《C语言程序设计》教案清华谭浩强教案.docx
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《C语言程序设计》教案清华谭浩强教案
第一章Ｃ语言及程序设计概述
本章要求：
了解C语言的特点、C语言与其它高级语言相比有什么异同；了解C程序在PC机上的建立、编译和运行过程；了解C语言程序设计思想的基本篇；
重点：
①C语言的主要特点；
②C语言在PC机上的运行过程及上机操作过程；
③常用算法的应用
难点：
无
一、C语言概述
C语言是目前国际上在各种计算机运行较为广泛流行的一种高级语
言。
主要表现为：
C语言：
适合于作为系统描述语言——可用来写系统软件。
具有高级语言的特点，又有低级语言（汇编语言）的特点。
C语言：
是AT&T贝尔实验室的DennisRitchie在1972年发明的。
C语言：
是在B语言的基础上发展起来的。
（ALGOL60）
C语言：
最早开始是用于UNIX操作系统。
（C语言和UNIX是相辅相成的）
DBASE、MicrosoftExel、MicrosoftWord、PC-DOS等，则是用C语言加上若干汇编子程序编写的。
1983年：
——制定的新标准，称为（美国国家标准化协会）ANSIC
1987年：
——TurboC1.0（Borland）1988年：
TC1.5（图形和文
本窗口）
1989年：
——Turbo
C2.0
（DOS操作系统、查错、
Tiny
模式生
成com文件）
1991年：
——TurboC++（3.0）支持windows3.X
说明：
TurboC语言可以在程序的任何地方嵌入汇编代码，提高速度，可以直接使用存储器和寄存器。
二．C语言的特点
1．语言简洁、紧凑、使用方便、灵活
C语言：
——共有32个关键字，9种控制语句；程序书写自由，主要用小写字母表示；
2．运算符丰富
C语言的运算符包含的范围很广泛，共有34种运算符；
即：
把括号、赋值、强制类型转换都作为运算符处理
3．有丰富的数据类型
整型、实型、字符型、数据类型、指针类型、结构体类型、共用体（联合）类型等。
实现复杂的数据结构（链表、树、栈、图）的运算。
4．具有结构化的功能，用函数作为程序模块，实现程序的模块化
5．语法限制不太严格，程序设计自由度大。
（放宽了语法检查）
例：
1）对数组下标越界不作检查，由程序编写者自己保证程序的正确；
2）整型数据、字符型数据、逻辑型数据可以通用。
6．能直接访问物理地址，能进行位（bit）操作，能实现汇编语言的大部分功能，可以直接对硬件进行操作。
7．生成目标代码质量高，程序执行效率高。
8．用C语言编写的程序，移植性较好。
说明：
C语言比其它高级语言难掌握，对编程人员要求较高
程序员使用C语言编写程序会感到限制少、灵活性大，功能强，可以编写出任何类型的程序。
三．C程序的构成
例：
main（）
/*主函数*/
{
inta，b，sum；
a=123；b=456；
/*定义变量*/
sum=a+b；
printf（
“
n”，sum）；
/*输出变量*/
}
说明：
1）程序一般用小写字母书写；
2）每个程序必须要有一个main（）（只能一个），称主函数；注：
C程序是由函数构成的，函数是C程序的基本单位。
函数：
系统提供的库函数；用户设计的函数。
3）程序体必须在{}之间；
4）每个语句的结尾，必须要有“；”作为终止符。
5）用/*..*/作注释
四、C程序的上机过程
1．演示书：
P5程序
2．上机步骤书：
P7
注：
C语言是一种编译语言，编译语言的特点：
编译
连接
源程序
目标程序
执行程序
*.C
*.OBJ
*.EXE
C编译程序
Link程序
3．DOS下C语言的运行
目前DOS下运行C语言软件为：
TurboC2.0
（1）TurboC2.0的特点：
是一个把①编辑②编译③连接④运行等全部操作集中在一个界
面上。
（2）TurboC2.0的操作及运行书：
P8
五、算法的概念
1．算法的概念书：
P13
算法：
程序的操作步骤。
在程序设计中：
程序中的数据
操作步骤
有：
程序
=数据结构
+算法
沃思
NikiklausWirth
程序=算法+数据结构+程序设计方法+语言工具和环境
2．计算机算法分为两大类：
①数值运算算法②非数值运算算法
（1）数值运算算法：
求数值解；通过运算得出一个具体值，如求方程的根等
注：
数值运算一般有现成的模型，算法较成熟。
（2）非数值运算算法：
用于事务管理，如图书检索、人事管理等。
3、常用简单算法
（1）累乘即：
1×2×3×4×5×100
1×2→S（结果）
S×3→S（结果）
S×4→S（结果）
┇
S×100→S（结果）
（2）累加即：
1+2+3+4+5+100
1+2→S（结果）
S+3→S（结果）
S+4→S（结果）
┇
S+100→S（结果）
（3）找最大值5，2，4，12，9
5
→
max
（max
放最大值，后面的数都和它比较
）
2>max
4>max
12>max
9>max
不成立不成立成立：
12不成立
→
max
注：
该算法可扩展为在一批数据中，找某一个数
（4）其它算法
P15例2.2例2.3例2.4例2.5课余自学（必须）
4、算法的表示
常用的有：
①自然语言②传统流程图③结构化流程图④伪代码⑤PAD
图
（1）传统流程图
起止框输入输出框判断框处理框流程线连接点
表示方法：
P19例
注：
传统流程图对流程线的使用没有严格限制，难以实现结构化程序设计为了限制流程线的滥用，提出三种基本结构：
①顺序结构②选择结构③循环结构
顺序结构
选择结构
f
t
.
