1.2 程序与程序设计语言

     1. 程序时为实现特定目标或解决特定问题而用计算机语言（程序设计语言）编写

的一系列语句和指令，计算机能严格按照这些指令去做。

     2.程序具有以下特点

      （1) 完成某一特定的任务;

        (2) 使用某种程序设计语言描述如何完成该任务；

      （3）储存在计算机中，并且被运行后才能起作用。

1.2.1程序设计语言的发展

       1.机器语言

        （1）采用二进制指令代码

        （2）特点：难学，难写，难记，难修改

        2.汇编语言

        （1）采用助记符代替机器指令

        （2）特点：依赖于机器硬件，可移植不好

        3.高级语言

       （1) 运算符和运算表达式与人们日常所用的数学式子差不多，很容易理解。

       （2）高级语言又经历了以下几个阶段：          a.非结构化的
语言            编程风格比较随意，没有编程规范可遵循，程序中的流程可随意跳转。

          b.结构化的语言

            结构化程序设计方法规定:程序由具有良好的特性的基本结构（顺序结构，分支结构，循环结构）构成。

          程序中的流程不允许随意跳转，程序总是由上而下的顺序执行各基本结构。

          c.面向对象的语言

             对像是有数据以及对数据所进行的操作的封装体 

             采用面向对象的程序设计方法开发应用软件变得更容易，耗时更少，效率跟高。

  1.2.2程序设计语言的功能

           1.数据表达

          （1）数据类型：是对某些具有相同性质的数据集的总称。

          （2）数据类型有两个含义：该数据类型能表示些什么样的数据（即取值范围）？

          （3）通常每种程序设计语言中，都事先定义了几种基本的数据类型，用来定义程序中用到的数据。列如:整型，实型，字符型。

           （4）这些基本的数据类型可以定义的数据对象表现为两种形式：常量和变量

           （5）在许多程序设计语言中，基本的数据类型可以用于构造复杂的数据类型，以表达实际问题中存在的复杂的数据结构。

            2.流程控制

           （1）顺序控制结构：一条语句执行完后，按自然顺序执行下一条语句。C语言中的赋值语句，输入，输出的都构成了顺序结构。

           （2）分支控制结构：又称选择结构。计算机在该执行程序时，常常需要根据不同的条件选择执行不同的语句。

           （3) 循环控制结构：重复执行一般是有条件的，在条件满足时，重复执行；在条件不满足时，则不会重复执行相同的语句。

           （4）三种结构共同特点是：

               a.只有单一的入口；

               b.结构中的的每个部分都有被执行的可能；

               c.结构内不应出现永不终止的死循环。

1.2.3程序的算法表示

             1.什么是算法

               “软件的主体是程序，程序的核心是算法”。瑞士计算机科学家尼.沃思有一句名言：“计算机科学就是研究算法的学问”。通俗的讲，算法就是解决问题的方法与步骤。

              2.算法的特征

             （1）确定性：

                算法的每条指令必须有明确的含义，不能有二义性对相同的输入必须得出相同的结果

             （2）有穷性：

                一个算法应包含有限个操作步骤

             （3）可行性：

                算法中指定的操作都可以通过已经实现的基本运算执行有限次后实现

             （4）有零个或多个输入

             （5）有一个或多个输出

             3.算法的描述

            （1）用文字描述算法

               例:有10个两位的正整数，找出其中最大的数，写出其算法。

               a.输入第一个数，放入max中；

               b.用i统计比较的次数，期初值置为1；

               c.若i≦9，转第4步，否则转第8步；

               d.再输入一个数，放在x中；

               e.比较x和max中的数，若x>max,则将x的值赋给max；否则max的值不变；

                f.i增加1；

               g.返回第三步；

                h.输入max中的数，此时max中的数即为10个数中最大的数。

               （2）用流程图描述算法

               常用到的流程图框：

                三种基本的控制结构例如：

                 例：有10个两位的正整数，找出其中最大的数，画画出其流程图。

                例：画出求两个自然数的最大公约数的流程图

                  （3）伪代码表示

                     伪代码是一种近似高级语言但又不受约束的语言描述方式，它不能在计算机中运行，但可以用来描述算法。

                     例：有10个两位的正整数，找出其中最大的数，用伪代码写出其算法。

1        {

2                输入第1个数赋给max；

3                for（i=1；i<=9;i++)

4                {        输入第i+1个数赋给x；

5                          if（x>max）；

6                 }

7                  输出max；

8        }

                例：写代码交换两个变量a和b的值

#include<stdio.h>
int main()
{ int a,b,t;			/* 定义所用的变量 */a=3;b=5;			/* 给变量赋值 */t=a; 				/* 变量a的值存入变量t中 */a=b;	 			/* 变量b的值赋予变量a */b=t; 				/* 变量t的值赋予变量b */ printf("%d %d",a,b);	/* 输出交换后的变量的值 */ return 0;

