C语言程序设计第1章.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第1章 绪 论,1.1 程序设计语言的发展,1.2 程序设计的基本过程,1.3 程序设计的基本方法,程序设计语言一般分为机器语言、汇编语言和高级语言三大类。,1机器语言,对于计算机来说，一组机器指令就是程序，称为机器语言程序。,2汇编语言,为了便于理解与记忆，人们采用能帮助记忆的英文缩写符号（称为指令助记符）来代替机器语言指令代码中的操作码，用地址符号来代替地址码。,3高级语言,机器语言和汇编语言都是面向机器的语言，一般称为低级语言。,1.1,程序设计语言的发展,返回目录,表,1.1,语 言 名 称,适 用 范 围,Basic,教学和小型应用程序的开发,Fortran,科学及工程计算程序的开发,Pascal,专业教学和应用程序的开发,C,中、小型系统程序的开发,COBOL,商业与管理应用程序的开发,dBASE,数据库管理程序的开发,FoxBASE,数据库管理程序的开发,C+,面向对象程序的开发,LISP,人工智能程序的开发,PROLOG,人工智能程序的开发,Java,面向对象程序的开发,1.2,程序设计的基本过程,程序设计算法数据结构方法工具,1,问题分析,（,1,）问题的性质,（,2,）输入,/,输出数据,数据处理是计算机应用中最广泛的一个领域。在用计算机解决问题时，一般总要有一些输入数据，计算的结果也要以某种方式进行输出。,（,3,）数学模型或常用的方法,对于数值型问题，一般要考虑数学模型的设计，或者要对常用的一些方法进行分析与比较，从而根据问题的性质选择一种合理的解决方案。,返回目录,2,结构特性的设计,（,1,）控制结构,1966,年，,Bohm,和,Jacopini,证明了任何复杂的程序都可以用顺序、选择和循环,3,种基本结构组合而成。,这几种基本控制结构的传统流程图如图,1.1,所示。,图1.1 基本控制结构的传统流程图,（2）数据结构,在计算机的各种应用中，数据处理所占的比重将越来越大。在实际应用中，需要处理的数据元素一般有很多，而且，各数据元素之间不仅具有逻辑上的关系，还具有在计算机中实际存储位置上的关系。,3,算法的设计,所谓算法，是指解题方案的准确而完整的描述。,选择算法主要应考虑以下两个基本原则：,实现算法所花费的代价要尽量的小，即计算工作量要小；,根据算法所得到的计算结果应可靠。,例1.1,某计算工具具有4位有效数字（如4位数学用表），现要计算当,x,1000,时的下列函数值：,解：直接将,x,1000,代入函数表达式，其计算结果如下：,将该函数表达式作如下恒等变换：,然后将,x,1000,代入，其计算结果如下：,4流程的描述,（1）自然语言,自然语言是人们在日常生活、工作、学习中通用的语言，一般不需专门的学习和训练就能理解用这种语言所表达的意思。,（2）算法描述语言,为了说明程序的流程，还可以用专门规定的某种语言来描述，这种语言通常称为算法描述语言。,（3）流程图,人们在程序设计的实践过程中，总结出了一套用图形来描述问题的处理过程，使流程更直观，易被一般人所接受。,图1.2 结构化流程图例,（4）编程,用某种程序设计语言编写的程序，本质上也是问题处理方案的描述，并且是最终的描述。,5调试与运行,最后编写出的程序还需要进行测试和调试。只有经过调试后的程序才能正式运行。,1,.3 程序设计的基本方法,1.3.1,结构化程序设计,结构化程序设计要求把程序的结构限制为顺序、选择和循环3种基本结构，以便提高程序的可读性。这种结构化程序具有以下两个特点：,（1）以控制结构为单位，只有一个入口和一个出口，使各单位之间的接口比较简单，每个单位也容易被人们所理解；,（2）缩小了程序的静态结构与动态执行之间的差异，使人们能方便、正确地理解程序的功能。,返回目录,NS,图是一种不允许破坏结构化原则的图形算法描述工具，又称盒图。,NS,图有以下几个基本特点：,（1）功能域比较明确，可以从框图中直接反映出来；,（2）不可能任意转移控制，符合结构化原则；,（3）很容易确定局部和全程数据的作用域；,（4）很容易表示嵌套关系，也可以表示模块的层次结构。,1顺序结构,顺序结构的结构化流程图如图,1.3,所示。,图1.3 顺序结构的结构化流程图,2选择结构,（1）两路分支结构,两路分支选择结构的结构化流程图如图,1.4,所示。,图1.4 两路分支选择结构的结构化流程图,（2）多路分支结构,图1.5 多路分支选择结构的结构化流程图,3循环结构,循环结构分为当型循环结构和直到型循环结构。,（1）当型循环结构,当型循环结构的结构化流程图如图,1.6,所示。,图1.6 当型循环结构的结构化流程图,（2）直到型循环结构,直到型循环结构的结构化流程图如图,1.7,所示。,图1.7 直到型循环结构的结构化流程图,图1.8是顺序输出3到100之间所有素数的结构化流程图，在这个流程图中，表示了3种基本结构互相嵌套的情况。,图1.8 3种基本结构互相嵌套的情况,1.3.2,模块化程序设计,模块化设计是指把一个大程序按人们能理解的大小规模进行分解。,1按功能划分模块,（,1,）模块间的接口关系比较简单，并且每个模块都是人的智力所能及的。,（,2,）各模块的功能比较单一，当需要修改某一功能时，一般只涉及到一个模块，不会影响到其他模块。,（,3,）人们可以脱离程序的上、下文也能单独地验证一个模块的正确性。,（,4,）在扩充系统或建立新系统时，可以充分利用已有的一些模块，用积木式的方法进行开发。,2按层次组织模块,图1.9 按层次组织模块,1.3.3,自顶向下、逐步细化的设计过程,自顶向下、逐步细化的设计过程，包括以下两个方面：,（1）将一个复杂问题的解法分解和细化成由若干模块组成的层次结构；,（2）将一个模块的功能逐步分解细化为一系列的处理步骤，直到某种程序设计语言的语句或某种机器指令。,自顶向下、逐步细化的设计过程具有以下两个优点：,（1）自顶向下、逐步细化的方法符合人们解决复杂问题的普遍规律，可以显著提高程序设计的效率；,（,2,）用先全局后局部、先整体后细节、先抽象后具体的逐步细化过程设计出的程序具有清晰的层次结构，容易阅读和理解。,