第一章半導(dǎo)體元件1.1程序設(shè)計(jì)語言

1.2程序設(shè)計(jì)

1.3C語言概述習(xí)題1

本章學(xué)習(xí)要求：

1.了解程序設(shè)計(jì)的語言分類，掌握算法的概念、算法描述方法、流程圖的三種基本結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)化流程圖的畫法以及結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的方法。

2.了解C語言的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀，認(rèn)識(shí)C程序的結(jié)構(gòu)，掌握C語言的特點(diǎn)及其編譯，熟練運(yùn)用C程序的上機(jī)步驟。

人們要利用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題，比如數(shù)值計(jì)算問題就需要人與計(jì)算機(jī)之間的交流，這種交流能使計(jì)算機(jī)按照人的意愿完成一系列的操作，實(shí)現(xiàn)這種交流的一種橋梁就是計(jì)算機(jī)語言，又稱為程序設(shè)計(jì)語言。由程序設(shè)計(jì)語言編寫，用來使計(jì)算機(jī)完成一定操作任務(wù)的“文章”稱為程序，編寫程序的工作稱為程序設(shè)計(jì)。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，程序設(shè)計(jì)語言經(jīng)歷了由低級(jí)到高級(jí)的多個(gè)發(fā)展階段，程序設(shè)計(jì)方法也得到了不斷的發(fā)展和提高。

程序設(shè)計(jì)語言是人們根據(jù)計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)以及描述問題的需要設(shè)計(jì)出來的。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，不同風(fēng)格的語言不斷出現(xiàn)，逐步形成了計(jì)算機(jī)語言體系。

計(jì)算機(jī)語言按其發(fā)展過程一般分為機(jī)器語言、匯編語言和高級(jí)語言。1.1程序設(shè)計(jì)語言1.1.1機(jī)器語言

機(jī)器語言是最底層的計(jì)算機(jī)語言。用機(jī)器語言編寫的程序，計(jì)算機(jī)硬件可以直接識(shí)別。在用機(jī)器語言編寫的程序中，每一條機(jī)器指令都是二進(jìn)制形式的指令代碼，即由一連串的二進(jìn)制0和1組合起來的編碼，每一條指令規(guī)定了計(jì)算機(jī)要完成的某個(gè)操作。在指令代碼中，一般包括操作碼和地址碼，其中操作碼告訴計(jì)算機(jī)進(jìn)行何種操作，即“干什么”；地址碼則指出被操作的對(duì)象存放在哪里。機(jī)器語言程序都是由二進(jìn)制0和1組成的系列，程序編寫起來非常繁瑣，可以用“難學(xué)、難記、難寫、難檢查、難調(diào)試”來概括，尤其是用機(jī)器語言編寫的程序完全依賴于機(jī)器，程序的可移植性差。但是，由于用機(jī)器語言編寫的程序直接針對(duì)計(jì)算機(jī)硬件，因此它的執(zhí)行效率比較高，能充分發(fā)揮出計(jì)算機(jī)的速度性能，這也是機(jī)器語言的優(yōu)點(diǎn)。1.1.2匯編語言

為了克服機(jī)器語言的缺點(diǎn)，人們對(duì)機(jī)器語言進(jìn)行了改進(jìn)，用一些容易記憶和辨別的有意義的符號(hào)代替機(jī)器指令，如：用指令助記符來代替機(jī)器語言指令代碼中的操作碼，用地址符號(hào)來代替地址碼。用這樣一些符號(hào)代替機(jī)器指令所產(chǎn)生的語言就稱為匯編語言，也稱為符號(hào)語言。

例如：為了計(jì)算表達(dá)式“9

+

8”的值，用匯編語言編寫的程序與用機(jī)器語言(8086CPU的指令系統(tǒng))編寫的程序如表1.1所示。

表1.1匯編語言程序與機(jī)器語言程序舉例從表1.1中可以看出，在該匯編語言程序中，以MOV(MOVE的縮寫)代表“數(shù)據(jù)傳送”，ADD代表“加”，HLT

(HALT的縮寫)代表“停止”等。這些符號(hào)含義明確，容易記憶，因而又稱為助記符。由這些助記符編寫的程序，可讀性好，容易查錯(cuò)，修改方便；但計(jì)算機(jī)硬件不能直接識(shí)別，必須由一種專門的翻譯程序?qū)R編語言程序翻譯成機(jī)器語言程序后，計(jì)算機(jī)才能識(shí)別并執(zhí)行。這種翻譯的過程稱為“匯編”，負(fù)責(zé)翻譯的程序稱為匯編程序，翻譯出的程序稱為目標(biāo)程序，而翻譯前的程序稱為源程序。匯編程序的作用如圖1.1所示。

圖1.1匯編程序的作用匯編語言也是一種面向機(jī)器的語言，但比機(jī)器語言易讀、易改，執(zhí)行速度與機(jī)器語言相當(dāng)，比高級(jí)語言快很多，因此直到現(xiàn)在仍在實(shí)時(shí)控制、實(shí)時(shí)處理領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。1.1.3高級(jí)語言

機(jī)器語言和匯編語言都是面向機(jī)器的語言，一般稱為低級(jí)語言。低級(jí)語言對(duì)機(jī)器的依賴性很大，而且與自然語言相距甚遠(yuǎn)，不符合人們的表達(dá)習(xí)慣。

為了從根本上改變語言體系，必須從兩方面入手：一方面是力求接近于自然語言；另一方面是力求脫離具體機(jī)器，使語言與指令系統(tǒng)無關(guān)，達(dá)到程序通用的目的，這就要求程序的可移植性好，一個(gè)可移植性好的程序，應(yīng)用在各種計(jì)算機(jī)和操作環(huán)境中都能運(yùn)行，并得到同樣的結(jié)果。因此，從20世紀(jì)50年代中期開始逐步發(fā)展出面向問題的程序設(shè)計(jì)語言，稱為高級(jí)語言。高級(jí)語言與具體的計(jì)算機(jī)硬件無關(guān)，其表達(dá)方式接近于被描述的問題，易為人們接受和調(diào)試，使編程效率得到大幅度的提高。高級(jí)語言的顯著特點(diǎn)是獨(dú)立于具體的計(jì)算機(jī)硬件，通用性和可移植性好。例如前面計(jì)算“9

