计算机考研复试之C语言（第一章）

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1.1 什么是计算机程序

• 程序：
  一组计算机能识别和执行的指令，每一条指令使计算机执行特定的操作，只要让计算机执行这个程序，计算机就会自动地、有条不紊地进行工作。
  计算机的一切操作都是由程序控制的，离开程序，计算机将一事无成。
• 系统软件：
  操作系统、高级语言。
• 应用软件：
  用户根据自己的实际需要设计一些应用程序，例如学生成绩统计程序、财务管理程序、工程中的计算程序等。
• C语言：
  C语言是一种用途广泛、功能强大、使用灵活的过程性编程语言，既可用于编写应用软件，又能用于编写系统软件。因此C语言问世以后得到迅速推广。

1.2 什么是计算机语言

• 想人和计算机交流信息，必须有一种计算机和人都能识别的语言，这就是计算机语言。

1.3 计算机语言发展阶段

• 一、计算机低级语言
  1、机器语言（由0和1组成的指令），一般计算机的指令长度为16，即以16个二进制数（0或1）组成一条指令，难以推广使用。
  2、汇编语言（用英文字母和数字表示指令），例如用ADD代表“加”，SUB代表“减”，不能直接执行，汇编程序翻译成机器语言。
  可移植性差，由于它“贴近”计算机，或者说离计算机“很近”，称为计算机低级语言（low level language）。

• 二、高级语言（接近于人的自然语言和数学语言）
  计算机也是不能直接识别高级程序语言程序的，也要进行“翻译”。用一种称为编译程序或解释程序的软件把高级语言写的程序（称为源程序，source program）转换为机器指令的程序（称为目标文件，object program），链接目标文件，生成可执行的文件。
  C、C++、Visual Basic、Java等

  • 1、面向过程的语言
    （1）非结构化的语言
    初期的语言属于非结构化的语言，编程风格比较随意，只要符合语法规则即可，没有严格的规范要求，程序中的流程可以随意跳转。人们往往追求程序执行的效率而采用了许多“小技巧”，使程序变得难以阅读和维护。早期的Basic，Fortrant和Algol等都属于非结构化的语言。
    （2）结构化语言
    为了解决以上问题，提出了“结构化程序设计方法”，规定程序必须由具有良好的基本结构（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，程序总是由上而下顺序执行各个基本结构。这种程序结构清晰，易于编写、阅读和维护。Qbasic、Fortran 77和C语言等属于结构化语言，这些语言的特点是支持结构化程序设计方法。
  • 2、面向对象的语言
    近十多年来，在处理规模较大的问题时，开始使用面向对象的语言。C++、C#、Visual Basic和Java等语言是支持面向对象程序设计方法的语言。

1.4 C语言主要特点

• （1）语言简洁、紧凑，使用方便、灵活，只有37个关键字、9种控制语句，程序书写形式自由，源程序短
• （2）运算符丰富
• （3）数据类型丰富
  包括：整型、浮点型、字符型、数组类型、指针类型、结构体类型、共用体类型；
  C99又扩充了复数浮点类型、超长整型（long long）、布尔类型（bool）
  指针类型数据，能用来实现各种复杂的数据结构（如链表、树、栈等）的运算。
• （4）具有结构化的控制语句
  如if…else语句、while语句、do…while语句、switch语句、for语句
  用函数作为程序的模块单位，便于实现程序的模块化。
  C语言是完全模块化和结构化的语言。
• （5）语法限制不太严格，程序设计自由度大
• （6）C语言允许直接访问物理地址，能进行位（bit）操作，能实现汇编语言的大部分功能，可以直接对硬件进行操作。因此C语言既具有高级语言的功能，又具有低级语言的许多功能，可用来编写系统软件。C语言的这种双重性，使它既是成功的系统语言描述，又是通用的程序设计语言。
• （7）用C语言编写的程序可移植性好。由于C的编译系统相当简洁，因此很容易移植到新的系统。而且C编译系统在新的系统上运行时，可以直接编译“标准链接库”中的大部分功能，不需要修改源代码，因为标准链接库是用可移植的C语言写的。因此，几乎在所有的计算机系统中都可以使用C语言。
• （8）生成目标代码质量高，程序执行效率高

1.5 C语言程序的结构

• C语言允许两种注释方式：
  //单行注释
  /…/块式注释，可包含多行

• C语言程序结构的特点

  1、一个程序由一个或多个源程序文件组成，小程序往往只包括一个源程序文件。
  - 一个源程序文件中可以包括三个部分：
  （1）预处理指令 （ #include等）
  （2）全局声明
  放到main函数的前面，这就是全局声明，在函数外面声明的变量称为全局变量，如果定义在函数之前声明的变量，则在整个源程序文件范围内有效。在函数中声明的变量是局部变量，只在函数范围内有效。

  2、函数是C程序的主要组成部分
  一个C程序是由一个或多个函数组成的，必须包含一个main函数（只能有一个），每个函数都用来实现一个或几个特点功能，被调用的函数可以是库函数，也可以是自己编制设计的函数
  3、一个函数包括两个部分：

  • 函数首部

  

  • 函数体
    声明部分：定义在本函数中所用到的变量；对本函数所调用函数进行声明。
    执行部分：由若干个语句组成，指定在函数中所进行的操作。

  4、程序总是从main函数开始执行
  5、C程序对计算机的操作由C语句完成
  6、数据声明和语句最后必须有分号
  7、C语言本身不提供输入输出语句
  8、程序应当包含注释，增加可读性

1.6 运行C程序的步骤与方法

（1）上机输入和编辑源程序（.c文件）
（2）对源程序进行编译（.obj文件）
（3）进行连接处理（.exe文件）
（4）运行可执行程序，得到运行结果

1.7 程序设计的任务

• 1、问题分析
  （1）对于接手的任务要进行认真的分析
  （2）研究所给定的条件
  （3）分析最后应达到的目标
  （4）找出解决问题的规律
  （5）选择解题的方法
• 2、设计算法
  设计出解题的方法和具体步骤
• 3、编写程序
• 4、对源程序进行编辑、编译和连接
• 5、运行程序，分析结果
• 6、编写程序文档