和死语句（程序中永远执行不到的语句叫死语句）。和死语句（程序中永远执行不到的语句叫死语句）。C C语言规定函数不允许嵌套定义，但可以嵌套调用。语言规定函数不允许嵌套定义，但可以嵌套调用。在定义函数时调用了另一个函数，在执行程序时如果在定义函数时调用了另一个函数，在执行程序时如果1.6.2 1.6.2 结构化程序设计方法遵循的原则结构化程序设计方法遵循的原则 结结构构化化程程序序设设计计方方法法遵遵循循的的原原则则是是：

42、自自顶顶向向下下，逐逐步求精；模块化设计；结构化编程。下面分别说明。步求精；模块化设计；结构化编程。下面分别说明。1.6.2.1 1.6.2.1 自顶向下，逐步求精自顶向下，逐步求精 把一个较大的复杂问题分解成若干相对独立而又简把一个较大的复杂问题分解成若干相对独立而又简单的小问题，只要解决了这些小问题，整个问题也就解单的小问题，只要解决了这些小问题，整个问题也就解决了。如图决了。如图1-141-14所示。所示。主（功能）模块模块a模块b模块a2模块b1模块c模块c1模块a1模块a3模块b2模块c2模块c3图1-14自顶向下逐步求精示例 1.6.2.2模块化设计模块化设计模块化程序设计早在低级

43、语言时期就已经出现。但却在结构化程序设计的发展中得到充实、提高和完善。因此，它也是结构化程序设计的组成部分。一般而言，模块化设计是把复杂的算法或程序，分解成若干相对独立、功能单一、甚至可供其他程序调用的模块。在引入结构化程序设计之后，这些模块不仅与通常所说的子算法、子程序或子过程有着相似的概念，是一种可供调用、相对独立的程序段，而且必须是由三种基本结构组成。整个系统犹如积木一般，由各个模块组合而成。如图1-15所示，各功能模块用矩形框表示，实线箭头表示模块之间的调用关系，虚线箭头表示返回。mainABCD图图1-15模块化结构示意图模块化结构示意图 进行模块化设计时进行模块化设计时，注意在不同

44、模块中提取功能相，注意在不同模块中提取功能相同的部分，作为一个独立的子模块。这样可以缩短程同的部分，作为一个独立的子模块。这样可以缩短程序，提高模块的复用率。设计模块时要尽量减小模块序，提高模块的复用率。设计模块时要尽量减小模块间的耦合度（模块间的相互依赖性），增大内聚度间的耦合度（模块间的相互依赖性），增大内聚度（模块内各成分的相互依赖性）。耦合度越小，模块（模块内各成分的相互依赖性）。耦合度越小，模块相互间的独立性就越大。内聚度越大，模块内部各成相互间的独立性就越大。内聚度越大，模块内部各成分间的联系就越紧密，其功能也就越强。分间的联系就越紧密，其功能也就越强。程程序序中中的的子子模模块块

45、，在在C C语语言言中中通通常常用用函函数数实实现现，每每个个函函数数完完成成一一个个特特定定功功能能。根根据据经经验验每每个个函函数数一一般般以以5050行行以以下下为为宜宜（打打印印时时不不超超过过一一页页），这这样样的的规规模模便便于于组织，也便于阅读。组织，也便于阅读。1.6.2.3结构化编程结构化编程 所谓结构化编程是指利用高级语言提供的相关所谓结构化编程是指利用高级语言提供的相关语句实现语句实现三种基本结构，三种基本结构，每个基本结构具有惟一的每个基本结构具有惟一的出口和入口，整个程序由三种基本结构组成，程序出口和入口，整个程序由三种基本结构组成，程序中不用中不用gotogoto之

46、类的语句。之类的语句。gotogoto语句也称转移语句，语句也称转移语句，用它可以改变程序中语句的执行次序。用它可以改变程序中语句的执行次序。1.6.3 结构化程序设计举例结构化程序设计举例 下面以一个具体实例说明自顶向下，逐步求精的应用。下面以一个具体实例说明自顶向下，逐步求精的应用。【例例1-71-7】试试从从所所有有3 3位位数数的的自自然然数数中中，选选出出满满足足下下列列条条件件中一个或两个的数：中一个或两个的数：（1 1）素数。）素数。（2 2）“水水仙仙花花数数”。所所谓谓“水水仙仙花花数数”是是指指一一个个三三位位数数，其其各各位位数数字字立立方方和和等等于于该该数数本本身身。

47、例例如如，153153是是一一个个水水仙仙花数，因为花数，因为153=1153=13 3+5+53 3+3+33 3。解解：所所有有三三位位数数的的自自然然数数为为100100999999间间的的数数，在在其其中中寻寻找找满足条件的数。各种可能的条件为：满足条件的数。各种可能的条件为：1 1）素数。）素数。2 2）水仙花数。）水仙花数。3 3）素数水仙花数。）素数水仙花数。采用模块化设计方法，系统结构采用模块化设计方法，系统结构如图如图1-161-16所示。所示。主模块主模块找找出出素素数数模模块块找找出出水水仙仙花花数数模模块块找找出出水水仙仙花花素素数数模模块块素数判定模块素数判定模块水仙

48、花数判定模块水仙花数判定模块图图1-16模块化设计示意模块化设计示意图图1.6.3.1主模块算法设计主模块算法设计 主模块可谓一级求精模块，用算法结构化流程主模块可谓一级求精模块，用算法结构化流程图表示，图表示，如图如图1-171-17所示所示。开始开始显示菜单显示菜单1.找素数；找素数；2.找水仙花数；找水仙花数；3.找水仙花素数找水仙花素数输入类型代号（输入类型代号（13）123在在100999中中找所有的素数找所有的素数在在100999中找中找所有的水仙花数所有的水仙花数在在100999中找所中找所有的水仙花素数有的水仙花素数图图1-17主模块一级求精主模块一级求精N-S图图在在图图1-

49、17中中，可可对对最最下下面面的的三三个个框框进进一一步步求求精精，从从左左到到右右的的二二级级求求精精分分别别如如图图1-18、图图1-19和图和图1-20所示。所示。用图用图1-18、图、图1-19、图、图1-20代替图代替图1-17的相的相应应部分，可得到主模块的二级求精部分，可得到主模块的二级求精N-S图。这时，图。这时，二级求精已经到了实现级，不再需要进一步求精。二级求精已经到了实现级，不再需要进一步求精。下面讨论子模块下面讨论子模块“素数判定素数判定”和和“水仙花数判定水仙花数判定”的设计。的设计。1.6.3.2子模块的设计子模块的设计1素数判定模块的设计素数判定模块的设计素数判定

50、模块的素数判定模块的N-S图图如图如图1-21所示。所示。输出标题输出标题“primebetween100and999”n=100,101,999调用素数判定模块调用素数判定模块primeYn素数吗？素数吗？N输出输出n图图1-18找出所有素数找出所有素数二级求精二级求精N-S图图输出标题输出标题“lotusnumbersbetween100and999”n=100,101,999调用水仙花数判定模块调用水仙花数判定模块lotusYn是水仙花数吗？是水仙花数吗？N输出输出n图图1-19找出所有水仙花数找出所有水仙花数二级求精二级求精N-S图图2 2水仙花数判定模块的设计水仙花数判定模块的设计水