+

8”的問題，如果使用BASIC、C語言或PASCAL語言來編程，就變得十分簡(jiǎn)單，而且易于理解，如表1.2所示。

表1.2高級(jí)語言程序舉例在使用高級(jí)語言設(shè)計(jì)程序時(shí)，可以有兩種設(shè)計(jì)方法：一種是面向過程的程序設(shè)計(jì)方法，另一種是面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法。例如：早期出現(xiàn)的BASIC、PASCAL、FORTRAN、COBOL、C等高級(jí)語言，采用的是面向過程的程序設(shè)計(jì)方法；而較新的VisualBasic、VisualC++、VisualFoxpro、Delphi、Java等采用的是面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法。

必須指出，用任何一種高級(jí)語言編寫的程序(源程序)，都要通過編譯程序翻譯成機(jī)器語言程序(稱為目標(biāo)程序)后計(jì)算機(jī)才能執(zhí)行，如C語言程序；或者通過解釋程序邊解釋邊執(zhí)行，如BASIC語言程序。

從程序設(shè)計(jì)語言的發(fā)展過程和上述的例子可以看出，程序設(shè)計(jì)語言越低級(jí)，就越靠近計(jì)算機(jī)硬件，其描述的程序就越復(fù)雜，其中的每一條指令(或語句)也就越難懂。反之，程序設(shè)計(jì)語言越高級(jí)，就越靠近人的表達(dá)與思維方式，其描述的程序就越簡(jiǎn)單，其中的每一條語句也就越容易理解，也越接近人的自然語言。

程序是由程序設(shè)計(jì)語言編寫的，用于完成特定的任務(wù)。計(jì)算機(jī)之所以能夠自動(dòng)地、有條不紊地工作，正是因?yàn)橛?jì)算機(jī)能夠按照程序所規(guī)定的步驟一步一步地執(zhí)行相應(yīng)的操作。什么是程序設(shè)計(jì)？對(duì)于初學(xué)計(jì)算機(jī)的人來說，往往簡(jiǎn)單地把它理解為編制一個(gè)程序。其實(shí)不然，至少是不全面的。實(shí)際上，程序設(shè)計(jì)包括多方面的內(nèi)容，而具體編制程序只是其中的一個(gè)方面。著名的計(jì)算機(jī)科學(xué)家沃思(NikiklausWirth)提出：

程序

=

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

+

算法1.2程序設(shè)計(jì)

實(shí)際上隨著程序設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，一個(gè)程序除了有以上兩個(gè)主要要素之外，還應(yīng)涉及到程序設(shè)計(jì)方法和語言工具等。因此，可以這樣表示：

程序

=

算法

+

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

+

程序設(shè)計(jì)方法

+

語言工具和環(huán)境

也就是說，以上四個(gè)方面是一個(gè)程序設(shè)計(jì)人員所應(yīng)具備的知識(shí)。在設(shè)計(jì)一個(gè)程序時(shí)要綜合運(yùn)用這幾方面的知識(shí)。在這四個(gè)方面中，算法是靈魂，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是加工對(duì)象，語言是工具，編程需要采用合適的方法。1.2.1算法

算法是解決“做什么”和“怎么做”的問題。算法體現(xiàn)在程序中就是程序操作語句。

1.算法及其特性

1)算法

所謂算法，就是解決某類問題的方法。確切地說，就是對(duì)某一類特定的問題，給出解決該問題的一系列(有窮的)操作，而每一操作都有其確定的意義，并在有限時(shí)間內(nèi)可以計(jì)算出結(jié)果。一個(gè)算法有多個(gè)輸入量，它是問題給出的初始數(shù)據(jù)，經(jīng)過算法的實(shí)現(xiàn)，它有一個(gè)或多個(gè)輸出量，這就是算法對(duì)輸入運(yùn)算的結(jié)果，即問題的解答。本書中所關(guān)心的只限于計(jì)算機(jī)算法，即計(jì)算機(jī)能執(zhí)行的算法。例如：讓計(jì)算機(jī)計(jì)算1+2+3+4，或?qū)?00個(gè)學(xué)生的C語言成績按高低分排序，這些計(jì)算機(jī)可以做到，而讓計(jì)算機(jī)去執(zhí)行諸如“買一份報(bào)紙”或“炒青菜”，則是做不到的(至少目前還做不到，除非以后人工智能達(dá)到一定程度才行)。

計(jì)算機(jī)算法可分為兩大類：數(shù)值算法和非數(shù)值算法。數(shù)值算法是為了解決求數(shù)值解的問題，例如求方程的根、求方程組的解和求定積分等，數(shù)值算法的研究將在“數(shù)值計(jì)算方法”(或稱“計(jì)算方法”)這門課中解決。非數(shù)值算法能解決的問題非常廣泛，最常見的是用于事務(wù)管理領(lǐng)域，如財(cái)務(wù)管理、人事管理、行車調(diào)度管理等，一部分非數(shù)值算法(如排序、查找等)將在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”這門課中得到體現(xiàn)。

2)算法的特點(diǎn)

算法具有如下特點(diǎn)：

(1)確定性。算法中的每一個(gè)步驟都應(yīng)當(dāng)是確定的，而不應(yīng)當(dāng)是含糊的、模棱兩可的。也就是說，每一個(gè)操作步驟都有確切的含義，無二義性。

(2)有窮性。一個(gè)算法必須在有限步驟后結(jié)束，要么計(jì)算出結(jié)果，要么非正常結(jié)束(說明算法有問題)?？傊?，算法的步驟不能是無限的。

(3)可執(zhí)行性。算法中的每一個(gè)步驟對(duì)計(jì)算機(jī)來說都應(yīng)當(dāng)是可以有效執(zhí)行的，并得到確定的結(jié)果。

(4)輸入。輸入是執(zhí)行算法時(shí)需要從外界取得必要的信息。一個(gè)算法可以沒有輸入，也可以有一個(gè)或多個(gè)輸入。

(5)輸出。算法是用來解問題的，使用算法就是要得到問題的“解”，即輸出。因此，一個(gè)算法必須得到結(jié)果，也就是算法的輸出。一個(gè)算法必須有一個(gè)或多個(gè)輸出，如果沒有輸出，算法就沒有意義，等于問題沒有得到解決。

