《C程序的结构》课件

C程序的结构本课件将介绍C程序的基本结构，包括程序的组成部分、代码的组织方式以及如何编写和运行C程序。C语言基础概述历史C语言起源于1970年代的贝尔实验室，被设计用于系统编程和应用程序开发。特点C语言是一种结构化的编程语言，具有强大的功能和可移植性。应用C语言广泛应用于操作系统、嵌入式系统、游戏开发、网络编程等领域。程序的基本组成部分源代码程序员编写的指令，用高级语言编写，人类可读。编译器将源代码转换为机器可执行的代码，即目标代码。目标代码机器语言指令，由CPU执行，完成程序功能。标识符和关键字1标识符标识符用于给变量、函数、数组等命名，帮助程序员更好地理解代码。2关键字关键字是C语言中预留的词语，具有特殊含义，不能用作标识符。3标识符的命名规则标识符必须以字母或下划线开头，之后可以包含字母、数字或下划线，区分大小写。4关键字示例常见的关键字包括：int、float、char、if、else、while、for等。变量和数据类型数据类型C语言中，数据类型决定了变量存储的数据类型，例如整型、浮点型、字符型等。变量定义使用关键字定义变量，并指定其数据类型，如：intage;或floatweight;变量赋值给变量赋予具体的值，例如：age=25;或weight=60.5;常量常量的定义常量是指在程序运行过程中其值不能改变的量。使用关键字const定义。例如：constintMAX_VALUE=100;常量的类型常量可以是多种类型，包括整数常量、浮点数常量、字符常量和字符串常量。例如：10、3.14159、'A'、"HelloWorld!"。常量的作用常量可以提高程序的可读性和可维护性，并防止意外修改值。常量使用示例在定义数组大小时，可以使用常量来定义数组的大小，例如：constintSIZE=10;intarray[SIZE];。表达式和运算符表达式表达式是由运算符、操作数和函数组成的合法组合。表达式可以是常量、变量或函数调用的结果。表达式在C语言程序中扮演着重要的角色。它们用作赋值语句、条件语句和循环语句中的操作数。运算符运算符用于执行各种操作，例如算术运算、比较运算、逻辑运算和位运算。C语言提供了丰富的运算符集，允许程序员灵活地组合表达式和完成各种任务。程序的输入和输出程序的输入程序可以从用户输入数据，例如键盘输入或文件读取。程序的输出程序可以将计算结果输出到屏幕、文件或其他设备。输入输出函数C语言提供标准输入输出函数，例如scanf()和printf()。顺序执行的程序结构语句程序由一系列语句组成，每个语句完成一个特定的操作，例如赋值、运算等。执行顺序C语言程序按照从上到下的顺序执行，每条语句依次执行。程序流程程序执行的顺序可以通过语句的排列来控制。分支控制语句IF-ELSE1基本语法IF-ELSE语句根据条件判断结果，执行不同代码块。2条件判断条件表达式用关系运算符和逻辑运算符构成，结果为真或假。3代码执行当条件为真时，执行IF代码块，否则执行ELSE代码块。分支控制语句switch-case1case匹配值2switch表达式3default默认值switch-case语句根据表达式的值选择不同的代码块执行。case关键字用来定义不同的代码块，每个case后面跟一个常量值，当表达式的值与该常量值相匹配时，就会执行该case对应的代码块。default关键字用来定义默认的代码块，当表达式的值与任何case都不匹配时，就会执行该default对应的代码块。循环控制语句for1初始化循环变量的初始值2条件判断判断是否继续循环3循环体执行循环操作4步进循环变量的值变化for语句是C语言中常用的循环控制语句。它提供了一种简洁的方式来重复执行一段代码，直到满足特定条件为止。该语句包含三个部分：初始化、条件判断和步进，通过控制这三个部分，我们可以实现各种循环结构，例如遍历数组元素、执行特定次数的迭代等。循环控制语句while1循环条件判断循环是否继续执行2循环体执行循环操作3循环变量更新改变循环条件while循环是一种典型的循环控制结构，它在满足循环条件时重复执行循环体内的语句。while循环的关键在于循环条件，它是控制循环执行次数的关键因素。循环控制语句do-whiledo-while循环语句是C语言中的一种循环控制语句，它先执行循环体，然后判断条件是否满足，如果满足则继续循环，否则退出循环。1do循环体代码2while条件判断do-while循环语句的语法格式如下：do{循环体代码;}while(条件表达式);do-while循环语句的特点是至少执行一次循环体，然后判断条件是否满足，如果满足则继续循环，否则退出循环。循环语句的嵌套1嵌套循环一个循环语句可以包含在另一个循环语句中，形成嵌套循环结构。2外循环外层循环控制着内层循环的执行次数。3内循环内层循环在每次外层循环迭代中执行一次完整的循环。数组内存中的连续存储数组元素在内存中占用连续的存储空间，方便快速访问。