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实用c语言程序设计第1章._图文

21世纪高等院校规划教材 实用C语言 程序设计教程 中国水利水电出版社 第1章 程序设计及C语言概述 本章首先介绍算法和程序的概念以及程序设计的一般过 程,然后介绍C语言的特点、C语言程序的结构,其次介绍 Turbo C 2.0集成环境下的上机操作过程,最后介绍算法流 程图和N-S盒图以及结构化程序设计的概念。学习本章的目 的是使读者对C语言和程序设计有一个概略的了解,并掌握 上机运行简单程序的操作步骤。 第1章程序设计及C语言 概述 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 算法与程序设计 C语言的特点 C语言程序的结构 TURBO C上机操作 流程图及N-S盒图 结构化程序设计概要 1.1 算法与程序设计 1.1.1 算法 1.1.2 程序 1.1.3 程序设计语言 1.1.4 程序设计的一般过程 1.1.1 算法 计算机解决问题所依据的步骤称为计算机算法, 或简称算法。请看下面几个例子。 【例1-1】计算1+2+3+…+100,可采取以下两种算法中 的一种。 算法一。可以设两个变量(变量是指其值可以改变的 量),一个变量代表和(s),一个变量代表加数 (i),用循环算法表示如下: 第一步:0?s,1?i。 第二步:s+i?s。 第三步:i+1?i。 第四步:如果i≤100,转第二步;否则,转第五步。 第五步:输出结果s,结束。 算法二只有两步: 第一步:100×101/2?s。 第二步:输出s,结束。 【例 1-2】判断一个大于等于 3的正整数是不是素数。 所谓素数是指除了1和该数本身之外,不能被其他任 何整数整除的数,例如23是素数,因为它不能被2, 3,4,……,21,22整除。 判断素数的方法很简单,例如判断n(n≥3)是 不是素数,只需将n作为被除数,将2到(n-1)各个 整数轮流作除数,作除法运算,如果都不能被整除 (余数不为0),则n是素数。算法表示如下: 第一步:输入n的值。 第二步:i作除数,2?i。 第三步:n除以i,得余数r。 第四步:如果r=0,表示n能被i整除,则打印n不是素 数,转第七步;否则执行第五步。 第五步:i+1?i。 第六步:如果i≤n-1,返回第三步;否则打印n是素数, 转第七步。 第七步:结束。 算法的属性: 1.有穷性 有穷性是指一个算法的操作步骤必须是有限的和合 理的,即在合理的范围之内结束算法。例如求整数 累加和的算法,由于整数本身是个无限集合,如果 不限定其范围,会导致求解步骤是无限的。又例如, 计算机执行某个算法需要几千年,虽然是有限的, 但却是不合理的。当然,究竟什么算“合理”,并 没有严格标准,由人们的常识和需要而定。 2.确定性 算法中每个操作步骤都应当是明确的,而不应是含糊 的、模棱两可的。在计算机算法中最忌讳的是歧义性,所 谓“歧义性”是指可以被理解为两种或多种可能的含义。 因为计算机至今还没有主动思维的能力,如果给定的条件 不确定,计算机就无法执行。例如,“计算3月1日是一 年中的第几天”,这个问题是不确定的,因为没有指明哪 一年,不知道是不是闰年,闰年和平年2月份的天数不一 样,所以无法执行。 3.有零个或多个输入 执行算法时需要从外界获得必要信息的操作 称为输入。输入的数据个数根据算法确定。例如 计算1~100累加和的算法不需要输入;计算n! 的算法需要输入n的值;计算m和n的最大公约数 和最小公倍数则需要输入m和n两个数的值。 4.有一个或多个输出 执行算法得到的结果就是算法的输出,没有输出 的算法是没有意义的。 最常见的输出形式是屏幕显示或打印机输出,但 并非惟一的形式。执行算法的目的就是为了求解, “解”就是输出。 5.有效性 算法中的每一个步骤都应当有效地执行,并 得到确定的结果。例如当b=0时,a/b是不能有效 执行的。又例如,在C语言中,“a%b”中的a和b 都必须是整型数据,否则也不能有效执行。 算法有优劣之分,一般希望用简单的和运算 步骤少的算法。因此,为了有效地进行解题,不 仅要保证算法正确,还要考虑算法的质量,选择 合适的算法。 1.1.2 程序 用计算机语言描述的算法称为计算机程序,或简 称程序。只有用计算机语言描述的算法才能在计算机 上执行。换言之,只有计算机程序才能在计算机上执 行。人们编写程序之前,为了直观或符合人类思维方 式,常常先用其他方式描述算法,然后再翻译成计算 机程序。 1.1.3程序设计语言 人类社会中有多种语言交流工具,每种语言又都有 它的语法规则。人和计算机通信需要通过计算机语言。计 算机语言是面向计算机的人造语言,是进行程序设计的工 具,因此也称程序设计语言。程序设计语言可以分为机器 语言、汇编语言、高级语言。高级语言种类繁多(据统计 有上千种),曾经引起广泛关注和使用的高级语言有 FORTRAN、BASIC、Pascal和C等命令式语言(或称过 程式语言);有LISP、PROLOG等陈述式语言;还有当 前流行的面向对象的程序设计语言,例如C++、Java、 Visual C++、Visual Basic、Delphi、PowerBuilder 等。 计算机硬件能直接执行的是机器语言程序。汇编 语言也称符号语言,用汇编语言编写的程序称汇编语 言程序。计算机硬件不能识别和直接运行汇编语言程 序,必须由“汇编程序”将其翻译成机器语言程序后 才能识别和运行。同样,高级语言程序也不能被计算 机硬件直接识别和执行,必须把高级语言程序翻译成 机器语言程序才能执行。语言处理程序就是完成这个 翻译过程的,按照处理方式的不同,可以分为解释型 程序和编译型程序两大类。C语言采用编译程序,即 把用C语言写的“源程序”编译成“目标程序”,再 通过连接程序的连接,生成“可执行程序”才能运行。 具体过程将在1.4节中详细说明。 1.1.4 程序设计的一般过程 1.建立数学模型 2.算法描述 ? 3.编写程序 4.程序测试 1.2

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