C语言及程序设计概述完整版课件全套ppt教学教程最全整套电子教案电子讲义(最新).ppt
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1、C语语言言程程序序设设计计2023/3/122课程安排课程安排总学时:n56学时(理论32学时 实验24学时)教材:nC语言程序设计(第一版).叶斌,陈世强主编,北京:科学出版社,2012年6月参考教材:nC语言程序设计(C99版).陈良银,游洪跃,李旭伟主编.北京:清华大学出版社,2006 nC语言程序设计(第四版)谭浩强著.北京:清华大学出版社,2010nC语言程序设计教程(第2版).李丽娟主编.北京:人民邮电出版社,2009 2023/3/123第第1章章C语言及程序设计概述语言及程序设计概述【学习目标】【学习目标】掌握程序、程序设计语言及程序设计方法等基本概掌握程序、程序设计语言及程序
2、设计方法等基本概念;了解计算机求解问题的基本过程;了解念;了解计算机求解问题的基本过程;了解C语言的发语言的发展及特点;掌握展及特点;掌握C语言程序的基本结构以及语言程序的基本结构以及C语言的基语言的基本语法单位;掌握本语法单位;掌握C语言程序的开发过程与开发环境。语言程序的开发过程与开发环境。【重【重难难点】点】重点:程序设计语言与程序设计方法的基本概念,重点:程序设计语言与程序设计方法的基本概念,C语言基本语法单位以及语言基本语法单位以及C语言程序的基本结构。语言程序的基本结构。难点:计算机求解问题的基本过程,难点:计算机求解问题的基本过程,C语言源程序语言源程序生成可执行程序的过程。生成
3、可执行程序的过程。【教学安排】【教学安排】学时:学时:2学时学时2023/3/1241.1程序与程序设计语言程序与程序设计语言1.1.1程序的概念程序的概念什么是什么是计算机程序计算机程序?计算机程序计算机程序是指可以被计算机或其他信息处理是指可以被计算机或其他信息处理装置连续执行的一条条指令的集合。装置连续执行的一条条指令的集合。程序程序是一组有序的指令(是能够完成特定任务是一组有序的指令(是能够完成特定任务的指令序列)。的指令序列)。使用程序设计语言编写的用来使计算机完成一使用程序设计语言编写的用来使计算机完成一定任务的一系列命令的集合便构成定任务的一系列命令的集合便构成程序程序。编写程序
4、的工作则称为编写程序的工作则称为程序设计程序设计。2023/3/1251.1程序设计语言与程序设计程序设计语言与程序设计什么是什么是程序设计语言程序设计语言程序设计语言程序设计语言?为人和计算机之间都能识别和交流而制定的一种特为人和计算机之间都能识别和交流而制定的一种特为人和计算机之间都能识别和交流而制定的一种特为人和计算机之间都能识别和交流而制定的一种特定语言,这种特定的语言就是定语言,这种特定的语言就是定语言,这种特定的语言就是定语言,这种特定的语言就是程序设计语言程序设计语言程序设计语言程序设计语言。可以从不同的角度对程序设计语言进行分类可以从不同的角度对程序设计语言进行分类可以从不同的
5、角度对程序设计语言进行分类可以从不同的角度对程序设计语言进行分类:通用语言通用语言通用语言通用语言专用语言专用语言专用语言专用语言结构化语言结构化语言结构化语言结构化语言模块化语言模块化语言模块化语言模块化语言面向对象语言面向对象语言面向对象语言面向对象语言机器语言机器语言机器语言机器语言汇编语言汇编语言汇编语言汇编语言高级语言高级语言高级语言高级语言低级语言低级语言高级语言高级语言从应用范围分从应用范围分从应用范围分从应用范围分从程序设计方法分从程序设计方法分从程序设计方法分从程序设计方法分从与机器的联系程度分从与机器的联系程度分从与机器的联系程度分从与机器的联系程度分2023/3/126只
6、有用机器语言编写的程序才能在计算机只有用机器语言编写的程序才能在计算机上直接执行,用其他语言编写的源程序都需上直接执行,用其他语言编写的源程序都需要翻译后才能被计算机所理解并执行。用于要翻译后才能被计算机所理解并执行。用于语言翻译的工具称为语言翻译的工具称为语言处理程序语言处理程序或或翻译程翻译程序序,用不同的程序设计语言编写出来的,用不同的程序设计语言编写出来的源程源程序序,需要使用不同的语言处理程序来翻译。,需要使用不同的语言处理程序来翻译。通过语言处理程序翻译后的目标代码称为通过语言处理程序翻译后的目标代码称为目目标程序标程序。1.1程序设计语言与程序设计程序设计语言与程序设计2023/