3)算法的評(píng)價(jià)

如何評(píng)價(jià)一個(gè)算法呢？對(duì)算法的要求有：必須是正確的，必須能高效率執(zhí)行，即占用內(nèi)存空間少，所需運(yùn)行時(shí)間短。于是，對(duì)算法的評(píng)價(jià)可以從兩個(gè)方面進(jìn)行：①執(zhí)行算法所需的時(shí)間長短；②執(zhí)行算法所需的計(jì)算機(jī)內(nèi)存容量大小。

要想確切評(píng)價(jià)一個(gè)算法，必須采用算法分析方法。算法分析的標(biāo)準(zhǔn)是算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。這些概念可以參閱數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)資料，這里不再一一贅述。

2.算法的描述

一個(gè)算法設(shè)計(jì)好后，可以采用不同的表示形式，以便交流和閱讀。常用描述算法的方法有自然語言、偽代碼、流程圖。

1)自然語言

自然語言就是人們?nèi)粘Ｊ褂玫恼Z言，可以是漢語、英語或其他語言。用自然語言描述算法具有通俗易懂的優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)也比較多，體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)比較繁瑣。往往要用一段繁瑣的文字才能說清楚程序所要進(jìn)行的操作。

(2)容易出現(xiàn)“歧義性”。自然語言往往要根據(jù)上下文才能正確判斷出其含義，不太嚴(yán)謹(jǐn)。

(3)用自然語言容易描述順序執(zhí)行的步驟，但如果算法中包含判斷和轉(zhuǎn)移情況時(shí)，用自然語言就不那么直觀清晰了。

例1.1

將兩個(gè)變量x和y的值互換。

問題分析：兩個(gè)人交換座位，只要各自去坐對(duì)方的座位就行了，這是直接交換。一瓶酒和一瓶醋互換，就不能直接從一個(gè)瓶子倒入另一個(gè)瓶子，必須借助一個(gè)空瓶子，先把酒倒入空瓶，再把醋倒入已倒空的酒瓶，最后把酒倒入已倒空的醋瓶，這樣才能實(shí)現(xiàn)酒和醋的交換，這是間接交換。

在計(jì)算機(jī)中交換兩個(gè)變量的值不能用兩個(gè)變量直接交換的方法，而必須采用間接交換的方法。因此，這里需設(shè)一個(gè)中間變量z(相當(dāng)于空瓶子)。

用自然語言描述如下：

步驟1，將x值存入中間變量z中：x→z。

步驟2，將y值存入變量x中：y→x。

步驟3，將中間變量z的值存入y中：z→y。

2)偽代碼

偽代碼(pseudocode)一般介于自然語言與程序設(shè)計(jì)語言之間，它具有自然語言靈活的特點(diǎn)，同時(shí)又接近于程序設(shè)計(jì)語言的描述。但需指出，用偽代碼所描述的算法，一般不能直接作為程序來執(zhí)行，最后還需轉(zhuǎn)換成用某種程序設(shè)計(jì)語言所描述的程序。偽代碼與程序設(shè)計(jì)語言最大的區(qū)別就在于，偽代碼描述比較自由，不像程序設(shè)計(jì)語言那樣受語法的約束，只要使得人們能理解就行，而不必考慮計(jì)算機(jī)處理時(shí)所要遵循的規(guī)定或其他一些細(xì)節(jié)。例如，在例1.1中，將兩個(gè)變量x和y的值互換，可以用偽代碼描述如下：

BEGIN

xz

yx

zy

END

在偽代碼描述算法中，關(guān)鍵字可以使用英文，也可以用中文，還可以使用一些符號(hào)來表示，并無固定的、嚴(yán)格的語法規(guī)則，只要將意思表達(dá)清楚，并且書寫的格式要清晰易讀就可以了，總之，在偽代碼描述算法時(shí)只需遵循便于書寫和閱讀的原則即可。

3)流程圖

流程圖是用一些圖框、流程線以及文字說明來表示算法。用流程圖來表示算法，更加直觀、形象、容易理解。

(1)傳統(tǒng)流程圖。美國國家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)ANSI(AmericanNationalStandardInstitute)規(guī)定了一些常用的流程圖符號(hào)，各種流程圖符號(hào)表示如下：

例1.2

判斷一個(gè)數(shù)n是否是素?cái)?shù)的算法用流程圖表示，如圖1.2所示。

這種傳統(tǒng)流程圖雖然形象直觀，但對(duì)流程線的使用沒有限制，流程隨意轉(zhuǎn)移，甚至可能變得毫無規(guī)律，難以閱讀和維護(hù)。

圖1.2判斷n是否是素?cái)?shù)

(2)結(jié)構(gòu)化流程圖。傳統(tǒng)流程圖中流程線的用法不受限制，可能會(huì)導(dǎo)致流程圖毫無規(guī)律。針對(duì)以上問題，1966年，Bohra和Jacopini提出了三種基本結(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(gè)良好算法的基本單元，可以改進(jìn)傳統(tǒng)流程圖，使傳統(tǒng)流程圖結(jié)構(gòu)化，從而大大提高了流程圖的規(guī)律性，也便于人們閱讀和維護(hù)。

①順序結(jié)構(gòu)。順序結(jié)構(gòu)是最簡(jiǎn)單的一種基本結(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)在執(zhí)行順序結(jié)構(gòu)的程序時(shí)，按語句出現(xiàn)的先后次序依次執(zhí)行。如圖1.3(a)所示，計(jì)算機(jī)將先執(zhí)行A操作，再執(zhí)行B操作。

圖1.3順序結(jié)構(gòu)與選擇結(jié)構(gòu)流程圖②選擇結(jié)構(gòu)。當(dāng)程序在執(zhí)行過程中需要根據(jù)某種條件的成立與否有選擇地執(zhí)行一些操作時(shí)，就需要使用選擇結(jié)構(gòu)。圖1.3(b)表示了選擇結(jié)構(gòu)的流程圖。這種結(jié)構(gòu)包含一個(gè)判斷框，根據(jù)給定的條件是否滿足，從兩個(gè)分支路徑中選擇執(zhí)行其中的一個(gè)。從圖1.3(b)中可以看出，無論執(zhí)行哪一個(gè)分支路徑都將通過匯合點(diǎn)b，b點(diǎn)是選擇結(jié)構(gòu)的出口點(diǎn)。

