【C语言零基础教学】——入门篇

一. 初识C语言

1.计算机程序：所谓程序，就是一组计算机能识别和执行的指令。
2.计算机语言：计算机和人都能识别的语言
发展阶段：
（1）机器语言：计算机能直接识别和接受的二进制代码称为机器指令。机器指令的集合就是该计算机的机器语言。
（2）符号语言：需要一种称为汇编程序的软件把符号语言的指令转换为机器指令。一般，一条符号语言的指令对应转换为一条机器指令。转换的过程称为代真或汇编，因此，符号语言又称为符号汇编语言或汇编语言。
PS：机器语言和汇编语言是完全依赖于具体机器特性的，是面向机器的语言。由于它贴近计算机，或者说离计算机很近，故称为计算机低级语言。
（3）高级语言：不依赖于具体机器，它与具体机器距离较远，故称为计算机高级语言。用一种称为编译程序的软件把用高级语言写的程序（称为源程序）转换为机器指令的程序（称为目的程序），然后让计算机执行计算机执行机器指令程序，最后得到结果。高级语言的一个语句往往对应多条机器指令。
发展阶段：①非结构化的语言②结构化语言：规定程序必须有良好特性的基本结构（顺序结构，选择结构，循环结构）构成，程序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。例如：C语言。PS：以上两种语言都是基于过程的语言，在编写程序时需要具体指定每一个过程的细节。适合写规模小的程序。③面对对象的语言：如C＋＋，C#和Java等语言。
3.C语言发展：1989年，ANSI公布了一个完整的C语言标准——ANSI X3.159—1989（常称为ANSI C或C89）。1990年，国际标准化组织ISO接受89作为国际标准ISO/IEC9899：1990，它和ANSI的89基本是相同的。软件公司多以C89为基础开发
4.C语言特点：
（1）语言简洁，紧凑，使用方便，灵活。
（2）运算符丰富。
（3）数据类型丰富。
（4）具有结构化的控制语句。
（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。
（7）用C语言编写的程序可移植性好。
（8）生成目标代码质量高，程序执行效率高。
5.一些基础的代码知识举例：
（1）两种注释方式:①单行注释：//注释内容；②多行注释：/※注释内容※/。
（2）#include的作用提供有关输入输出函数的信息，例如对输入输出函数的声明和宏的定义，全局变量的定义等。stdio是standard input & output的缩写，文件后缀.h的意思是头文件（head file），因为这些文件都是放在各文件模块的开头的。输入输出函数的相关信息已事先放在stdio.h文件中。现在，用#include指令把这些信息调入供使用。
（3）int函数类型中return 0的作用：当main函数执行结束前将整数0作为函数值，返回到函数处。
（4）每一个C语言程序必须有一个main函数。
（5）函数调用，实际参数，形式参数。
6.C语言程序的结构：
（1）一个程序由一个或多个源程序文件组成，源程序文件中包括3个部分：预处理指令，全局声明：在函数外面声明的变量，函数定义。
（2）函数是C程序主要的组成成分。
（3）一个函数包括两个部分：函数首部：函数类型，函数名（函数参数类型 函数参数名，…，…）；函数体：声明部分，执行部分。
（4）程序总是从main函数开始执行的。
（5）程序中要求计算机完成的操作是由函数中的C语句完成的。
（6）在每个数据声明和语句的最后必须有一个分号。
（7）C语言本身不提供输入输出语句。⑧程序应当包含注释。
7.运行C程序的步骤与方法：
（1）上机输入和编辑源程序。文件用.c作为后缀，生成源程序文件。
（2）对源程序进行编译，首先用C编译系统提供的“预处理器”（又称“预处理程序”或“预编译器”）对程序中的预处理指令进行编译预处理。由预处理得到的信息与程序其他部分一起组成一个完整的，可以用来进行正式编译的源程序，然后由编译系统对该源程序进行编译。编译首先是对源程序检查错误，直到没有语法错误为止。此时，编译程序自动把源程序转化为二进制形式的目标程序（文件后缀为.obj）。如果不特别指定，此目标程序一般也存放在用户当前目录下，此时源文件没有消失。
（3）进行连接处理。后缀为.obj文件还不能直接供计算机直接执行。必须把所有的编译后得到的目标模块连接装配起来，再与函数库相连接成一个整体，生成一个可供计算机执行的目标程序，称为可执行程序（executive program）,文件后缀为.exe。
（4）运行可执行程序。
8.程序设计的任务：
（1）问题分析。
（2）设计算法。
（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。

二.算法–程序的灵魂

1.程序=算法+数据结构
一个程序主要包括两个方面的信息：
（1）对数据的描述。在程序中要指定用到哪些数据，以及这些数据的类型和数据的组织形式。这就是数据结构。
（2）对操作的描述。要求计算机进行操作的步骤，也就是算法。
PS：实际上，一个过程化的程序除了以上两个主要元素之外，还应当采用结构化程序设计方法进行程序设计，并且用某一种计算机语言表示。因此，算法（灵魂），数据结构（加工对象），程序设计方法（方法）和语言工具（工具）4个方面是一个程序设计人员所应具备的知识。
2.关于算法
（1）计算机算法：计算机能执行的算法。
（2）计算机算法分类：①数值运算算法 。②非数值运算算法。
（3）算法的特性：①有穷性：一个算法应包含有限的操作步骤，而不能是无限的。②确定性：算法中的每一个步骤都应当是确定的，而不是含糊的，模棱两可的。③有零个或多个输入：所谓输入是指在执行算法时需要从外界取得必要的信息。④有一个或多个输出：算法的目的是为了求解，“解”就是输出⑤有效性：算法的每一个步骤都应当能有效地执行，并得到确定的结果。
（4）算法的表示：①自然语言。②传统流程图。③结构化流程图（顺序结构，选择结构，循环结构：当型while循环结构；直到型until循环结构）。④N-S流程图⑤伪代码⑥计算机语言。
（5）结构化程序设计方法的保证：①自顶向下。②逐步细化。③模块化设计。④结构化编码。

参考书目：谭浩强.C程序设计（第五版）.北京：清华大学出版社，2017.