第一章 程序设计和C语言

1.1什么是计算机程序

  程序：是一组计算机能够识别和执行的指令。

1.2计算机语言

  1.计算机语言：是计算机和人类都能识别的语言。
  2.计算机语言可以的发展阶段：
  （1）机器语言：由于计算机工作基于二进制。故计算机只能识别和接受由0和1构成的指令。一般计算机的指令长度为16，即16个二进制数组成一条指令。计算机能够直接识别和接受的二进制代码称为机器指令，机器指令的集合就是该计算机的机器语言。
  （2）符号语言（汇编语言）：用一些英文字母和数字表示一个指令。计算机并不能直接识别和执行符号语言的指令，需要用一种称为汇编程序的软件把符号语言的指令转换成机器指令。
  注：前两种称为低级语言。
  （3）高级语言：不依赖于具体机器，用它写出的程序对任何型号的计算机都适用。当然，计算机不能识别由高级语言编写的程序，需要用编译程序把高级语言写的程序（源程序）转换为机器指令的程序（目标程序）然后让计算机执行机器指令程序，最后得到结果。

1.3C语言特点

  （1）简洁、零活、紧凑、方便。一共有37个关键字。9种控制语句。
  （2）运算符丰富：共有34个运算符。
  （3）数据类型丰富：整型、浮点型、字符型、数组、指针、结构体和共用体等。
  （4）C语言允许直接访问物理地址，能进行位操作，可以直接对硬件进行操作。
  （5）可移植性好，执行效率高。

1.4C语言程序的结构

  （1）一个程序由一个或多个源程序文件组成。规模小的程序往往只有一个源程序文件。
  （2）预处理指令：C编译系统在对源程序进行编译前，先由一个预处理器（也称预处理程序，预编译器）对预处理指令进行预处理，也就是将预处理部分读取进来，取代#include部分，然后由编译程序对该源程序正式进行编译，才能得到目标程序。
  （3）全局声明：即在函数之外声明。在main函数前面声明。
  （4）函数定义：指定函数的功能。在调用这些函数时，会完成函数定义中指定的功能。
  （5）函数是C程序的主要组成部分：程序的全部工作几乎是由函数来完成的。函数是C程序的基本单位。一个C程序是由一个或多个函数组成的。其中必须包含一个main函数（有且只有一个main函数）。
  （6）一个函数包括两部分：函数首部，函数体。
函数首部：包括函数名、函数类型、函数参数、参数类型。
例如：

int max(int a, int b)

函数体：声明部分，执行部分。用花括号括起来。
  （7）程序总是从main函数开始执行的。
  （8）每句话后边必须要有分号。
  （9）应当包含一些注释。

1.5运行C语言的步骤

  C语言编写的程序是源程序，计算机并不能直接识别和执行用高级语言编写的指令，必须用编译程序把C语言程序编译成二进制形式的目标程序，再将该目标程序与系统的函数库以及其他目标程序连接起来，形成可执行程序。
  （1）编写源程序：文件用.c为后缀，生成源程序文件。
  （2）编译：先用C编译系统提供的“预处理器”对程序中的预处理指令进行编译预处理。由预处理得到的信息与程序其他部分一起组成一个完整的、可以用来进行正式编译的源程序，然后由编译系统对该源程序进行编译。编译程序自动把源程序转换为二进制形式的目标程序（文件后缀为.obj）。编译的作用是对源程序进行检查，检查有无语法错误。
  （3）连接处理：经过编译所得到的二进制目标文件还不能供计算机直接执行，必须把所有的编译后得到的目标模块连接装配起来，再与函数库相连接成为一个整体，生成一个可供计算机执行的目标程序，成为可执行程序（后缀为.exe）。
  注：即使一个程序只包含一个源程序文件，编译后得到的目标程序也不能直接运行，也要经过连接阶段，因为要与函数库进行连接，才能生成可执行程序。

1.6程序设计的任务

  （1）问题分析
  （2）设计算法：设计出解题的方法和具体步骤。
  （3）编写程序
  （4）对源程序进行编辑、编译、连接
  （5）运行程序，分析结果