二级C语言课本.doc

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1、第一章程序设计基本概念1．1程序和程序设计1．1．1C程序当今，计算机已广泛应用于社会生活的各个领域，成为大众化的现代工具。但是，不熟悉计算机的人仍然把它想象得十分神秘。其实，计算机不过是一种具有内部存储能力、由程序自动控制的电子设备。人们将需要计算机做的工作写成一定形式的指令，并把它们存储在计算机的内部存储器中，当人们给出命令之后，它就按指令操作顺序就自动进行。人们把这种可以连续执行的一条条指令的集合称为“程序”。可以说，程序就是人与机器进行“对话”的语言，也就是我们常说的“程序设计语言”。目前，在社会上使用的程序设计语言有上百种，它们都被称为计算机的“高级语

2、言”，如BASIC、PASCAL以及本书将介绍的C语言等。这些语言都是用接近人们习惯的自然语言和数学语言做为语言的表达形式，人们学习和操作起来感到十分方便。但是，对于计算机本身来说，它并不能直接识别由高级语言编写的程序，它只能接受和处理由0和1的代码构成的二进制指令或数据。由于这种形式的指令是面向机器的，因此也称为“机器语言”。我们把由高级语言编写的程序称为“源程序”，把由二进制代码表示的程序称为“目标程序”。如何把源程序转换成机器能够接受的目标程序，软件工作者编制了一系列软件，通过这些软件可以把用户按规定语法写出的语句一一翻译成二进制的机器指令。这种具有翻译功

3、能的软件称为“编译程序”。每一种高级语言都有与它对应的编译程序。例如，C语言编译程序就是这样的一种软件，C语言编译程序的功能如图1.1所示。C语言源程序二进制机器指令C语言编译程序图1.1我们所写的每条C语句，经过编译（Compile）最终都将转换成二进制的机器指令。由C语言构成的指令序列称C源程序，按C语言的语法编写C程序的过程，称C语言的代码编写。C语言源程序经过C语言编译程序编译之后生成一个后缀为.OBJ的二进制文件（称为目标文件夹）。最后还要由称为“连接程序”（Link）的软件，把此.OBJ文件与C语言提供的各种库函数连接起来生成一个后缀为.EXE的可执

4、行文件。在DOS状态下，只须打入此文件的名字（而不必打入后缀.EXE），该执行文件就可运行。1．1．2程序设计简单的程序设计一般包括以下几个部分。1．确定数据结构。根据任务书提出要求、指定的输入数据和输出的结果，确定存放数据的数据结构。2．确定算法。针对存放数据的数据结构来确定解决问题、完成任务的一步一步的步骤。有关算法的概念将在下一节中介绍。3．编码。根据确定的数据结构和算法，使用选定的计算机语言编写程序代码，输入到计算机并保存在磁盘上，简称编程。4．在计算机上调试程序。消除由于疏忽而引起的语法错误或逻辑错误；用各种可能的输入数据对程序进行测试，使之对各种合理

5、的数据都能得到正确的结果，对不合理的数据能进行适当的处理。1．整理并写出文档资料。1．1算法学习计算机程序设计语言的目的，是要用语言作为工具，设计出可供计算机运行的程序。在拿到一个需要求解的问题之后，怎样才能编写出程序呢？除了选定合理的数据结构外，一般来说，十分关键的一步是设计算法，有了一个好的算法，就可以用任何一种计算机高级语言把算法转换为程序（编写程序）。算法是指为解决某个特定问题而采取的确定且有限的步骤。一个算法应当具有以下五个特性：1．有穷性。一个算法应包含有限个操作步骤。也就是说，在执行若干个操作步骤之后，算法将结束，而且每一步都在合理的时间内完成。2

6、．确定性。算法中每一条指令必须有确切的含义，不能有二义性，对于相同的输入必能得出相同的执行结果。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。在计算机上实现的算法，是用来处理数据对象的，在大多数情况下这些数据对象需要通过输入来得到。5．有一个或多个输出。算法的目的是为了求“解”，这些“解”只有通过输出才能得到。算法可以用各种描述方法来进行描述，最常用的是伪代码和流程图。伪代码是一种近似高级语言但又不受语法约束的一种语言描述方式，这在英语国家中使用起来更方便。流程图也是描述算法的很好的工具，传统的流程图由图1.2

7、中所示的几中基本框组成。开始或终止处理框输入输出框判断框流程线连接点图1.2由这些框和流程线组成的流程图来表示算法，形象直观，简单方便，但是这种流程图对于流程线的走向没有任何限制，可以任意转向，在描述复杂的算法时所占篇幅较多，费时费力且不易阅读。随着结构化程序设计方法的出现，1973年美国学者I.Nassi和B.Shneiderman提出了一种新的流程图形式。这种流程图完全去掉了流程线，算法的每一步都用一个矩形框来描述，把一个个矩形框按执行的次序连接起来就是一个完整的算法描述。这种流程图用两位学者名字的第一个英文字母命名，称为N-S流程图。我们将在下一节中结合结

8、构化程序设计中的一种基本