初步认识C语言

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一、什么是程序

• 程序（program）是一个精确说明如何进行计算的指令（instruction）序列。
• 人和计算机交换信息所用的语言，称为计算机语言。

  程序 = 算法 + 数据结构

#include<stdio.h> int main( ) { char p[] = "Hello world!"; printf("%s\n",p); return 0; }

1.自然语言和形式语言

• 什么是自然语言？
• 什么是形式语言？

两者区别和联系：

​         歧义性

​         冗余性

        与字面意思的一致性

2.软件的形成

• 软件的形成
  • 程序员（programmer）编写程序源代码(Source Code)
  • 编译器(Compiler)把源代码转化为可被计算机理解的机器代码(Machine Code)
  • 并把计算机代码以可以执行文件(Executable File)的形式保存在磁盘上

    程序 = 文档 = 软件

1)求1~100的和

#include<stdio.h> int main( ) { int total = 0; int i; for(i = 1; i <= 100; i++) { total = total + 1; } printf("%d\n",total); return 0; }

2)加法计算

#include<stdio.h> int main( ) { int a = 3; int b = 5; a = a + b; printf("%d %d\n", a, b,); return 0; }

3.指令的分类

• 输入：从键盘、文件或者其他设备获取数据。
• 输出：把数据显示到屏幕，或者存入一个文件，或者发送到其他设备。
• 基本运算：执行最基本的数学运算（加减乘除）和数据存取。
• 测试和分支：测试某个条件，然后根据不同的测试结果执行不同的后续指令。
• 循环：重复执行一系列操作。

scanf("%d %d", &a, &b); printf("%d %d\n", a, b);

1)交换函数

• 加一个媒介temp

#include<stdio.h> int main( ) { int a = 3; int b = 5; int temp; printf("%d %d\n", a, b); temp = a; a = b; b = temp; printf("%d %d\n", a, b); return 0; }

• 加法交换

#include<stddio.h> int main() { int a = 3; int b = 5; printf("%d %d\n", a, b); a = a + b; b = a - b; a = a - b; printf("%d %d\n", a, b); return 0; }

2)两数比较大小

• if语句

#include<stdio.h> int main( ) { int a = 3; int b = 5; printf("%d %d\n", a,b); if(a > b) printf("a 比 b 大\n"); else if(a == b) printf("a 等于 b \n"); else printf("a 比 b 小\n"); return 0; }

4.计算机基本工作过程

• 编程的本质是把复杂的任务分解成子任务，把子任务在分解成跟简单的任务，层层分解，直到最后简单得可以用以上所述指令来完成。

练习目录

 1)求一个三位数各位数和

• 分别取余后求和

#include<stdio.h> #include<stdlib.h> int main() { int a = 123; int total; total = a % 10 + a / 10 % 10 + a /100 % 10; printf("%d\n", total); return 0; }

• 循环 迭代

#include<stdio.h> #include<stdlib.h> int main() { int a = 12345; int total = 0; while(a > 0) { total = total + a % 10; a = a / 10; } printf("%d\n", total); return 0; }

#include<stdio.h> int my_atoi(char *str) { int total = 0; int i = 0; //迭代 while(str[i] !='\0') { total = total * 10 + (str[i] - '0'); i++; } return total; } int main() { char str[5] = "123"; int total = 0; //total = (str[0] - '0') * 100 + (str [1] - '0') * 10 + (str[2] - '0') * 1; total = my_atoi(str); printf("%d\n",total); return 0; }

1)求1~100的和

#include<stdio.h> int main( ) { int total = 0; int i; for(i = 1; i <= 100; i++) { total = total + 1; } printf("%d\n",total); return 0; }

2)统计1~100中数字9的个数

#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<math.h> int count_one(int n) { int total = 0; while(n > 0) { if (n % 10 == 9) { total++; //++total; } n = n / 10; } return total; } int count_9(int start,int end) { int i; int total = 0; for(i = start; i <= end; i++) { total += count_one(i); } return total; } int main() { int a =12345; int total = count_9(1, 100); printf("%d\n",total); return 0; }

3)求100以内的素数

#include<stdio.h> int is_prime(int n) { int i; if(n < 2) { return 0; } for(i = 2; i < n; i++;) { if (n % i == 0) { return 0;; } } return 1; } int main() { int i; for(i = 1; i <= 100; i++) { if(is_prime(i) == 1) { printf("%d",i); } } printf("\n"); return 0; }

