c語言程序設(shè)計(第三版)-譚浩強

1、第一章,C語言概述,本章要點,C語言的特點 C程序的結(jié)構(gòu) 在計算機上運行C程序的方法,§1-1 Ｃ語言出現(xiàn)的歷史背景,C語言是國際上廣泛流行的高級語言。C語言是在B語言的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。B （BCPL）語言是1970年由美國貝爾實驗室設(shè)計的, 并用于編寫了第一個UNIX操作系統(tǒng),在PDP 7上實現(xiàn)。優(yōu)點：精練,接近硬件，缺點：過于簡單,數(shù)據(jù)無類型。 1973年貝爾實驗室的D.M.Ritchie 在B語言的基礎(chǔ)上設(shè)計

2、出了C語言，對B取長補短，并用之改寫了原來用匯編編寫的UNIX，(即UNIX第5版），但僅在貝爾實驗室使用。,§1-1Ｃ語言出現(xiàn)的歷史背景,1975年UNIX第6版發(fā)布,C優(yōu)點突出引起關(guān)注。1977年出現(xiàn)了《可移植C語言編譯程序》 ，推動了UNIX在各種機器上實現(xiàn) ，C語言也得到推廣，其發(fā)展相輔相成。1978年影響深遠(yuǎn)的名著《The C Programming Language》由 Brian W.Kernighan和De

3、nnis M.Ritchie 合著,被稱為標(biāo)準(zhǔn)C。之后，C語言先后移植到大、中、小、微型計算機上,已獨立于UNIX和PDP，風(fēng)靡世界,成為最廣泛的幾種計算機語言之一。,§1-1Ｃ語言出現(xiàn)的歷史背景,1983年,美國國家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(ANSI)根據(jù)C語言各種版本對C的發(fā)展和擴充,制定了新的標(biāo)準(zhǔn)ANSI C ，比標(biāo)準(zhǔn)C有了很大的發(fā)展。1988年K & R按照 ANSI C修改了他們的《The C Programming

4、Language》。1987年,ANSI公布了新標(biāo)準(zhǔn)——87 ANSI C。1990年，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織接受了87 ANSI C為ISO C 的標(biāo)準(zhǔn)(ISO9899—1990)。1994年，ISO又修訂了C語言標(biāo)準(zhǔn)。目前流行的C語言編譯系統(tǒng)大多是以ANSI C為基礎(chǔ)進(jìn)行開發(fā)的。,§1-1Ｃ語言出現(xiàn)的歷史背景,說明： 不同版本的C編譯系統(tǒng)所實現(xiàn)的語言功能和語法規(guī)則又略有差別，因此讀者應(yīng)了解所用的C語言編譯系統(tǒng)的特

5、點(可以參閱有關(guān)手冊)。本書的敘述基本上以ANSI C 為基礎(chǔ)。,§1-2 Ｃ語言的特點,（1）語言簡潔、緊湊,使用方便、靈活。 32個關(guān)鍵字、9種控制語句,程序形式自由（2）運算符豐富。34種運算符 （3）數(shù)據(jù)類型豐富,具有現(xiàn)代語言的各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。（4）具有結(jié)構(gòu)化的控制語句 ，是完全模塊化和結(jié)構(gòu)化的語言。 （5）語法限制不太嚴(yán)格,程序設(shè)計自由度大。,§1-2 Ｃ語言的特點,（6）允許直接訪問物理地址,能進(jìn)行

6、位操作,能實現(xiàn)匯編語言的大部分功能,可直接對硬件進(jìn)行操作。兼有高級和低級語言的特點 。（7）目標(biāo)代碼質(zhì)量高,程序執(zhí)行效率高。只比匯編程序生成的目標(biāo)代碼效率低10％-20%。（8）程序可移植性好(與匯編語言比)。基本上不做修改就能用于各種型號的計算機和各種操作系統(tǒng)。,§1-2 Ｃ語言的特點,解釋1：C++是由于開發(fā)大型應(yīng)用軟件的需要而產(chǎn)生的，并不是所有的人都要去編寫大型軟件；解釋2：面向?qū)ο蟮幕A(chǔ)是面向過程。C++是面向?qū)?/p>

7、象的語言，C是面向過程的，學(xué)起來比C語言困難得多，所以不太適合程序設(shè)計的初學(xué)者。,問題：既然有了面向?qū)ο蟮腃++語言，為什么還要學(xué)習(xí)C語言？,,,,,,,§1-3 簡單的C語言程序介紹,#include void main( ){ printf ("This is a C program.\n"); },/*文件包含*//*主函數(shù) *//*函數(shù)體開始*//*輸出語句*//*函數(shù)體結(jié)束*/

8、,說明： main-主函數(shù)名， void-函數(shù)類型每個C程序必須有一個主函數(shù)main{ }是函數(shù)開始和結(jié)束的標(biāo)志,不可省每個C語句以分號結(jié)束使用標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)時應(yīng)在程序開頭一行寫： #include ,說明： 本程序的作用是輸出一行信息:This is a C program.,例1.2 求兩數(shù)之和#include void main( ) /*求兩數(shù)之和*/{ int a,b,sum; /*聲明，定

