1、高级语言程序设计C,上海理工大学 计算机基础教研室2010年10月,第一章 绪论,11 程序与程序设计程序设计的基本概念程序设计基本方法与原则 12 算法 算法的概念和主要特性 算法的描述 13 应用实例 14 C语言C语言是程序员的语言C语言程序结构C语言编程风格,程序与程序设计,程序设计的基本概念 1.指令与指令系统 所谓指令，是计算机硬件能够识别并可直接执行的操作命令，一台计算机中所有能够被识别的指令的集合就称为这台计算机的指令集，或称为“指令系统”。,2.程序程序的存储在存储器中最基本的存放方式是按照地址的顺序存放。,2.程序与程序设计语言 计算机语言机器语言 汇编语言高级语言 程序设
2、计语言语法表示程序的结构或形式，亦即表示构成程序的各个记号之 间的组合规则，但不涉及这些记号的特定含义，也不涉及使用者。语义表示程序的含义，亦即表示按照各种方法所表示的各个记号 的特定含义，但也不涉及使用者。语用表示程序与使用的关系。 程序设计语言的基本成分 （1） 数据成分，用于描述程序所涉及的数据； （2） 运算成分，用以描述程序中所包含的运算； （3） 控制成分，用以描述程序中所包含的控制； （4） 传输成分，用以表达程序中数据的传输。,程序设计基本方法与原则 1程序设计方法学的研究 2结构化程序设计 3模块化程序设计的方法 4面向对象的程序设计 5程序设计应遵循的主要原则和编码正确性/
3、可靠性/简明性/有效性/可维护性/可移植性。 6程序调试标准数据校验、程序跟踪、边界检查和简化循环次数等。,结构化程序设计1）什么是结构化程序设计？结构化程序设计就是一种进行程序设计的原则和方法，按照这种原则和方法可设计出结构清晰、容易理解、容易修改、容易验证的程序。,2）结构化程序设计的特征与风格程序构造时，一般由3种基本控制结构 构成；限制使用goto语句；借助结构化程序设计语言来书写结构化程序；采用自顶向下、逐步求精的设计策略。,模块化程序设计方法 基本思想：将一个大的程序按功能分割成一些小模块。 特点： 各模块相对独立、功能单一、结构清晰、接口简单 控制了程序设计的复杂性 提高元件的可
4、靠性 缩短开发周期 避免程序开发的重复劳动 易于维护和功能扩充,算法,算法的概念和主要特性 算法就是解决问题的有序步骤。每一个步骤都必须是确定的、可行的，且不论何种情况下，在经过有限步骤后，算法一定能够结束。算法特性 l 有零个或多个输入； l 产生一个或多个输出； l 有穷性：每一条指令的执行次数是有限的； l 确定性：每一条指令的含义明确； l 可行性：每一条指令都应在有限的时间内完成。,算法的描述 1用自然语言表示 2用伪代码(Pseudo code)表示 3用流程图表示 4N-S流程图表示,用伪代码表示求1到n之和。 算法如下： 输入n的值； i1; sum0; while(i=n)
5、sumsum+i; i=i+1; 输出sum的值；,本次课中需要解决的问题,Creating a computer programC program Structure,Creating a computer program,Creating a computer program,Input a,b Compare a,b Output max of a,b,Creating a computer program,Creating a computer program,main() int a,b;scanf(“%d%d“, ,Creating a computer program,Creat
6、ing a computer program,Creating a computer program,Creating a computer program,Creating a computer program,The program and user documentationis prepared after the testing is completed.,Creating a computer program,计算机处理问题的过程,C程序结构,C program Structure,C program Structure,C程序,函数组成,由若干,函数说明部分,函数体,函数类型说明
