程序设计基础c语言高克宁第一种课件清华讲义大学出版社

2.1 算法的概念
为了有效地进行解题，不仅需要保证 算法正确，还要考虑算法的质量，选择合 适的算法。希望方法简单，运算步骤少。 计算机算法可分为两大类别： • 数值运算算法：求数值解，例如求方程的 根、求函数的定积分等。 • 非数值运算：包括的面十分广泛，最常见 的是用于事务管理领域，例如图书检索、 人事管理、行车调度管理等。
1.3 简单的C语言程序介绍
注意：
函数的声明部分和执行部分都可缺省，例如：
void dump ( ) { }
这是一个空函数,什么也不做,但是合法的函数。
1.3 简单的C语言程序介绍
小结：
(3) C程序总是从main函数开始执行的,与main函数 的位置无关。 (4) C程序书写格式自由,一行内可以写几个语句, 一个语句可以分写在多行上，C程序没有行号。 (5) 每个语句和数据声明的最后必须有一个分号。 (6) C语言本身没有输入输出语句。输入和输出的操 作是由库函数scanf和printf等函数来完成的。C对 输入输出实行“函数化”。
S1：使p=1。 S2：使i=2 S3：使p×i，乘积仍放在变量p中，可表示为：p×ip S4：使i的值加1，即i+1i S5：如果i不大于5，返回重新执行步骤S3以及其后 的步骤S4和S5；否则，算法结束。最后得到p的值就 是5!的值。
如果题目改为：求1×3×5×……×1000 算法只需作很少的改动： S1：1→p S2：3 → i S3：p×i → p S4：i+2 → p S5：若i≤11，返回S3。否则，结束。
1.1Ｃ语言出现的历史背景 • 1983年,美国国家标准化协会(ANSI)根据C语 言各种版本对C的发展和扩充,制定了新的标 准ANSI C ，比标准C有了很大的发展。 • 1988年K & R按照 ANSI C修改了他们的《The C Programming Language》。 • 1987年,ANSI公布了新标准——87 ANSI C。 • 1990年，国际标准化组织接受了87 ANSI C为 ISO C 的标准(ISO9899—1990)。 • 1994年，ISO又修订了C语言标准。 • 目前流行的C语言编译系统大多是以ANSI C为 基础进行开发的。

1）以英文字母（大，小写）或下划线（_）开头 以英文字母（ 小写）或下划线（ 由英文字母、数字和下划线（ 2）由英文字母、数字和下划线（_）组成 3）不允许为关键字 4）长度 <=32
nl,nw,nc,inword, _file,fiel,is_long, _54321， _54321， bye,$12,char,4sp,v/s,good bye,$12,-a,xy+abc.,[abc
C语言程序设计（The C Programming Language ) 语言程序设计（
第一章 C语言概述
耿小庆
第一章 C语言概述
§1 - 1 §1 - 2 §1 - 3 C语言的发展简史及基本特点 C语言的发展简史及基本特点 C语言程序的格式和结构特点 C语言程序的格式和结构特点 C语言程序的开发过程及上机 C语言程序的开发过程及上机 操作步骤
The C Programming Language：Chapter 1 Language：
§1-2 C语言程序的格式和结构特点 语言程序的格式和结构特点
1.2.1 C语言程序格式及规定
必须有且仅有一个主函数，名必为main，执行从main的 必须有且仅有一个主函数，名必为main，执行从main的{开 有且仅有一个主函数 main main main的 的结束； 始，到main的}的结束； 每个语句后加；表示结束； 每个语句后加；表示结束； 不允许在函数中定义函数； 不允许在函数中定义函数； 小写英文字母为主的语言 字母大小写敏感； 英文字母为主的语言， 以小写英文字母为主的语言，字母大小写敏感； 语言无行号 需要时可加语句标号，备用于转移语句goto 无行号， goto， C语言无行号，需要时可加语句标号，备用于转移语句goto， 结构化程设应尽量少用goto 以免破坏程序结构； goto， 结构化程设应尽量少用goto，以免破坏程序结构； 语言是自由格式语言，程序中不同部分之间可加空行， 自由格式语言 C语言是自由格式语言，程序中不同部分之间可加空行，语 句中不同成分间要加空格，一个语句可分多行写， 句中不同成分间要加空格，一个语句可分多行写，多个语 句也可写在一行； 句也可写在一行； 采用标准书写格式 左-右 上-下； 之间的内容为注释。 /* */ 之间的内容为注释。

