C语言程序设计案例教程第1章 初步了解C语言程序设计.ppt
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1、C语言程序设计案例教程第1章 初步了解C语言程序设计第1章初步了解C语言程序设计1.1C语言概述1.1.1了解C语言1.C语言的发展C语言是1972年由美国的DennisRitchie设计发明的,早期的C语言主要是用于UNIX系统。到了八十年代,C开始进入其它操作系统,并很快在各类大、中、小和微型计算机上得到了广泛的使用,成为当代最优秀的程序设计语言之一。许多著名的系统软件,例如Windows2000、Linxu等都大量使用了C语言进行程序设计,DBASE等软件则完全是由C语言编写的。C语言的功能非常强大,它虽然是高级语言,但也可以完成许多只有低级语言(例如汇编语言)才能完成的、面向机器的底层
2、工作,因此也被叫做“中级语言”。随着微型计算机的日益普及,出现了许多C语言版本。由于没有统一的标准,使得这些C语言之间出现了一些不一致的地方。为了改变这种情况,美国国家标准研究所(ANSI)为C语言制定了一套ANSI标准,为现行的C语言国际标准版本。后又有C+和VisualC+成以版本,它们都是在C语言基础之上发展的语言的超集,C+语言是面向对象的程序设计语言,VisualC+是事件驱动的程序设计语言。学会C语言会有利于C+和VisualC+的学习。在程序设计课程计体系中,语言是众多后继课程的基本编程工具,特别是与Windows编程有关的课程。因此,与计算机相关的专业都把语言程序设计列为基础课
3、程之一,学好C语言,对将来学习更为高级的程序设计课程,具有重要的意义。2.C语言的特点C语言主要特点简介如下。(1)中级语言:编程语言有“高级”和“低级”之分,但并不标志解决问题能力的高低,而是表示与计算机的的硬件系统练习的程度。作为中级语言的C语言不仅据用高级语言的可读性好、可移植性好、容易学习等特点,而且兼有低级语言(汇编语言)可以直接控制计算机硬件(可以像汇编语言一样对位、字节和地址进行操作,这是计算机最基本的操作)和运行效率高等优点。(2)结构化语言:它是一种结构化语言。它层次清晰,便于按模块化方式组织程序,易于调试和维护。结构化语言的显著特点是代码及数据的分隔化,即程序的各个部分除了
4、必要的信息交流外彼此独立。种结构化方式可使程序层次清晰,于使用、护以及调试。语这便维C言是以函数形式提供给用户的,这些函数可方便的调用,并具有多种循环、条件语句控制程序流向,从而使程序完全结构化。(3)语言功能强大:它具有各种各样的数据类型,并引入了指针概念,可使程序运行效率更高。C语言具有强大的图形功能,支持多种显示器和驱动器,而且计算功能、逻辑判断功能也比较强大,可以实现决策目的。另外,C语言的编程自由度较大,程序书写形式也很自由,因此可以大大方便程序设计人员。(4)适用范围广泛:它的表现能力和处理能力极强。它不仅具有丰富的运算符和数据类型,便于实现各类复杂的数据结构。它还可以直接访问内存
5、的物理地址,进行位(bit)一级的第1章初步了解C语言程序设计操作。由于语言实现了对硬件的编程操作,因此语言集高级语言和低级语言的功能于一体。既可用于系统软件的开发,也适合于应用软件的开发。(5)适合于多种操作系统:例如,可适合于UNIX、Windows、Linux等操作系统。正是由于C语言的这些特性,决定了它成为一种重要的程序设计语言,通常所使用的软件中,相当多的程序都是由C语言编写而成。(6)可移植性强:在C语言中,没有依赖于硬件的输入输出语句。程序的输入/输出功能是通过调用函数来实现的,这些函数是由独立于C语言的系统程序模块库提供的。C语言本身并不依赖与计算机的硬件系统,从而便于在硬件不
6、同的各类各型计算机之间实现程序的移植,因此形成了多种版本的语言。3.C语言程序开发流程使用高级语言编写的程序称为程序的“源代码”,编写C语言程序的过程称为代码编辑。C程序源代码的输入和编辑可以用专门的代码编辑器来完成,也可以用普通的纯文本处理器(例如Windows中的记事本)来进行。由于计算机只能识别二进制代码指令,源代码不能直接被计算机所识别和执行,必须将C语言源代码进行编译,转化为二进制的计算机指令,才能够被计算机所执行。从理论上讲,任何高级语言都有两种执行方式,一种是解释执行方式,解释程序每读一条语句,就翻译成相应的机器语言指令,例如BASIC语言就采用该种方式(个别C语言在调试阶段采用
