1、C 语言程序设计,第一章,第五章,第四章,第三章,第二章,第八章,第七章,第六章,第一章 C 语言概述,一、什么是C语言？ 二、什么是程序？ 三、C语言的特点 四、简单的C程序介绍 五、Turbo C V2.0的基本操作,1、C语言,C语言是一种广泛流行的计算机高级语言，既可以用来编写系统软件，也可以用来编写应用软件。 2、C语言的诞生与发展在C语言诞生以前，系统软件主要是用汇编语言编写的。由于汇编语言程序依赖于计算机硬件，其可读性和可移植性都很差；但一般的高级语言又难以实现对计算机硬件的直接操作（这正是汇编语言的优势），于是人们盼望有一种兼有汇编语言和高级语言特性的新语言。于是，C语言就应运
2、而生了。,语言是贝尔实验室于70年代初研制出来的，后来又被多次改进，并出现了多种版本。80年代初，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ANSI C标准（1989年再次做了修订）。目前，在微机上广泛使用的语言编译系统有Microsoft C、Turbo C 、Borland C等。虽然它们的基本部分都是相同的，但还是有一些差异， 所以请大家注意自己所使用的编译系统的特点和规定（参阅相应的手册）。,程序,所谓程序，就是一组计算机能识别和执行的指令。每一条指令是计算机执行特定的操作。程序可以用高级语言来编写。用高级语言编写的程序成为“源程序”。例如: m
3、ain( )printf(“This is C program.n”);从根本上说，计算机只能识别和执行由0和1组成的二进制指令，而不能识别和执行由高级语言写的指令。为了使计算机能执行高级语言源程序，必须先用编译程序，把源程序翻译成二进制形式的目标程序，然后将该目标程序与系统的函数库及其他目标程序连接起来，形成可执行的目标程序。,C 语言的特点,C语言同时具有汇编语言和高级语言的优势。 （1）语言简洁、紧凑，使用方便、灵活。 （2）运算符极其丰富。 （3）生成的目标代码质量高，程序执行效率高。 （4）可移植性好（较之汇编语言）。 （5）可以直接操纵硬件。,C 语言程序的简单介绍,一、语言程序的
4、总体结构 为了说明语言源程序结构的特点，先看以下几个程序。这几个程 序由简到难，表现了语言源程序在组成结构上的特点。虽然有关内容还未介绍，但可从这些例子中了解到组成一个C源程序的基本部分和书写格式。 案例1.1 main( ) printf(“This is a C program.n”); 程序运行结果： This is a C program.,main是主函数的函数名，表示这是一个主函数。每一个C源程序都必须有，且只能有一个主函数。 printf函数是一个由系统定义的标准函数。它的功能是把要输出的内容送到显示器去显示。,案例1.2：,Main( ) /*求两数之和*/ int a,b,s
5、um; /*这是定义变量*/ a=123； /*给变量a赋值，使它的值为123*/ b=456； sum=a+b； /*求a和b的值，并把结果放在sum中*/ printf(“sum is %dn”,sum); ,本程序的作用是求两个整数a和b的和sum，/*/表示注释部分，此程序的输出结果是：Sum is 579,二、C语言程序的结构说明,由以上示例可以看出c源程序的特点： 1、函数是语言程序的基本单位。main( )函数的作用，相当于其它高级语言中的主程序；其它函数的作用，相当于子程序。2、C语言程序总是从main( )函数开始执行。一个语言程序，总是从main( )函数开始执行，而不论其
6、在程序中的位置。当主函数执行完毕时，亦即程序执行完毕。习惯上，将主函数main( )放在最前头,3、每一条语句和数据定义的最后必须要有一个分号。例如：c=a+b; 4、c语言本身没有输入输出语句。输入输出操作由库函数scanf和printf来完成。 5、可以用/*/对c语言中任何部分作注释，以增加程序的可读性。,第二章 程序的灵魂-算法,一、何为算法？做任何事情都有一定的步骤，这种为了解决一个问题而采取的方法和步骤就是算法。当然，这里我们仅关心计算机算法，即计算机能执行的算法。对同一个问题来说，可能有多种不同的解题方法和步骤。例如：求1+2+3+100，可以先算1+2，再加3，一直加到100。
7、还可以这样算：=100+（99+1）+（98+2）+（49+51）+50=100+49*100+50=5050当然，还可以有其他方法。方法有优劣之分，为了有效的解题，不仅要保证算法正确，还要考虑算法的质量，选择合适的算法。,计算机算法可以两大类别：数值算法和非数值算法。数值算法的目的是求数值解，例如求一个函数的定积分等。非数值运算用于事务管理领域，如：图书检索等。算法研究比较专深，这里只要求通过本章知识了解怎样提出问题，怎样思考问题，怎样表示一个算法。,一个程序应该包括以下两个内容： （1）数据结构：对数据的描述。在程序中制定数据的类型和数据的组织形式。 （2）算法：对操作的描述。即操作步骤。
8、著名计算机科学家沃思提出一个公式：数据结构+算法=程序这里面，算法是灵魂，数据结构是加工对象。算法解决“做什么”和怎么做的问题。程序中的操作语言，实际上就是算法的体现。,二、简单算法举例,例一 求1*2*3*4*5 算法一 最原始的方法step1:先求1*2，得到结果2step2:将step1求到的结果乘以3，得到结果6step3:将step2的结果乘以4，得到结果24step4:将step3的结果乘以5，得120。这就是本题的解了。,这种算法虽然正确，但是太繁琐。若要求1*2*3*1000，则要写999个步骤，显然不可取。应当找一种通用的方法。,算法二设两个变量p和i，一个变量p代表被乘数,
