《高级语言程序设计》课件

目 录第一章 概述第二章 基本数据类型第三章 基本结构程序设计第四章 数组第五章 函数第六章 结构体与共用体第七章 指针第八章 文件基础知识（有关概念）一、计算机系统由硬件系统和软件系统组成，它们是相辅相成，缺一不可的。没有软件控制，硬件系统是一堆费铁，而没有硬件平台支撑的软件，则一事无成。二、程序和程序设计程序是为完成某一特定功能，由编程人员指定的、控制计算机按顺序执行一系列动作的、计算机能够识别的指令集合体。程序设计就是为计算机编制程序的过程，它涉及程序设计方法和程序设计语言等内容。三、软件软件是与计算机系统的操作有关的计算机程序、规程、规则，以及可能有的文件、文档及数据。（不能认为软件就是程序，程序只是完整软件产品的一部分）四、程序设计语言用于书写计算机程序所使用的语言称为程序设计语言。它是由人工设计的语言，是人与计算机之间交互的工具。程序设计语言按照书写形式以及思维方式的不同，一般分为低级语言和高级语言两大类，低级语言包括机器语言和汇编语言。1、机器语言是以二进制代码形式（0和1）表示的机器基本指令的集合，是计算机系统唯一不需要翻译可以直接识别和执行的程序设计语言。特点：运算速度快缺点：机器语言随计算机机型的不同而不同，难阅读、难查错、难修改。2、汇编语言用一组字母、数字或字符来代替机器指令的语言称为汇编语言。与机器语言相比，使用汇编语言编写程序可以用助记符来表示指令的操作码和操作对象，也可以用标号和符号来代替地址。特点与缺点：特点：便于识别和记忆，执行效率较高。缺点： （1）计算机不能直接执行，必须通过“翻译” 程序 “汇编程序”的帮助，才能转换成相应的机器代码，才能被执行。（2）不同CPU的指令系统其相应的汇编语言不同从而形成了对机器有依赖性。3、高级语言是一种接近人们熟悉、习惯的自然语言和数学语言描述的程序设计语言。程序中可以采用具有一定含义的数据命名和容易理解的执行语句。这些语句易学、易用、易维护，且在一定程度上与机器无关，给编程带来了极大的方便。特点与缺点： 特点：程序易设计、理解与维护，容易保证程序正确性。缺点：执行速度没有低级语言高，因为计算机硬件不能直接识别高级语言中的语句，需要先“翻译”，再执行。五、程序设计步骤1、明确问题（弄清楚做什么）2、系统设计（怎么做：抽象出数据结构设 计对数据的操作）3、用计算机语言编制程序4、调试程序六、机器数及表示方法计算机中的数是用二进制来表示和存储的，数的符号也是用二进制来表示的（1代表负数；0代表正数）。机器数：把一个数连同其符号在内在机器中的表示加以数值化，这样的数称为机器数。 机器数的表示方法：计算机中通常使用二进制补码 的形式来表示一个数。（因为补码运算可以连同符号位一起参与运算，这便于运算器的设计与实现）七、字符表示法计算机系统可以识别及处理的字符在机器中用二进制数来表示。常采用ASCII码（美国信息交换标准代码）来表示。这种代码用一个字节（8位二进制码）来表示一个字符，其中低7位为字符的ASCII码值，最高位一般用作校验位。第 1 章 概述1.1 C语言简介C语言是一种流行的计算机高级程序设计语言，它设计精巧，功能齐全，不仅是开发系统软件的理想工具，也是开发应用软件的理想程序设计语言。C语言能够在多种操作系统下运行。1.2 C语言的特点C语言之所以能成为应用很广的计算机高级程序设计语言之一，是因为它有以下特点：1、语言短小精悍，基本组成部分紧凑、简洁。 C语言只有32个标准关键字、42个标准运算符和9种控制语句，语言的组成精练、简洁，而且使用方便灵活。 2、运算符丰富，表达能力强。C语言具有“高级语言”和“低级语言”的双重特点 ，其运算符包含的内容广泛，所生成的表达式简练、灵活，有利于提高编译效率和目标代码的质量。