7、3/127n n高级语言源程序的翻译方式:高级语言源程序的翻译方式:n n 解释方式解释方式解释程序解释程序高级语言源程序高级语言源程序高级语言源程序高级语言源程序执行结果执行结果执行结果执行结果解释程序解释程序解释程序解释程序数据数据数据数据n n 编译方式编译方式编译程序编译程序高级语言源程序高级语言源程序高级语言源程序高级语言源程序目标程序目标程序目标程序目标程序编译程序编译程序编译程序编译程序数据数据数据数据可执行程序可执行程序可执行程序可执行程序连接程序连接程序连接程序连接程序执行结果执行结果执行结果执行结果执行执行执行执行1.1程序设计语言与程序设计程序设计语言与程序设计2023/
8、3/1281.1程序与程序设计语言程序与程序设计语言1.1.2程序设计语言的发展程序设计语言的发展人们常把编写程序的过程称为程序设计。在进人们常把编写程序的过程称为程序设计。在进行程序设计时离不开程序设计语言。程序设计语行程序设计时离不开程序设计语言。程序设计语言的种类很多,从其发展历史以及功能情况来划言的种类很多,从其发展历史以及功能情况来划分可以大致划分成五个阶段:分可以大致划分成五个阶段:1、机器语言:、机器语言:计算机可以直接识别和执行的二进制语言。计算机可以直接识别和执行的二进制语言。如:如:加法指令加法指令:10000000减法指令减法指令:10010000特点:计算机可以直接识别
9、和执行,效率高,特点:计算机可以直接识别和执行,效率高,节省内存;但难以阅读和记忆。节省内存;但难以阅读和记忆。2023/3/1291.1程序与程序设计语言程序与程序设计语言2、汇编语言:、汇编语言:用用“助记符助记符”来表示机器指令。来表示机器指令。如:如:ADD A,B ADD A,B SUB A,B SUB A,B计计算算机机不不能能直直接接识识别别和和执执行行用用汇汇编编语语言言编编写写的的源源程程序序,它它必必须须经经过过一一个个叫叫汇汇编编程程序序的的系系统统软软件件翻翻译译成成机机器器语语言言程程序序(即即目目标程序)后才能执行。标程序)后才能执行。3、算法语言:、算法语言:即高
10、级语言,不依赖于机器,降低了编程的难度。即高级语言,不依赖于机器,降低了编程的难度。如:如:C、PASCAL、FORTRAN等,用等,用+和和-来来表示加减运算。表示加减运算。计算机也不能直接执行算法语言描述的源程序,必须先经过计算机也不能直接执行算法语言描述的源程序,必须先经过编译程序或解释程序翻译成目标程序后,才能由计算机执行。编译程序或解释程序翻译成目标程序后,才能由计算机执行。2023/3/12101.1程序与程序设计语言程序与程序设计语言4、面向任务的程序设计语言:面向任务的程序设计语言:是非过程化的语言,不需要知道问题是如何求解的。是非过程化的语言,不需要知道问题是如何求解的。例如
11、:要从某学生表例如:要从某学生表SSSS用数据库(用数据库(SQLSQL)查询语言获取表中)查询语言获取表中记录的信息,采用记录的信息,采用SELECTSELECT语句,描述如下:语句,描述如下:SELECT SSNO,SSNAME,SSAGE,SSSEX FROM SS SELECT SSNO,SSNAME,SSAGE,SSSEX FROM SS5 5、面向对象的程序设计语言:、面向对象的程序设计语言:认为系统是由许多对象组成的,对象通过消息相互认为系统是由许多对象组成的,对象通过消息相互 联系和相互作用,从而完成系统的功能。如联系和相互作用,从而完成系统的功能。如C+C+,设计的程序更易懂
12、设计的程序更易懂,更适合更大规模的程序开发。更适合更大规模的程序开发。2023/3/12111.1程序与程序设计语言程序与程序设计语言1、C语言的发展概况语言的发展概况起源于起源于1968年发表的年发表的CPL语言语言。语言是美国电话电报公司(语言是美国电话电报公司(AT&T)贝尔实验室于)贝尔实验室于70年代年代初研制出来的。发明者是初研制出来的。发明者是Dennis.M.Ritchie。1978年,由年,由B.W.Kernighan和和D.M.Ritchie合著的合著的TheCProgrammingLanguage一书,称之为一书,称之为“K&R”标准。后来又被多次改进,并出标准。后来又被