9、義變量為整型*/ /*以下3行為C語句 */ a=123; b=456; sum=a+b; printf(″sum is %d＼n″,sum);},說明： /*……*/表示注釋。注釋只是給人看的,對編譯和運行不起作用。所以可以用漢字或英文字符表示，可以出現(xiàn)在一行中的最右側(cè)，也可以單獨成為一行。,說明： 輸出一行信息:sum is 579,例1.3 求3個數(shù)中較大者。#include void main( )

10、/* 主函數(shù)*/{ int max(int x,int y); / 對被調(diào)用函數(shù)max的聲明 */ int a, b, c; /*定義變量a、b、c */ scanf(″％d,％d″,&a,&b); /*輸入變量a和b的值*/ c=max(a,b); /*調(diào)用max函數(shù),將得到的值賦給c */ printf(″max=％d\\n″,c); /*輸出c的值*/},程序運行情況

11、如下：8,5 ↙(輸入8和5賦給a和b)max=8 (輸出c的值),int max(int x, int y) { int z; if (x>y) z=x; else z=y; return (z); },max(int x,int y);,max(a,b);,說明：本程序包括main和被調(diào)用函數(shù)max兩個函數(shù)。max函數(shù)的作用是將x和y中較大者的值賦給變量z。return語句將z的值返

12、回給主調(diào)函數(shù)main。,§1-3 簡單的C語言程序介紹,C程序：(1) C程序是由函數(shù)構(gòu)成的。 這使得程序容易實現(xiàn)模塊化。 (2) 一個函數(shù)由兩部分組成: 函數(shù)的首部：例1.3中的max函數(shù)首部 int max(int x,int y ) 函數(shù)體：花括號內(nèi)的部分。若一個函數(shù)有多個花括號,則最外層的一對花括號為函數(shù)體的范圍。 函數(shù)體包括兩部分 ：聲明部分：int a,b,c; 可缺

13、省執(zhí)行部分：由若干個語句組成。可缺省,§1-3 簡單的C語言程序介紹,注意：函數(shù)的聲明部分和執(zhí)行部分都可缺省，例如：void dump ( ){} 這是一個空函數(shù),什么也不做,但是合法的函數(shù)。,§1-3 簡單的C語言程序介紹,小結(jié)：(3) C程序總是從main函數(shù)開始執(zhí)行的,與main函數(shù)的位置無關(guān)。(4) C程序書寫格式自由,一行內(nèi)可以寫幾個語句, 一個語句可以分寫在多行上，C程序沒有行號。(

14、5) 每個語句和數(shù)據(jù)聲明的最后必須有一個分號。(6) C語言本身沒有輸入輸出語句。輸入和輸出的操作是由庫函數(shù)scanf和printf等函數(shù)來完成的。C對輸入輸出實行“函數(shù)化”。,§1-4 運行Ｃ程序的步驟和方法,一、運行Ｃ程序的步驟上機輸入與編輯源程序?qū)υ闯绦蜻M(jìn)行編譯與庫函數(shù)連接運行目標(biāo)程序,,,,§1-4 運行Ｃ程序的步驟和方法,二、上機運行Ｃ程序的方法目前使用的大多數(shù)C編譯系統(tǒng)都是集成環(huán)境(IDE)的

15、?？梢杂貌煌木幾g系統(tǒng)對C程序進(jìn)行操作常用的有Turbo C 2.0、Turbo C++ 3.0、Visual C++等 Turbo C++ 3.0：是一個集成環(huán)境，它具有方便、直觀和易用的界面，雖然它也是DOS環(huán)境下的集成環(huán)境，但是可以把啟動Turbo C++ 3.0 集成環(huán)境的DOS執(zhí)行文件tc.exe生成快捷方式，也可以用鼠標(biāo)操作。Visual C++：也可以用Visual C++對C程序進(jìn)行編譯。,例：Turbo C++

16、3.0的使用將Turbo C++ 3.0編譯程序裝入磁盤某一目錄下，例如：放在C盤根目錄下一級TC3.0子目錄下。進(jìn)入Turbo C++ 3.0集成環(huán)境①在DOS環(huán)境下 C:\TC3.0>tc ↙,② 在Windows環(huán)境下 找到可執(zhí)行文件tc.exe，執(zhí)行該文件。,主菜單：11個菜單項: File Edit Search Run Compile Debug Proje

17、ct Options Window Help,(2) 編輯源文件新建：單擊“File”菜單下 的“New”,,修改：選擇“File”→“Open”(即單擊“File” 的下拉菜單中的“Open”項，修改已有的源程序。,在編輯(EDIT) 狀態(tài)下光標(biāo)表示當(dāng)前進(jìn)行編輯的位置，在此位置可以進(jìn)行插入、刪除或修改，直到自已滿意為止。,保存：在編輯(EDIT) 狀態(tài)下光標(biāo)表示當(dāng)前進(jìn)行編輯的位置，在此位置可以進(jìn)行插入、刪除

18、或修改，直到自已滿意為止。,(3) 對源程序進(jìn)行編譯選擇“Compile”(或“Alt+F9”)對源程序進(jìn)行編譯。,c1.cpp源程序，出現(xiàn)1個錯誤(error) ，0個警告(warming)。,(4) 將目標(biāo)程序進(jìn)行連接,選擇菜單“Compile” →“Link” ，如果不出現(xiàn)錯誤，會得到一個后綴為.exe的可執(zhí)行文件。,(5) 執(zhí)行程序。 選菜單“Run” →“Run”( 或按“Ctrl+F9” 鍵)。(6) 退出T