7、,函数名,函数形参,形参类型说明,变量定义部分,执行部分,int sum( x, y )int x, y; int z;z=x+y;retrun z;,int sum(int x, int y) int z;z=x+y;retrun z;,例如：,等价,（函数首部）,1 C程序中必有且仅有一个main( )函数，程序从main( )开始执行，并且在main( )中结束。2 每一个说明，每一个语句都必须以分号“;”结尾。但预处理命令，函数头和花括号“”之后不能加分号。3 C 语言的注释符是以“/*”开头并以“*/”结尾的串。在“/*”和“*/”之间的即为注释。在TC+中，注释符以“/” 开始，到
8、本行结束。 例如：int a ,b; / 定义2个整型变量,编程基础1,需要解决的问题,数据类型 常量与变量 数据的输入与输出,例 main() int a,b,c;float ave;printf(“please input three numbers.”);scanf(“%d%d%d”, ,数据类型,计算机只能存放二进制数据。不同类型的数据如何区分和描述？由此产生数据类型。,在计算机中为了区别不同的数，使用了不同的表示方法。包括：整数的表示实数的表示字符数据的表示数组的表示,数据在计算机中的存放,数据在计算机中采用二进制存放；一个字节8个二进制位，示意图如下：,数的表示范围：-2727-1
9、(-128127) 显然，一个字节表示数的范围是有限的。要表示更大范围内的数，就要使用多个字节。,数据类型,数据类型决定： 1. 数据占内存字节数 2. 数据取值范围 3. 其上可进行的操作,整 型,实 型,字 符 型,有,无,有,常量与变量,常量:程序运行时其值不能改变的量（即常数） 分类: 符号常量:用标识符代表常量 定义格式： #define 符号常量 常量 直接常量: 整型常量 实型常量 字符常量 字符串常量,例 符号常量举例#define PRICE 30 main() int num,total;num=10;total=num*PRICE;printf(“total=%d“,to
10、tal); ,三种形式：十进制整数：由数字09和正负号表示.如 123,-456,0 八进制整数：由数字0开头,后跟数字07表示.如0123,011 十六进制整数：由0x开头,后跟09,af,AF表示. 如0x123,0Xff,例 12 与 12L,例 30000 为int型65536 为long int 型,整型常量的类型 根据其值所在范围确定其数据类型 在整常量后加字母l或L，认为它是long int 型常量,整型常量（整常数）,表示形式：十进制数形式：（必须有小数点） 如0.123, .123, 123.0, 0.0, 123. 指数形式：（e或E之前必须有数字；指数必须为整数）如12.
11、3e3 ,123E2,实型常量的类型 默认double型 在实型常量后加字母f或F，认为它是float 型,实型常量（实数或浮点数）,定义:用单引号括起来的单个普通字符或转义字符.,字符常量的值：该字符的ASCII码值,字符常量,如 A65， a97，048 , n10,转义字符:反斜线后面跟一个字符或一个代码值表示,如 101 -A 012 -n376 - x61 -a60 -0 483 -(),例: A-101-x41-65,例 转义字符举例 main() printf(“101 x42 Cn“);printf(“I say:“How are you?“n“);printf(“C Prog
12、ramn“);printf(“Turbo C“); ,例 main() printf(“Yb=n”);,运行结果：(屏幕显示) A B C Isay:”How are you?” C Program Turbo C,运行结果： 屏幕显示：= 打印机输出：,字符常量与字符串常量不同,定义：用双引号(“”)括起来的字符序列存储：每个字符串尾自动加一个 0 作为字符串结束标志,例: char ch;ch=A;,字符串常量,常量与变量,变量:其值可以改变的量。 变量是对程序中数据存储空间的抽象,变量与地址,程序中: int i; float k;,变量是对程序中数据 存储空间的抽象,内存中每个字节有一
13、个编号-地址,i,k,main() int a;a=10;a=a+15;printf(“%d”,a); ,编译或函数调用时为其分配内存单元,程序中使用变量名对内存操作,25,10,变量定义的一般格式：数据类型 变量1，变量2，变量n;,例:int a,b,c;float data;,决定分配字节数 和数的表示范围,合法标识符,变量,注意：变量必须先说明其类型，否则程序无法为该变量分配存储空间。,变量(标识符)命名：,命名规则： （1）变量名只能由字母、数字或下划线组成； （2）变量名的第一个字符必须是字母或下划线； （3）变量名长度不超过32个字符（TC）； （4）不要用保留字定义变量名（有3