1.１Ｃ语言的发展
★ Ｃ语言特点
中级语言 －处于汇编语言与高级语言之间的一种过渡型 程序设计语言； －是一种结构化程序设计语言，便于模块化程 序设计； －具有丰富的运算符与数据类型； －语言简洁，使用方便灵活，语法限制不严格， 程序设计自由度大； －生成的目标代码质量高，程序执行效率高； －具有较高的移植性。
>
★ 原码、反码和补码
在计算内部，所有信息都用二进制表示，通常以“0”表 示正数的符号，以“1”表示负数的符号，当符号和数值都用二 进制数0和1表示后，这样的数叫机器数或机器码。机器码可采 用不同的码制来表示，常用的有原码、反码和补码三种表示法。
单字节的十进制数
10 -10 127
原码
00001010 10001010 01111111
【实例1-2】求两个数中的最大数
#include <stdio.h> main() /*主函数*/ { int x,y,t; /*说明语句，定义整型变量x,y,t */ int max(int,int); /* 函数声明语句*/ printf (“ please input x,y：”); scanf (“%d,%d”,&x,&y); /* 输入x,y的值 */ t= max(x,y); /* 函数调用语句 */ printf(“x=%d,y=%d,max=%d”,x,y,t); /* 输出x,y,t的值 */ } int max(int a, int b) /* 函数max */ { if(a>b) /* 条件语句 */ return a; else return b; }
反码
00001010 11110101 01111111
补码
00001010 11110110 01111111

第二章 C程序设计基础
2.1 常量和变量
注意符：号常量在其作用域内不能再赋值。
符号常量的好处：(1)含义清楚。（2）需改变时，“一改全改”。
2024/10/14
1
2.1 常量和变量
注意：
1、变量中的值：变量必须要有值才能参与运算，（如果一个变量
没有赋值，则该变量是一个随机值）变量可以在定义后与其赋值，也可以
2024/10/14
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2.3 运算符与表达式
逻辑运算符和逻辑表达式
符号
例子 0&&0=0、0&&1=0、1&&0=0、1&&1=1
0||0=0、0||1=1、1||0=1、1||1=1 !1=0、!0=1
使用说明： ➢1、逻辑非优先级高于逻辑与和逻辑或，逻辑与和逻辑或优先级相同； ➢2、C语言规定：非0都表示“真”，只有0表示“假”； 例：6<4&&7>-3+!5
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2.3 运算符与表达式
赋值运算符与赋值表达式
符号
功能
例子
=
将表达式右边的数据赋值给左边的变量
x=3+a
+=
将表达式右边的计算结果加上左边的变 量再赋值给左边的变量
x+=3+a等价于x=x+(3+a)
-=
将表达式右边的计算结果减去左边的变 量再赋值给左边的变量
x-=3+a等价于x=x-(3+a)
6~7
双精度(double): 8B 10-308 ~ 10308 15~16
长双精度: 16B 10-4931 ~ 104932 18~19

