第2章建立 C 應用程式

第2章建立C應用程式 • 2-1 如何設計C應用程式 • 2-2 第一個C程式 • 2-3 Dev-C++整合開發環境的使用 • 2-4 C程式的寫作風格 • 2-5 在Windows作業系統執行C應用程式 • 2-6 列印程式碼

2-1 如何設計C應用程式 • 2-1-1 程式設計的基礎 • 2-1-2 演算法

2-1-1 程式設計的基礎 • 程式設計就是將需要解決的問題轉換成程式碼，程式碼不只能夠在電腦上正確的執行，而且可以驗證程式執行的正確性，程式設計的過程可以分成5個階段，如下所示： • 需求（Requirements） • 設計（Design） • 分析（Analysis） • 撰寫程式碼（Coding） • 驗證（Verification）

2-1-1 程式設計的基礎-需求 • 需求（Requirements）：程式設計的需求是在了解問題本身，以便確切獲得程式需要輸入的資料和其產生的結果，如下圖所示：

2-1-1 程式設計的基礎-設計 • 設計（Design）：在了解程式設計的需求後，我們就可以開始找尋解決問題的方法和策略，簡單的說，設計階段就是找出解決問題的步驟，如下圖所示：

2-1-1 程式設計的基礎-分析 • 分析（Analysis）：在解決需求時，只有一種解決方法嗎？例如：如果有100個變數，我們可以宣告100個變數來儲存資料，或是使用陣列來儲存，在分析階段是將所有可能解決問題的演算法都寫下來，然後分析比較那一種方法比較好，選擇最好的演算法來撰寫程式。

2-1-1 程式設計的基礎-撰寫程式碼 • 撰寫程式碼（Coding）：現在我們就可以開始使用程式語言撰寫程式碼，以本書為例是使用C程式語言實際撰寫程式。

2-1-1 程式設計的基礎-驗證 • 驗證（Verification）：驗證就是證明程式執行的結果符合需求的輸出資料，在這個階段可以再細分成三個部分： • 證明：執行程式時需要證明它的執行結果是正確的，程式符合所有輸入資料的組合，程式規格也都符合演算法的需求。 • 測試：程式需要測試各種可能情況、條件和輸入資料，以測試程式執行無誤，如果有錯誤產生，就需要除錯來解決程式問題。 • 除錯：如果程式無法輸出正確的結果，除錯是在找出錯誤的地方，我們不但需要找出錯誤，還需要決定如何更正它。

2-1-2 演算法-定義 • 演算法是完成目標工作的一組指令，這組指令的步驟是有限的。除此之外，演算法還必須滿足一些條件，如下所示： • 輸入(Input)：沒有或數個外界的輸入資料。 • 輸出(Output)：至少有一個輸出結果。 • 明確性(Definiteness)：每一個指令步驟都十分明確，沒有模稜兩可。 • 有限性(Finiteness)：這組指令一定會結束。 • 有效性(Effectiveness)：每一個步驟都可行，可以追蹤其結果。

2-1-2 演算法-方法 • 演算法只是將解決問題步驟詳細的寫出來，所以並沒有固定的方式，基本上只要能夠描述這組指令的執行過程即可，常用的方式如下所示： • 一般語言文字：直接使用文字描述來說明執行的步驟。 • 虛擬碼（Pseudo Code）：趨近程式語言的描述方法，其每一列約可轉換成一列程式碼。 • 流程圖（Flow Chart）：使用結構化的圖表描述執行過程，以各種不同形狀的圖形表示不同的操作。

2-2 第一個C程式 • 2-2-1 第一個C程式 • 2-2-2 C程式的架構 • 2-2-3 編譯和執行存在的C程式檔案

2-2 第一個C程式-步驟 • 在安裝好Dev-C++整合開發環境後，我們就可以開始開發C應用程式，程式開發的步驟，如下所示： • Step 1：啟動Dev-C++，新增原始碼檔案。 • Step 2：輸入程式碼，建立和儲存C原始程式碼檔案，副檔名為.c。 • Step 3：執行「執行」→「編譯並執行」指令，編譯且執行C程式。