14、2个保留字）。 例：合法变量名： a、 b1、 _area、employee_name不合法变量名:1-name、 max one 、float 、*account,例2 float a,b,c;c=a%b; /Illegal use of floating point in function main,例1 int student;stadent=19; /Undefined symbol stadent in function main,变量的使用：先定义，后使用,变量初始化:定义时赋初值,例:int a=2,b,c=4;float data=3.67;char ch=A;int x=1,
15、y=1,z=1;int x=y=z=1; Illegal,main() int a,b=2;float data;a=1;data=(a+b)*1.2;printf(“data=%fn”,data); ,变量定义,变量定义位置：一般放在函数开头,占字节数随机器不同而不同,一般占一个机器字 shortintlong 可用sizeof(类型标识符）测量,实型变量float：占4字节，提供7位有效数字double：占8字节，提供1516位有效数字,例1: float a;a=111111.111; /* a=111111.1*/ 例2: double b;b=111111.111; /* b=111
16、111.111*/,整型变量,字符型变量 字符变量存放字符ASCII码char与int数据间可进行算术运算,例 a=D; /* a=68; */x=A+5; /* x=65+5; */s=!+G /* s=33+71; */,没有字符串变量，用字符数组存放,#define PRICE 12.5main() int num=3;float total;char ch1,ch2=D;total=num*PRICE;ch1=ch2-A+a;printf(“total=%f,ch1=%cn”,total,ch1);,运行结果： total=37.500000, ch1=d,例子,#define PRI
17、CE 12.5main() int num=3;float total;char ch1,ch2=D;total=num*PRICE;ch1=ch2-A+a;printf(“total=%f,ch1=%cn”,total,ch1);,格式: scanf(“格式控制串”，地址表）功能：按指定格式从键盘读入数据，存入地址表指定的存储单元中,并按回车键结束返值：正常，返回输入数据个数,地址表：变量的地址，常用取地址运算符& 格式字符:d,i,o,x,u,c,s,f,e,例 scanf(“%d”,输入：10 则 a=10,例 scanf(“%x”,输入：11 则 a=17,格式输入函数,附加格式说明符
18、（修饰符）,例 scanf(“%4d%2d%2d”,输入 19991015 则1999yy, 10 mm, 15 dd,修饰符功能,l,修饰符,功 能,h,m,*,用于d,o,x前，指定输入为short型整数,用于d,o,x前，指定输入为long型整数,用于e,f前，指定输入为double型实数,指定输入数据宽度，遇空格或不可转换字符则结束,抑制符，指定输入项读入后不赋给变量,例 scanf(“%d%o%x”,输入 123 123 123 输出 a=123,b=83,c=291,例 scanf(“%d:%d:%d”,输入 12:30:45 则12 h, 30 m, 45 s,输入分隔符的指定,
19、一般以空格、TAB或回车键作为分隔符 其它字符做分隔符：格式串中两个格式符间字符,例 scanf(“%d,%d”,&a,&b)输入 3,4 则3a, 4 b,例 scanf(“a=%d,b=%d,c=%d”,输入 a=12,b=24,c=36 ,用“%c”格式符时，空格和转义字符作为有效字符输入,如 scanf(“%c%c%c”,若输入abc 则ac1, c2, b c3,输入数据时，遇以下情况认为该数据结束：遇空格、TAB、或回车遇宽度结束遇非法输入,说明：,如 scanf(“%f”,若输入123o.26 则 123 c,输入函数留下的“垃圾”：,例 int x;char ch;scanf(
