01 学习指导-单元1 程序设计基础

单元1 程序设计基础

一、知识要点

通过本单元的学习使学生初步认识C语言程序的结构和函数的结构，掌握C语言程序的开发过程和上机步骤，掌握如何对数据进行描述、如何对数据进行操作，即常量、变量的定义和使用及用C语言的表达式表达实际问题，主要内容包括：

1．C语言程序的开发过程

包括：编辑、编译、连接、执行四个步骤。 2．C语言程序的结构和执行过程

一个C语言程序是由一个或多个具有独立功能的模块组成，这些模块称为函数。在这些函数中，必须有一个函数名为main的函数，该函数称为主函数，函数是组成程序的基本单位。

C语言程序总是从主函数开始执行。 3．语句

C语言规定每个语句必须由分号“；”结束，语句是组成函数的基本单位。语句按在程序中所起的作用可分为：说明语句和可执行语句两大类，说明语句用来完成对数据的描述，可执行语句用来完成对数据的操作。

C语言的可执行语句包括：表达式语句；函数调用语句；空语句；复合语句；流程控制语句五种。

4．函数的结构

每一个函数的函数体通常由数据描述和数据操作两部分组成；主函数通常由数据定义、数据输入、函数调用、数据输出四部分组成。

5．用户标识符

程序中用到的各种实体，包括常量名、变量名、数组名、函数名等等，称为用户标识符，用户标识符必须符合标识符的命名规则，即以字母或下划线开头，由字母、数字、下划线组成；用户标识符区分大小写，不能与系统关键字同名。

6．函数调用

如果在一个程序中除主函数外，还有其它函数，要完成其它函数的功能，必

须由主函数或另一个函数来调用其它函数，我们把调用其它函数的函数称为主调函数，相应的其它函数称为被调函数。

函数调用时，把实参值传递给对应的形参，传递方式是值传递。 7．常量

在程序运行过程中，其值保持不变的量称为常量。在C语言中，按数据类型来分类常量有四种：整型常量、实型常量、字符常量和字符串常量；按表现形态来分类常量主要有两种：直接常量和符号常量。

在学习常量时要弄清楚各种常量的表示方法。

（1）整型常量有三种：十进制整型常量（用数码0~9表示的十进制整数）、八进制整型常量（以数字0开头用数码0~7表示的整数，开头的数字0代表所表示的数为八进制数）、十六进制整型常量（以数字0和小写字母x或大写字母X开头，用数码0~9或小写字母a~f或大写字母A~F表示的十六进制整数，0x代表所表示的数为十六进制数）；在每一种常量后加小写字母l或大写字母L又得到十进制长整型常量、八进制长整型常量、十六进制长整型常量。

（2）实型常量有十进制小数形式（由数码0~9、正负号和小数点（必须有小数点）组成的十进制小数表示的实数）或指数形式（由尾数、字母e或E、阶码三部分组成，其中尾数为十进制小数或整数，阶码为1位或2位的十进制（有符号）整数）两种。

（3）字符型常量是用单引号括起来的单一字符（包括转义字符）。 转义字符有以下四种形式：

①以反斜杠“\\”开头后跟一个规定的字母（n、t、b、r、f等），代表一个控制字符；

②\\\\代表反斜杠字符“\\”， \\'代表单撇号字符“'”；

③以反斜杠开头后跟1~3位八进制数代表ASCII码值为该八进制数的字符（此方法可表示ASCII字符集中的任一字符）；

④以反斜杠和小写字母x开头,即以\\x开头，后跟1~2位十六进制数代表ASCII码值为该十六进制数的字符（也可表示ASCII字符集中的任一字符）。

（4）字符串常量是用双撇号括起来的字符序列，简称字符串。字符串中含字符的个数称为该字符串的长度，字符串在存储时自动加上字符串结束标志“\\0”。

（5）符号常量是在程序的开头，使用编译预处理命令“#define 符号常量 常量”定义的，符号常量在程序设计中经常使用。

8．变量

变量是在程序运行过程中，其值可以改变的量。C语言规定：程序中所使用

每一个变量在使用之前都要进行类型定义，即“先定义，后使用”。

C语言中的变量有两种属性：操作属性和存储属性。

在学习变量时要弄清楚各种变量的存储空间的分配和变化情况、变量的值、存储长度生存期和作用域。

（1）变量操作属性的定义

数据类型标识符 变量名表；

操作属性由数据类型来决定，它规定了变量的存储空间的大小（即存储长度）、取值范围和所允许的操作。

使用类型标识符 int 定义的变量为基本整型变量，在VC++系统中基本整型变量的存储长度为4个字节，取值范围为-2147483648~2147483647 (-231~231-1)。