7、这种方式);另一种是编译执行方式,编译系统编译源程序后,将所有语句翻译成机器指令,产生一个目标文件。连接目标程序后产生一个可执行文件,然后执行这个可执行文件。将C语言源代码转化为二进制指令的过程称为编译(Compile),这需要有专门的编译器来执行。编译后的二进制代码文件叫做目标文件,该文件的扩展名为“.obj”。目标文件也不能直接在计算机中执行,还需要通过连接(Link)程序将它与C语言的库文件进行连接,最后生成可执行程序文件,可执行程序文件的扩展名为“.exe”。从源文件到可执行程序中经过的流程如图111所示。图111C程序编译流程1.1.2C语言的编程工具目前,都把负责代码编辑的编辑器、
8、程序调试器、编译目标代码的编译器和连接库文件生成目标文件的连接器综合在起来,组成一个C语言的编程工具(也称为集成开发环境)。这种编程工具软件有很多,其中最有名、使用最多的是Borland公司的TurboC系列集成开发环境和Microsoft公司的VisualC+系列软件。要学习用C语言编写程序,必须先学会使用C语言的编程工具软件。1.TurboCTurboC以其编译速度快、代码执行效率高而著称,是C程序员最乐于使用的编程工具。2TurboC版本很多,目前主要使用TurboC2.0和TurboC3.0版本,它们都有汉化版本。(1)TurboC的安装:TurboC的安装极为简单,双击安装程序“IN
9、STALL.EXE”的图标,运行安装程序,后可以按照提示信息一步步进行程序的安装,以这里不再详细叙述。TurboC安装后,在C盘根目录下会自动生成一个“TC”文件夹,其内是安装的TurboC有关文件。(2)TurboC的启动:可以单击“开始”“所有程序”“附件”“命令提示符”菜单命令,调出“命令提示符”窗口,再输入“C:TCBINTC”命令,然后按Enter键,即可启动TurboC3.0。也可以双击“C:TCBIN”路径下的“TC”程序图标纠正了原TurboC中的一些Bug(错误),集成了中文DOS运行环境,无需另行下载安装,即可直接采用中文界面进行操作;可以在Windows环境下方便地安装T
10、urboCv2.0,本安装程序可以将TurboC安装在任意指定目录,无需修改Options菜单里的Directory选项,即可正常编译标准C程序;提供了源代码编辑器,让习惯于Windows环境操作的朋友使用方便;汉化TurboC2.0和TurboC+3.0的安装程序名称分别为“WY_TC20H_B1009.EXE”或“WY_TCPP30H_B1005.EXE”,安装汉化TurboC3.0后,建立的C程序文件将保存在“安装目录Project”目录下,程序输出的.OBJ和.EXE文件将保存在“安装目录Output”目录下。(4)TurboC+3.0版本与TurboC2.0版本的主要区别。Turbo
11、C3.0修正了TurboC2.0中存在的一些Bug(错误)。TurboC+3.0支持多窗口操作,窗口间可以快速切换。完全支持鼠标操作(单击选择、拖曳和右击等),照顾了习惯于图形界面操作的用户。建立即时帮助系统,只需要选定关键字后按Ctrl+F1键,即可查看详细的帮助。并且每个函数都具有完整的示例解释说明,只需要复制到新文件即可运行,无论对C语言初学者还是C+高手都是不错的实例教材。可以自定义语句按照语法高亮多色显示,令代码编写、程序查错时更直观方便。提供的一个程序编辑器,该程序编辑器的查找、替换等编辑功能更方便易用,建立和管理Project项目更方便。TurboC2.0程序文件的扩展名是“.C
12、”,TurboC+3.0程序文件的扩展名可以以扩展名“.C”保存,也可以以扩展名“.CPP”保存。建立和管理Project项目更方便容易。2.VisualC+6.0除了Borland公司的TurboC系列集成开发环境外,Microsoft公司的VisualC+系列也是常用的C语言开发工具。随着近几年C+语言程序的普及,VisualC+集成开发环境作为一种功能强大的程序编译器也被相当多的程序员所使用,使用VisualC+也能够完成C语言的编译。由于VisualC+集成开发环境运行于Windows平台下,对于习惯于图形界面的用户来说是比较易学的。VisualC+也有多种版本,本书中使用的是比较普及
