C 语言程序设计

C语言程序设计 主讲：沈济南 TEL:13971887071 E-mail:shenjinan@163.com

课程安排 • 总学时： • 64学时（理论40学时实验24学时） • 教材： • C语言程序设计教程·中国铁道出版社·李清政等编 • 参考教材： • C语言程序设计教程·华中科技大学出版社·秦友淑等编 • C语言程序设计教程·清华大学出版社·谭浩强等编

计算机技术学什么？ • 什么是“会计算机”？ • 会打字？ • 会编程？ • 会DIY？ • 会上网？ • 会“黑客”？ • …… • 懂原理、能应用、有创新

计算机（Computer） • 计算机是用来延伸人的能力的工具，需要人来驾驭 • AI能实现吗？（AI，Artificial Intelligence，人工智能） • 会有那么一天，人与计算机的位置互换吗？ • 我们的职责是让它更容易被驾驭 • 自我毁灭的过程

人与计算机的对话 • 两个说不同母语的人的对话方式： • 一方学另一方的语言 • 双方都学习一种第三方语言 • 人与计算机的对话方式： • 计算机学习人的语言（自然语言理解） • 人学习计算机的语言 • 学习第三方语言

人与计算机的鸿沟 客观世界（问题域）对问题域的认识（人）自然语言语言的鸿沟语言的过渡（人）编程语言编程（人）程序的理解和执行（机器）客观世界（问题域）

语言的发展使得鸿沟变小 客观世界（问题域）自然语言语言的鸿沟面向对象高级语言非OO的高级语言汇编语言机器语言计算机

机器语言 • 计算1+1 10111000 00000001 00000000 00000101 00000001 00000000

汇编语言

BASIC语言 PRINT 1+1

C语言 #include <stdio.h> main() { printf("%d\n", 1+1); }

CPL语言：剑桥大学，1963年 经简化 BCPL语言：剑桥大学，1967年进一步简化 B语言：Bell实验室，1970年在PDP机器上用其编写UNIX系统保持精练、接近硬件的优点，克服数据类型过少的不足 C语言：Bell实验室，1972～1973年用其改写UNIX系统 C语言的发展

C语言的创世纪 • 一切从一个叫“Space Travel”的电子游戏开始…… • 为了让他的游戏能在PDP-7上运行，Ken Thompson用汇编语言给PDP-7写了一个操作系统——UNIX • 汇编太不好用了，Thompson需要高级语言 • 试验了一些高级语言，包括Fortran，都不理想 • 他在BCPL基础上，自己设计了一个B语言 • UNIX开始发展，B也不够用了 • Dennis Ritchie加入，把B改造成C • 开始用C重写UNIX

Ritchie和Thompson在开发UNIX

接受美国国家技术勋章

C程序设计语言 • 是一种高级语言 • 高级语言并不是“高级”，只是相对低级语言，在一个高的级别上进行编程 • 历史悠久，战勋卓著 • 诞生于上世纪70年代初，成熟于80年代（C89），修订与90年代（C99） • 很多重量级软件都是用C写的 • 上天入地，无所不能 • 几乎没有不能用C写出来的软件，没有不支持C的系统 • 很多流行语言、新生语言都借鉴了它的思想、语法 • 从C++，到Java，再到C#，还有php等

C语言的祖师爷Dennis M. Ritchie http://www.cs.bell-labs.com/who/dmr/

Ritchie漫画像 C is quirky, flawed, and an enormous success.

第1章 C语言及程序设计概述 讲授：沈济南 TEL:13971887071 E-mail:shenjinan@163.com

1.1 程序与程序设计语言 • 1.1.1 程序的概念 • 程序是计算机指令的序列,是可以被连续执行的一条条指令的集合。 • 1.1.2 程序设计语言的发展 • 计算机程序设计语言的发展，经历了从机器语言、汇编语言到高级语言的历程 • 1.1.3 C语言的发展及特点

C语言的特点 • 1）语言简洁、紧凑，使用方便、灵活 • 2）具有结构化的控制语句，以函数作为程序模块以实现程序的模块化。 • 3）数据类型丰富 • 4）允许直接对位、字节和地址进行操作 • 5）可直接操纵硬件 • 6）生成的目标代码质量高，程序执行效率高 • 7）可移植性好

