第1章C语言与程序概述.ppt

第1章 C语言与程序概述 C语言是现在世界上应用最广泛，最受欢迎的计算机语言之一。在本章的学习中需要掌握以下知识点： 数据结构的概念和作用； 算法的概念和作用； 结构化程序设计的方法； 三种基本结构； 程序流程图和N-S流程图。 1.1 C语言历史 C语言已经经历了几十年的发展。在学习C语言之前，应该要先了解C语言是如何诞生的，它的历史是怎么样的。本节将介绍C言语的诞生、C语言的标准化过程及其重要特点，最后还将展示一个标准的“Hello, world!”的程序。 1.1.1 C语言的诞生 C语言是由著名的计算机科学家Dennis Ritchie创造的，其历史可以追溯到ALGOL 60。ALGOL 60，也称为A语言，是纯粹的面向描述计算过程的语言。 C语言的直接前身B语言就是从BCPL发展而来的。 在1972～1973年间，Denis Ritchie改进了B语言，为其添加了数据类型的概念，并将原来的解释程序改写为可以在直接生成机器代码的编译程序，并将其命名为C。 现在，C语言已成为用途最为广泛的计算机高级语言，不仅可以用于编写系统软件，还可以用于构建各个领域的应用软件。 1.1.2 C语言的标准化 C语言发展到现在已经经历了3个标准，分别为KR C、C89和C99。 1．KR C 2．C89或ANSI C 3．C99 1.1.3 C语言的特点 C语言之所以得到如此迅速的发展，并成为应用最广泛、最受欢迎的计算机语言之一，主要是因为它语法灵活、使用方便，并能实现高效而强大的功能。C语言具有以下特点： 1．使用方便，功能强大 2．便于结构化编程 3．C语言是中级语言 4．执行效率高 5．C程序可移植性好 1.1.4 Hello, world! 作为结构性语言，C程序的结构十分严整。下面来认识一下第一个C程序，这是十分著名的“Hello, world!”程序。这个程序经常被用作介绍各种语言的第一个程序，其功能是向屏幕打印一个字符串“Hello, world!”。 1.2 数据结构与算法 一般来说，程序由数据结构和算法两个部分组成。数据结构是一个一个的实体，而算法是将它们联系在一起的各种手段。学习程序首先要了解数据结构和算法的概念，以及它们之间的关系。由于篇幅有限，本小节将只是简要地介绍数据结构和算法的一些基本知识，要想深入了解数据结构和算法，还需要读者去学习其他专门的材料。 1.3 程序设计 如本章1.1.3小结所述，C语言是一门便于结构化编程的语言。结构化编程，也就是结构化程序设计。那么，什么是结构化程序设计呢？结构化程序设计有什么好处？通过本小节的学习，读者可以得到这些问题的答案，同时会为学习以结构化程序设计为指导思想的C语言程序设计打下一个良好的铺垫。 1.3.1 结构化程序设计 结构化程序设计是荷兰科学家E.W.Dijikstra在1965年提出的，其主要思想是通过分解复杂问题为若干简单问题的方式降低程序的复杂性。它的主要观点是采用自顶向下、逐步细化的程序设计方法，同时严格使用三种基本控制结构构造程序。 三种基本控制结构是指顺序结构、选择结构和循环结构。所有的程序结构都可以分解为这三个基本控制结构。 1.3.2 三种基本结构 按照操作的执行顺序，程序可以分为三类基本结构：顺序结构、选择结构和循环结构。1996年，计算机科学家Bohm和Jacopini证明：任何简单或复杂的算法都可以由顺序结构、选择结构和循环结构这三种结构组合而成。所以，这三种结构就被称为程序设计的三种基本结构，也是结构化程序设计建议采用的结构。 1．顺序结构 在顺序结构的程序里，各操作是按照它们出现的先后顺序执行的。如下图所示，操作1和操作2按自上而下地顺序执行。这是最简单的一种基本结构。这个结构里只有一个入口点A和一个出口点B，其特点是从入口点A开始，按顺序执行所有操作，直至出口点B处。事实上，所有的程序的总流程总是一个顺序结构。 2．选择结构 选择结构，也叫分支结构。选择结构的程序里存在一些分支，程序通过对一些条件的判断选择执行的分支。按照分支数，选择结构又可以分为单选择、双选择和多选择三种形式。 双选择结构是最常见的，如下图所示，结构中有两个分支，必须要执行其中一支；如果满足条件则执行操作1，否则执行操作2。 2．选择结构 单选择结构如下图所示，当双选择结构中某个分支为空时，就称为单选择结构。 多选择结构如下图所示，有多个分支共存，程序根据Type值来选择其中之一执行。 3．循环结构 在循环结构中，是反复地执行一系列操作，直到某条件为假（或为真）时才终止循环。按照判断条件出现的位置，可以分为while循环结构和until循环结构。 while循环结构中，先判断条件，如