第一章：程序设计和C语言

一、什么是计算机程序？

所谓程序就是一组计算机能识别和执行的指令。计算机的一切操作都是由程序控制的，本质是程序的机器，程序和指令是计算机系统最基本的概念。

二、什么是计算机语言？

人和计算机交流信息要解决语言问题，需要创造一种计算机和人都能识别的语言，这就是计算机语言。

1、计算机发展的阶段

机器语言：

　　计算机只能识别和接收由0和1组成的指令。如：0100001

　　计算机能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。

符号语言：

　　即汇编语言。把符号语言的指令转换为机器指令，转换过程称为代真或汇编，因此，符号语言又称为符号汇编语言或汇编语言。

　　由于它“贴近”计算机，离计算机“很近”称为计算机低级语言。

高级语言：

　　第一个高级语言——FORTRAN语言，这种语言功能很强，而且不依赖于具体机器，用它写出的程序对任何型号的计算机都适用（或只须做很少的该公），它与具体

　　机器距离较远，故称为计算机高级语言。

　　用一种称为编译程序的软件把高级语言写的程序称为源程序。转换为机器指令的程序称为目标程序，然后让计算机执行机器指令程序，最后得到结果。

三、C语言的发展及其特点

C语言是国际上广泛流行的计算机高级语言。

1、C语言的由来

CPL——>BCPL——>B语言——>C语言

BCPL：1967年英国剑桥大学的Martin Richards推出没有类型的BCPL语言；

B语言：1970年美国AT&T贝尔实验室Ken Thompson设计出B语言取BCPL第一个字母；

C语言：1972--1973年间，美国AT&T贝尔实验室的D.M.Ritchie在B语言基础上设计出C语言取BCPL第二个字母。

2、C语言的特点

（1）语言简洁，紧凑，使用方便灵活；

（2）运算符丰富；

（3）数据类型丰富；

（4）具有结构化的控制语句；

（5）语法限制不太严格，程序设计自由度大；

（6）C语言允许直接访问物理地址，能进行bit操作，能实现汇编语言大部分功能，可以直接对硬件进行控制；

（7）用C语言编写的程序可移植性好；

（8）生成目标代码质量高，程序执行效率高。

四、最简单的C语言程序

#include<stdio.h>    //这是编译预处理指令
int main()    //定义主函数
{    //函数开始的标志
    printf("Hello World");    //输出所指定的信息
    return ;        //函数执行完毕时返回函数值0
}    //函数结束的标志

int main（）：C语言的一种声明方式，表示主函数，是C语言约定的程序入口，main前面的int表示函数的返回值类型是int型（基本整型）；

printf：输出函数；

{}：函数体；

return 0：返回的函数值是给调用main函数的操作系统用的，用来检测函数是否正常执行，对应main函数的返回值类型；

stdio：standard input 和 output；

.h：头文件，header file；

stdio.h：系统提供的文件名。输入输出函数的相关信息事先放在stdio.h文件中；

#include：把这些信息调入供使用；

#include<stdio.h>：只要用到标准库中的输入输出函数，应该在文件开头写上；

//：单行注释；

/**/：块注释。

1、C语言的应用场景

（1）系统软件；

（2）驱动；

（3）操作系统内核；

（4）嵌入式（单片机）开发；

（5）小程序。

2、C语言程序结构

（1）一个程序由一个或多个源程序文件组成。

　　预处理指令：如#include<stdio.h>。先由一个“预处理器”对预处理指令进行预处理。

　　　　　　　　对于#include<stdio.h>来说就是将stdio.h头文件的内容读进来放在#include指令行，取代了#include<stdio.h>。

　　全局声明：在函数之外进行的数据声明。

　　　　　　    放在函数外面声明的变量称为全局变量反之局部变量。

　　函数定义：每个函数用来实现一定的功能。在调用这些函数时，会完成函数定义中指定的功能。

（2）函数是C程序的主要组成部分

程序几乎全部的工作都是由各个函数分别完成的，函数是C程序的基本单位。编写C程序的工作主要就是编写一个个函数。

一个C语言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（且只能有一个main函数）。

一个小程序只包含一个源程序文件，在一个源程序文件中包含若干个函数（其中有一个main函数）。

在进行编译时是以源程序文件为对象进行的。在分别对各源程序文件（程序模块）进行编译并得到相应的目标程序后，再将这些目标程序连接成为一个统一的二进制的可执行程序。

（3）一个函数包括两个部分

函数首部：例max函数首部：int函数类型 ，max函数名，（int函数参数类型 x函数参数名）

函数体：即函数首部下面的花括号内的部分。最外层花括号是函数体范围。

　　　　函数体包括两个部分：

　　　　　　声明部分：定义在本函数中所用到的变量；int a，b，c；，对本函数所调用函数进行声明，如：int max（int x，int y）；

　　　　　　执行部分：由若干个语句组成，指定在函数中进行的操作。

（4）程序总是从main函数开始执行的

main函数可以放在程序最前头，也可以放在程序最后，或在一些函数之前、另一些函数之后。

（5）程序中对计算机的操作是由函数中的C语句完成的

赋值、输入输出数据的操作都是由相应的C语句实现的。C程序书写格式比较自由，一行可写多个语句，一个语句可在多行写。

（6）在每个数据声明和语句的最后必须有一个分号

分号是C语句的必要组成部分。

（7）C语言本身不提供输入输出语句

输入输出语句是由库函数来完成的。使程序具有可移植性。

（8）程序应当包含注释

加上注释，增加程序的可读性

总结：

（1）C语言本身不提供输入输出语句，输入输出操作是由C标准函数库中的函数实现的；

（2）C语言的算法可以有0个或多个输入，但必须要有1个或多个输出（必须要有输出）；

（3）C源文件（编译）obj目标文件（连接）exe可执行文件

（4）一条语句 多行写；多条语句，一行写。