19、urbo C++ 3.0環(huán)境 選擇“File”→“Quit” 。,,第二章,程序的靈魂--算法,,本章要點,算法的概念 算法的表示結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法,,主要內(nèi)容,2.1 算法的概念2.2 簡單算法舉例2.3 算法的特性2.4 怎樣表示一個算法2.5 化程序設(shè)計方法,一個程序應(yīng)包括兩個方面的內(nèi)容:,對數(shù)據(jù)的描述：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(data structure)對操作的描述：算法(algorithm),著名計算機科學(xué)家沃思

20、提出一個公式: 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) + 算法 = 程序,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)＋算法＋程序設(shè)計方法＋語言工具,完整的程序設(shè)計應(yīng)該是:,§2.1 算法的概念,廣義地說，為解決一個問題而采取的方法和步驟，就稱為“算法”。,方法1：1+2，+3，+4，一直加到100 加99次方法2：100+(1+99)+(2+98)+…+(49 +51)+50 = 100 + 49×100 +50

21、加51次,對同一個問題，可有不同的解題方法和步驟,例： 求,§2.1 算法的概念,為了有效地進(jìn)行解題，不僅需要保證算法正確，還要考慮算法的質(zhì)量，選擇合適的算法。希望方法簡單，運算步驟少。,計算機算法可分為兩大類別：數(shù)值運算算法：求數(shù)值解，例如求方程的根、求函數(shù)的定積分等。非數(shù)值運算：包括的面十分廣泛，最常見的是用于事務(wù)管理領(lǐng)域，例如圖書檢索、人事管理、行車調(diào)度管理等。,§2.2 簡單算法舉例,例2.1: 求1

22、×2×3×4×5,步驟1：先求1×2，得到結(jié)果2步驟2：將步驟1得到的乘積2再乘以3，得到結(jié)果6步驟3：將6再乘以4，得24步驟4：將24再乘以5，得120,太繁瑣,如果要求1×2×…×1000，則要寫999個步驟,S1：使p=1 S2：使i=2 S3：使p×i，乘積仍放在變量p中，可表示為：p×ip S4：使i的值加

23、1，即i+1i。 S5：如果i不大于5，返回重新執(zhí)行步驟S3以及其后的步驟S4和S5；否則，算法結(jié)束。最后得到p的值就是5!的值。,可以設(shè)兩個變量：一個變量代表被乘數(shù)，一個變量代表乘數(shù)。不另設(shè)變量存放乘積結(jié)果，而直接將每一步驟的乘積放在被乘數(shù)變量中。設(shè)p為被乘數(shù)，i為乘數(shù)。用循環(huán)算法來求結(jié)果, 算法可改寫：,S1：1pS2：3iS3：p×ipS4：i+2pS5：若i≤11，返回S3。否則，結(jié)束。,如果題目改

24、為：求1×3×5×……×1000算法只需作很少的改動：,算法簡練,用這種方法表示的算法具有通用性、靈活性。S3到S5組成一個循環(huán)，在實現(xiàn)算法時 要反復(fù)多次執(zhí)行S3，S4，S5等步驟，直到某一時刻，執(zhí)行S5步驟時經(jīng)過判斷，乘數(shù)i已超過規(guī)定的數(shù)值而不返回S3步驟為止。此時算法結(jié)束，變量p的值就是所求結(jié)果。,例2.2 有50個學(xué)生，要求將他們之中成績在80分以上者打印出來。設(shè)n表示學(xué)號， n1代表第一

25、個學(xué)生學(xué)號， 代表第i個學(xué)生學(xué)號。用G代表學(xué)生成績 ， gi代表第i個學(xué)生成績，算法表示如下:,S1：1i S2：如果≥80，則打印和，否則不打印。 S3：i+1i S4：如果i≤50，返回S2，繼續(xù)執(zhí)行。否則算法結(jié)束,變量i作為下標(biāo)，用來控制序號(第幾個學(xué)生，第幾個成績)。當(dāng)i超過50時，表示 已對50個學(xué)生的成績處理完畢，算法結(jié)束。,例2.3 判定2000～2500年中的每一年是否閏年，將結(jié)果輸出。,變量i作為下標(biāo)，用

26、來控制序號(第幾個學(xué)生，第幾個成績)。當(dāng)i超過50時，表示 已對50個學(xué)生的成績處理完畢，算法結(jié)束。,分析：閏年的條件是：(1)能被4整除，但不能被100整除的年份都是閏年，如1996,2004年是閏年；(2)能被100整除，又能被400整除的年份是閏年。如1600,2000年是閏年。不符合這兩個條件的年份不是閏年。,設(shè)y為被檢測的年份，算法可表示如下 ：S1：2000yS2：若y不能被4整除，則輸出y “不是閏年”。然后轉(zhuǎn)到S

27、6。S3：若y能被4整除，不能被100整除，則輸出y “是閏年”。然后轉(zhuǎn)到S6。S4：若y能被100整除，又能被400整除，輸出y“是閏年”，否則輸出“不是閏年”。 然后轉(zhuǎn)到S6。S5: 輸出y “不是閏年”。S6：y+1yS7：當(dāng)y≤2500時，轉(zhuǎn)S2繼續(xù)執(zhí)行，如y＞2500，算法停止。,以上算法中每做一步都分別分離出一些范圍(巳能判定為閏年或非閏年)，逐步縮小范圍，直至執(zhí)行S5時，只可能是非閏年?！捌渌?包括能