1.3 C语言程序设计的特点

   1.3.1 C语言的发展历史

• 1963年英国剑桥大学推出了CPL（Combined Programming Language）语言。

• 1967年剑桥大学的Martin Richards对CPL语言进行了简化，推出了BCPL（Basic Combined Programming Language）语言。
• 1970年美国贝尔实验室的Ken Thompson对BCPL语言又做了进一步简化，设计出了更接近硬件的B语言。
• 1972年工作于美国贝尔实验室的Dennis Ritchie在B语言的基础上设计出C语言。
• 1973年，Dennis Ritchie和Ken Thompson对UNIX操作系统进行了重写，其中90%以上的代码采用的是C语言，很大程度上提高了UNIX操作系统的可移植性和可读性。
• 1983年，美国国家标准协会（American National Standards Institute，简称ANSI）制定了一套C语言标准，称为ANSI C。
• 目前使用的如Microsoft C、Turbo C等版本均以ANSI C为标准，同时各自分别进行了一些扩充。本书使用的主要是Turbo C编译系统。

 1.3.2 C语言的特点

 1. 优点：

（1）C语言语句简洁紧凑，使用方便灵活

  (2)  运算符丰富，表达能力强

  (3)  C语言程序可移植性好

  (4)  生成的目标代码质量高，运行效率高

  (5）语言处理能力强

（6）C语言是一种结构化语言

 2.缺点：

C语言对语法检查不严格，许多时候需要程序员自己保证程序的正确，而这对初学者是很难做到的。

例如，数据类型检查不严格，表达式运算会出现二义性；对数组下标越界不检查，导致程序出错。

除此之外，由于C语言运算符较多，初学者很难掌握其运算的优先级与结合性。

 1.3.3 C语言的语法

  1.C语言中的约定

  (1)  关键字

  （2）标识符

• 由字母、数字和下划线组成，其中第一个字符必须是字母或下划线
  • 例如，_00、print、FOR均是合法的标识符，而&a、-123、a b均是不合法的标识符。
• 英文字母的大小写是有区别的
• 命名最好做到“见名知义”，增加程序的可读性
• 标识符的有效长度为1~255个字符

  （3）用户自定义标识符:

程序中定义的变量名、数据类型名、函数名和符号常量名

  （4）预定义标识符：

头文件和库函数中定义的一些标识符（例如scanf、printf等）

   （5）分隔符：

• 逗号：分隔变量名
• 空格：分隔各单词

      2.C语言的语法成分

    （1）常量

常量是有数据类型的，例如，整型常量2、实型常量2.0、字符型常量’2’ 、字符串常量”C Programming.”等。

     （2）变量

变量定义的一般形式是：

1

类型名 变量名;

例如，例1.1中的 int a,b,c; 定义了三个整型变量。

    （3）运算符

• 算术运算符：+（加）、-（减）、*（乘）、/（除）、%（求余）；
• 关系运算符：>（大于）、>=（大于等于）、==（等于）、<（小于）、<=（小于等于）等等。

参与运算时只要求有一个数据对象的称为单目运算符，有两个数据对象的称为双目运算符，有三个数据对象的称为三目运算符。

     （4）表达式

运算符有优先级，例如，表达式 b*b-4*a*c>0 中，由于算术运算优先于关系运算，所以先计算 b*b-4*a*c ，再做关系比较运算 > 。

     （5）语句

在C语言中，语句是程序最基本的执行单位，以分号结尾。

     （6）函数定义与调用

函数十完成特定功能的小模块，是C语言中唯一的种子程序

1
2
3
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7
8
9

int max(int x,int y)    /* 求最大值的函数*/
{int z;              /* 定义临时变量z */if(x>y)z=x;            /* x>y时，z的值等于x */elsez=y;            /* 否则，z的值等于y */return z;           /* 结束函数，返回z */
}

      （7）输入与输出

C语言没有提供用于数据输入及输出的语句，所有的输入与输出都是通过系统提供的有关函数（如scanf()和printf()函数）来实现的。

        3.C程序的编辑，编译，链接，运行

1. 编辑：将编写的C语言代码以文件的形式存储在计算机中，其拓展名为 .c
2. 编译：通过词法分析和语法分析，在确认所有的指令都符合语法规则之后，将其翻译成二进制目标程序文件，其拓展名为 .obj

• 编译过程中的错误多为词法和语法错误，如果原文件存在这些错误，则编译系统会给出错误提示信息，应根据错误提示信息查找错误并改正源程序，再次重新编译，直到没有错误

1. 链接：将目标程序与系统提供的库函数或是其他目标程序进行链接，得到最终的二进制可执行文件，其拓展名为 .exe
2. 运行：双击 .exe 可执行文件运行后结果会显示在屏幕上

• 可执行文件运行后要验证程序的运行结果，如果发现运行结果与设计目的不相符（通常称为逻辑错误），说明程序在设计思路或算法上出现了问题，需要重新检查源程序找出问题并且修改，然后重新编译、链接、运行，直到得到正确结果。

目录

1.2 程序与程序设计语言

1.3 C语言程序设计的特点

1.1程序与程序设计语言

  1.程序是为实现特定目标或解决特定问题而用计算机语言﹙程序语言