13、多次改进,并出现了多种版本。现了多种版本。1983年开始,美国国家标准化协会(年开始,美国国家标准化协会(ANSI),),根据语言问世以来各种版本对语言的发展和扩充,制定了根据语言问世以来各种版本对语言的发展和扩充,制定了ANSIC标准,于标准,于1989年颁布,称为年颁布,称为C89标准。标准。1994、1995年又年又两次做了修订,即两次做了修订,即C89的的95修正案。修正案。1999年产生了年产生了C99新标准。新标准。目前在微型计算机上使用的有目前在微型计算机上使用的有MicrosoftC,QuickC,TurboC,BorlandC等多种版本。等多种版本。1.1.3C语言的发展及特
14、点语言的发展及特点12C C语言的发明者语言的发明者Dennis M.RitchieDennis M.Ritchiehttp:/www.cs.bell- 1)C C语言仍然是编写操作系统的首选语言仍然是编写操作系统的首选C C语言为操作系统而生,它能直接与计算机底层打交道,精语言为操作系统而生,它能直接与计算机底层打交道,精巧、灵活、高效。很多重量级软件都是用巧、灵活、高效。很多重量级软件都是用C C写的。写的。(2 2)对程序运行效率有苛求的地方可选择)对程序运行效率有苛求的地方可选择C C语言语言C C语言是目前执行效率最高的高级语言。语言是目前执行效率最高的高级语言。(3 3)用)用C
15、C语言开发的系统,还需要语言开发的系统,还需要C C语言的支持语言的支持应用应用C C语言写出来的软件,需要语言写出来的软件,需要C C语言继承或语言继承或维护。维护。(4 4)C C语言已成为编程思想交流的首选媒介语言已成为编程思想交流的首选媒介因为学习过因为学习过C C语言和熟悉语言和熟悉C C语言语法风格的人最多。语言语法风格的人最多。(5 5)很多流行语言、新生语言都借鉴了)很多流行语言、新生语言都借鉴了C C语言的思想和语法语言的思想和语法n从从C+C+,到,到JavaJava,再到,再到C#C#,还有,还有phpphp等。等。2023/3/12151.1程序与程序设计语言程序与程序
16、设计语言2 2、为什么要学、为什么要学、为什么要学、为什么要学C C语言语言语言语言16C语言是最受欢迎的程序设计语言语言是最受欢迎的程序设计语言 如下图所示,是如下图所示,是TIOBETIOBE在在20142014年公布的程序设计年公布的程序设计语言受欢迎程度的趋势图。可以看出:语言受欢迎程度的趋势图。可以看出:n 在历年的统计中,在历年的统计中,C C语言始终处于最受欢迎的前语言始终处于最受欢迎的前两位。两位。n 在列举的当今最受欢迎的在列举的当今最受欢迎的1010种语言中,除种语言中,除C C语言语言以外的其他以外的其他9 9种里面,其中种里面,其中6 6种都直接使用、或者引用、种都直接
17、使用、或者引用、或者部分借鉴了或者部分借鉴了C C语言的语法(如它们语句的结尾都语言的语法(如它们语句的结尾都要有一个分号要有一个分号“;”)。只有)。只有Visual BasicVisual Basic、PythonPython和和RubyRuby的语法里找不到的语法里找不到C C语言的影子。语言的影子。1.1程序与程序设计语言程序与程序设计语言TIOBE世界编程语言排行榜世界编程语言排行榜2023/3/12172023/3/12181.1程序与程序设计语言程序与程序设计语言1)语言简洁、紧凑,使用方便、灵活)语言简洁、紧凑,使用方便、灵活2)具有结构化的控制语句,以函数作为程序模块以)具有
18、结构化的控制语句,以函数作为程序模块以实现程序的模块化。实现程序的模块化。3)数据类型丰富)数据类型丰富4)允许直接对位、字节和地址进行操作)允许直接对位、字节和地址进行操作5)可直接操纵硬件)可直接操纵硬件6)生成的目标代码质量高,程序执行效率高)生成的目标代码质量高,程序执行效率高7)可移植性好)可移植性好3、C语言的特点语言的特点2023/3/12191.2程序设计方法程序设计方法程序设计程序设计程序设计程序设计:使用某种程序设计语言编写一些代码:使用某种程序设计语言编写一些代码:使用某种程序设计语言编写一些代码:使用某种程序设计语言编写一些代码来驱动计算机完成特定功能的过程。来驱动计算
19、机完成特定功能的过程。来驱动计算机完成特定功能的过程。来驱动计算机完成特定功能的过程。算法算法算法算法:用计算机解题的方法和步骤。:用计算机解题的方法和步骤。:用计算机解题的方法和步骤。:用计算机解题的方法和步骤。程序设计的基本过程程序设计的基本过程程序设计的基本过程程序设计的基本过程:分析所求解的问题,抽象:分析所求解的问题,抽象:分析所求解的问题,抽象:分析所求解的问题,抽象数学模型,设计合适的算法,编写程序数学模型,设计合适的算法,编写程序数学模型,设计合适的算法,编写程序数学模型,设计合适的算法,编写程序(编写代编写代编写代编写代码码码码),调试运行直至得到正确结果、编写程序文,调试运