28、被4整除，又能被100整除，而不能被400整除的那些年份(如1990) 是非閏年。,例2.4 求,算法如下 ：,,,S1：sign=1 S2：sum=1 S3：deno=2 S4：sign=(-1)×sign S5：term=sign×(1/deno) S6：sum=sum+term S7：deno=deno+1 S8：若deno≤100返回S4，否則算法結(jié)束。,單詞作變量名，以使算法

29、更易于理解：sum表示累加和，deno是英文分母（denom inator）縮寫，sign代表數(shù)值的符號，term代表某一項。,反復(fù)執(zhí)行S4到S8步驟，直到分母大于100為止。一共執(zhí)行了99次循環(huán)，向sum累加入了99個分?jǐn)?shù)。sum最后的值就是多項式的值。,例2.5 對一個大于或等于3的正整數(shù)，判斷它是不是一個素數(shù)。,,,概念：所謂素數(shù)，是指除了1和該數(shù)本身之外，不能被其它任何整數(shù)整除的數(shù)。例如，13是素數(shù)。因為它不能被2，3，4，

30、…，12整除。,分析：判斷一個數(shù)n(n≥3)是否素數(shù)的方法： 將n作為被除數(shù)，將2到(n-1)各個整數(shù)輪流作為除數(shù)，如果都不能被整除，則n為素數(shù)。,算法如下 ：,S1：輸入n的值S2：i=2  （i作為除數(shù)）S3：n被i除，得余數(shù)rS4：如果r=0，表示n能被i整除，則打印n“不是素數(shù)”，算法結(jié)束。否則執(zhí)行S5S5：i+1iS6：如果i≤n-1，返回S3。否則打印 n “是素數(shù)”。然后結(jié)束。

31、,,,實際上，n不必被2到(n-1)的整數(shù)除，只需被2到n/2間整數(shù)除，甚至只需被2到 之間的整數(shù)除即可。,§2.3 算法的特性,有窮性：包含有限的操作步驟確定性：算法中的每一個步驟都應(yīng)當(dāng)是確定的 有零個或多個輸入：輸入是指在執(zhí)行算法時需要從外界取得必要的信息 有一個或多個輸出：算法的目的是為了求解，“解” 就是輸出 有效性：算法中的每一個步驟都應(yīng)當(dāng)能有效地執(zhí)行，并得到確定的結(jié)果 。,一個算法應(yīng)該具有以下特點：,&#

32、167;2.4 算法的表示,可以用不同的方法表示算法，常用的有：自然語言傳統(tǒng)流程圖結(jié)構(gòu)化流程圖偽代碼PAD圖,§2.4.1 用自然語言表示算法,自然語言就是人們?nèi)粘Ｊ褂玫恼Z言，可以是漢語或英語或其它語言。用自然語言表示通俗易懂，但文字冗長，容易出現(xiàn)“歧義性”。自然語言表示的含義往往不大嚴(yán)格，要根據(jù)上下文才能判斷其正確含義，描述包含分支和循環(huán)的算法時也不很方便。因此，除了那些很簡單的問題外，一般不用自然語言描述算法。,

33、§2.4.2 用流程圖表示算法,美國國家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會ANSI(American National Standard Institute)規(guī)定了一些常用的流程圖符號：,,例2.6 將求5!的算法用流程圖表示,如果需要將最后結(jié)果打印出來，可在菱形框的下面加一個輸出框。,,例2.7 將例2.2的算法用流程圖表示。打印50名 學(xué)生中成績在80分以上者的學(xué)號和成績。,,如果如果包括這個輸入數(shù)據(jù)的部分，流程圖為,,例2.8 將例2.3

34、判定閏年的算法用流程圖表示,,用流程圖表示算法要比用文字描述算法邏輯清晰、易于理解。,例2.9 將例2.4的算法用流程圖表示,,例2.10 將例2.5判斷素數(shù)的算法用流程圖表示,,小結(jié)：,流程圖是表示算法的較好的工具。一個流程圖包括以下幾部分 ：(1)表示相應(yīng)操作的框；(2)帶箭頭的流程線；(3)框內(nèi)外必要的文字說明。,§2.4.3 三種基本結(jié)構(gòu)和改進(jìn)的流程圖,1、傳統(tǒng)流程圖的弊端 傳統(tǒng)流程圖用流程線指出各

35、框的執(zhí)行順序，對流程線的使用沒有嚴(yán)格限制。因此，使用者可以毫不受限制地使流程隨意地轉(zhuǎn)向，使流程圖變得毫無規(guī)律，閱讀者要花很大精力去追蹤流程，使人難以理解算法的邏輯。如圖：,,傳統(tǒng)流程圖的流程可以是：,這種如同亂麻一樣的算法稱為BS型算法，意為一碗面條(A Bowl of Spaghetti)，亂無頭緒。,缺點：難以閱讀、修改，使算法的可靠性和可維護(hù)性難以保證。解決辦法：必須限制箭頭的濫用，即不允許無規(guī)律地使流程隨意轉(zhuǎn)向，只能順序地進(jìn)行