3、数据类型丰富，结构化好。 C语言提供了编写结构化程序所需要的各种数据类型和控制结构，这些丰富的数据类型和控制结构以及以函数调用为主的程序设计风格， 保证了利用C语言所编写的程序能够具有良好的结构化。4、提供了某些接近汇编语言的功能，有利于编写系统软件。这些功能包括：可以直接访问物理地址，并能进行二进制位运算等。5、C程序所生成的目标代码质量高C程序所生成的目标代码的效率仅比用汇编语言描述同一个问题低20%左右，C语言描述问题直观、快捷、工作量小、可读性好、易于调试、修改和移植。因此，C语言编写的程序执行效率高。6、C程序的可移植性好在C语言提供的语句中，没有直接依赖与硬件的语句和与硬件有关的操作。因此，用C程序编写的程序能够很容易地从一种计算机环境移植到另一种计算机环境中。弱点：1、运算符的优先级太多不易记忆，且与日常习惯不完全一致。2、由于语言的语法限制不太严格，在增加了程序设计灵活性的同时，在一定程度上也降低了某些安全性。（这对程序设计人员提出了更高的要求）3、类型检查机制弱，导致有些错误不能在编译时发现。1.3 C程序结构和书写风格用C语言编写的程序，称为C语言源程序，简称C程序。 任何一种计算机语言，与人类自然语言一样，都有特定的语法规则和特定的表现形式。用一种计算机语言所编写的程序，其书写格式和程序结构的构成规则，就是该种语言特点的具体体现。1.3.1 简单C程序介绍程序1：编写一个C程序，程序功能为在标准输出设备（显示器）上显示指定字符串： “ welcome to use C ”。源程序为：#include main( )printf(“ welcome to use C n”) ;程序运行结果为： welcome to use C 程序2：计算两个整数之和并显示其结果#include main( )int x , y , sum ;x = 32 ;y = 67 ;sum = x + y ;printf(“%d + %d = %d n”, x , y, sum) ;显示结果格式为：32+67=99程序3：用函数调用法求任意两个整数中的较大者 。#include main( ) int a , b , c ;scanf(“%d，%d” , c=max(a ,b); 运行程序时若输入：printf(“max = %dn”, c); 28，66【回车】 则运行结果为：int max(int x , int y) max=66 int z ;if(x>y) z=x ;else z=y ;return z ;1.3.2 C 程序结构从前述例子，可总结C程序结构的特点：（1）C程序可以由一个或多个函数构成，但任何一个完整的C程序都必须包含一个且只能包含一个主函数（main函数）。在程序中，无论main函数在何位置，执行程序时总是从main函数开始执行，且在主函数中结束整个程序的执行，即主函数的结束就是整个程序的结束。 （2）函数是程序的基本单位，一个程序功能的实现需通过各个函数的功能来实现，而函数的功能是通过函数之间的相互调用来实现。程序中所使用的函数可以是系统提供的标准库函数，也可以是用户根据需要自定义的函数。（3）一个函数是由函数首部和函数体构成，函数首部包括函数名、函数类型和函数参数等。函数体是用左右花括号括起来的部分，它包括局部变量的定义和一组执行语句。函数的功能就是由函数体中的语句完成的。C程序中用到的所有变量都必须遵循“先定义后使用”的原则，每一个执行语句必须由“；”（分号）结束。（4）在函数之外还可以包含一个说明部分，称为外部说明，它可以包括预编译命令、外部变量的说明等。 （5）在程序中可以加入注释，格式为： /* 注释内容 */ ，注释为非执行语句，它对程序的编译和执行结果无任何影响，使用的目的是增强程序的可读性。