例2 求1+2+3+4+…+10。
假设用存储单元S存放累加和，具体算法如下：
➢步骤1： 把0存入S单元中；
➢步骤2： 把1加到S中（即取S中的内容0加1后得到
1，再把1送回S单元中）；
➢步骤3： 把2加到S中； ➢步骤4： 把3加到S中；
这算法虽然正确，但不科学， 不实用。可以增加一个计数器
…… ➢步骤10： ➢步骤11： ➢步骤12：
''' 和 '\' 是非法字符常量 2、转义字符： 1）字母表示：'\n' '\t' '\\' '\'' …… 2）八进制数字表示（\ddd）：'\123' '\3' 3）十六进制数字表示（\xdd）： '\xFF' '\x5' 说明：字符可用对应的编码（整数）表示
如：用 065 53 0x35 表示 '5' C中经常将字符常量等价为整数参与运算：
xmax n+1n
输出max
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2.1 算法与程序设计步骤
一、算法及其表示
（3） N-S图（盒图）
N-S图（盒图）的特点：N-S图完全去掉了流程线，算法 的所有处理步骤都写在一个大矩形框内（表示简单、符 合结构化思想）（象堆积木）
17
2.1 算法与程序设计步骤
二、程序设计步骤
根据实际问题设计应用程序大致要经过四个步骤： 见P18
注意：数据类型的位数和取值范围与所运行环境有很 大关系（本书以Windows下的Visual C++ 6.0为准 ）

}
输出格式控制
例3:
#include <stdio.h>
main( )
{ int a,b,c;
/* 定义变量 */
a=5;
b=3;
/* 赋值，将赋值号后面的数据送到其 前面的变量中 */
c=a*b;
printf(“c=%d”,c); /* 格式化输出函数 */
}
变量占有一片可用于存放数据的内存空间，空间 的大小决定于它要存放什么样的数据。变量的值可 变。
scanf(“%d%d%d”, &a, &b, &c)；; printf(“%d,%d,%d\n”, a, b, c); }
输入：3^4^5↙ 用空格或回车或跳格间隔
输出：3,4,5
例6：P23 将输入的角度转换成弧度。
#include <stdio.h> main( ) {
int degree; float radian;
➢ 当程序运行时，系统将率先自动调用主函数。
例1：输出文本行 This is a C program.
头文件
主函数
（程序入口） #include <stdio.h> /*预处理命令*/ main( ) /*C语言程序的标志，主函数*/
标准函数 { （用于输出） printf(“\nThis is a C program.”
3、字符型 仅含有一个字符的数据类型。 字符类型的名称是 char 1个字节
常量 — 程序运行中，值不能被改变的量。
1、整型常量
➢ 十进制整数 0 9中的若干数字，最高位不 能是0
➢ 八进制整数 以0开头，跟07中的若干个数 字。例如，0634、023、07765。

❖基本结构
1、顺序
1.2 面向过程的程序设计
2、分支
3、循环
13
❖“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
1.2 面向过程的程序设计
1.1 程序设计语言的发展
❖例如：要向屏幕打印一个“A”字符
1、BASIC语言： PRINT “A”
2、PASCAL语言：writeln(‘A’);
3、C语言：
printf(“A”)；
4、C++语言： cout << “A”;
5、JAVA语言： System.out.print("A ");
7
❖“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
1.2 面向过程的程序设计
❖程序结构
▪ 按功能划分为若干个基本模块，形成一个树状结 构。
▪ 各模块间的关系尽可能简单，功能上相对独立； 每一模块内部均是由顺序、选择和循环三种基本 结构组成。
▪ 其模块化实现的具体方法是使用子程序。
▪ 模块采用单入单出。
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❖“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
1.1 程序设计语言的发展