36、下去。,2、三種基本結(jié)構(gòu) Bohra和Jacopini提出了以下三種基本結(jié)構(gòu)： 順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu) 用這三種基本結(jié)構(gòu)作為表示一個良好算法的基本單元。,,三種基本結(jié)構(gòu)的圖示：,順序結(jié)構(gòu),選擇結(jié)構(gòu),循環(huán)結(jié)構(gòu)的圖示：,當(dāng)型(While型)循環(huán)結(jié)構(gòu),直到型(Until型)循環(huán),三種基本結(jié)構(gòu)的共同特點：(1)只有一個入口； (2)只有一個出口；（請注意：一個菱形判斷框有兩個出口，而一個選擇結(jié)構(gòu)只有一個出口

37、。不要將菱形框的出口和選擇結(jié)構(gòu)的出口混淆。）(3)結(jié)構(gòu)內(nèi)的每一部分都有機會被執(zhí)行到；(4)結(jié)構(gòu)內(nèi)不存在“死循環(huán)”(無終止的循環(huán))。,圖中沒有一條從入口到出口的路徑通過A框。,不正確的流程表示：,流程內(nèi)的死循環(huán),小結(jié)：,由三種基本結(jié)構(gòu)順序組成的算法結(jié)構(gòu)，可以解決任何復(fù)雜的問題。由基本結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的算法屬于“結(jié)構(gòu)化”的算法，它不存在無規(guī)律的轉(zhuǎn)向，只在本基本結(jié)構(gòu)內(nèi)才允許存在分支和向前或向后的跳轉(zhuǎn)。,擴展：,只要具有上述四個特點的都可以作為

38、基本結(jié)構(gòu)?？梢宰约憾x基本結(jié)構(gòu)，并由這些基本結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)化程序。,此圖符合基本結(jié)構(gòu)的特點,這是一個多分支選擇結(jié)構(gòu)，根據(jù)表達(dá)式的值決定執(zhí)行路線。虛線框內(nèi)的結(jié)構(gòu)是一個入口一個出口，并且有上述全部的四個特點。由此構(gòu)成的算法結(jié)構(gòu)也是結(jié)構(gòu)化的算法。可以認(rèn)為這是由三種基本結(jié)構(gòu)所派生出來的。,§2.4.4 用N--S流程圖表示算法,1973年美國學(xué)者I.Nassi和B.Shneiderman提出了一種新的流程圖形式。在這種流程圖中，完全去掉

39、了帶箭頭的流程線。全部算法寫在一個矩形框內(nèi)，在該框內(nèi)還可以包含其它的從屬于它的框，或者說，由一些基本的框組成一個大的框。這種流程圖又稱N--S結(jié)構(gòu)化流程圖 。,N--S流程圖用以下的流程圖符號：,(1)順序結(jié)構(gòu),(2)選擇結(jié)構(gòu),(3)循環(huán)結(jié)構(gòu),用三種N--S流程圖中的基本框，可以組成復(fù)雜的N--S流程圖。圖中的A框或B框，可以是一個簡單的操作，也可以是三個基本結(jié)構(gòu)之一。,A框可以是一個選擇結(jié)構(gòu),B框可以是一個循環(huán)結(jié)構(gòu),例2.11

40、 將例2.1的求5!算法用N--S圖表示,,例2.12 將例2.2的算法用N--S圖表示。（打印50名學(xué)生中成績高于80分的學(xué)號和成績）,,沒有輸入數(shù)據(jù),例2.12 將例2.2的算法用N--S圖表示。（打印50名學(xué)生中成績高于80分的學(xué)號和成績）,,有輸入數(shù)據(jù),例2.13 將例2.3判定閏年的算法用N--S圖表示,,例2.14 將例2.4的算法用N--S圖表示,,例2.15 將例2.5判別素數(shù)的算法用N--S流程圖表示。,,傳

41、統(tǒng)流程圖分析：,,此圖不符合基本結(jié)構(gòu)特點！由于不能分解為三種基本結(jié)構(gòu)，就無法直接用N--S流程圖的三種基本結(jié)構(gòu)的符號來表示。因此，應(yīng)當(dāng)先作必要的變換。,例2.15 將例2.5判別素數(shù)的算法用N--S流程圖表示。,傳統(tǒng)流程圖變換為：,,用N--S流程圖表示：,N--S圖表示算法的優(yōu)點,比文字描述直觀、形象、 易于理解；比傳統(tǒng)流程圖緊湊易畫。尤其是它廢除了流程線，整個算法結(jié)構(gòu)是由各個基本結(jié)構(gòu)按順序組成的，N--S流程圖中的上下順序就是執(zhí)行時

42、的順序。用N--S圖表示的算法都是結(jié)構(gòu)化的算法，因為它不可能出現(xiàn)流程無規(guī)律的跳轉(zhuǎn)，而只能自上而下地順序執(zhí)行。,小結(jié)：,一個結(jié)構(gòu)化的算法是由一些基本結(jié)構(gòu)順序組成的。在基本結(jié)構(gòu)之間不存在向前或向后的跳轉(zhuǎn)，流程的轉(zhuǎn)移只存在于一個基本結(jié)構(gòu)范圍之內(nèi)(如循環(huán)中流程的跳轉(zhuǎn))；一 個非結(jié)構(gòu)化的算法可以用一個等價的結(jié)構(gòu)化算法代替，其功能不變 。如果一個算法不能分解為若干個基本結(jié)構(gòu)，則它必然不是一個結(jié)構(gòu)化的算法。,§2.4.5 用位代碼表示算法,

