计算机应用基础 第三章计算机程序设计语言

第三章计算机程序设计语言9/21/20241计算机基础本章内容3.1程序设计语言概述3.2主流的程序设计语言3.3程序运行的基本过程3.4语言处理程序3.5程序设计语言的基础知识9/21/20242计算机基础3.1程序设计语言概述计算机实际上是一台可以高速精确运算的机器。它执行的每一个操作都要通过一个指令来发出。人们将这些指令排成一个有序的集合，然后再让计算机来执行。这些为了完成某项工作而编写的一个指令集合就叫做程序。用于书写那些程序的语言就称为程序设计语言。9/21/20243计算机基础3.1.1程序设计语言的产生早期计算机发展的萌芽；（加法机、乘法器等）法国纺织机械师杰卡德的重要发明——“自动提花机”查尔斯·巴贝奇的分析机，计算机系统设计的“鼻祖”。巴贝奇分析机9/21/20244计算机基础3.1.1程序设计语言的产生第一个程序的编写者——英国数学家阿达·奥古斯塔(AdaAugustaByron)英国著名诗人拜伦的女儿，巴贝奇分析机计划的坚定支持者，她的最重要的贡献在于第一回为计算机编出了程序，其中包括计算三角函数的程序、级数相乘程序、伯努利函数程序等等。因此，她被人们赞誉为“世界上第一位计算机程序员”。

9/21/20245计算机基础3.1.2程序设计语言的现状与发展趋势硬件方面基于冯·诺依曼硬件体系；从形式上体现在两个方面；总体发展过程：“面向过程”→“面向对象”→“面向目标（问题）”→“面向认知”

9/21/20246计算机基础3.2主流的程序设计语言3.2.1程序设计语言的分类一般来说，计算机语言分为四类：机器语言、汇编语言、高级语言和第四代语言。9/21/20247计算机基础3.2.1程序设计语言的分类机器语言：计算机唯一可以识别的语言

优点：执行速度快；缺点：难以被人所理解、学习、修改和维护。汇编语言：用符号编制的语言

优点：相对机器语言易于记忆，阅读和理解；缺点：不能直接被计算机识别，仍然比较难学习和掌握。

9/21/20248计算机基础3.2.1程序设计语言的分类高级语言：非常接近人类语言表达方式的程序语言

优点：便于理解、学习和掌握，表达内容丰富等；缺点：不能被计算机直接识别，执行效率不高等。第四代语言：出于商业目产生的程序语言优点：功能覆盖范围广，语句功能强大等；缺点：执行效率不高等。9/21/20249计算机基础3.2.2常用的程序设计语言1．过程化语言过程化语言强调的是面向动作。；适合于顺序执行的算法；语法的抽象形式如下：

语句1；语句2；

……

语句N；

End；常用的过程化程序设计语言有：BASIC、FORTRAN、C等。9/21/202410计算机基础3.2.2常用的程序设计语言2．面向对象语言以对象为核心；具备以下特点：①识认性，系统中的基本构件可看作一组可识别的离散对象;②类别性，系统具有相同数据结构与行为的所有对象可组成一类；③多态性，对象具有惟一的静态类型和多个可能的动态类型；④继承性，在基本层次关系的不同类中共享数据和操作。常用的面向对象程序设计语言有：C++、JAVA等。

9/21/202411计算机基础3.2.2常用的程序设计语言3．说明性语言4．其他（特殊）语言常用的其他程序设计语言有：HTML、SQL等。9/21/202412计算机基础3.3程序运行的基本过程1．编写程序——源文件2．翻译程序——目标程序（文件）3．执行程序9/21/202413计算机基础3.4语言处理程序语言处理程序的实现方式有两种：编译方式和解释方式。1.编译方式汇编程序：把汇编语言翻译成机器语言的过程；编译程序：把一中高级语言翻译成汇编语言或机器语言的程序。2．解释方式用高级语言编写的源程序按动态顺序进行逐句分析翻译，解释一句后立即得到执行结果。

9/21/202414计算机基础3.5程序设计语言的基础知识3.5.1程序设计的基本步骤1．需求分析根据实际需求来编制具体的程序的，对于程序的编制来说是一个非常重要的部分。

2．算法设计与数据结构

算法是解决问题的方法，它处理的是数据。数据结构就是对这些数据的描述。

9/21/202415计算机基础3.5.1程序设计的基本步骤3．编写程序使用某种具体的语言，编写出相应的程序。

例题3.1C语言程序示例：平均成绩计算

#include<stdio.h>main(){intn,I;/*定义数据类型*/floatsum,s,avr;

scanf(“%d”,&n);/*输入总人数*/sum=0;/*设置初始值*/i=0;while(i<n)/*逐个输入学生成绩*/{

scanf(“%f”,&s);sum=sum+s;i++}

avr=sum/n;/*计算平均成绩*/

printf（”%f”,avr）/*输出结果*/}9/21/202416计算机基础3.5.1程序设计的基本步骤4．测试和调试测试与调试是要保证程序的正确性尽量避免错误的发生；所谓测试就是假设程序中存在错误，通过运行程序来尽可能发现错误。目前常用的测试方法有黑盒法和白盒法。5．程序文档与应用维护开发过程中要建立相应的文档资料；方便用户的使用；有利于日常维护以及软件的升级和优化。9/21/202417计算机基础3.5.2程序设计语言中的基本概念1．标识符由程序员定义的单词，通过它给程序中的数据、函数及其他用户自定义对象命名。比如name、age、sex等。2．数据类型数据类型就是定义了一系列的值以及能应用于这些值上的一系列操作。每种数据类型都有它的取值范围以及应用于这些数据之上的操作。9/21/202418计算机基础3.5.2程序设计语言中的基本概念2．数据类型（续）常见的一些数据类型：⑴整型，指不包括小数部分的数。在计算机中它是一个有限集，。⑵字符型，某一种特定的计算机系统所能输入输出的所有的字符。包括字母、数字、其他特殊符号，如@、%、&等。⑶浮点型，浮点型指的是带小数部分的数据类型。它们的值的范围也根据不同的系统有所不同。