性能优化
包括代码优化、算法优化 和数据结构优化等方面的 技巧，以及如何提高程序 的运行效率和响应速度。
内存管理
包括内存分配、内存释放、 内存泄漏检测等方面的技 巧，以及如何合理地管理 程序的内存资源。
C语言在实际项目中的应用
01
系统开发
C语言广泛应用于操作系统、编译器、数据库等系统的开发中，可以学
C语言提供了指针和内存管理机制，可以方 便地进行内存分配和释放，适合开发需要 精细控制内存使用的应用程序。
02
C语言基础语法
数据类型
数据类型
C语言支持多种数据类型，包括整型、 浮点型、字符型等。每种数据类型都 有其特定的取值范围和存储大小。
声明方式
类型转换
在C语言中，变量可以在不同数据类 型之间进行转换。转换可以是隐式转 换或显式转换，取决于编译器和上下 文。
高效性
跨平台性
C语言是一种编译型语言，具有高效、快速 的执行速度，适合开发需要高效率的系统 软件、游戏、嵌入式设备等。
C语言是一种跨平台语言，可以在不同的操 作系统上运行，具有很好的可移植性，适 合开发跨平台的软件和系统。
结构化编程
内存管理
C语言支持结构化编程，具有严格的语法规 范和数据类型检查，可以提高代码的可读 性和可维护性。
C语言程序设计基础知识 教材教学课件
• C语言概述 • C语言基础语法 • C语言进阶知识 • C语言编程实践 • C语言标准库和第三方库 • C语言发展趋势和展望
01
C语言概述
C语言的起源和发展
1960年代
C语言的前身BCPL（Basic Combined Programming Language）由英国剑桥大学的Martin Richards开发，主 要用于操作系统和编译器开发。

指针变量
指针运算符&与*
取地址运算符& 取内容运算符* *和&是一对互逆运算的操作符
pa<==>&a<==>&(*pa) a<==>*pa<==>*(&a)
C语言程序设计基础（第三版）----第8章 东北大学计算机学院《高级语言程序设计课程组》
指针变量
例8-2 编写程序，输出数组中所有小于5的数。
C语言程序设计基础（第三版）----第8章 东北大学计算机学院《高级语言程序设计课程组》
指针变量
声明与初始化
允许将指针变量初始化指向NULL
int *p=NULL;
指向NULL可以确保指针不指向任何对象 未赋值或者未初始化的指针可能指向任何地方
C语言程序设计基础（第三版）----第8章 东北大学计算机学院《高级语言程序设计课程组》
#include <stdio.h> int main() {
int *p, a[10] = { 21, 32, 3, 14, 5, 25, 39, 51, 8,2 }; int count = 0; for (p = a; count < 10; p++, count++) {
if (*p < 5) printf("%d\t", *p);
C语言程序设计基础（第三版）
第8章
东北大学计算机学院 《高级语言程序设计课程组》
第八章 地址操作与指针
变量与地址
&a=2C80
a=10
整型变量a占4个字节
int a; char c[4]; void order(){…}

例2：计算10个同学的成绩：计算平均成绩、打印 低于平均成绩的同学成绩
基本概念

问题的提出？
用数组解决此类问题
在程序设计中，数组是十分有用的数据类型 循环中使用数组能更好地发挥循环的作用 例2：采用数组和循环相结合，循环变量的 值改变 某些问题不使用数组就难以解决 例1 ： 优点 程序简洁、思路清楚明了 书写简洁，通用性强
例2：计算10个同学的成绩：计算平均成绩、打印 低于平均成绩的同学成绩
基本概念

问题的提出？
用数组来解决： #include <stdio.h> main() { float cj[10]; /*定义一个实型数组存放10个成绩*/ float pj; int i; for (i=0;i<10;i++) /* 输入10个数据*/ scanf("%f",&cj[i]); for(i=1,pj=0;i<10;i++) /* 求平均值*/ pj=pj+cj[i]; pj=pj/10; for (i=0;i<10;i++) /*打印低于平均成绩的同学成就*/ if (cj[i]<pj) printf("cj=[%d]=%f\n",i+1,cj[i]); }



编译程序为数组开辟连续的存储单元，用来顺序存放数组的各数组元素



用数组名表示该数组存储区的首地址 数组元素的下标一律从0开始
一维数组元素按顺序存放，其所占字节数的计算公式： 数组所占总字节数=sizeof（type）*size
一维数组

一维数组的定义 int a[5]，b[5]；float c[10]; 说明： 定义了整型数组a和 b以及实型数组c a和 b的 数组元素的类型都是int c的 数组元素的类型都是float a数组有5个数组元素，b数组有5个数组元素,c数组有10个 元素 以a[5]为例 a数组的数组元素是a[0],a[1],a[2],a[3]和a[4] 共5个数组元素 a数组元素的下标大于等于0，且小于5定义了int型数组a 编译程序将为a数组在内存中开辟5个连续的存储单元（每个int 存储单元占4个字节），用来存放a数组的5个数组元素 a[0]代表这片存储区的第一个存储单元 数组名a代表a数组的首地址，即a[0]存储单元的地址 a[i]实际上代表这片存储区序号为i的存储单元 a[i]就是一个带下标的int型变量 a数组是这些int型下标变量的集合