43、概念：偽代碼是用介于自然語言和計算機語言之間的文字和符號來描述算法。特點：它如同一篇文章一樣 ，自上而下地寫下來。每一行(或幾行)表示一個基本操作。它不用圖形符號，因此書寫方便 、格式緊湊，也比較好懂，也便于向計算機語言算法(即程序)過渡。用處：適用于設(shè)計過程中需要反復(fù)修改時的流程描述。,IF x is positive THEN print x ELSE print -x也可以用漢字偽代碼

44、表示： 若 x為正 打印 x 否則 打印 -x也可以中英文混用，如： IF x 為正 print x ELSE print -x,例： “打印x的絕對值”的算法可以用偽代碼表示為：,開始 置t的初值為1 置i的初值為2 當(dāng)i<=5，執(zhí)行下面操作： 使t=t×i

45、 使i=i+1 ｛循環(huán)體到此結(jié)束｝ 輸出t的值 結(jié)束,也可以寫成以下形式： BEGIN｛算法開始｝ 1?t 2 ? i while i≤5 {t×i ?t  i+1 ? i} print t END｛算法結(jié)束｝,例2.16 求5!。用偽代碼表示算法：,例2.17 輸出50個學(xué)生中成績高于80分者

46、的學(xué)號和成績。用偽代碼表示算法：,BEGIN｛算法開始｝ 1 ? i while i≤50 {input and  i+1 ? i} 1 ? i while i≤50 {if ≥80 print and i+1 ? i} END｛算法結(jié)束｝,§2.4.6 用計算機語言表示算法,概念：用計算機實現(xiàn)算法。計算機是無

47、法識別流程圖和偽代碼的。只有用計算機語言編寫的程序才能被計算機執(zhí)行。因此在用流程圖或偽代碼描述出一個算法后，還要將它轉(zhuǎn)換成計算機語言程序。 特點：用計算機語言表示算法必須嚴(yán)格遵循所用的語言的語法規(guī)則，這是和偽代碼不同的。用處：要完成一件工作，包括設(shè)計算法和實現(xiàn)算法兩個部分。設(shè)計算法的目的是為了實現(xiàn)算法。,#include void main( ) {int i,t; t=1; i=2; while(i<=5)

48、 {t=t*I; i=i+1; } printf(“%d\n”,t); },例 2.20 將例2.16表示的算法（求5!）用C語言表示。,應(yīng)當(dāng)強調(diào)說明：寫出了C程序，仍然只是描述了算法，并未實現(xiàn)算法。只有運行程序才是實現(xiàn)算法。應(yīng)該說，用計算機語言表示的算法是計算機能夠執(zhí)行的算法。,§ 2.5 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法,一個結(jié)構(gòu)化程序 就是用高級語言表示的結(jié)構(gòu)化算法。用三種基本結(jié)構(gòu)組成的程序必然是結(jié)構(gòu)

49、化的程序，這種程序便于編寫、便于閱讀、便于修改和維護(hù)。 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計強調(diào)程序設(shè)計風(fēng)格和程序結(jié)構(gòu)的規(guī)范化，提倡清晰的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法的基本思路是：把一個復(fù)雜問題的求解過程 分階段進(jìn)行，每個階段處理的問題都控制在人們?nèi)菀桌斫夂吞幚淼姆秶鷥?nèi)。,§ 2.5 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法,采取以下方法來保證得到結(jié)構(gòu)化的程序：自頂向下；逐步細(xì)化；模塊化設(shè)計；結(jié)構(gòu)化編碼。,兩種不同的方法：自頂向下，逐步細(xì)化；自下而上，

50、逐步積累。,用這種方法逐步分解，直到作者認(rèn)為可以直接將各小段表達(dá)為文字語句為止。這種方法就叫 做“自頂向下，逐步細(xì)化”。,自頂向下，逐步細(xì)化方法的優(yōu)點： 考慮周全，結(jié)構(gòu)清晰，層次分明，作者容易寫，讀者容易看。如果發(fā)現(xiàn)某一部分中有一段內(nèi)容不妥，需要修改，只需找出該部分修改有關(guān)段落即可，與其它部分無關(guān)。我們提倡用這種方法設(shè)計程序。這就是用工程的方法設(shè)計程序。,模塊設(shè)計的方法：模塊化設(shè)計的思想實際上是一種“分而治之”的思想，把一

51、個大任務(wù)分為若干個子任務(wù)，每一個子任務(wù)就相對簡單了。在拿到一個程序模塊以后，根據(jù)程序模塊的功能將它劃分為若干個子模塊，如果這些子模塊的規(guī)模還嫌大，還再可以劃分為更小的模塊。這個過程采用自頂向下方法來實現(xiàn)。子模塊一般不超過50行劃分子模塊時應(yīng)注意模塊的獨立性，即：使一個模塊完成一項功能，耦合性愈少愈好。,,第三章,數(shù)據(jù)類型、運算符與表達(dá)式,,本章要點,數(shù)據(jù)的描述規(guī)則數(shù)據(jù)的操作規(guī)則,,主要內(nèi)容,3.1 C的數(shù)據(jù)類型3.2 常量與