13、的VisualC+6.0中文版集成开发环境。VisualC+6.0集成开发环境的安装比较简单,双击安装程序“Setup.exe”的图标,运行安装程序,以后可以按照提示信息一步步完成程序的安装,在这里不再详细叙述。安装后,单击“开始”“程序”“MicrosoftVisualStudio6.0”“MicrosoftVisual3,启动TurboC。(3)汉化TurboC:它在原TurboC的基础之上进行了汉化,还具有以下特点。第1章初步了解C语言程序设计C+6.0”菜单命令,即可启动VisualC+6.0中文版集成开发环境。3.两种编程工具比较(1)VisualC+6.0由于是在Windows下运
14、行,具有图形窗口界面,因此比DOS下的TurboC更易于操作,但同时也可以发现,由于VisualC+6.0集成太多功能,而且主要用于C+程序的设计,因此占用资源较多,不象TurboC那样简洁。(2)VisualC+6.0在对程序进行编译时所耗时间太长,远大于TurboC的编译时间。(3)比较编译的结果,使用VisualC+6.0编译的程序会生成多个中间文件,最终得到的可执行文件较大;使用TurboC编译的程序生成的中间文件较少,最终得到的可执行文件远小于VisualC+6.0生成的文件。注意:在TurboC下的数据/变量所占存储空间大小与VisualC+6.0有所不同,如:int型变量在Tur
15、boC下编译时占2个字节,而在VisualC+6.0下编译时占4个字节。因此,在进行内存地址的引用时会有所不同。本书中的所有例子都可在TurboC2.0、TurboC+3.0和VisualC+6.0等C软件下正常运行,但为了便于初学者学习,在讲解时主要是以TurboC+3.0环境下为主。1.2设计第一个C语言程序本节介绍采用TurboC+3.0设计一个C语言程序“TC11.CPP”的方法和步骤,为全书的学习打下一个良好的基础。“TC11.CPP”程序运行后,会在DOS窗口内显示如图121所示文字。该程序的设计、保存、编译与连接,以及运行程序和调试程序的方法介绍如下,同时还介绍汉化TurboC+
16、3.0的基本使用方法。图121“TC11.CPP”C语言程序的运行结果1.2.1编辑和保存C程序程序1.启动和退出汉化TurboC+3.0如果安装汉化TurboC+3.0时选择了安装目录是“C:TCPP30H”,则会在“C:TCPP30H”目录下建立一个“Project”文件夹和一个“Output”文件夹。默认情况下,“Project”文件夹用来保存C程序文件,“Output”文件夹用来保存程序输出的“.OBJ”和“.EXE”文件。在安装汉化TurboC+3.0后,会在“开始所有程序程序设计TurboC+3.0汉化版”菜单下创建一组命令,如图122所示。单击“TurboC+3.0汉化版”菜单中
17、的“TurboC+3.0英文”菜单命令或“TurboC+3.0”菜单命令,可调出英文TurboC+3.0工作环境,如图123所示。图122“TurboC+3.0汉化版”菜单4图123英文的TurboC+3.0工作环境单击“TurboC+3.0汉化版”菜单中的“TurboC+3.0汉字”菜单命令或“TurboC+3.0汉化”菜单命令,可以调出一个“重要提示”对话框,单击该对话框内的“是”按钮后,可以调入CCDOS汉字系统,并调出虚拟的汉化TurboC+3.0工作环境,如图124所示。单击“否”按钮,可以调入CCDOS汉字系统,并调出汉化的TurboC+3.0工作环境。通常C程序内要显示汉字时,可
18、以进入汉化的TurboC+3.0工作环境。单击“TurboC+3.0汉化版”菜单中的“TurboC+3.0向导”菜单命令,会调出“TurboC+运行向导”对话框,如图125所示,单击该对话框内“主要功能”栏内不同的选项,相当于执行相应的菜单命令。图124汉化的TurboC+3.0工作环境图125“TurboC+运行向导”对话框本书如果没有特殊声明,均指在英文或汉化的TurboC+3.0工作环境内操作。在英文TurboC+3.0工作环境内,单击“File”(文件)“Quit”(退出)菜单命令或按Alt+X键,可以关闭英文TurboC+3.0工作环境,退出TurboC+3.0。2.新建和打开C程程
19、序(1)新建C语言程序:英文TurboC+3.0工作环境如图123所示,单击其内的“File”(文件)“New”新建)单命令,调出(菜会“C:TCPP30HProject”件夹内的文“NONAME00.C”C语言程序,该程序内给出了一段C语言小程序,同时还给出了TurboC+3.0汉化版编译环境的简要说明。读者可以用记事本打开“NONAME00.C”C语言程序,观看TurboC+3.0汉化版编译环境的简要说明,其内包括TurboC+常用快捷键和CCDOS的基本操作等。用鼠标拖曳选中“NONAME00.C”C语言程序内所有内容,再单击“Edit”编辑)“Clear”(清除)单命令或Ctrl+De