最初的C语言只是为描述和实现UNIX 操作系统提供一种工作语言而设计的。
2019年12月3日3时12分
1.3 C语言的发展及其特点
1983年，美国国家标准协会(ANSI) 成立了一个委员会，根据C语言问世以 来各种版本对C语言的发展和扩充，制 定了第一个C语言标准草案(’83 ANSI C)。
目前不同软件公司提供的各C语言编译 系统多数并未完全实现C99建议的功能
本书中程序基本上都可以在目前所用的 编译系统(如VC++ 6.0，Turbo C++ 3.0,GCC)上编译和运行。
2019年12月3日3时12分
1.3 C语言的发展及其特点
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。
2019年12月3日3时12分
1.3 C语言的发展及其特点
C语言主要特点：
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
2019年12月3日3时12分
2019年12月3日3时12分
1.3 C语言的发展及其特点
1989年，ANSI公布了一个完整的C 语言标准—ANSI X3.159-1989(常 称ANSI C，或C89)。
2019年12月3日3时12分
1.3 C语言的发展及其特点
1990年，国际标准化组织 ISO(International Standard Organization) 接受C89作为国际标 准ISO/IEC 9899:1990，它和 ANSI的C89基本上是相同的。

C语言的应用领域
计算机系统基本概念
计算机系统的组成 操作系统的基本概念 计算机中的数与编码
编程环境与工具安装配置
01
常见的C语言编程环境
02
安装与配置C语言编译器
使用集成开发环境（IDE）进行C语言编程
03
第一个C程序：Hello, World!
01
C程序的基本结 构
02
编写Hello, World!程序
应用场景
适用于需要根据特定条件提前终 止循环或跳过某些循环操作的情 况。
04 函数与模块化设计
函数定义和调用
01
函数定义
包括函数名、参数列表、返回值 类型和函数体等部分，用于描述 函数的功能和实现细节。
函数调用
02
03
函数声明
通过函数名和参数列表来调用函 数，实现相应功能并获取返回值 。
在使用函数之前，需要对函数进 行声明，以便编译器识别函数的 存在和调用方式。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
指针运算符
包括取地址运算符&和取值运算符*，分别 用于获取变量的内存地址和通过指针访问内 存中的数据。
动态内存分配函数（malloc, free）使用方法
malloc函数
用于在堆区动态分配指定大小的内存空间，并返回 分配内存的起始地址。
free函数
用于释放之前通过malloc函数分配的内存空间，防 止内存泄漏。
动态规划思想
动态规划是一种在数学、计算机科学和经济学中 使用的，通过把原问题分解为相对简单的子问题 的方式来求解复杂问题的方法。动态规划常用于 优化重叠子问题的计算。
回溯与分支限界法
回溯法是一种通过探索所有可能的候选解来找出 所有解的算法，而分支限界法是一种通过剪枝来 减少搜索空间的优化算法。回溯与分支限界法常 用于解决组合优化问题。