20、“%d”, 执行：123 输出：x=123,ch=10,例 int x;char ch;scanf(“%d”, 执行：123 输出：x=123,ch=10,解决方法： （1）用getchar()清除 （2）用函数flushall()清除全部剩余内容(3) 用格式串中空格或“%*c”来“吃掉”,例 int x;char ch;scanf(“%d”,#include #include main() float a,b,c,s,area;scanf(“%f,%f,%f“, ,输入：3,4,6 输出：a= 3.00, b= 4.00, c= 6.00 s= 6.50area= 5.33,例 输入三角形
21、边长，求面积,格式：printf(“格式控制串”，输出表) 功能：按指定格式向显示器输出数据 返值：正常，返回输出字节数；出错，返回EOF(-1),输出表：要输出的数据（可以没有，多个时以“,”分隔） 格式控制串：包含两种信息 格式说明： %修饰符格式字符 ，用于指定输 出格式 普通字符或转义序列：原样输出 格式字符：,格式输出函数,说明 格式字符要用小写 格式字符与输出项个数应相同，按先后顺序一一对应 输出转换:格式字符与输出项类型不一致,自动按指定格式输出,int a=567;printf ( “%d”,a);,int a=255;printf(“%x”,a);,int a=65;prin
22、tf(“%o”,a);,int a=567;printf(“%u”,a);,char a=65;printf(“%c”,a);,printf(“%s”,“ABC”);,float a=567.789;printf(“%e”,a);,float a=567.789;printf(“%f”,a);,float a=567.789;printf(“%g”,a);,printf(“%”);,567,ff,101,567,A,ABC,5.677890e+02,567.789000,567.789,%,附加格式说明符（修饰符）,.n,对实数,指定小数点后位数(四舍五入),修饰符,功 能,m,输出数据域宽,
23、数据长度m,左补空格;否则按实际输出,-,指定在有符号数的正数前显示正号(+),+,输出数值时指定左面不使用的空位置自动填0,0,在八进制和十六进制数前显示前导0，0x,#,在d,o,x,u前，指定输出精度为long型 在e,f,g前，指定输出精度为double型,l,对字符串,指定实际输出位数,输出数据在域内左对齐（缺省右对齐),格式:getchar( ) 功能：从键盘读一字符 返值：正常，返回读取的代码值；出错,返回EOF(-1),字符输入函数,例,#include main() int c;printf(“Enter a character:“);c=getchar();printf(“
24、%c-hex%xn“,c,c); ,运行结果： Enter a character:A A-hex41,#include “stdio.h“ main() char c1,c2;c1=getchar();printf(“%c,%dn“,c1,c1);c2=c1+32;printf(“%c,%dn“,c2,c2); ,输入：A 输出：A,65a,97,例 从键盘输入大写字母，用小写字母输出,格式: putchar( c ) 参数: c为字符常量、变量或表达式 功能：把字符c输出到显示器上 返值：正常，为显示的代码值；出错，为EOF(-1),字符输出函数,#include “stdio.h“ ma
25、in() char c1,c2;c1=getchar();printf(“%c,%dn“,c1,c1);putchar(c1);c2=c1+32;printf(“%c,%dn“,c2,c2);putchar(c2); ,例 从键盘输入大写字母，用小写字母输出,课堂作业,分析程序运行结果: main() int a=5,b=7;float pi=3.1415926; char c=A; printf(“%d%dn”,a,b); printf(“%3d%3dn”,a,b); printf(“%fn”,pi); printf(“%8.2fn”,pi); printf(“%c,%d,%o,%xn”,c
