21天學通C語言 第1章 C語言與程序概述

第1章 C語言與程序概述 C語言是現在世界上應用最廣泛，最受歡迎的計算機語言之一。在本章的學習中需要掌握以下知識點： 數據結構的概念和作用； 算法的概念和作用； 結構化程序設計的方法； 三種基本結構； 程序流程圖和N-S流程圖。 1.1 C語言歷史 C語言已經經歷了幾十年的發展。在學習C語言之前，應該要先了解C語言是如何誕生的，它的歷史是怎么樣的。本節將介紹C言語的誕生、C語言的標準化過程及其重要特點，最后還將展示一個標準的“Hello, world!”的程序。 1.1.1 C語言的誕生 C語言是由著名的計算機科學家Dennis Ritchie創造的，其歷史可以追溯到ALGOL 60。ALGOL 60，也稱為A語言，是純粹的面向描述計算過程的語言。 C語言的直接前身B語言就是從BCPL發展而來的。 在1972～1973年間，Denis Ritchie改進了B語言，為其添加了數據類型的概念，并將原來的解釋程序改寫為可以在直接生成機器代碼的編譯程序，并將其命名為C。 現在，C語言已成為用途最為廣泛的計算機高級語言，不僅可以用于編寫系統軟件，還可以用于構建各個領域的應用軟件。 1.1.2 C語言的標準化 C語言發展到現在已經經歷了3個標準，分別為K&R C、C89和C99。 1．K&R C 2．C89或ANSI C 3．C99 1.1.3 C語言的特點 C語言之所以得到如此迅速的發展，并成為應用最廣泛、最受歡迎的計算機語言之一，主要是因為它語法靈活、使用方便，并能實現高效而強大的功能。C語言具有以下特點： 1．使用方便，功能強大 2．便于結構化編程 3．C語言是中級語言 4．執行效率高 5．C程序可移植性好 1.1.4 Hello, world! 作為結構性語言，C程序的結構十分嚴整。下面來認識一下第一個C程序，這是十分著名的“Hello, world!”程序。這個程序經常被用作介紹各種語言的第一個程序，其功能是向屏幕打印一個字符串“Hello, world!”。 1.2 數據結構與算法 一般來說，程序由數據結構和算法兩個部分組成。數據結構是一個一個的實體，而算法是將它們聯系在一起的各種手段。學習程序首先要了解數據結構和算法的概念，以及它們之間的關系。由于篇幅有限，本小節將只是簡要地介紹數據結構和算法的一些基本知識，要想深入了解數據結構和算法，還需要讀者去學習其他專門的材料。 1.3 程序設計 如本章1.1.3小結所述，C語言是一門便于結構化編程的語言。結構化編程，也就是結構化程序設計。那么，什么是結構化程序設計呢？結構化程序設計有什么好處？通過本小節的學習，讀者可以得到這些問題的答案，同時會為學習以結構化程序設計為指導思想的C語言程序設計打下一個良好的鋪墊。 1.3.1 結構化程序設計 結構化程序設計是荷蘭科學家E.W.Dijikstra在1965年提出的，其主要思想是通過分解復雜問題為若干簡單問題的方式降低程序的復雜性。它的主要觀點是采用自頂向下、逐步細化的程序設計方法，同時嚴格使用三種基本控制結構構造程序。 三種基本控制結構是指順序結構、選擇結構和循環結構。所有的程序結構都可以分解為這三個基本控制結構。 1.3.2 三種基本結構 按照操作的執行順序，程序可以分為三類基本結構：順序結構、選擇結構和循環結構。1996年，計算機科學家Bohm和Jacopini證明：任何簡單或復雜的算法都可以由順序結構、選擇結構和循環結構這三種結構組合而成。所以，這三種結構就被稱為程序設計的三種基本結構，也是結構化程序設計建議采用的結構。 1．順序結構 在順序結構的程序里，各操作是按照它們出現的先后順序執行的。如下圖所示，操作1和操作2按自上而下地順序執行。這是最簡單的一種基本結構。這個結構里只有一個入口點A和一個出口點B，其特點是從入口點A開始，按順序執行所有操作，直至出口點B處。事實上，所有的程序的總流程總是一個順序結構。 2．選擇結構 選擇結構，也叫分支結構。選擇結構的程序里存在一些分支，程序通過對一些條件的判斷選擇執行的分支。按照分支數，選擇結構又可以分為單選擇、雙選擇和多選擇三種形式。 雙選擇結構是最常見的，如下圖所示，結構中有兩個分支，必須要執行其中一支；如果滿足條件則執行操作1，否則執行操作2。 2．選擇結構 單選擇結構如下圖所示，當雙選擇結構中某個分支為空時，就稱為單選擇結構。 多選擇結構如下圖所示，有多個分支共存，程序根據Type值來選擇其中之一執行。 3．循環結構 在循環結構中，是反復地執行一系列操作，直到某條件為假(或為真)時才終止循環。按照判斷條件出現的位置，可以分為while循環結構和until循環結構。 while循環結構中，先判斷條件

總結

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