2-2-1 第一個C程式-步驟1 • 步驟１：建立C程式檔案 • Dev-C++是一套整合開發環境，只需啟動Dev-C++就可以編輯、編譯和執行C應用程式。 • 執行「檔案」→「開新檔案」→「原始碼」指令，可以建立一個名為新文件1的程式檔案，看到【新文件1】標籤的編輯視窗。

2-2-1 第一個C程式-步驟2 • 步驟2：編輯和儲存程式碼 • 在空白的程式碼檔案，就可以開始編輯程式碼。

2-2-1 第一個C程式-步驟3 • 步驟３：編譯和執行C應用程式 • 在建立和儲存C程式檔案後，Dev-C++可以馬上執行「執行」→「編譯並執行」指令或按F9鍵，就會開啟「命令提示字元」視窗顯示執行結果，如下圖所示：

2-2-2 C程式的架構-說明 • C程式的架構是由含括標頭檔、函數和全域變數宣告、main()主程式和其它函數所組成。程式架構主要是開頭的含括標題檔和主程式main()，如下所示： 01: /* 程式範例: Ch2-2.c */ 02: #include <stdio.h> 03: main() 04: { 05: printf("第一個C程式\n"); 06: getchar(); 07: }

2-2-2 C程式的架構-程式註解 • 程式註解：第1列是程式註解，註解可以出現在程式檔案的任何地方，在此的註解文字是說明C程式檔案的名稱，如下所示： 01: /* 程式範例: Ch2-2.c */

2-2-2 C程式的架構-標頭檔 • 標頭檔：第2列含括標題檔，標頭檔是函式庫的函式宣告，如果在程式中需要使用這些函式庫，就需要含括指定標頭檔，標頭檔的附檔名為.h，如下所示： 02: #include <stdio.h>

2-2-2 C程式的架構-主程式 • 主程式：第3~7列的main()函數是C程式的主程式，這是C應用程式執行時的進入點，也就是說執行C程式是從此函數的程式碼開始，如下所示： 03: main() 04: { 05: printf("第一個C程式\n"); 06: getchar(); 07: }

2-2-3 編譯和執行存在的C程式檔案 • 如果擁有現成的C程式檔案，只需啟動Dev-C++就可以直接開啟存在的C程式檔案，如果已經開啟程式檔案也沒有關係，Dev-C++可以同時開啟多個的程式檔案。 • 在切換好編輯的C程式檔案時，執行「執行」→「編譯並執行」指令或按F9鍵，就可以編譯/執行目前編輯的C程式檔案。

2-3 Dev-C++整合開發環境的使用 • 2-3-1 Dev-C++的使用介面 • 2-3-2 工具列按鈕的功能說明 • 2-3-3 編輯程式碼視窗的使用 • 2-3-4 編譯器輸出視窗

2-3-1 Dev-C++的使用介面

2-3-2 工具列按鈕的功能說明-1

2-3-2 工具列按鈕的功能說明-2

2-3-3 編輯程式碼視窗的使用 • 在Dev-C++的每一個程式碼編輯視窗，都可以視為是一個比Windows【記事本】功能更強大的程式碼編輯工具。

2-3-4 編譯器輸出視窗-圖例 • 當編譯C程式碼時，Dev-C++的編譯器輸出視窗會顯示編譯狀態，如果程式編譯有錯誤，例如：在Dev-C++開啟Ch2-3-1.c的範例程式，此程式碼擁有錯誤。

2-3-4 編譯器輸出視窗-說明 • 【編譯器訊息】標籤指出產生錯誤的程式碼，各欄位的說明，如下所示： • 行號：錯誤所在的原始程式碼的行號或列號。 • 檔案：錯誤所在的原始程式碼檔案名稱路徑。 • 訊息：錯誤訊息的說明文字，[Warning]開頭訊息是警告訊息，其錯誤等級較低，程式仍然可以編譯成執行檔，不過筆者建議在程式除錯時，仍然需要處理警告的錯誤訊息。

