C语言学习笔记系列一：程序设计和C语言

前言

进行程序设计，要解决两个问题：

（1）算法：解决问题的思路和方法

（2）实现算法：用计算机语言编写程序

算法是灵魂，语言是工具。

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。

计算机的一切操作都是通过程序来控制的

计算机的本质是程序的机器，程序和指令是计算机系统种最基本的概念。

2 .什么是计算机语言

机器语言：（machine langugae）用二进制代码表示的指令的集合。从根本上讲，计算机只能识别和接受0和1组成的指令。计算机直接识别和接受的二进制代码机器指令（machine instruction）

汇编语言：（high level language）符号语言，用助记符表示的指令。*符号汇编语言*（sysmbolic assembler language），低级语言（low level language）,

高级语言：用接近自然语言的语法表示的指令。

编译程序：

源程序（source program）————>目标程序（object program）————>可执行程序（executable program）

高级语言经历的不同的发展阶段：

（1）**非结构化的语言**。BASIC,FORTRAN,ALGOL

（2）**结构化的语言**。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，不允许随意跳转，从上而下执行。C语言,QBASIC,FORTRAN77。

（3）**面向过程的语言**。程序必须有特定的功能，必须有特定的数据结构。C++语言、Java。

3 .C语言的发展及其特点

1972年，D.M Ritchie在B语言的基础上设计了C语言。

1973年，ken Thompson和D.M Ritchie合作把UNIX的90%以上用C语言改写。

1978年，Brin W.Kernighan和Dennis M.Rithchie合著了影响深远的名著,***The C Programming Language***。

1989年，ANSI标准发布,C89。

1999年，ISO标准发布,C99。

C语言是一种用途广泛、功能强大、使用灵活的过程性（***procedural***）编程性语言，既可以用于编写应用软件，又可以编写系统软件。

C语言的主要特点：

（1）语言简洁、紧凑、使用方便、灵活。**37个关键词**，**9种控制语句**，程序书写形式自由，主要用小写字母表示。

    C语言是一个很小的内核语言，只包括极少的与硬件有关的成分，其不直接提供输入和输出语句、有关文件操作的语句和动态内存管理语句（这些操作是由编译系统所提供的**库函数**来实现）。

（2）运算符丰富。**34种运算符**

（3）数据类型丰富。**整型、浮点型、字符型、数组类型、枚举型、指针型、结构体类型和共用体类型**，C99扩充了**复数浮点类型、超长整型（long long）和布尔型（bool）**，尤其是**指针类型**使用十分灵活和多样化，能实现各种复杂的数据结构的运算。

（4）结构化的控制语句。***if...else语句；while语句；do...while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，能进行位操作**，能实现汇编语言的大部分功能，可以对硬件进行操作。双重性，既是高级语言，又是低级语言。既是成功的系统描述语言，又是通用程序设计语言。

（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。

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4. 最简单的C语言程序

例 1.1在屏幕输出一行信息

//在屏幕输出一行信息

例如：我是要成为嵌入式开发工程师的男人

'''

    #include

    int main()

    {

        printf("我是要成为嵌入式开发工程师的男人\n");

        return 0;

    }  

'''

输出结果：

我是要成为嵌入式开发工程师的男人

例 1.2求两个整数之和

//求两个整数之和

'''

#include

int main()

{

    int a,b,sum;

    a=512;

    b=1314;

    sum=a+b;

    printf("sum=%d\n",sum);

    return 0;

}

'''

输出：

sum=1836

例 1.3求两个整数中的较大者

//求两个整数中的较大者

'''

#include

int main()

{

    int a,b,max;

    a=512;

    b=1314;

    if(a>b)

    {

        max=a;

    }

    else

    {

        max=b;

    }

    printf("max=%d\n",max);

    return 0;

}

'''

输出：

max=1314

例 1.4求两个整数中的较小者

//求两个整数中的较小者

'''

#include

int main()

{

    int max()

    {

        int max(int x,int y)

        int a,b,c;

        scanf("%d%%d",&a,&b);

        c=max(a,b);

        printf("c=%d\n",c);

        return 0;

        }

    //求较大者函数

    int max(int x,int y)     //定义max函数

    {

        int z;

        if(x>y)z=x;

        else z=y;

        return z;

    }

}

'''

输入：

520 1314

输出：

1314

C语言的程序结构

特点：

（1）**一个程序由一个或多个源程序文件组成**。一个源程序文件可以包括3个部分。

    ①**预处理指令**。

    ②**全局声明**。函数之外进行的数据声明

    ③**函数定义**。

（2）**函数是C程序的主要组成部分**

   程序几乎全部工作都是由各个函数分别完成的，函数是C程序的基本单位，在设计良好的程序时，**每个函数都用来实现一个或几个特定的功能**。

   一个程序——>若干个源程序；一个源程序——>若干个函数；

（3）**一个函数包括两个部分**。

    ①**函数首部**。即函数的第一行，包括函数名、函数类型、函数参数。***int main(viod)***,括号内写函数的参数名及其类型，如果函数没有参数可写**void**。

    ②**函数体**。即函数首部下面的花括号内的部分。函数体一般包括两部分：

        **声明部分**：包括，定义在本函数要用到的变量；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**，与位置无关。

（5）程序要求计算机完成的**操作是由函数中的C语句完成**的**。

（6）**C语言本身不提供输入输出语句**。

（7）程序应当包含**注释**。'**//注释、/*注释*/**'。

5. 运行C程序的方法和步骤

**源程序（.c）**——>编译——>**目标程序(.obj)**——>连接处理——>**可执行程序(.exe)**（executive program）——>运行得到结果

6. 程序设计的任务

从确定问题到完成任务，六步骤：

问题分析——>设计算法——>编写程序——>对源程序进行编辑、编译和连接——>运行程序，分析结果——>编写程序文档

（1）**问题分析**。问题抽象化，建立模型。

（2）**设计算法**。设计出解题的方法和步骤。

（3）**编写程序**。根据得到的算法，用一种高级语言编写。

（4）**对源程序进行编辑、编译和连接**，得到可执行文件。

（5）**运行程序，分析结果**。

（6）**编写程序文档**。用户使用说明书，又称为用户文档，help,readme形式。

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习题

1.什么是程序？什么是程序设计？

①**程序是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 。

②**程序设计是指从确定任务到得到结果、写出文档的全过程**。

2.为什么需要计算机语言？高级语言有哪些特点？

①计算机语言解决了人和计算机交流信息的语言问题，其是计算机和人都能识别的语言。

②高级语言的特点：

第一，数据结构丰富。高级语言的数据结构要比汇编和机器语言丰富；

第二，执行效率没有低级语言高。高级语言与具体机器结构的关联没有汇编以及机器语言密切；

第三，可读性强。高级语言更接近自然语言更容易掌握；

第四，需要编译。高级语言编写的程序要经过编译或解释计算机才能执行。

3.编写一个C程序，运行时输入a,b,c三个值，输出其中最大者。

'''

//重构

#include

//主函数

int main()

{

    int max(int x,int y,int z);

    int a,b,c,n;

    printf("请输入a,b,c三个值：");

    scanf("%d,%d,%d",&a,&b,&c);

    n=max(a,b,c);

    printf("最大值n=%d",n);

    return 0;

}

//定义最大者函数

int max(int x,int y,int z)

{

    int k;

    if(x>y&&x>z)k=x;

    else if (y>x&&y>z) k=y;

    else k=z;

    return k;

}

'''

'''

输入：

请输入a,b,c三个值：520,1314,965

'''

'''

输出：

最大值n=1314

'''