52、變量3.3 整型數(shù)據(jù)3.4 浮點型數(shù)據(jù)運行3.5 字符型數(shù)據(jù),,主要內(nèi)容,3.６變量賦初值 3.7 各類數(shù)值型數(shù)據(jù)間的混合運算 3.8 算術(shù)運算符和算術(shù)表達(dá)式 3.9 賦值運算符和賦值表達(dá)式 3.10 逗號運算符和逗號表達(dá)式,§ 3.1 C的數(shù)據(jù)類型,C語言提供了以下一些數(shù)據(jù)類型。,數(shù)據(jù)類型,導(dǎo)出類型,指針類型,空類型（無值類型） void,,§3.2 常量與變量,3.2.1 常量和符號常量

53、在程序運行過程中,其值不能被改變的量稱為常量常量區(qū)分為不同的類型：,,整型 100，125，-100，0實型 3.14 ， 0.125，-3.789字符型 ‘a(chǎn)’, ‘b’，‘2’字符串 ‘a(chǎn)’, ‘a(chǎn)b’，‘1232’,例3.1 符號常量的使用#define PI 3.1416#include void main ( ) { int num, total; num=10;

54、 total=num * PRICE; printf(″total=%d\n″,total); },說明： 程序中用#define命令行定義PI代表常量3.1416,此后凡在本文件中出現(xiàn)的PI都代表3.1416,可以和常量一樣進(jìn)行運算,說明：用一個標(biāo)識符代表一個常量的,稱為符號常量,即以標(biāo)識符形式出現(xiàn)的常量。符號常量的值在其作用域(在本例中為主函數(shù))內(nèi)不能改變,也不能再被賦值。,說明：如再用賦值語句給

55、PRICE賦值是錯誤的。 PI=40; /* 錯誤，不能給符號常量賦值。,運行結(jié)果： total=31.416,§3.2 常量與變量,3.2.2　變量變量的變量名和變量值是不同的概念，變量名是變量的名字，一旦聲明或者定義，變會在內(nèi)存中開辟一個空間，用來存放變量的值一個名字對應(yīng)代表一個地址，在對程序編譯連接時由編譯系統(tǒng)給每一個變量名分配對應(yīng)的內(nèi)存地址。從變量中取值，實際上是通過變量名找到相應(yīng)的內(nèi)存地址，從

56、該存儲單元中讀取數(shù)據(jù)。變量代表內(nèi)存中具有特定屬性的一個存儲單元，它用來存放數(shù)據(jù)，這就是變量的值，在程序運行期間，這些值是可以改變的。,§3.2 常量與變量,變量命名的規(guī)定：Ｃ語言規(guī)定標(biāo)識符只能由字母、數(shù)字和下劃線三種字符組成，且第一個字符必須為字母或下劃線。 例：score、Sum、_ZHJ、a、x、name1 2sum #abc dir: s-1 -month

57、 M.D.John, ￥123,3D64,a>b,§3.2 常量與變量,注意：編譯系統(tǒng)將大寫字母和小寫字母認(rèn)為是兩個不同的字符。 建議變量名的長度最好不要超過8個字符。在選擇變量名和其它標(biāo)識符時，應(yīng)注意做到“見名知意”，即選有含意的英文單詞 （或其縮寫）作標(biāo)識符。要求對所有用到的變量作強制定義，也就是“先定義，后使用” 。,§3.2 C語句,C語句是C程序的基本成分，它和數(shù)據(jù)定義部分共同組成函

58、數(shù)。C語句可以是單個語句，復(fù)合語句和空語句。但都是以分號結(jié)尾。用{}括起來的稱為復(fù)合語句。從形式上分，C語句有下列幾種形式： 函數(shù)調(diào)用語句，表達(dá)式語句，條件語句，循環(huán)語句。,§2.4.2 用流程圖表示算法,美國國家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會ANSI(American National Standard Institute)規(guī)定了一些常用的流程圖符號：,注意：,流程圖是表示算法的較好的工具。一個流程圖包括以下幾部分 ：(1)表示相應(yīng)

59、操作的框；(2)帶箭頭的流程線；(3)框內(nèi)外必要的文字說明。,三種基本結(jié)構(gòu)的圖示：,順序結(jié)構(gòu),選擇結(jié)構(gòu),循環(huán)結(jié)構(gòu)的圖示：,當(dāng)型(While型)循環(huán)結(jié)構(gòu),直到型(Until型)循環(huán),N--S流程圖用以下的流程圖符號：,(1)順序結(jié)構(gòu),(2)選擇結(jié)構(gòu),(3)循環(huán)結(jié)構(gòu),§3.3 整型數(shù)據(jù),3.3.1整型常量的表示方法 整型常量即整常數(shù)。在Ｃ語言中，整常數(shù)可用以下三種形式表示：(1)十進(jìn)制整數(shù)。 如：

60、234, -455。(2)八進(jìn)制整數(shù)。以0頭的數(shù)是八進(jìn)制數(shù)。 如：0123表示八進(jìn)制數(shù)123，等于十進(jìn)制數(shù)83,-011表示八進(jìn)制數(shù)-11,即十進(jìn)制數(shù)-9。,§3.3 整型數(shù)據(jù),(3)十六進(jìn)制整數(shù)。以0x開頭的數(shù)是16進(jìn)制數(shù)。 如：0x12，代表16進(jìn)制數(shù)12,等于十進(jìn)制數(shù) 18。 -0x12等于十進(jìn)制數(shù)－18。,3.3.2 整型變量 (1)整型數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存放形式 數(shù)據(jù)在內(nèi)存中是以二進(jìn)制形式