2-3-4 編譯器輸出視窗-編譯器記錄 • 在【編譯器記錄】標籤可以看到編譯記錄的相關資料，如下圖所示：

2-4 C程式的寫作風格-程式敘述 • 程式敘述(Statements)：C程式是由程式敘述所組成，一列程式敘述如同英文的一個句子，內含多個運算式、運算子或關鍵字，如下所示： int balance = 1000; interest = balance * rate; printf("第一個C應用程式\n");

2-4 C程式的寫作風格-「;」程式敘述結束符號 • 「;」程式敘述結束符號：C語言的「;」符號代表程式敘述的結束，這是告訴編譯程式已經到達程式敘述的最後，換句話說，使用「;」符號可以在同一列程式碼撰寫多個程式敘述，如下所示： balance = 10000; rate = 0.04; interest = balance * rate;

2-4 C程式的寫作風格-程式區塊1 • 程式區塊（Blocks）：程式區塊是由多個程式敘述組成，使用「{」和「}」符號包圍，如下所示： main() { printf("第一個C程式\n"); getchar(); }

2-4 C程式的寫作風格-程式區塊2 • C語言屬於「自由格式」（Free-format）的程式語言，我們可以將多個程式敘述寫在同一列，甚至可以將整個程式區塊置於同一列，程式設計者可以自由編排程式碼，如下所示： main() { printf("第一個C程式\n"); getchar(); }

2-4 C程式的寫作風格-程式註解 • 程式註解（Comments）：程式註解是程式中十分重要的部分，因為良好的註解文字不但能夠了解程式的目的，並且在程式維護上，也可以提供更多的資訊。C語言的程式註解是以「/*」和「*/」符號標示註解文字，如下所示： /* 程式範例: Ch2-2.c */ • C語言的註解可以跨很多列，如下所示： /* --------------------------- 程式範例: Ch2-2.c ------------------------------ */

2-4 C程式的寫作風格-太長的程式碼 • 太長的程式碼：如果C語言的程式碼列如果太長，基於程式編排的需求，如果程式碼需要分成兩列，直接分割即可，如下所示: result = compare((void *)ptr, (void *)ptr1, (int (*) (void *, void *))numcmp); • 程式碼需要連續列（不可有新行字元'\n'），我們可以在程式碼列的最後加上「\」符號（Line Splicing），將程式碼分成數列，如下所示： sum = scores[0] + scores[1] + \ scores[2] + scores[3] + \ scores[4];

2-4 C程式的寫作風格-程式碼縮排 • 程式碼縮排：在撰寫程式時記得使用縮排編排程式碼，適當的縮排程式碼，可以讓程式更加容易閱讀，因為可以反應出程式碼的邏輯和迴圈架構，例如：迴圈區塊的程式碼縮幾格編排，如下所示： for ( i = 0; i <= 10; i++ ) { printf("%d\n", i); total = total + i; }

2-5 在Windows作業系統執行C應用程式 • 在Dev-C++編譯和執行C應用程式後，在原始碼程式檔案相同的資料夾即產生編譯成的執行檔，副檔名為.exe，換句話說，我們可以直接在Windows作業系統執行EXE執行檔。 • 直接在Windows作業系統開啟「命令提示字元」視窗來執行編譯成的執行檔，檔名是專案名稱。

2-6 列印程式碼 • 如果讀者需要繳交作業或進行程式碼除錯，我們可以將程式碼列印成報表。Dev-C++提供列印功能可以列印程式碼編輯視窗的程式碼。 • 執行「檔案」→「列印」指令，勾選【行號】可以加上程式碼前的行號，請開啟印表機的電源，在選好參數，預設為1份，按【確定】鈕，稍等一下，如果印表機連線沒有問題，就可以從印表機送出列印結果的報表。

第2章建立 C 應用程式