20、lete键,选中的内容删除。可以单击菜将也“Edit”(编辑)“Cut”(剪切)菜单命令或按Shift+Delete键,将选中的内容剪切到剪贴板内。如果“C:TCPP30HProject”文件夹内没有“NONAME00.C”C语言程序,则会新建一个空C语言程序窗口。如果已经打开了一个C语言程序窗口,则单击其内的“File”(文件)5第1章初步了解C语言程序设计“New”(新建)菜单命令,会新建一个空C语言程序窗口。(2)打开C语言程序:单击英文TurboC+3.0工作环境内的“File”(文件)“Open”(打开)菜单命令,调出“OpenaFile”(打开一个文件)对话框,如图126所示(还没
21、有输入文件名称)。在“Name”(名字)栏内输入要打开的文件名称(此处输入“TC11.C”),该文件应该在“C:TCPP30HProject”文件夹内。如果要打开其他文件夹内的C语言程序文件,应输入文件的路径。图126“OpenaFile”(打开一个文件)对话框然后,单击“OpenaFile”(打开一个文件)对话框内的“Open”(打开)按钮,即可打开“TC11.C”C语言程序的窗口,如图127所示。如果单击“Replace”(替换)按钮,可以关闭原C语言程序窗口,打开指定的“TC11.C”C语言程序窗口,完成替换工作。如果单击“Cancel”(取消)按钮,可以关闭“OpenaFile”(打开
22、一个文件)对话框,取消打开操作。3.输入和编辑C程程序(1)输入C语言程序:可以在英文TurboC+3.0工作环境内新建的C语言程序窗口内直接输入C语言程序。另外,可以在Windows的记事本内输入C语言程序,再以扩展名“.C”或“.CPP”保存在“C:TCPP30HProject”文件夹内。也可以单击“TurboC+3.0汉化版”菜单中的“代码编辑器”菜单命令。调出“代码编辑器”软件窗口,如图127所示,利用它可以轻松输入和编辑C语言程序,再将该程序保存在“C:TCPP30HProject”文件夹内。图127“代码编辑器”窗口然后,在英文TurboC+3.0工作环境内打开需要的C语言程序。这
23、里,我们在英文TurboC+3.0工作环境内输入如下的“TC11.C”程序。此时的英文TurboC+3.0工作环境如图128所示。/*TC11*/*/6#includestdio.hmain()printf(WelcometoTurboC+3.0World!n)程序中,代码的前2行为文件头,对程序作相关说明,“/*”和“*/”符号之间的内容(可以是多行)是注释内容,用来帮助读懂程序,不参与程序的执行。“/*”与“*/”必须同时存在。“#includestdio.h”语句是程序的预处理命令(在以后的章节将对它作详细解释),引用了C语言的标准库“stdio.h”,使下面的printf()语句得以顺
24、利执行。main()是C语言程序的主函数入口,所有的C语言程序都是从这里开始执行。下一行的左花括号“”与最后一行的右花括号“”之间是函数的主体,它们必须是成对出现。“printf(WelcometoTurboC+3.0World!n)”语句使用了C语言的输出函World!n”。C语数printf()用来输出双引号内的字符串“WelcometoTurboC+3.0语句的最后是分号“”,所有的C语句都必须以分号结束。言中的字符串都必须用半角双引号“”括起来。其中的“n”是转义字符,表示换行。这行图128在英文TurboC+3.0工作环境内输入程序(2)编辑C语言程序:通过按方向键可以移动光标。在英
25、文TurboC+3.0工作环境内“Edit”(编辑)菜单内提供了一些菜单命令,利用它们可以简化程序的输入和编辑程序。单击“Edit”“Clear”(清除)菜单命令或Ctrl+Delete键,将选中的内容删除。单击“Edit”“Cut”(剪切)菜单命令或按Shift+Delete键,将选中的内容剪切到剪贴板内。单击“Edit”“Copy”(拷贝)菜单命令或按Ctrl+Ins键,将选中的内容拷贝到剪贴板内。单击“Edit”“Paste”(粘贴)菜单命令或按Shift+Ins键,将剪贴板内的内容粘贴到当前光标处。另外,英文TurboC+3.0还提供了许多编辑快捷键,如表121所示,利用它们也可以简化
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