9、另一个变量i代表乘数.不另外设变量存放乘积，而直接将每一步的乘积放在被乘数p变量中。用循环算法来求结果。step1: 使p=1step2: 使i=2step3: 使p*i,乘积放在变量p中。即：p= p*i step4: 使i的值加1，即 i= i+1 step5: 如果i的值不大于5，返回执行step3，step4和step5,否则，算法结束。最后得到的p的值就是我们所要的结果。,这个算法比前面列出的算法简练，通用。如果题目改成1*3* 5*7*9*11，算法只需要做很少的改动即可。,例二 有50个学生，要求将他们之中成绩在80分以上者打印出来。,算法： 用n代表学生学号，n1代表第一个学生
10、学号，ni代表第i个学生学号。用g代表学生的成绩， gi代表第i个学生成绩。s1: 使i的值为1。即i=1.s2: 如果gi=80，则打印ni和gi ，否则不打印。s3: 使i的值加1。即i=i+1。s4: 如果i=50,重新从s2开始继续执行。否则，算法结束。,例3：对一个大于或等于3的正整数，判断它是不是素数。,判断一个数n是否为素数方法很简单，将n作为被除数，将2到(n-1)各个整数轮流作为除数，若都不能整除，则n为素数。 算法：s1: 输入n的值s2: i=2 (i作为除数)s3: 计算n/i，得到余数rs4: 如果r=0,表示n能被i整除,则打印n不是素数，算法结束；否则执行s5s5
11、: i的值加1.即i=i+1s6: 如果i=n-1,返回s3继续执行；否则打印n是素数，算法结束。,二、算法的特性,从以上算法中可以看出，一个算法应该有以下特点： 有穷性 确定性 有零个或多个输入 有一个或多个输出 有效性,三、如何表示一个算法,用自然语言来表达 用流程图来表达流程图是用图框表示各种操作。美国国家标准化协会ANSI规定了一些常用的流程图符号，如下：,例: 把前面例1中的1*2*3*4*5的算法二用流程图表示如右：,2.将例2的算法用流程图表示。将50名学生中成绩在80分以上者的学号打印出来。,3. 将例3中判断一个数是否是素数的算法用流程图来表示：,打印n不是 素数,四、三种基
12、本结构和改进的流程图,传统流程图对流程线的使用没有严格控制，因此，使用者可以不受限制的使流程随意的转来转去，使流程图变得毫无规律。阅读者要花很大精力去追踪流程，使人难以理解算法的逻辑。这种算法难以阅读，难以修改。为了提高算法的质量，使算法的设计和阅读方便，必须限制箭头的滥用。为了解决这个问题，1966年，提出了以下三种基本结构，作为表示一个算法的基本单元。,三种基本结构,（1）顺序结构 （2）选择结构 （3）循环结构,以上三种基本结构，有以下共同特点：,只有一个入口 只有一个出口 结构内的每一部分都有机会被执行到 结构内不存在“死循环”已经证明，由以上三种基本结构顺序组成的算法结构，可以解决任
13、何复杂算法问题。,五、用N-S图表示算法,既然前面说过，用基本结构的顺序组合可以表示任何复杂的算法结构，那么，基本结构之间的流程图就是多余的了。1973年，美国学者提出了一种新的流程图形式。在这种流程图中，完全去掉了带箭头的流程线，全部算法写在一个矩形框内，在该框内还可以包含其它从属于它的框。这种流程图成为N-S结构图。这种流程图适用于结构化程序设计，因而很受欢迎。,N-S流程图用以下的流程图符号：,顺序结构选择结构循环结构,示例：将前面求5！算法用N-S图表示,示例：将前面例2算法用N-S图表示： 将50名学生成绩高于80分的学号和成绩打印出来,六、用伪代码表示算法,用传统的流程图和N-S图
14、表示算法，直观易懂，但画起来比较费事，在设计一个算法时，可能要反复修改，而修改流程图比较麻烦。因此，流程图适合表示一个算法，但在设计算法过程中不太方便。为了设计算法时方便，常用一种伪代码的工具。伪代码是介于自然语言和计算机语言之间的文字和符号来描述算法。它如同一篇文章，自上而下的写下来。每一行表示一个基本操作。,例如：“打印X的绝对值” 的算法可以表示如下： IF x is positive thenprint xelseprint x,当然也可以用汉字表示：IF x 为正print x否则print -x,求5！。算法用伪代码表示如下,开始置t的初值为1置i的初值为2当i=5时，执行下面操作
15、： t=t*ii=i+1打印t的值 结束,或者：BEGINt=1i=2while i=5t=t*ii=i+1print tEND,七、用计算机语言表示算法,要完成一件工作，包括设计算法和实现算法两个部分。设计算法的目的就是实现算法。因此，不仅要考虑如何设计一个算法，也要考虑如何实现一个算法。到目前为止，我们只是描述算法，即用不同的形式表示操作步骤。而要得到运算结果，还必须实现算法。实现算法的方法可能不止一种，可以用人工心算的方式实现而得到结果，也可以用笔算或算盘、计算器求出结果，这就是实现算法。我们的任务是解题，也就是用计算机实现算法。计算机是无法识别流程图和伪代码的，只有用计算机语言描写的程序才能被执行，因此，用流程图或伪代码描述了一个算法之后，还要将它转换成计算机语言。,