相同数据类型数组中所有元素必须具有相同的类型，例如都是整数或字符。下标访问使用下标访问数组元素，例如访问第一个元素使用数组名加下标0。数组的初始化11.静态初始化在声明数组的同时为数组元素赋值，称为静态初始化。22.动态初始化在程序运行时为数组元素赋值，称为动态初始化。33.部分初始化可以只为部分数组元素赋值，未赋值的元素会自动初始化为0或空字符。44.初始化规则初始化值的数量必须小于或等于数组元素的数量，否则会导致错误。多维数组定义多维数组是数组的数组，每个元素也是一个数组。声明使用类型说明符、数组名、中括号和维数来声明，例如inta[3][4]。访问使用下标访问数组中的元素，例如a[1][2]表示第一行第二列的元素。应用多维数组用于表示表格、矩阵等数据结构。指针内存地址指针是一个变量，它存储了内存地址，可以指向任何数据类型。间接访问通过指针，可以间接访问内存中存储的数据，实现更灵活的内存管理。数据共享指针允许函数传递数据的地址，而不是数据本身，提高效率，并实现数据共享。指针和数组11.指针的本质是指向内存地址的变量，存储了某个变量的地址。22.数组的存储数组是连续存储的内存空间，指针可以用来访问数组中的元素。33.指针与数组的联系数组名本身也是指向数组首元素地址的指针。44.指针与数组的应用可以方便地进行数组的遍历、修改和操作。字符串字符序列字符串是字符的有限序列，在C语言中用双引号括起来，表示字符的集合。字符数组存储字符串本质上存储在字符数组中，每个字符占一个字节的空间，并以空字符'\0'作为结束标记。字符指针访问也可以使用字符指针来访问字符串，指针指向字符串首地址，通过指针移动来遍历字符。字符串操作函数字符串比较函数strcmp()用于比较两个字符串，返回比较结果。字符串复制函数strcpy()用于将一个字符串复制到另一个字符串。字符串连接函数strcat()用于将一个字符串连接到另一个字符串的末尾。字符串长度函数strlen()用于计算字符串的长度。函数定义和声明函数定义包含函数名、参数列表和函数体。函数声明则仅包含函数名、参数列表和返回值类型。函数声明让编译器提前了解函数的存在，以便在调用函数时进行类型检查。参数传递参数传递的方式包括值传递和地址传递。值传递仅传递参数的值，而地址传递则传递参数的内存地址。地址传递可以让函数修改实参的值，而值传递则不会影响实参的值。函数的定义和调用函数定义函数定义由函数头和函数体两部分组成，函数头包含函数名、返回值类型和参数列表，函数体包含函数执行的代码块。函数调用函数调用是通过函数名和实际参数来调用函数，实际参数传递给函数的形参，函数执行后会返回一个值。函数调用过程函数调用时，程序会跳转到函数定义处执行函数体代码，执行完毕后，程序会返回到调用函数的下一行代码继续执行。函数参数传递1值传递将实参的值复制一份给形参使用，形参的改变不会影响实参。2地址传递将实参的地址传递给形参，形参可以直接访问实参所在的内存单元，对形参的修改会直接影响实参的值。3引用传递C++中引入的一种传递方式，使用引用类型，实际上是对实参的别名，对形参的修改会直接影响实参的值。递归函数定义递归函数是指在函数体内调用自身，以解决问题。调用自身递归函数在每次调用时都会创建一个新的函数栈帧，存储局部变量和参数。递归结束条件递归函数必须包含一个结束条件，以避免无限循环。应用场景递归函数适用于解决树形结构、图论、分治算法等问题。预处理指令编译前处理在编译之前对源代码进行预处理，由预处理器完成指令形式以#开头的命令行，称为预处理指令预处理功能宏定义、文件包含、条件编译宏定义定义宏定义是一种简单的文本替换机制。它在编译阶段将宏名替换为相应的宏体。作用提高代码的可读性和可维护性，避免重复代码，简化程序的编写和调试。格式使用#define关键字进行定义，例如#definePI3.1415926。示例宏定义可以用于定义常量、函数、表达式或其他代码片段，例如#defineMAX(a,b)((a)>(b)?(a):(b))。头文件11.包含声明头文件包含了函数、变量、结构体等的声明，这些声明信息可以让编译器在编译源代码时识别并正确使用这些元素。22.代码重用头文件可以被多个源代码文件包含，从而避免重复编写相同的代码，提高代码的复用性和可维护性。33.结构化编程头文件帮助将程序代码模块化，使得程序结构更清晰，更易于理解和维护。44.常用库C语言提供了一些标准的头文件，例如stdio.h、string.h、math.h等，这些头文件包含了大量的常用函数，方便开发者使用。编译和链接1编译将源代码转换为目标代码2汇编将目标代码转换为可执行代码3链接将可执行代码与库函数结合编译和链接是将C语言源代码转换为可执行程序的两个重要步骤。编译器将源代码转换为目标代码，汇编器将目标代码转换为可执行代码，链接器将可执行代码与库函数结合在一起。C语言的编程风格代码规范保持代码的整洁和可读性很重要。规范的缩进、注释和命名约定可以提高代码的可维护性。遵循业界最佳实践，例如使