f
语句
表达式
表达式
t
语句
语句
语句1
语句
2
循环结构
表达式语句
语句表达式
a）“当型”结构b）“直到型”结构
（2）N-S流程图
特点：
去掉了带箭头的流程线，全部算法写在一个矩形框内。
称N-S结构化流程图
P
A成立不成立当P1成立A
B
ABA
立
直到P1成
顺序结构选择结构循环结构
作业：
p372.4
上机：
熟悉TurboC2.0的操作及运行
第三章数据类型、运算符与表达式
本章要求：
本章是C语言的基本概念开篇，所介绍的概念是学习C语言的基础；要求熟练掌握数据类型、运算符与表达式。
重点：
①C语言数据类型定义的方法和分类。
②C语言运算符、表达式的使用以及它们的主要特点。
难点：
自增、自减运算符、赋值运算符、逗号运算符及它们的混合使用
一．数据类型
概念：
算法处理的对象——是数据，而数据是以某种特定的形式出现。
在C语言中，数据有：
常量、变量；一般它们都有一定的数据类型。
（C语言的数据结构是以数据类型形式出现的）
1．数据类型分类：
数据类型
基本类型
构造类型
整型int
字符型
实型（浮点型）
枚举类型
数组类型
结构体类型struct
共用体（联合）类型
单精度型
双精度型
union
float
double
指针类型*
空类型void
说明：
在程序中对用到的所有数据都必须指定其数据类型。
2．C语言中的常量和变量
常量：
——在程序运行过程中，其值不能被改变的量。
变量：
——在程序运行过程中，其值可以改变的量。
说明：
1）常量和变量，都要有一个名字表示它；
习惯上，符号常量（别名）名用大写，变量用小写。
符号常量的定义为：
#defineP30
其它常量：
直接用数据表示例：
2345.5‘e’3e+22）在C语言中，对变量要先定义，后使用。
3）如果一个变量被指定为一确定类型后，在C语言编译时，就能为其分配相应的存储单元。
存储地址）
2000
a
3
变量名
变量值
存储单元
地址的概念
3．常用的基本数据类型
（1）整型
1）整型常量：
十进制整数123，-11，0非0开头
八进制整型0123，-0110开头
十六进制整型0x110x200x0D
0XFF
0x4e
0x/0X
开头
说明：
在一个整常量后面加一个字母：
l或L，是长整型常量。
22L0733L
0xae4l
2）整型变量：
定义
存储字节
数的范围
基本型
int
x
（2字节）
-32768~32767
短整型
short
int
x
（2字节）
-32768~32767
长整型
long
intx
（4字节）
-2,147,483,648~2,147,483,647
无符号型unsignedint
x（2字节）
0~65535
unsignedshort
x（2字节）
0~65535
unsignedlong
x（4字节）
0~4,294,967,295
注：
数据在内存中是以：
二进制形式存放
如：
9为00001001
例：
x=13;
x=015;x=0xD
存储结构见P44图3.5
注：
数据超过数据范围，会发生数据溢出
例3.2、3.3
（2）实型（浮点数）
1）实型常量：
十进制整数
1.23
.0123
指数形式
1.23e3，1.00e-3
2）实型变量：
数的表示范围P46
表3.2
3.4x10-38~3.4x1038
单精度
float
x
（4
字节）
TC默认
双精度
doublex
（8
字节）
1.7x10-308~1.7x10308
说明：
实型常量不分float和double，只有十进制表达方式
有的C编译系统64位存储方式，如尾加f或F可表示32位：
324.567f
例：
x=1.23;x=123e3P47例3.4（存储精度）
（3）字符型
1）字符常量：
a）用单引号括起来的一个字符‘a’‘A’
b）
转义字符（由“专用字母”
）
书P48表
3.3例
3.5
\0字符串结束符
\ddd八进制数
2）字符变量：
\n换行\t水平制表
\xdd十六进制数
charc（1字节）
说明：
一个字符变量，只能放一个字符常量。
实际是把该常量的
值，送入字符变量中。
即：
‘B’（66）c（字符变量）
书P374ASCII表p50例3.6-7
ASCII
c=‘B’
c的内容为
66
故：
字符数据可以进行算术运算；即：
c=‘B’+2
为
68
