C语言程序设计概述课件.ppt

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1、第第1 1章章 程序设计概述程序设计概述 计算机由计算机由硬件系统硬件系统和和软件系统软件系统两部分组成。两部分组成。只有通过运行软件，计算机才能发挥作用，解只有通过运行软件，计算机才能发挥作用，解决实际问题。而决实际问题。而一个软件是由计算机程序及其一个软件是由计算机程序及其相关文档构成的相关文档构成的，因此程序设计是实现计算机，因此程序设计是实现计算机应用的核心和基础。应用的核心和基础。本章介绍本章介绍程序设计的基本知识和相关概念程序设计的基本知识和相关概念。1第第1 1章章 程序设计概述程序设计概述 1.1 程序和程序设计的概念程序和程序设计的概念1.2 算法概述算法概述1.3 结构化程

2、序设计方法结构化程序设计方法21.1 1.1 程序和程序设计语言程序和程序设计语言 1.1.1 1.1.1 程序和程序设计的概念程序和程序设计的概念 什么是程序？什么是程序？为了解决某一特定问题用某一种计算机语为了解决某一特定问题用某一种计算机语言编写的言编写的指令序列指令序列称为程序。称为程序。什么是程序设计？什么是程序设计？程序是程序设计的结果程序是程序设计的结果，在执行程序前必，在执行程序前必须先排定程序，排定须先排定程序，排定以时间为进程以时间为进程必须完成必须完成的各种操作叫程序设计。的各种操作叫程序设计。31.1.2 1.1.2 程序设计语言程序设计语言 程序设计语言是程序设计语言

3、是一组定义计算机程序的语法规则一组定义计算机程序的语法规则。程序设计语言按级别可以分为程序设计语言按级别可以分为低级语言低级语言和和高级语言高级语言。低级语言低级语言有机器语言和汇编语言有机器语言和汇编语言 主要由机器基本指令集构成。依赖计算机硬件且编主要由机器基本指令集构成。依赖计算机硬件且编写复杂、费时，容易出错，修改维护困难，但运行效写复杂、费时，容易出错，修改维护困难，但运行效率高。率高。高级语言高级语言有面向过程、面向对象和面向问题的语言有面向过程、面向对象和面向问题的语言 类似人类自然语言，一定程度上与计算机硬件无关，类似人类自然语言，一定程度上与计算机硬件无关，容易学习和使用且便

4、于维护，但运行效率不如低级语容易学习和使用且便于维护，但运行效率不如低级语言。言。41.1 1.1 程序和程序设计语言程序和程序设计语言 1.1.21.1.2 程序设计语言程序设计语言 第一代程序设计语言第一代程序设计语言(1GL1GL)：机器语言：机器语言第二代程序设计语言第二代程序设计语言(2GL2GL)：汇编语言：汇编语言第三代程序设计语言第三代程序设计语言(3GL3GL)：高级语言：高级语言面向过程面向过程 如：如：FortranFortran、BasicBasic、PascalPascal、C C等等面向对象面向对象 如：如：C+C+、VBVB、DephiDephi等等第四代程序设计

5、语言第四代程序设计语言(4GL4GL)：面向问题语言：面向问题语言非过程化程度高非过程化程度高 如：结构化查询语言如：结构化查询语言 SQLSQL51.2 1.2 算法概述算法概述1.2.1 算法的概述算法的概述 算法算法是为解决一个问题而采取的是为解决一个问题而采取的方法和步骤方法和步骤，是程序的灵，是程序的灵魂。著名瑞士计算机科学家魂。著名瑞士计算机科学家沃思沃思（Nikiklaus Wirth）提出）提出一个公式：一个公式：程序程序=数据结构数据结构+算法算法 数据结构数据结构主要是数据的类型和数据的组织形式，是主要是数据的类型和数据的组织形式，是对程序对程序中数据的描述中数据的描述。算

6、法算法则是则是对程序中操作的描述对程序中操作的描述，也就是操作步骤。算法本，也就是操作步骤。算法本身独立于计算机，但它的具体实现则由计算机完成。身独立于计算机，但它的具体实现则由计算机完成。处理一个问题，可以有不同的算法处理一个问题，可以有不同的算法。(求求1100间偶数之和间偶数之和)61.2 1.2 算法概述算法概述1.2.2 算法的表示算法的表示（1）自然语言自然语言（2）流程图流程图（3）N-S图（盒图）图（盒图）（4）伪代码伪代码71.2 1.2 算法概述算法概述例：求例：求1100之间所有的偶数之和。之间所有的偶数之和。(1)用自然语言描述算法用自然语言描述算法 S1：假设假设记数

7、变量记数变量i初始值为初始值为1；S2：假设假设求和变量求和变量sum初始值为初始值为0；S3：如果如果i=50,执行执行s4，否则转出执行，否则转出执行s7；S4：计算计算sum+i的值后，重新赋值给的值后，重新赋值给sum；S5：计算计算i+1,然后将值重新赋值给然后将值重新赋值给i；S6：转去执行转去执行s3；S7：计算计算sum*2的值，输出的值，输出sum的值，算法结束。的值，算法结束。81.2 1.2 算法概述算法概述起止框起止框流程线流程线输入输出框输入输出框判断框判断框处理框处理框91.2 1.2 算法概述算法概述例：求例：求1100之间所有的偶数之和。之间所有的偶数之和。(2