20、行直至得到正确结果、编写程序文,调试运行直至得到正确结果、编写程序文,调试运行直至得到正确结果、编写程序文档等阶段。档等阶段。档等阶段。档等阶段。2023/3/12201.2程序设计方法程序设计方法程序设计的基本过程程序设计的基本过程2023/3/12211.2程序设计方法程序设计方法1.2.1结构化程序设计方法结构化程序设计方法 1.结构化程序设计特征结构化程序设计特征结构化程序设计的特征主要有以下几点:结构化程序设计的特征主要有以下几点:(1)以三种基本结构(顺序、分支、循环,详细内)以三种基本结构(顺序、分支、循环,详细内容参考第容参考第3章)的组合来描述程序;章)的组合来描述程序;(2
21、)整个程序采用模块化结构;)整个程序采用模块化结构;(3)有限制地使用)有限制地使用goto转移语句,在非用不可的情况转移语句,在非用不可的情况下,也要十分谨慎,并且只限于在一个结构内部跳下,也要十分谨慎,并且只限于在一个结构内部跳转,不允许从一个结构跳到另一个结构,这样可缩转,不允许从一个结构跳到另一个结构,这样可缩小程序的静态结构与动态执行过程之间的差异,使小程序的静态结构与动态执行过程之间的差异,使人们能正确理解程序的功能;人们能正确理解程序的功能;2023/3/12221.2程序设计方法程序设计方法(4)以控制结构为单位,每个结构只有一个入口,以控制结构为单位,每个结构只有一个入口,一
22、个出口,各单位之间接口简单,逻辑清晰;一个出口,各单位之间接口简单,逻辑清晰;(5)采用结构化程序设计语言书写程序,并采用一采用结构化程序设计语言书写程序,并采用一定的书写格式使程序结构清晰,易于阅读;定的书写格式使程序结构清晰,易于阅读;(6)注意程序设计风格。注意程序设计风格。2.自顶而下的设计方法自顶而下的设计方法结构化程序设计的总体思想是采用模块化结构,结构化程序设计的总体思想是采用模块化结构,自上而下,逐步求精。自上而下,逐步求精。2023/3/12231.2程序设计方法程序设计方法面向对象程序设计方法(面向对象程序设计方法(OrientObjectProgramming,缩写为,缩
23、写为OOP)认为客观世界是由各)认为客观世界是由各种各样的实体组成的,这些实体就是面向对象方法种各样的实体组成的,这些实体就是面向对象方法中的对象。对象之间的交互通过发送消息来实现,中的对象。对象之间的交互通过发送消息来实现,从而驱动程序执行来完成系统的功能。从而驱动程序执行来完成系统的功能。面向对象程序设计把数据看作程序开发中的基本面向对象程序设计把数据看作程序开发中的基本元素,并且不允许它们在系统中自由流动。它将数元素,并且不允许它们在系统中自由流动。它将数据和操作这些数据的函数紧密的连结在一起,并保据和操作这些数据的函数紧密的连结在一起,并保护数据不会被外界的函数意外的改变。护数据不会被
24、外界的函数意外的改变。1.2.2面向对象程序设计方法面向对象程序设计方法2023/3/12241.3 C语言程序的基本结构语言程序的基本结构一个完整的语言程序,是由一个一个完整的语言程序,是由一个main()函数(又称主函数)函数(又称主函数)和若干个其它函数结合而成的,或仅由一个和若干个其它函数结合而成的,或仅由一个main()函数构成函数构成/*/*功能:仅由功能:仅由main()main()函数构成的语言程序示例函数构成的语言程序示例*/*/*/*源程序名:源程序名:CH0105.C*/CH0105.C*/*01*/*01*/#include/*02*/*02*/main()main()
25、/*03*/*03*/*04*/*04*/printf(printf(“Hello World!nHello World!n”););/*05*/*05*/程序运行时,在屏幕上显示一行英文:程序运行时,在屏幕上显示一行英文:Hello World!Hello World!。说明:说明:(1)main是主函数的函数名,表示这是一个主函数。是主函数的函数名,表示这是一个主函数。(2)函数调用语句,)函数调用语句,printf函数的功能是把要输出的内容送到显示器去显示。函数的功能是把要输出的内容送到显示器去显示。(3)printf函数是一个由系统定义的标准函数,可在程序中直接调用。函数是一个由系统定
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