61、存放的。 如: int i; /* 定義為整型變量 */ i=10; /* 給i賦以整數(shù)10 */,§3.3 整型數(shù)據(jù),(2)整型變量的分類：,共六種,,有符號基本整型有符號短整型有符號長整型無符號基本整型無符號短整型無符號長整型,(signed)int (signed)short (int )(signed) long (int)unsigned intunsi

62、gned short (int)unsigned long (int),注意：括號表示其中的內(nèi)容是可選的.,§3.3 整型數(shù)據(jù),整數(shù)類型的有關(guān)數(shù)據(jù)：,,,,,,,,類型 類型說明符 長度 數(shù)的范圍 基本型 int 2字節(jié) -32768～32767 短整型 short 2字節(jié)

63、 -215～215-1 長整型 long 4字節(jié) -231～231-1 無符號整型 unsigned 2字節(jié) 0～65535 無符號短整型 unsigned short 2字節(jié) 0～65535 無符號長整型 unsigned long 4字節(jié) 0～（232-1）,,§3.3 整型數(shù)據(jù),(3)整型變量的定義: Ｃ規(guī)定在程序中所有用到

64、的變量都必須在程序中定義，即“強制類型定義”。 例如: int a,b（指定變量ａ、ｂ為整型） unsigned short c,d;（指定變量ｃ、ｄ為無符號短整型） long e,f;(指定變量ｅ、ｆ為長整型）,例3.3 整型數(shù)據(jù)的溢出#include void main(){int a,b; a=32767; b=a+1; printf(“%d,%d\n”,a,b);},說明：數(shù)值是以

65、補碼表示的。一個整型變量只能容納-32768～32767范圍內(nèi)的數(shù)，無法表示大于32767或小于-32768的數(shù)。遇此情況就發(fā)生“溢出”。,運行結(jié)果： 32767,-32768,§3.3 整型數(shù)據(jù),3.3.3 整型常量的類型 (1)一個整數(shù)，如果其值在-32768～+32767范圍內(nèi)，認(rèn)為它是int型，它可以賦值給int型和long int型變量。 (2) 一個整數(shù)，如果其值超過了上述范圍，而在-2147483637～

66、+2147483647范圍內(nèi)，則認(rèn)為它是為長整型?？梢詫⑺x值給一個long int型變量。,§3.3 整型數(shù)據(jù),(3) 如果所用的C版本（如Turbo C）分配給short int與int型數(shù)據(jù)在內(nèi)存中占據(jù)的長度相同，則它的表數(shù)范圍與int型相同。因此一個int型的常量同時也是一個short int型常量，可以賦給int型或short int型變量。,§3.3 整型數(shù)據(jù),(4) 一個整常量后面加一個字母

67、u或U，認(rèn)為是unsigned int型，如12345u，在內(nèi)存中按unsigned int規(guī)定的方式存放(存儲單元中最高位不作為符號位，而用來存儲數(shù)據(jù))。如果寫成-12345u，則先將-12345轉(zhuǎn)換成其補碼53191，然后按無符號數(shù)存儲。,§3.3 整型數(shù)據(jù),(5) 在一個整常量后面加一個字母l或L，則認(rèn)為是long int型常量。例如123l.432L.0L等。這往往用于函數(shù)調(diào)用中。如果函數(shù)的形參為l

68、ong int型，則要求實參也為long int型。,§3.4 浮點型數(shù)據(jù),3.4.1浮點型常量的表示方法,兩種表示形式,,小數(shù)指數(shù),0.1233e-3,注意:字母e(或E)之前必須有數(shù)字，且e后面的指數(shù)必須為整數(shù),1e3、1.8e-3、-123e-6、-.1e-3e3、2.1e3.5、.e3、e,?,?,§3.4 浮點型數(shù)據(jù),規(guī)范化的指數(shù)形式： 在字母e（或E）之前的小數(shù)部分中，小數(shù)點左邊應(yīng)有一位

69、（且只能有一位）非零的數(shù)字. 例如: 123.456可以表示為： 123.456e0, 12.3456e1, 1.23456e2, 0.123456e3, 0.0123456e4, 0.00123456e 其中的1.23456e3稱為“規(guī)范化的指數(shù)形式”。,§3.4 浮點型數(shù)據(jù),3.4.2 浮點型變量(1)浮點型數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存放形式 一個浮點型數(shù)據(jù)一般在內(nèi)存中占4個字節(jié)(32位)。與整型數(shù)

70、據(jù)的存儲方式不同，浮點型數(shù)據(jù)是按照指數(shù)形式存儲的。系統(tǒng)把一個浮點型數(shù)據(jù)分成小數(shù)部分和指數(shù)部分，分別存放。指數(shù)部分采用規(guī)范化的指數(shù)形式。,圖,§3.4 浮點型數(shù)據(jù),(2) 浮點型變量的分類 浮點型變量分為單精度（float型）、雙精度（double型）和長雙精度型（long double）三類形式。,,例3.4 浮點型數(shù)據(jù)的舍入誤差#include void main(){float a,b; a = 123