③循環(huán)結(jié)構(gòu)。循環(huán)結(jié)構(gòu)用于規(guī)定重復(fù)執(zhí)行一些相同或相似的操作。要使計(jì)算機(jī)能夠正確地完成循環(huán)操作，就必須使循環(huán)在執(zhí)行有限次數(shù)后退出，因此，循環(huán)的執(zhí)行要在一定的條件下進(jìn)行。根據(jù)對(duì)條件的判斷位置不同，可以有兩類循環(huán)結(jié)構(gòu)：當(dāng)型循環(huán)和直到型循環(huán)。當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)如圖1.4(a)所示。當(dāng)程序運(yùn)行到a點(diǎn)時(shí)，從a點(diǎn)進(jìn)入當(dāng)型循環(huán)。首先判斷條件是否成立，如果條件成立，則執(zhí)行A操作；執(zhí)行完A操作后，再判斷條件是否成立，若仍然成立，再執(zhí)行A操作。如此反復(fù)執(zhí)行，直到某次條件不成立時(shí)為止，這時(shí)不再執(zhí)行A操作，而是從b點(diǎn)退出循環(huán)。顯然，在進(jìn)入當(dāng)型循環(huán)時(shí)，如果一開始條件就不成立，則A操作一次都不執(zhí)行。直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)如圖1.4(b)所示。當(dāng)程序運(yùn)行到a點(diǎn)時(shí)，從a點(diǎn)進(jìn)入直到型循環(huán)。首先執(zhí)行A操作，然后判斷條件是否成立，如果條件成立，則繼續(xù)執(zhí)行A操作；再判斷條件是否成立，若仍然成立，再執(zhí)行A操作。如此反復(fù)執(zhí)行，直到某次條件不成立時(shí)為止，這時(shí)不再執(zhí)行A操作，而是從b點(diǎn)退出循環(huán)。顯然，在進(jìn)入直到型循環(huán)時(shí)，A操作至少執(zhí)行一次。

圖1.4循環(huán)結(jié)構(gòu)流程圖以上三種基本結(jié)構(gòu)有以下共同的特點(diǎn)：

●只有一個(gè)入口。

●只有一個(gè)出口。

●每一個(gè)基本結(jié)構(gòu)中的每一部分都有機(jī)會(huì)被執(zhí)行到。也就是說，對(duì)每一個(gè)框來說，都應(yīng)當(dāng)有一條從入口到出口的路徑通過它。

●結(jié)構(gòu)內(nèi)不存在“死循環(huán)”(即無終止的循環(huán))。

已經(jīng)證明，由以上三種基本結(jié)構(gòu)組成的算法，可以解決任何復(fù)雜的問題，并且由基本結(jié)構(gòu)構(gòu)成的算法屬于“結(jié)構(gòu)化”的算法，不存在無規(guī)律的轉(zhuǎn)移。

(3)

N-S流程圖。1973年，美國學(xué)者I.Nassi和B.Shneiderman提出了另一種流程圖形式。在這種流程圖中完全去掉了流程線，全部算法寫在一個(gè)矩形框內(nèi)，在框內(nèi)還可以包含其他的框，該流程圖稱為N-S流程圖。這種流程圖用以下三種基本元素框來表示程序設(shè)計(jì)中的三種基本結(jié)構(gòu)。

①順序結(jié)構(gòu)。如圖1.5(a)所示，A和B兩個(gè)框組成一個(gè)順序結(jié)構(gòu)。A框或B框可以是一個(gè)簡(jiǎn)單的操作(如讀入數(shù)據(jù)或輸出等)，也可以是三種基本結(jié)構(gòu)之一。

②選擇結(jié)構(gòu)。如圖1.5(b)所示，當(dāng)條件P成立時(shí)執(zhí)行A框操作，P不成立時(shí)則執(zhí)行B框操作。這里A和B不可能同時(shí)都操作，這是兩個(gè)分支的選擇結(jié)構(gòu)。

圖1.5順序結(jié)構(gòu)與選擇結(jié)構(gòu)③循環(huán)結(jié)構(gòu)。當(dāng)型循環(huán)如圖1.6(a)所示，當(dāng)條件P1成立時(shí)反復(fù)執(zhí)行A框中的操作，直到P1條件不成立時(shí)為止。直到型循環(huán)如圖1.6(b)所示，反復(fù)執(zhí)行A框中的操作，直到P1條件不成立時(shí)為止。當(dāng)型循環(huán)與直到型循環(huán)的區(qū)別：當(dāng)型循環(huán)先判斷條件是否成立，再執(zhí)行循環(huán)中的A框；而直到型循環(huán)先執(zhí)行一次A框，再判斷條件是否成立；直到型循環(huán)最少會(huì)執(zhí)行一次A框，而當(dāng)型循環(huán)中如果第一次判斷時(shí)條件就不成立，則A框一次都不執(zhí)行。

例1.1算法的流程可以表示為圖1.7所示的形式。

圖1.6循環(huán)結(jié)構(gòu)

例1.3

求最大公約數(shù)的算法用N-S流程圖描述，如圖1.8所示。

N-S流程圖具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)：

●功能明確，即圖中的每個(gè)矩形框所代表的特定作用域可以明確地分辨出來。

●能夠保證程序整體是結(jié)構(gòu)化的，它不允許任意轉(zhuǎn)移和設(shè)置出口，因此可以保證單入口、單出口的程序結(jié)構(gòu)。

●很容易實(shí)現(xiàn)和表示嵌套結(jié)構(gòu)，這為較復(fù)雜的程序設(shè)計(jì)提供了方便的途徑。

但由于N-S流程圖僅使用三種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形成流程，因此在某些程序設(shè)計(jì)時(shí)可能會(huì)比較繁瑣，有一定的困難。