使用类型标识符 long 定义的变量为长整型变量，在VC++系统中长整型变量的存储长度为4个字节，取值范围为-2147483648~2147483647 (-231~231-1)。

使用类型标识符 short 定义的变量为短整型变量，在VC++系统中短整型变量的存储长度为2个字节，取值范围为-32768~32767 (-215~215-1)。

使用类型标识符 float 定义的变量为单精度实型变量，在VC++系统中单精度实型变量的存储长度为4个字节，取值范围为±（3.4×10-38~ 3.4×1038）。

使用类型标识符 double 定义的变量为双精度实型变量，在VC++系统中双精度实型变量的存储长度为8个字节，取值范围为±（1.7×10-308~ 1.7×10308）。

使用类型标识符 char 定义的变量为字符型变量，在VC++系统中字符型变量的存储长度为1个字节，取值范围为-128~127。

（2）变量的赋值

变量=表达式；

（3）变量的初始化

在定义变量时，给变量赋值称为变量的初始化。 （4）变量存储属性的定义

存储类别标识符 数据类型标识符 变量名表；

变量的存储属性决定了所定义变量的存储机构、生存期和作用域，变量的生存期分为动态存储和永久存储；按变量作用域，可以把变量分为全局变量和局部变量。

使用存储类别标识符 auto （或缺省存储类别标识符）定义的变量是自动变量，自动变量的存储空间是在程序运行时分配的，分配和释放由系统自动完成。自动变量的生存期为动态存储，作用域是只在定义它的那个局部范围内起作用，是局部变量。

使用存储类别标识符 static 定义的变量是静态变量，静态变量的存储空间是在编译时分配的，分配和释放由系统自动完成。静态变量的生存期为永久存储，

作用域是只在定义它的那个局部范围内起作用，属于局部变量。

在函数体之外的变量称为外部变量，外部变量是在编译时为其分配存储空间的，在静态存储区中存储，生存周期是永久存储，作用域是从定义点到本文件结束。

9．运算符和表达式

C语言的运算符共有45个，利用这些运算符可以表达各种复杂的实际问题，每一个运算符都有其运算规则、优先级别和结合方向，在学习过程中必须掌握好。

C语言的表达式主要有算术表达式、关系表达式、逻辑表达式、赋值表达式、条件表达式和逗号表达式。在学习表达式时要注意掌握好每种表达式的运算过程、表达式的值和能用表达式表达实际问题。

（1）双目算术运算

运算符包括：+（加），－（减），*（乘），/（除），%（求余或模）。 对于除法运算“/”，有两方面的含义：

当运算符两侧的运算量都是整型数据时，结果也是整型数据，此时称为整除； 当运算符两侧的运算量至少有一个是实型数据时，结果是double类型数据，此时称为除法。

对于模运算%，要求参加运算的两个运算量必须都是整型数据，运算所得的结果也是整型数据。

对一个正整数求模运算，不论除数是正数还是负数，所得的结果都是非负数；对一个负整数求模运算，不论除数是正数还是负数，所得的结果都是非正数，对0求模运算的结果还是0，即结果的符号与被除数的符号相同。

（2）赋值类运算和赋值表达式

赋值类运算符包括：=（赋值），+=（自反加赋值），－=（自反减赋值），*=（自反乘赋值），/=（自反除赋值），%=（自反模赋值），++（自加），--（自减）。

a+=b等价于a=a+b；a-=b等价于a=a-b；a*=b等价于a=a*b；a/=b等价于a=a/b；a%=b等价于a=a%b。

对于++和--有前缀和后缀形式。 ++a等价于a=a+1；--a等价于a=a-1。

对于++和--可以用一句话概括为：后缀形式先引用后“增值”，前缀形式先“增值”后引用。这里说的引用是指表达式引用，而“增值”是指变量“增值”。

赋值表达式的值为赋值后赋值号左边变量的值。 （3）逗号运算和逗号表达式 逗号运算符：，（逗号）

逗号表达式的一般形式是：表达式1，表达式2

逗号表达式运算过程及表达式的值：先求解表达式1，再计算表达式2，表达