字符数据在内存中的存储方式
书
P50
unsignedchar0-255char-128-127有符号数在TC中是用
补码表示的
127（0x7f）
01111111
128（0x80）
10000000
复习：
补码的规定：
正数：
其原码、反码、补码相同
负数：
最高位为1，其余各位为原码的反码（原码的相应位取反），然后对整个数加1。
140（0x8c）10001100→11110011+1（取反加1）→11110100→-0x74-0x7410001011+1（取反加1）→10001100→0x8c
（0x80
为负数-74
高位为
1）
3）字符串常量
用双引号括起来的字符
“a”，“ABFD”“a”=“
0”
<>
‘A’
说明：
C规定，在每一个字符串的结尾应加一个“字符串结束标志”
（\0），
以便系统判断字符串是否结束。
4．各类数值间的混合运算
1）整型、字符型、单精度型、双精度型数据——可以混合运算
2）字符型、整型——可以通用
规则：
高
double
float
long
unsigned
例如
低intchar，short
10+’a’+1-8765..1234*’b’-858873.593200
（TC
默认
6
位小数）
10+97+1.5-8765.1234*98
二．运算符和表达式
C表达式：
由变量、常量、函数等运算对象和运算符组成的式子
C运算符作用：
1）能把一些基本运算模块用单一的运算符处理
2）使用丰富的运算符，构成多种表达式
C运算符有优先级，优先级高的先执行，同级的由结合规则决定其处
理规则
C运算符有两种结合规则：
1）从左到右的结合运算顺序；即：
a=5+x－10；运算对象与左
边运算符结合
2）从右到左的结合运算顺序；即：
x=y=7；运算对象与右边运
算符结合
C运算符分类
书P55
1．基本运算符（算术运算符）
C语言有7个基本运算符
1）单目运算符：
（表示符号）正号“+”负号“-”
2）双目运算符：
+、-、*、/、%（模运算，求余运算，两侧为整数）
说明：
a）运算顺序的结合方向从左到右
b）求余（取模）运算符是对两个整数相除的余数，计算结果的符号与第一个数的符号相同。
即：
-5%3值为-2、-5%-3值为-2、5%-3值为2
2．自增、自减运算符（优先级高于算术，右结合）
作用：
——使变量的值增1或减1
++i（--i）——在使用i之前，先使
i的值加
1（减
1），然后再
使用
i。
i++（i--）——先使用
i的值，然后再使
i加
1（减
1）。
例：
i=4;
j=++i;
i值为
5，值为
5；
j=i++;
i值为
5，j
值为
4
说明：
1）自增、自减运算符++（--），只能用于变量，不能用于常量或表达式
即：
5++、（a+b）++——不合法
2）运算顺序的结合方向从右到左
例例：
main（）{
inti=3z,x,y;
z=（i++）+（i++）+（i++）
x=y=3;
//结果：
z值为
9
i值为
6
z=x+++y;
//变量
x右结合运算符
++
（不是
3+4+5=12）
printf（"z=%d,x=%d,y=%d",z,x,y）;
}
输出结果：
z=6
x=4
y=3
如果：
z=
最后x++
-x+++y;
输出结果：
z=0
x=4
y=3
x先为-4，然后+y，
3．赋值运算符和赋值表达式（优先级低于算术，右结合）
（1）“=”——赋值运算符
作用：
将一个数据赋给一个变量即：
x=21
注意：
如果赋值运算符两侧的类型不一致，在赋值时，要进行类型转换。
P61例3.9
即：
floatf;f=23f值为23.0000符号位扩展
（2）复合的赋值运算符
“+=、-=、*=、/=、%=”——在赋值符“=”之前加上其它运算符
称复合运算符（也称为自反运算符）
例：
a+=3
等价于
a=a+3
x*=y+8
等价于
x=x*（y+8）
y/=4
等价于
y=y/4
m%=3
等价于
m=m%3
说明：
C语言采用这种复合运算符：
为了简化程序，使程序精练；提高编译效率。
（3）赋值表达式
格式：
变量=表达式
表达式：
可以是1）常量、变量、算术表达式；
2）赋值表达式
即：
a=（b=5）或a=b=5（运算顺序的结合方向从右到
左）
例：
a=b=c=6;a=5+（c=6）（结果a=11c=6）
如果：