1.3.3 C 程序的书写风格（1）为了提高程序的可读性，在书写程序时建议使用“锯齿形”的书写方式，即根据语句的从属关系，以缩进书写的形式来体现语句的层次关系。即在语句之前加上适当的空格字符，使处于同一层次的语句从同一列开始书写；（2）建议一行只写一个语句（C 允许在一行内写多个语句）；(3）用小写字母书写程序，大写字母一般用作符号常量或其它用途；（4）标识符（变量名、函数名等）的定义应尽量做到“见名知意”；（5）适当地使用输入/输出时的提示信息，以增强程序的可读性和方便程序的调试。1.4 C程序的编辑、编译和运行从编写一个源程序到在计算机上得到运行结果，基本步骤有编辑、编译、连接和运行，每一步的大致含义是：（1）编辑（输入/修改源程序的过程）用某种编辑软件，将C语言源程序输入到计算机，并以文件的形式存入到磁盘（外存）中。经过编辑后得到的文件以.C或.CPP为文件类型名，称为C或C+源文件。（ASCII码组成的文件，其中的代码机器不能识别）（2）编译（检查程序中语法错误并生成目标代码的过程）对编辑的源文件进行编译（翻译）以产生目标代码文件（将高级语言源程序翻译成机器代码）。编译的过程同时也是检查源程序中各语句是否存在语法错误的过程，当排除了源程序中的所有的语法错误后，可得到相应的目标文件，目标文件以 .OBJ 为文件类型名。 （3）连接 （将生成的目标代码与库函数等连接的过程）经过编译后的目标文件是不能直接运行的，需要经过连接后才能生成可执行代码（可执行文件），可执行文件是以 .EXE 为文件类型名。 （4） 运行（检查程序逻辑错误及执行程序获得结果的过程）通过运行可执行文件（.exe文件）可获得程序运行结果。若程序中存在逻辑错误，系统将给予提示，此时需对程序进行相应修改 ，再重复（1）（4）步。总结上机主要步骤：输入源程序 保存源程序 编译源程序 连接目标代码 运行程序 第 2 章 基本数据类型任何一种语言都有相应的语法规则，而语法规 则是由语言的基本元素构成。C 语言包含以下基本 元素。2.1 标识标识符和关键字2.1.1 标识符 （用户定义的标识符）C 程序中的每一个变量、数组、函数和文件都 必须有一个唯一的名称用于系统识别和使用，该名 称被称为标识符。（标识符是一个名字，用来标识 变量、常量、数组、函数和文件的名字）标识符的定义规则：（1）一个标识符只能由字母、数字和下划线构成，且第一个字符必须是英文字母或下划线。标识符是 由用户根据实际问题的需要自己定义的； （2）在定义标识符时，大、小写字母是有区别的，习惯上，标识符用小写字母表示；（3）标识符的长度要求随不同的编译系同而不同，一般最好不要超过八个字符；（4）在定义时，除保证合法性外，最好做到“见名知意”，以提高程序的可读性。2.1.2 关键字（系统定义的标识符）关键字是一类具有特定含义，专门用作语言的特定成分的标识符。在程序设计中常处于特定的位置，不能当作一般的标识符来使用。在使用关键字时要注意，关键字都是小写的，且书写时不能跨行书写。2.2 C 语言的数据类型2.2.1 数据类型概念算法处理的对象是数据，数据就是程序中的实际数值。数据是以某种特定的形式存在的（如整数、实数、字符等形式）。根据数据的取值范围、可参加的运算以及在计算机中的存储方式等，可以把数据分为各种不同的类型。2.2.2 程序的概念一个程序应包含以下两方面的内容：（1）对数据的描述：即在程序中要指定所使用数据的数据类型和数据的组织形式，即描述数据结构；（2）对操作的描述：即对数据的操作步骤的描述，亦即算法描述。 即：程序 = 数据结构 + 算法2.2.3 C 语言的数据类型类型列表见教材（整型、实型、字符型等）C 语言中，所处理的数据根据用途分为不同的数据类型，且分为常量和变量，程序在运行过程中就是