级语言与数据结构的基本思想，初步学会运用计算机语言解决
实际问题、培养学生程序设计逻辑思想，并为今后进一步使用
其他面向对象的可视化开发工具，开发管理信息系统等应用程
序打下基础。
C语言程序设计
5
第
一
章
C 课程目标:
语
言 简
❖熟记C语言的基本概念
介
❖熟悉C-FREE的上机操作环境
❖会读、会编、会调试C程序
第 一 章
C 语 言 简 介
C语言程序设计
1
第
一 章
C 教材、参考书与课时安排
语
言
– 教材
简
介
C语言程序设计 唐国民 编著 清华大学出版社
– 参考书
C程序设计 谭浩强 清华大学出版社
C高级实用程序设计 王士元 清华大学出版 社
– 课时安排
授课 ：60学时
C语言程序设计
2
第
一
章
– 上机安排
C 语
• 上机地点：1幢四楼计算机机房431
• 1987年,ANSI公布了新标准——87 ANSI C。
• 1990年，国际标准化组织接受了87 ANSI C为ISO
C 的标准(ISO9899—1990)。
• 1994年，ISO又修订了C语言标准。
• 目前流行的C语言编译系统大多是以ANSI C为基础
进行开发的。
C语言程序设计
13
第
一 章
二、
– 认真、独立、按时完成并提交作业
– 重视上机实践，有效利用宝贵的上机时间
C语言程序设计
4
第
一
章 一、 C语言程序设计在计算机科学与技术专业中的作用与地位

常量
字符串常量
"" /*空串*/ "a" /*由一个字符a构成的字符串*/ "Happy new Year" "abc\n\t" " " /*是空格串，不是空串*/。
比较字符的大小实际上比较的是其字符编码值 的大小
C语言程序设计基础（第三版）----第2章 东北大学计算机学院《高级语言程序设计课程组》
标识符和关键字
标识符
标识符是指在程序设计时为常量、变量及用户 自定义对象所设定的名称。
标识符只能由字母、数字和下划线三种字符组 成的字符序列，且第一个字符必须是字母或下 划线，不能是数字。
二进制与信息编码
实数编码
数符 阶码值 尾数值
C语言程序设计基础（第三版）----第2章 东北大学计算机学院《高级语言程序设计课程组》
二进制与信息编码
字符编码
ASCII字符型数据利用1个字节存储字符所对应 整数的二进制编码。例如，字符'a'的十进制 ASCII码为97，表示字符'a'以二进制数的形式 （01100001）存放于内存单元中；字符'9'的 ASCII码值为57（二进制形式00111001）
基本数据类型
实数类型
类型说明符 float double
long double
数值范围
-3.4*10-38 ~3.4*1038
-1.7*10-308 ~1.7*10308
-3.4*10-4931 ~3.4*104932
有效数字 7 16
19
所占字节数 4 8
16
C语言程序设计基础（第三版）----第2章 东北大学计算机学院《高级语言程序设计课程组》

2.文件的操作

文件的操作过程



打开文件 建立用户程序与文件的联系 系统为文件开辟文件缓冲区 操作文件 对文件的读、写、追加和定位操作 读操作：从文件中读出数据 写操作：向文件中写入数据 其他操作 关闭文件 切断文件与程序的联系，将文件缓冲区的内容写入磁盘， 并释放文件缓冲区


文件的改动不能引起程序的改动，即程序与数据分离 不同的程序可以访问同一数据文件中的数据，即数据共享 能够长期保存程序运行的中间数据或结果数据
1.文件概念

C语言实现文件操作
通过操作系统完成对文件的输入输出操作 通过由C语言的编译系统提供的一套用于文件操作的库
函数，也称为“标准输入／输出库”

文件的特点
文件是一个有序的数据序列
保存的所有数据有着严格的排ห้องสมุดไป่ตู้次序（类似于数组） 要访问文件中的数据，必须按照它们的排列顺序，依 次进行访问

1.文件概念

文件的分类 数据的组织形式 ASCII码文件 ASCII码文件是将要存储的数据采用ASCII码的形式进行存储 数据按顺序组成一个一个的字符序列 每一个字符用一个ASCII码来表示，占用1个字节 ASCII码形式的文件在文本编辑器下可以直接阅读 保存在内存中的所有数据在存入文件的时候都要先转换为等 价的字符形式 当要从文件中读取数据时，在将字符串转换为浮点数 例如：123.45（浮点数） 将123.45转换为字符串“123.45” 再存放
程序设计基础（C语言）
文件
1.文件概念

什么是文件?

文件是存储在外部介质上（介质：磁盘和磁带等外存储器）的数据或信息 的集合