圖1.7交換變量x和y的值

圖1.8求m、n的最大公約數(shù)1.2.2結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法要求將程序的結(jié)構(gòu)規(guī)定為順序、選擇和循環(huán)三種基本結(jié)構(gòu)。一個(gè)結(jié)構(gòu)化程序就是用高級(jí)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)化的程序，這種程序便于編寫、閱讀、修改和維護(hù)，并且會(huì)減少程序出錯(cuò)的機(jī)會(huì)，從而提高程序的可靠性，保證程序的質(zhì)量。

結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)程序設(shè)計(jì)風(fēng)格和程序結(jié)構(gòu)的規(guī)范化，提倡清晰的結(jié)構(gòu)。怎樣才能得到一個(gè)結(jié)構(gòu)化的程序呢？具體說，采取以下方法可以保證得到結(jié)構(gòu)化的程序。

1.自頂向下、逐步細(xì)化的設(shè)計(jì)過程

自頂向下、逐步細(xì)化的設(shè)計(jì)過程包括以下兩個(gè)方面：

(1)將一個(gè)復(fù)雜問題的解法分解和細(xì)化成由若干模塊組成的層次結(jié)構(gòu)。

(2)將一個(gè)模塊的功能逐步分解細(xì)化為一系列的處理步驟，直到細(xì)化為某種程序設(shè)計(jì)語言的語句或某種機(jī)器指令。自頂向下、逐步細(xì)化的設(shè)計(jì)過程具有以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

(1)自頂向下、逐步細(xì)化的方法符合人們解決復(fù)雜問題的普遍規(guī)律，可以顯著提高程序設(shè)計(jì)的效率。

(2)用先全局后局部、先整體后細(xì)節(jié)、先抽象后具體的逐步細(xì)化過程，設(shè)計(jì)出的程序具有清晰的層次結(jié)構(gòu)，容易閱讀和理解。

正如我們要寫好一篇文章那樣，首先要訂出總綱，初步擬訂好文章分為哪幾部分，然后考慮每一部分中應(yīng)包括哪幾方面內(nèi)容。這樣一直細(xì)分下去，最后確定出章、節(jié)、段的目錄提綱。這種先確定總綱，再細(xì)分確定詳細(xì)提綱，最后才開始動(dòng)手寫文章的方法同樣適用于程序設(shè)計(jì)。

2.模塊化設(shè)計(jì)

模塊化設(shè)計(jì)是指把一個(gè)大程序按人們能理解的大小規(guī)模進(jìn)行分解。由于經(jīng)過分解后的各模塊比較小，因此容易實(shí)現(xiàn)，也容易調(diào)試。

在進(jìn)行模塊化程序設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮以下兩個(gè)問題：

(1)按什么原則劃分模塊？

(2)如何組織好各模塊之間的聯(lián)系？

1)按功能劃分模塊

劃分模塊的基本原則是使每個(gè)模塊都易于理解。按照人類思維的特點(diǎn)，按功能來劃分模塊最為自然。在按功能劃分模塊時(shí)，要求各模塊的功能盡量單一，各模塊之間的聯(lián)系盡量少。滿足這些要求的模塊有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

(1)模塊間的接口關(guān)系比較簡(jiǎn)單，并且每個(gè)模塊都是人的智力所能及的。因此，這種程序的可讀性和可理解性都比較好。

(2)各模塊的功能比較單一，當(dāng)需要修改某一功能時(shí)，一般只涉及到一個(gè)模塊，不會(huì)影響到其他模塊。因此，這種程序的可修改性和可維護(hù)性比較好。

(3)人們脫離程序的上下文也能單獨(dú)驗(yàn)證一個(gè)模塊的正確性，便于對(duì)程序進(jìn)行模塊化測(cè)試。因此，這種程序的可驗(yàn)證性比較好。

(4)在擴(kuò)充系統(tǒng)或建立新系統(tǒng)時(shí)，可以充分利用已有的一些模塊，用積木式的方法進(jìn)行開發(fā)。因此，這種程序的可重組性比較好。

在C程序設(shè)計(jì)語言中，函數(shù)是實(shí)現(xiàn)程序模塊化的有力工具。

2)按層次組織模塊

結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法要求在設(shè)計(jì)程序時(shí)按層次結(jié)構(gòu)組織各模塊。

在按層次組織模塊時(shí)，一般上層模塊只指出“做什么”，只有在最底層的模塊中才精確地描述“怎么做”。例如，在圖1.9所示的層次結(jié)構(gòu)中，主模塊只需要指出總?cè)蝿?wù)就可以了，而子模塊1、子模塊2與子模塊3分別指出各自的子任務(wù)，子模塊4、子模塊5與子模塊6才精確描述“怎么做”。

圖1.9按層次組織的模塊調(diào)用結(jié)構(gòu)圖

3.結(jié)構(gòu)化編碼

結(jié)構(gòu)化編碼是指在設(shè)計(jì)好一個(gè)結(jié)構(gòu)化的算法之后，用高級(jí)語言正確地實(shí)現(xiàn)三種基本結(jié)構(gòu)。如果所用的語言是結(jié)構(gòu)化的語言(如C、PASCAL等)，則直接用與三種基本結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的語句，進(jìn)行結(jié)構(gòu)化編程就不困難了。1.2.3程序設(shè)計(jì)的步驟

1.編程概念

編程，又稱程序設(shè)計(jì)，就是為了借助于計(jì)算機(jī)來達(dá)到某一目的或解決某個(gè)問題，而使用某種程序設(shè)計(jì)語言編寫程序代碼，并最終得到結(jié)果的過程。

計(jì)算機(jī)雖然功能十分強(qiáng)大，可以用于上網(wǎng)、娛樂、數(shù)據(jù)管理等等，但是沒有程序，它就等于是一堆廢鐵，不會(huì)理會(huì)我們對(duì)它下達(dá)的“命令”。于是，只有通過一種方式——程序，我們才能和計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行溝通。程序就是指令的集合，它告訴計(jì)算機(jī)如何執(zhí)行特殊的任務(wù)。我們要通過程序的方式來讓計(jì)算機(jī)為我們“效勞”，而這個(gè)過程就是我們“編”出來的。編程可以使用某一種程序設(shè)計(jì)語言來實(shí)現(xiàn)，按照這種語言的語法來描述計(jì)算機(jī)需要做的事情。C語言就是眾多編程語言中的一種。