26、,c,c,c); ,编程基础2,需要解决的问题,不同类型数据间的转换运算符和表达式语句概述,隐式转换 什么情况下发生 运算转换-不同类型数据混合运算时 赋值转换-把一个值赋给与其类型不同的变量时 输出转换-输出时转换成指定的输出格式 函数调用转换-实参与形参类型不一致时转换 运算转换规则:不同类型数据运算时先自动转换成同一类型,不同类型数据间的转换,说明:,必定 转换,运算对象 类型不同 时转换,char ch;int i;float f;double d;,ch/i + f*d - (f+i),例1,10+a +i*f - d/l,例2 int i;float f;double d;long
27、 l;,一般形式：（类型名）（表达式）例: (int)(x+y)(int)x+y(double)(3/2)(int)3.6 说明：强制转换得到所需类型的中间变量，原变量类型不变,显式转换（强制转换）,例 main() float x;int i;x=3.6;i=(int)x;printf(“x=%f,i=%d”,x,i); 结果：x=3.600000,i=3,精度损失问题,运算符和表达式,运算符功能 与运算量关系 要求运算量个数 要求运算量类型 运算符优先级别 结合方向 结果的类型,学习运算符应注意,基本算术运算符： + - * / % 结合方向：从左向右 优先级： - -* / % - +
28、-(2) (3) (4) 说明： “-”可为单目运算符时,右结合性 两整数相除，结果为整数 %要求两侧均为整型数据,例 5/2 =-5/2.0 =,例 5%2 =-5%2 =1%10 =5%1 =5.5%2,算术运算符和表达式,1,-1,1,0,(),2,-2.5,例 j+k; (j+)+k;,作用：使变量值加1或减1 种类： 前置 +i, -i (先执行i+1或i-1，再使用i值） 后置 i+,i- (先使用i值,再执行i+1或i-1）,说明： + - 不能用于常量和表达式,如5+，(a+b)+ + -结合方向： 自右向左 优先级：- + - -* / % -+ -(2) (3) (4),例
29、 -i+ -(i+)i=3; printf(“%d”,-i+); /-3,自增、自减运算符+ -,简单赋值运算符 符号： = 格式： 变量标识符=表达式 作用：将一个数据（常量或表达式）赋给一个变量,复合赋值运算符 种类：+= -= *= /= %= = = &= = |= 含义： exp1 op= exp2 exp1 = exp1 op exp2,赋值运算符和表达式,例 a=3;d=func();c=d+2;,结合方向：自右向左 优先级: 14 左侧必须是变量，不能是常量或表达式,赋值转换规则:使赋值号右边表达式值自动转换成其左边变量的类型,例 3=x-2*y;a+b=3;,例 float
30、f; int i;i=10; f=i; 则 f=10.0,例 int i; i=2.56; /结果i=2;,说明：,例: a=b=c=5a=(b=5)a=5+(c=6)a=(b=4)+(c=6)a=(b=10)/(c=2),/表达式值为5，a,b,c值为5,/ b=5;a=5,/表达式值11，c=6,a=11,/表达式值10，a=10,b=4,c=6,/表达式值5，a=5,b=10,c=2,赋值表达式的值与变量值相等,且可嵌套,形式：表达式1,表达式2,表达式n 结合性:从左向右 优先级: 15 逗号表达式的值：等于表达式n的值 用途：常用于循环for语句中,逗号运算符和表达式,例: #inc
31、lude main() int x,y=7;float z=4;x=(y=y+6,y/z);printf(“x=%dn“,x); ,运行结果：x=3,语句概述,C语句:以“;”作分隔符,编译后产生机器指令. C语句分类 表达式语句：表达式加分号构成。,空语句： ;,程序控制语句(9种）：,如 total=total+limit; a=3;func( ); printf(“Hello,world!n”);,：用 括起来的一组语句一般形式： 数据说明部分；执行语句部分； 说明： “”后不加分号 语法上和单一语句相同 复合语句可嵌套,复合语句,课堂作业,分析程序运行结果: main() int x,y,z; x=y=2,z=3; y=+x-1;printf(“%dt%dt“,x,y); ,课堂作业,分析程序运行结果: main() int x,y,z; x=y=2,z=3; y+=x+-1;printf(“%dt%dt“,x,y); ,自我测试,课堂作业,编程题： 编一程序，输入圆半径，输出圆的面积和周长 编一程序，输入一整数，输出该数的各位数字,谢谢,