1.2 程序设计方法 • 1.2.1 结构化程序设计方法 • 1.2.2 面向对象程序设计方法

1.3 算法及其表示 • 程序规定了计算机执行的动作和动作的顺序,一个程序应包括以下两方面的内容： • （1）对数据的描述。在程序中要指定数据的类型和数据的组织形式，即数据结构。 • （2）对操作的描述。即操作步骤，也就是算法。 • 程序＝数据结构＋算法+程序设计方法+语言环境 (Nikiklaus Wirth )

1.3 算法及其表示 • 算法的概念 • 计算机解决问题的方法和步骤，就是计算机的算法 • 算法的组成要素 • 操作＋控制结构 • 算法的特征 • 有穷性、确定性、可行性、输入、输出 • 算法的表示 • 自然语言表示、流程图表示、伪代码表示、计算机语言表示

自然语言表示求5！ 原始方法： Step1：求1×2，得到结果2； Step2：将Step1中的结果乘以3，得到新的结果6； Step3：将Step2中的结果乘以4，得24； Step4：将Step3中的结果乘以5得到最后的结果120。

自然语言表示求5！ 改进方法： Step1：使p=1； Step2：使i=2； Step3：使p×i乘积放在p中； Step4：使i的值增加1； Step5：如果i的值不大于5，返回Step3重复Step4和Step5。最后的p值为所求。

标准流程图符号

开始起止框 i=2;p=1 输入/输出框判断框 i<=5 ? 处理框 p*ip;i+1i; 流程线输出z 结束用流程图表示求5！的算法 Y N

用伪代码表示算法求5！ 开始：置t的初值为1 置i的初值为2 当i<=5，执行下面的操作：使t=t*i 使i=i+1 (循环体到此结束) 打印t的值结束也可以写成以下形式： Begin(算法开始) 1->t 2->i while i<=5 { t*i->t i+1->i} Print t End(算法结束)

用计算机语言实现算法求5！ /*源程序名：CH0104.C*/ /*01*/ main() /*02*/ { int i,p; /*03*/ p=1; i=2; /*04*/ while(i<=5) /*05*/ { /*06*/ p=p*i; /*07*/ i=i+1; /*08*/ } /*09*/ printf("%d",p); /*10*/ }

1.4 C语言程序的基本结构 一个完整的Ｃ语言程序，是由一个main()函数（又称主函数）和若干个其它函数结合而成的，或仅由一个main()函数构成 /*功能：仅由main()函数构成的Ｃ语言程序示例*/ /*源程序名：CH0105.C*/ /*01*/ main() /*02*/ { /*03*/ printf(“Hello World!\n”); /*04*/ } 程序运行时，在屏幕上显示一行英文： Hello World! 。

1.4 C语言程序的基本结构 • 1.4.1 C程序的结构特点 • 1.4.2 源程序书写格式

1.5 C语言的基本语法单位 • 1.5.1 Ｃ语言的字符集 • 1.5.2 关键字 • 1.5.3标识符 • 1.5.4 分隔符 • 1.5.5 注释

1.5.1 Ｃ语言的字符集 字符是组成语言的最基本的元素。Ｃ语言字符集由字母，数字，空格，标点和特殊字符组成。在字符常量，字符串常量和注释中还可以使用汉字或其它可表示的图形符号。（１）字母：小写字母a～z共26个，大写字母A～Z共26个；（２）数字：0～9共10个；（３）空白符：空格符、制表符、换行符等统称为空白符。空白符只在字符常量和字符串常量中起作用。在其它地方出现时，只起间隔作用，编译程序对它们忽略。因此在程序中使用空白符与否，对程序的编译不发生影响，但在程序中适当的地方使用空白符将增加程序的清晰性和可读性；（４）标点和特殊字符。

1.5.2 关键字 关键字是由Ｃ语言规定的具有特定意义的字符串，通常也称为保留字。用户定义的标识符不应与关键字相同。标准C定义的32个关键字如下表

1.5.3标识符 • 在程序中使用的变量名、函数名、标号等统称为标识符。除库函数的函数名由系统定义外，其余都由用户自定义。C 规定，标识符只能是字母（A～Z，a～z）、数字（0～9）、下划线（_）组成的字符串，并且其第一个字符必须是字母或下划线。以下标识符是合法的： a x _3x BOOK_1 sum5 以下标识符是非法的： 3s 以数字开头 s*T 出现非法字符* -3x 以减号开头 bowy-1 出现非法字符减号

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