2.程序設(shè)計(jì)的步驟

程序設(shè)計(jì)是一種解決問題的方式。一般來說，解決問題的過程可分為三步：第一步是分析問題，設(shè)計(jì)一種解決方案；第二步是用程序語言嚴(yán)格描述這個(gè)解決方案；第三步是在計(jì)算機(jī)上調(diào)試這個(gè)程序，運(yùn)行它，看它能否解決問題。如果在第三步發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，那么就需要仔細(xì)分析錯(cuò)誤原因，弄清問題后退到前面的步驟去糾正錯(cuò)誤。如果發(fā)現(xiàn)程序有問題，就要修改它，然后重新在計(jì)算機(jī)上調(diào)試運(yùn)行；如果發(fā)現(xiàn)求解方案有誤，就要修改方案，重新編寫程序。程序設(shè)計(jì)過程見圖1.10。

圖1.10程序設(shè)計(jì)過程

(1)分析問題：對(duì)任務(wù)的要求、要給出什么結(jié)果、提供什么資源、有無解決的可能等進(jìn)行分析。

(2)編寫程序：選擇一種計(jì)算機(jī)語言，根據(jù)前一步的算法編寫程序。

(3)運(yùn)行、調(diào)試程序：上機(jī)運(yùn)行程序，用各種不同的數(shù)據(jù)測(cè)試在不同的情況下能否得到正確的結(jié)果。

(4)整理文檔：寫出一份技術(shù)報(bào)告或程序說明書，其中應(yīng)包括題目、任務(wù)要求、原始數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法、程序清單、運(yùn)行結(jié)果、所用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置、使用的編程方法及工具、操作說明等，以便作為資料交流或保存。程序設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用人員的基本功。一個(gè)有一定經(jīng)驗(yàn)和水平的計(jì)算機(jī)應(yīng)用人員不應(yīng)當(dāng)只滿足于能使用某些現(xiàn)成的軟件，利用菜單和鼠標(biāo)去選擇現(xiàn)成的方案，還應(yīng)當(dāng)具備能夠根據(jù)工作的需要進(jìn)行必要的開發(fā)工作的能力。C語言是一種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言，是學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)入門語言，它能很好地訓(xùn)練計(jì)算機(jī)應(yīng)用人員關(guān)于程序設(shè)計(jì)的思想。在后面的章節(jié)中將詳細(xì)介紹C語言的使用。

1.3.1C語言的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀

C語言是國際上廣泛流行的一種計(jì)算機(jī)高級(jí)語言，它自從20世紀(jì)70年代誕生以來已經(jīng)使用了30多年，它既可以用來編寫系統(tǒng)軟件，也可以用來編寫應(yīng)用軟件。1.3C?語?言?概?述

1.C語言的發(fā)展史

C語言可以說是伴隨著對(duì)操作系統(tǒng)的改寫而產(chǎn)生的，早期的操作系統(tǒng)等系統(tǒng)軟件主要是用匯編語言編寫的(特別是當(dāng)時(shí)使用較多的UNIX操作系統(tǒng))。因?yàn)閰R編語言過分依賴計(jì)算機(jī)硬件，而且程序的可讀性和可移植性比較差，所以人們就想找到既具有匯編語言某些特性(如直接對(duì)硬件地址進(jìn)行操作)，又有一般高級(jí)語言特性(如可讀性和可移植性好)的語言，C語言就是在這種情況下產(chǎn)生的。

1)

C語言是從B語言發(fā)展來的

(1)

ALGOL60語言：1960年出現(xiàn)的ALGOL60語言是一種面向問題的高級(jí)語言，它距硬件比較遠(yuǎn)，不宜用來編寫系統(tǒng)軟件。

(2)

CPL語言：1963年英國的劍橋大學(xué)推出了CPL(CombinedProgrammingLanguage)語言。CPL語言在ALGOL60的基礎(chǔ)上更接近硬件一些，但規(guī)模比較大，難以實(shí)現(xiàn)。

(3)

BCPL語言：1967年英國劍橋大學(xué)的MatinRichards對(duì)CPL語言進(jìn)行簡(jiǎn)化得到BCPL(BasicCombinedProgrammingLanguage)語言。

(4)

B語言：1970年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的KenThompson以BCPL語言為基礎(chǔ)，進(jìn)一步簡(jiǎn)化，設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單而又接近硬件的B語言(取BCPL的第一個(gè)字母)。但B語言過于簡(jiǎn)單，功能有限。

(5)

C語言：1972年至1973年間，貝爾實(shí)驗(yàn)室的D.M.Ritchie在B語言的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出C語言(取BCPL的第二個(gè)字母)。C語言保持了BCPL和B語言的優(yōu)點(diǎn)(如接近硬件、精練)，又克服了它們的缺點(diǎn)(如過于簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)無類型等)。1973年，K.Thompson和D.M.Richie兩人合作把UNIX的90%以上用C改寫，即UNIX第5版。

2)

C語言的使用及其標(biāo)準(zhǔn)化

1978年以UNIX第7版中的C編譯程序?yàn)榛A(chǔ)，BrianW.kernighan和DennisM.Ritchie(合稱K&R)合著了影響深遠(yuǎn)的名著《TheCProgrammingLanguage》，這本書介紹的C語言成為了以后各種版本的基礎(chǔ)，稱為標(biāo)準(zhǔn)C。

1983年，美國國家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(ANSI)根據(jù)C的發(fā)展變化和擴(kuò)充，制定了新的標(biāo)準(zhǔn)，稱為ANSIC。1988年K&R按ANSIC標(biāo)準(zhǔn)重新修改了《TheCProgrammingLanguage》一書(這本書國內(nèi)可以買到影印版和中譯版，有興趣的讀者可以查閱一下)。

1987年，ANSI又公布了新標(biāo)準(zhǔn)——87ANSIC。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在1990年時(shí)被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO(InternationalStandardOrganization)所接受，成為以后流行的C語言的基礎(chǔ)。

2.?C語言的應(yīng)用現(xiàn)狀

C語言作為一門結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言，在許多方面得到應(yīng)用，主要有：

(1)

C語言在底層編程中的應(yīng)用。C語言由于比較貼近硬件，因此，在單片機(jī)編程、通信接口編程、自動(dòng)化控制方面的編程、手機(jī)/POS機(jī)/銀行自動(dòng)存取款機(jī)等方面的編程中使用較多。包括現(xiàn)在比較流行的嵌入式程序開發(fā)(如DSP)也更多地使用的是C語言。