8、)用用流流程程图图描描述述算算法法开始开始i=1;sum=0;i=50sum=sum*2;sum=sum+i;i=i+1;输出输出sum结束结束否否是是10ABC条件条件TFAB循环条件循环条件循环体循环体循环条件循环条件循环体循环体条件条件Case 1部分部分值值1值值2值值nCase 2部分部分Case n部分部分N-S的基本符号的基本符号111.2 1.2 算法概述算法概述例：求例：求1100之间所有的偶数之和。之间所有的偶数之和。(3)用用N-S图图(盒盒图图)描描述述算算法法sum=0i=1当当i=50,循环循环sum=sum+ii=i+1sum=2*sum输出输出sum12例：求例

9、：求1100之间所有的偶数之和。之间所有的偶数之和。(4)用伪代码描述算法用伪代码描述算法 BEGIN /*算法开始算法开始*/i1；/*为记数变量为记数变量i赋初值赋初值*/sum0；/*为求和变量为求和变量sum赋初值赋初值*/while i=50 /*当当i=50时，执行循环体时，执行循环体*/sum sum+i;ii+1;sum2*sum;输出输出sum的值的值 END /*算法结束算法结束*/131.3 1.3 结构化程序设计方法结构化程序设计方法 1.3.1 结构化程序基本控制结构结构化程序基本控制结构 结构化程序设计方法由著名的计算机科学家结构化程序设计方法由著名的计算机科学家E

10、.W.Dijkstra和和N.Wirth等人在等人在20世纪世纪60年代后期提年代后期提出并逐渐发展起来，其基本思想是采用出并逐渐发展起来，其基本思想是采用“自顶向下、自顶向下、逐步求精、分而治之逐步求精、分而治之”的原则。的原则。按照结构化程序设计的观点，任何算法功能都可按照结构化程序设计的观点，任何算法功能都可以通过三种基本控制结构以及它们的嵌套组合来实现，以通过三种基本控制结构以及它们的嵌套组合来实现，这三种结构就是这三种结构就是顺序结构顺序结构、选择（分支）结构选择（分支）结构和和循环循环结构结构。141.3 1.3 结构化程序设计方法结构化程序设计方法 1.3.1 结构化程序基本控制

11、结构结构化程序基本控制结构1.顺序结构顺序结构2.顺序结构是依次执行指令的结构。即程序中的指令顺序结构是依次执行指令的结构。即程序中的指令按照顺序执行，每条指令都必须执行，且执行一次。按照顺序执行，每条指令都必须执行，且执行一次。顺序顺序 A BABC151.3 1.3 结构化程序设计方法结构化程序设计方法 1.3.1 结构化程序基本控制结构结构化程序基本控制结构2.选择（分支）结构选择（分支）结构 选择（分支）结构是根据逻辑判断的结果，做不同的选择（分支）结构是根据逻辑判断的结果，做不同的处理。最典型的是双分支选择结构。处理。最典型的是双分支选择结构。选择选择(双分支双分支)A B满足条件满

12、足条件是是否否满足条件满足条件是是否否AB161.3 1.3 结构化程序设计方法结构化程序设计方法 1.3.1 结构化程序基本控制结构结构化程序基本控制结构3.循环结构（当型循环结构）循环结构（当型循环结构）循环结构是指当条件满足时，反复执行某语句组的操循环结构是指当条件满足时，反复执行某语句组的操作，直到条件不满足时为止。作，直到条件不满足时为止。满足条件满足条件 A是是当型循环当型循环否否当满足条件时当满足条件时A171.3 1.3 结构化程序设计方法结构化程序设计方法 1.3.1 结构化程序基本控制结构结构化程序基本控制结构3.循环结构（直到型循环结构）循环结构（直到型循环结构）循环结构

13、是指当条件满足时，反复执行某语句组的操循环结构是指当条件满足时，反复执行某语句组的操作，直到条件不满足时为止。作，直到条件不满足时为止。当满足条件时当满足条件时A直到型循环直到型循环满足条件满足条件 A是是否否181.3 1.3 结构化程序设计方法结构化程序设计方法 1.3.2 结构化程序设计的原则和步骤结构化程序设计的原则和步骤设计一个结构化的程序，一般应遵循以下几个设计一个结构化的程序，一般应遵循以下几个原则原则：(1)使用语言中的顺序、选择、循环等基本控制结构表示使用语言中的顺序、选择、循环等基本控制结构表示程序的逻辑；程序的逻辑；(2)选用的控制结构只准许有一个入口和出口；选用的控制结

14、构只准许有一个入口和出口；(3)语句组成容易识别的块，每块只有一个入口和出口；语句组成容易识别的块，每块只有一个入口和出口；(4)复杂结构应该用基本控制结构进行组合嵌套来实现；复杂结构应该用基本控制结构进行组合嵌套来实现；(5)尽量避免使用跳转语句尽量避免使用跳转语句(如如 GoTo、Break等语句等语句)191.3 1.3 结构化程序设计方法结构化程序设计方法 1.3.2 结构化程序设计的原则和步骤结构化程序设计的原则和步骤结构化程序设计，通常包括以下结构化程序设计，通常包括以下6个个主要步骤主要步骤：(1)问题分析；问题分析；(2)建立数学模型；建立数学模型；(3)算法设计；算法设计；(4)程序编码；程序编码；(5)测试；测试；(6)建立程序文档。建立程序文档。20本章小结本章小结 本章介绍程序设计的基本知识，共包括以下本章介绍程序设计的基本知识，共包括以下3个个内容内容：(1)首先简要说明什么是程序、程序设计和程序设计语首先简要说明什么是程序、程序设计和程序设计语言，并对言，并对程序设计语言的分类程序设计语言的分类进行了介绍；进行了介绍；(2)对对算法的概念及算法的表示方法算法的概念及算法的表示方法进行了简单描述；进行了简单描述；(3)阐述了结构化程序设计的基本思想、阐述了结构化程序设计的基本思想、基本控制结构基本控制结构和主要步骤。和主要步骤。21