a=3;求：
a+=a-=a*a;[有：
1]a*a;92）a=a-（a*a）;-63）a+=-6]-6+-6
a为：
-12结果值为：
-12
4．逗号运算符和逗号表达式（优先级最低，左结合）
用“，”将两个表达式连接起来。
格式：
表达式1，表达式2即：
3+5，6*9；
例：
3+5，6*9；值为54
（先求解表达式1，再求解表达式2，最后逗号表达式的值为表达式
值）
2的
a=2*5，a*3；
a值为
10
结果值为：
30
（先求：
a=2*5，后求：
a*3）
x=（a=2*5，a*3），a+4
a值为
10
x值为
30
结果值为：
14
说明：
使用逗号表达式的目的，只是为了得到各个表达式的值（常用于循环语句）
解表达式1的结果可能影响解表达式2的值
5．强制类型转换运算符（优先级高于算术，右结合）
在要转换的数据前，用小括号括上要转换的数据类型即：
（int）x；（int）（a+b）（int）x+y
格式：
（类型名）表达式
C一般会自动进行数据类型转换P56例3.8，用于不能自动转换的地
方x%3（floatf）
6．关系运算符和关系表达式（书P87）（优先级低于算术，左结合，高于赋值）
（1）6种关系运算符
<
<=
>
>=
（优先级高）
==
！
=
（优先
级低）
（2）关系表达式
表达式关系运算符
表达式
即：
a>ba+b>=b+c（a=4）<（b=8）‘x’==‘y’
说明：
关系表达式值：
是一个逻辑值，即：
“真”或“假”
C语言：
1——代表“真”0——代表“假”
7．逻辑运算符和逻辑表达式（书P88）（优先级低于关系，左结合）
（1）3种逻辑运算符p89表5.1
&&（与）||（或）!
（非）
（2）逻辑表达式
表达式逻辑运算符
表达式
p89
即：
（a>b）||（a+b>=b+c）
‘x’&&‘值y’为1
1
（a=4）&&（b=8）
1||
∞
（1）
说明：
逻辑表达式值：
是一个逻辑值，即：
“真”或“假”p90
优先次序（由高到低）：
！
（非）算术运算符关系运算符&&和||
求值短路：
5>3&&2||8<4-!
01||∞（结果1）
0&&∞（结果0）如：
a&&b&&ca<>0才判断a&&b
赋值运算符
8．条件运算符（书P97）
格式：
表达式1？
表达式2：
表达式3
执行：
先求解表达式1，为真（非零），求表达式2为假（为0），求表达式3
例：
y=（a>b）?
a:
b;
说明：
a）条件运算符要求有三个操作对象（称三目元运算符）
b）条件运算符优先于赋值运算符
y=（a>b）?
a:
b;
先求
（a>b）?
a:
b
后赋值
c）条件运算符的结合方向为“自右至左”
（a>b）?
a:
b可写为：
a>b?
a:
b
a>b?
a:
b+5相当于：
a>b?
a：
（b+5）
a>b?
a:
c>d?
c:
d相当于：
a>b?
a:
（c>d?
c:
d）
*9．位运算符（书P298）（一般掌握）
位运算：
——是对字节或字中的实际位进行检测、设置、屏蔽、移位。
位运算符：
&——位逻辑与|——位逻辑或
~——位逻辑反>>——右移
^——位逻辑异或
<<——左移
三、运算符小结
1．左结合方向的运算符
主要有：
算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、逗号运算符
2．右结合方向的运算符
主要有：
自增、自减运算符、赋值运算符（复合的赋值运算符）、条件运算符
例：
1）i=3；printf（"%d，%d"，i，i++）；
2）a=1；b=1；c=2；求：
a=b+=c*=5;
输出：
4,
输出：
a为11
3
b为
11
c
为10
3）a>b?
a>c?
a：
c：
b>c?
b：
c相当于：
a>b?
（a>c?
a：
c）：
（b>c?
b：
c）
（求最大值，如a=2,b=8,c=5结果为：
8）
3．运算符的优先次序（书P375附录Ⅲ）
（）、！
++/--/-转移、算术、关系（<<=>>=）、关系（==!
=）、&&、||、条件（?
）、
赋值、逗号
例：
1）-a++相当于-（a++）
2）x=4,y=7求：
y+=++x-3x的值5y的值9
3）x=4,
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