(2)C語言在圖形編程中的應(yīng)用。C語言應(yīng)用中很大部分是在圖形編程上，如圖形化的游戲開發(fā)、圖形界面的設(shè)計(jì)等。

(3)

C語言在普通信息系統(tǒng)方面的應(yīng)用。在數(shù)據(jù)庫技術(shù)普及之前，使用C語言編寫信息系統(tǒng)比比皆是，因?yàn)镃語言是一種很好的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言，并且C語言中有豐富的數(shù)據(jù)類型，如數(shù)組、結(jié)構(gòu)體類型等，為數(shù)據(jù)的處理提供了很好的工具。

以上列出了C語言的幾個(gè)主要應(yīng)用方面，當(dāng)然，C語言在其他很多方面都有應(yīng)用。1.3.2C語言的特點(diǎn)

C語言從產(chǎn)生到現(xiàn)在已經(jīng)30多年了，如今還在使用，它之所以具有如此強(qiáng)大的生命力，是因?yàn)樗胁煌?或優(yōu)于)其他語言的特點(diǎn)，C語言的特點(diǎn)如下：

(1)

C語言能實(shí)現(xiàn)匯編語言的大部分功能。C語言可以直接對(duì)硬件進(jìn)行操作，能進(jìn)行位(bit)操作。因此，C語言既有高級(jí)語言的功能，又有低級(jí)語言的許多功能，可以用來編寫系統(tǒng)軟件，又可以用來編寫應(yīng)用軟件。

(2)用C語言編寫的程序可移植性好。當(dāng)然，C程序可移植性好主要是和匯編語言相比較而言的。用標(biāo)準(zhǔn)C語言編寫的程序幾乎不做修改就能用于各種型號(hào)的計(jì)算機(jī)和各種操作系統(tǒng)。

(3)

C程序生成的目標(biāo)代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高。與其他高級(jí)語言相比(如PASCAL、BASIC等)，C程序的代碼效率和質(zhì)量更高，但仍比匯編程序生成的目標(biāo)代碼效率低10%～20%。

(4)

C語言具有結(jié)構(gòu)化的控制語句，是一種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言。C語言中有三種基本結(jié)構(gòu)的語句，如if…else語句、while語句、switch語句、for語句，并且用函數(shù)作為程序的模塊單位，實(shí)現(xiàn)模塊化程序設(shè)計(jì)。

(5)語言簡(jiǎn)潔、緊湊，使用方便、靈活。C語言中一共只有32個(gè)關(guān)鍵字，9種控制語句，程序書寫形式自由(如一行可以寫多個(gè)語句，一個(gè)語句也可以分成幾行寫)，壓縮了一切不必要的成分，減少了代碼中關(guān)鍵字所占用的存儲(chǔ)空間。

(6)運(yùn)算符豐富。C語言中的運(yùn)算符共有34種，包括算術(shù)運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算符、位運(yùn)算符、自增自減運(yùn)算符等，并且將括號(hào)、賦值、強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換等都作為運(yùn)算符處理，從而使C的運(yùn)算類型極其豐富，表達(dá)式類型多樣化。

(7)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富。C語言中數(shù)據(jù)類型有整型、實(shí)型、字符型、數(shù)組類型、指針類型、結(jié)構(gòu)體類型、枚舉類型等，還可以自定義類型?？梢杂脕韺?shí)現(xiàn)各種復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如鏈表、樹、棧等的運(yùn)算。

(8)

C語法限制不太嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)自由度大。這一特點(diǎn)對(duì)于一個(gè)不熟練的程序員來說，不是一個(gè)好事。比如：在C語言中對(duì)數(shù)組下標(biāo)越界不做檢查(因數(shù)組下標(biāo)從0開始，經(jīng)常造成錯(cuò)誤)，而是由程序編寫者自己保證程序的正確。再如：在C語言中整型數(shù)據(jù)與字符型數(shù)據(jù)可以通用。1.3.3C語言程序的組成

C程序到底是什么樣子的呢？下面我們通過例子來認(rèn)識(shí)C程序的特性以及基本組成。

例1.4

編寫一個(gè)程序，其功能是顯示字符串“WelcometoCworld!”。其C程序如下：

#include<stdio.h>/*將標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出頭文件包含 到程 序中來*/

main()

{

printf(“WelcometoCworld!”); /*輸出字符串 "WelcometoC world!"*/

}

這是一個(gè)最簡(jiǎn)單而完整的C語言程序，如果輸入計(jì)算機(jī)，并經(jīng)過編譯和連接后，運(yùn)行結(jié)果是在屏幕上顯示如下字符串：

WelcometoCworld!

例1.5

將變量x與y的值互換。

#include<stdio.h> /*將標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出頭文件包含到程序中來*/

main()

{

intx,y,z; /*定義三個(gè)整型變量*/

scanf(“%d,%d”,&x,&y); /*從鍵盤輸入x和y的值*/

z=x; /*將變量x的值放到變量z中*/

x=y; /*將變量y的值放到x中*/

y=z; /*再將臨時(shí)存放在z中的原x的值放 到y(tǒng)中*/

printf(“x=%d,y=%d\n”,x,y); /*將交換后x和y的值分別 輸出*/

}

程序運(yùn)行情況如下：

8,5↙(輸入8和5分別給變量x和y)

x=5,y=8(輸出交換后的結(jié)果)