3)优化

#include<stdio.h> int is_prime(int n) { int i; if(n < 2) { return 0; } for(i = 2; i < n; i++;) { if (n % i == 0) { return 0; } } return 1; } int main() { int i; for(i = 1; i <= 100; i++) { if(is_prime(i) == 1) { printf("%d",i); } } printf("\n"); teturn 0; }

4)计算π的值

π=4 – 4/3 + 4/5 – 4/7 + 4/9 – 4/11 + …

#include<stdio.h> double get_pi(int n) { double total = 0.0; int flag = 1; int i; for (i = 0; i <= n; i++) { total += 1.0/(2 * i + 1) * flag; flag = -flag; } return total * 4; } int main () { int i; printf("%.15f\n",get_pi(100)); printf("%.15f\n",get_pi(10000)); printf("%.15f\n",get_pi()); printf("%.15f\n",get_pi()); return 0; } 

5)求1000以内的完数

#include<stdio.h> //打印因子 void print_factor(int n) { int i; for(i = 1; i < n; i++) { if(n % i == 0) { printf("%d", i); } } printf("\n"); } int is_perfect_number(int n) { int i; int total = 0; for(i = 1; i < n; i++) { if(n % i == 0) { total += i; } } if(total == n) { return 1; }else { return 0; } } int main() { int i; printf("\n"); for(i = 1; i <= 1000; i++) { if(is_perfect_number(i) == 1) { printf("%d", i); print_factor(i); } } printf("\n"); return 0; } 

6)求水仙花数

#include<stdio.h> #include<stdlib.h> int is_narcissistic_flower(int n) { int total = 0; int low; // n的值变了所以加一个 int n_o = n; while(n > 0) { low = n % 10; total += low * low * low; n = n / 10; } if(n_o == total) { return 1; }else { return 0; } } int main() { int i; for(i = 100; i < 1000; i++) { if(is_narcissistic_flower(i) == 1) { printf("%d\n", i); } } retun 0; }

7)神秘的三位数

#include<stdio.h> #include<stdlib.h> int is_mytrious(int n) { int total = 0; int n_o = n; while(n > 0) { total += factorial(n % 10); n /= 10; } if(total == n_o) { return 1; }else { return 0; } } int main() { int i; for(i = 100;i < 1000;i++) { if (is_mytrious(i) == 1) { printf("%d\n",i); } } return 0; }

5.程序调试

• 错误：
  • 编译时错误；
  • 运行时错误；1.野指针 2.内存越界 3.内存泄漏
  • 逻辑错误和语义错误；
• 警告

警告意味着风险！

重视警告！

把每一条警告都理解，并总结出来。

问题 <?>

1.程序为什么编译后才能运行？

2.编译出来的可执行文件里面有什么？除了机器码还有什么？他们是怎么组织的？

3.#include<stdio.h>是什么意思？把stdio.h包含进来意味着什么？C语言库又是什么？如何实现的？

4.helloWorld程序是怎么运行起来的？操作系统是怎么装载它的？main函数之间发生了什么？main函数结束后又发生了什么？

5.如果没有操作系统，helloworld可以运行吗？

6.Helloworld程序运行时，它在内存中是什么样子的？

注：C语言的优缺点

优点：

• 程序执行效率高
• 能直接对硬件进行操作
• 语言简练，灵活，使用方便
• 可移植性较好

缺点：

• 不易学习
• 代码不容易维护
• 过于强大灵活，以至于容易产生致命Bug

注：C语言特点

• C语言是一个有结构化程序设计，具有变量作用域以及递归功能的过程式语言
• 传递参数是以值传递（Pass-by-value），也可以通过指针来传递参数（Pass-by-address）。
• 不同的变量类型可以用结构体（struct）组合在一起。
• 只有32个保留字（reserved keywords），使变量、函数命名有更多弹性。
• 部份的变量类型可以转换，例如整形和字符变量。
• 通过指针（pointer），C语言可以容易的对存储器进行低级控制。
• 编译预处理（preprocessor）让C语言的编译更具有弹性。

6.程序的结构

• C程序总是从main函数开始执行，并且一定有且仅有一个主函数，主函数名必须是main。
• C语言本身不带输入输出语句，必须通过调用库函数来实现输入输出。
• 以/ …… /之间的内容是注释，不影响程序的执行，可增加程序的可读性。
• /* /* */ */