9/21/202419计算机基础3.5.2程序设计语言中的基本概念3．变量变量就是内存中表示存储单元位置的名字；有两个重要的操作：变量定义、变量赋值。4．常量在程序的执行过程中，一直不改变的数据；通常有三种方式的常量：文字常量、命名常量和符号常量。5输入和输出（I/O）实现程序与外界交互的唯一途径9/21/202420计算机基础3.5.2程序设计语言中的基本概念6．表达式由运算符、操作数和括号等组成的表达式是用于计算求值的基本单位。常用的运算符和表达式（使用C语言表达）。

9/21/202421计算机基础3.5.2程序设计语言中的基本概念6．表达式（续）最常用的算术运算符：运算符定义例子+加num1+num2-减num1-num2*乘num1*num2/除sum/count%取模sum%count++自加（加1）count++--自减（减1）count--9/21/202422计算机基础3.5.2程序设计语言中的基本概念6．表达式（续）关系运算符：运算符定义例子<小于num1<num2<=小于等于num1<=num2>大于num1>num2>=大于等于num1>=num2==等于num1==num2!=不等于num1!=num29/21/202423计算机基础3.5.2程序设计语言中的基本概念6．表达式（续）逻辑运算符：运算符定义例子&&与(num1>o)&&(num2<6)║或(num1>o)║(num2<6)!非!(num1<1)9/21/202424计算机基础3.5.2程序设计语言中的基本概念6．表达式（续）赋值运算符：运算符定义及例子=将某值存储到变量中去。n=1+=num+=1,相当于num=num+1-=num-=1,相当于num=num-1*=num*=1,相当于num=num*1/=num/=1,相当于num=num/1%=num%=1,相当于num=num%19/21/202425计算机基础3.5.2程序设计语言中的基本概念7．语句⑴赋值语句将表达式的值赋给变量的操作。举例：

i++;i=7;i=i+7;9/21/202426计算机基础3.5.2程序设计语言中的基本概念7．语句（续）⑵复合语句复合语句包含0个或若干个语句代码单元，也被称为块。举例：

{i++；

i=i+7}9/21/202427计算机基础3.5.2程序设计语言中的基本概念7．语句（续）⑶选择结构语句选择结构是三种基本控制结构之一，最为常用的if和switch语句（有条件转移）；If是双路选择；Switch是多路选择。9/21/202428计算机基础3.5.2程序设计语言中的基本概念7．语句（续）⑶选择结构语句①if语句：

if（表达式）

{

语句1}else{

语句2}9/21/202429计算机基础3.5.2程序设计语言中的基本概念

if-else语句的逻辑顺序：假（值为0）真（值为1或非0）表达式语句1语句29/21/202430计算机基础3.5.2程序设计语言中的基本概念⑶选择结构语句（续）②switch语句：

switch（表达式）

{case常用表达式1：语句1；[break;]case常用表达式2：语句2；[break;]……case常用表达式n：语句n；[break;]default：语句n+1；

}9/21/202431计算机基础3.5.2程序设计语言中的基本概念⑷循环结构语句有3种常见的循环语句：

①while（逻辑控制循环），它是通过先检测逻辑表达式的值是否为真来控制循环执行。

while（表达式）

{

语句1；语句2；

…}9/21/202432计算机基础3.5.2程序设计语言中的基本概念用流程图来表示语句的执行顺序：

值为真（非0）值为假（0）表达式0语句9/21/202433计算机基础3.5.2程序设计语言中的基本概念⑷循环结构语句（续）②dowhile，它会先执行一次循环体中的语句，然后再判断表达式的值。

do{

语句1；语句2；

…}while(表达式)9/21/202434计算机基础3.5.2程序设计语言中的基本概念用流程图来表示语句的执行顺序：

值为假(0)值为真(非0)语句表达式9/21/202435计算机基础3.5.2程序设计语言中的基本概念⑷循环结构语句（续）③for循环语句，它是通过计数器控制的循环。

for（表达式1；表达式2；表达式3）

{

语句1；语句2；

…}9/21/202436计算机基础3.5.2程序设计语言中的基本概念举例：

for（i=0;i<=10;i++）

{sum=sum+i;}用流程图来表示：假真i=0（求解表达式1）i<=10(表达式2){sum=sum+I;}i++(表达式3)for语句的下一个语句9/21/202437计算机基础3.5.2程序设计语言中的基本概念8．函数函数是一个相对独立的并经常使用的功能；函数是结构化程序设计的基本单位；函数中包括函数定义、函数头、函数体、函数声明、参数、返回值等，。9/21/202438计算机基础3.5.3结构化程序设计结构化程序设计方法规定程序或程序段的结构有三种：顺序结构，按照程序中语句的自然顺序、自上而下顺序执行的结构就称为顺序结构；选择结构，执行语句时，根据条件来进行判断执行后面的某一段程序称为选择结构；循环结构，使计算机在一定的条件下反复多次执行同一段程序称为循