當(dāng)輸入8和5時(shí)，程序輸出：x=5，y=8，將x與y的值交換了。

例1.6

求a、b兩個(gè)實(shí)數(shù)中的最大數(shù)，并輸出。

#include<stdio.h> /*將標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出頭文件包含到程 序中來*/

floatmax(floatx,floaty) /*max函數(shù)的頭部，最前面的float表 示返回值的類型，x和y是形參，類 型都為float*/

{

floatm; /*定義變量m*/

if(x>y)m=x; /*如果x大于y，則將x的值賦給m*/

elsem=y; /*如果x小于等于y，則將y的值賦給m*/

return(m); /*將m的值返回(即帶回主函數(shù))*/

}

main() /*主函數(shù)*/

{floata,b,c； /*定義三個(gè)實(shí)型變量*/

scanf(“%f,%f”,&a,&b); /*輸入變量a和b的值*/

c=max(a,b); /*調(diào)用max函數(shù)，并將返回的值賦 給變量c*/

printf("Max=%f",c); /*輸出變量c的值*/

}

本例子包括兩個(gè)函數(shù)：主函數(shù)main和自定義函數(shù)max。max函數(shù)完成的功能：將x和y中較大者的值賦給變量m，并將m的值作為返回值返回調(diào)用函數(shù)main。main函數(shù)主要是輸入兩個(gè)實(shí)數(shù)，并調(diào)用max函數(shù)，同時(shí)將max函數(shù)返回的值賦給變量c，最后輸出變量c的值。

程序運(yùn)行情況如下：

71.5,62.9↙ (輸入71.5和62.9分別給變量a和b)

Max=71.500000(輸出變量c的值)

通過以上幾個(gè)例子，我們可以看出：

(1)一個(gè)完整的C程序可以由多個(gè)函數(shù)組成，但必須包含一個(gè)且只能包含一個(gè)名為main的函數(shù)(主函數(shù))，可以有若干個(gè)(零個(gè)或多個(gè))其他函數(shù)。程序在執(zhí)行時(shí)總是從main函數(shù)開始，并且到main函數(shù)結(jié)束。main函數(shù)可以放在程序中的不同位置，但不能放到其他函數(shù)體內(nèi)。

C語言程序是以函數(shù)作為模塊單位的。在上述例子中main和max都是函數(shù)名，函數(shù)名后的括號(hào)中可以指出一些與外界交換的參數(shù)(形參)，如例1.6中自定義函數(shù)max的參數(shù)x和y。

在函數(shù)中輸入用到的是scanf()，輸出用到的是printf()，這兩個(gè)也是函數(shù)，分別是用來輸入/輸出的函數(shù)。它們是C語言的庫函數(shù)(標(biāo)準(zhǔn)函數(shù))，這類函數(shù)在頭文件中已經(jīng)定義，即在程序最前面的#include<stdio.h>就是將標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出庫函數(shù)的定義部分包含到C程序中來。

(2)在一個(gè)C函數(shù)模塊中，由左右花括號(hào){}括起來的部分是函數(shù)體，其中的語句系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)函數(shù)的預(yù)定功能。在C語言中用{}括起來的還有復(fù)合語句。

floatmax(floatx,floaty)

返回值類型函數(shù)名形參定義

{

floatm;

if(x>y)m=x;

elsem=y;

return(m);

}函數(shù)頭函數(shù)體

(3)

C語言中的每個(gè)語句必須以“；”(分號(hào))結(jié)束，可以說分號(hào)是C語言語句的標(biāo)志。C語言書寫比較自由，一行可以寫多個(gè)語句(每個(gè)語句以“;”結(jié)束)，一個(gè)C語句也可以寫在多行上(注意：作為一個(gè)獨(dú)立參數(shù)不能拆開成幾行，如例1.4的pritnf()函數(shù)中的字符串“WelcometoCworld!”就是一個(gè)獨(dú)立參數(shù))。

(4)

C程序中的“/*……*/”是用作注釋的。注釋是用來給讀程序的人看的，在程序編譯中并不編譯。注釋可以在一行(如例1.3和例1.4中的注釋)，也可以分成多行(如例1.6中的第二個(gè)注釋)，但必須“/*”和“*/”成對(duì)使用，在它們之間的內(nèi)容是注釋內(nèi)容。C程序中的注釋可以提高程序的可讀性，編程中每三行語句有一行注釋是一個(gè)很好的習(xí)慣。

(5)

C語言中沒有輸入/輸出語句。C程序中的輸入/輸出是由標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)來完成的，如：scanf()函數(shù)是用來輸入的，而printf()函數(shù)是用來輸出的。1.3.4C語言的編譯

1.?C程序上機(jī)調(diào)試過程

C語言是一種編譯型的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言(BASIC是解釋型的)，開發(fā)一個(gè)C程序要經(jīng)過編輯、編譯、連接和運(yùn)行四個(gè)步驟，才能得到運(yùn)行結(jié)果。

1)編輯

編輯是指使用文本編輯工具軟件輸入和修改C語言的源程序，最后以文本文件的形式存放在磁盤上，文件名由用戶自己選定，擴(kuò)展名一般為“.c”，例如：sample1.c，sort.c等。

2)編譯

編譯是將C源程序翻譯成二進(jìn)制目標(biāo)程序。編譯是由編譯程序來完成的，編譯程序?qū)υ闯绦蜃詣?dòng)進(jìn)行句法和語法檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，就將錯(cuò)誤的類型和程序中出錯(cuò)的位置顯示出來，以幫助用戶修改源程序。如果未發(fā)現(xiàn)句法和語法錯(cuò)誤，就自動(dòng)形成目標(biāo)代碼并對(duì)目標(biāo)代碼進(jìn)行優(yōu)化后生成目標(biāo)文件。在TurboC2.0環(huán)境下，目標(biāo)文件的擴(kuò)展名為“.obj”；其他編譯環(huán)境下，目標(biāo)文件的擴(kuò)展名由系統(tǒng)自動(dòng)確定。

3)連接

連接是用連接程序?qū)⒕幾g過的目標(biāo)程序和程序中用到的庫函數(shù)連接裝配在一起，形成可執(zhí)行的程序代碼(二進(jìn)制代碼)。可執(zhí)行文件的擴(kuò)展名一般為“.exe”。

4)運(yùn)行

運(yùn)行是將可執(zhí)行文件調(diào)入內(nèi)存執(zhí)行，以獲得程序的執(zhí)行結(jié)果。通常，在DOS操作系統(tǒng)提示符下直接鍵入可執(zhí)行文件名，或在Windows操作系統(tǒng)下用鼠標(biāo)雙擊可執(zhí)行文件圖標(biāo)即可。

上面的四個(gè)步驟見圖1.11，帶箭頭的實(shí)線表示操作流程，帶箭頭的虛線表示操作所需要的條件和產(chǎn)生的結(jié)果。

圖1.11C程序上機(jī)調(diào)