9月19日-高级语言程序设计-课程内容（3）

9月19日第三次上课记录

主要内容：
1，程序设计语言
2，程序设计的基本过程
3，C语言程序的组成和结构
4，C语言程序的开发
5，C语言的基本语法单位
6，数据与数据类型

1，程序设计语言

程序设计语言是人与机器交流的语言，大致可以分为三类：
1，机器语言：由二进制代码按照一定规则组成的命令合集，也叫指令合集。机器可以直接识别，执行效率也高，但是人类很难读懂，并且由于每个电脑指令集不同，机器语言编写的程序是无法移植的。
2，汇编语言：一种机器语言的改进版本，有更好的可读性，但是程序编写复杂，抑制性依旧很差，需要翻译成计算机可以识别的机器指令后才能在计算机上执行。
3，高级语言：拥有更强的表达能力，更容易掌握，有较强的移植能力。所有高级语言都包含四种基本能力和三种控制结构。
高级语言的四种基本能力：
（1）数据表达能力：
（2）数据运算能力
（3）数据的输入和输出能力
（4）数据处理的流控制能力
高级语言的三种控制结构：
（1）顺序结构
（2）选择结构
（3）循环结构

2，程序设计的基本过程

1，分析问题：（1）分析问题性质。（2）考虑对数据的表示和输入输出。（3）确定使用数学模型或处理方法。
2，设计算法
3，编写程序
4，编译程序：编译和解释都属于翻译成机器语言的过程，但是两者是不同的。编译是将程序转换成机器语言然后直接执行机器码，速度较快。解释是用解释器把代码一行一行执行，比较慢。但是编译的移植性没有解释好，因为编译是将代码转换成当前CPU和操作系统认识的机器码，移植的时候无法保证目标设备认识。
5，调试程序：发现和排查程序中的错误。
6，编写程序文档：类似于写说明书。

文件：文件是存放在外存储介质中的，它一定有一个以基本名和扩展名组合而成的文件名，老式系统中可能要求基本名不能超过8个字符，但是现在设备都大大拓展，达到255个字符。编译就是把源代码文件转换成可执行文件的过程。

设计算法过程中，我们需要用一种通俗易懂的办法理清思路，算法常用的描述方法有：
（1）自然语言
（2）流程图
（3）伪代码
流程图符号

3，C语言程序的组成和结构

1，注释：
（1）段注释：/“星号"这里是注释内容"星号”/（两个*打不出来…）。
（2）行注释：//这里是注释内容
注释是不会被翻译成机器语言的。
2，编译预处理：
以#开头，在程序编译之前发挥作用，指示编译器怎么编译，预处理不属于程序。
3，函数：
每个C程序有必须要有且只有一个主函数main(void)，它是程序的入口，C99中规定他的类型要是int（整型）。每个函数都由函数说明部分和函数体部分组成，其中函数体又由变量定义和语句部分组成，C以及大部分高级语言对大小写都是敏感的。函数的源代码以源代码文件形式保存，扩展名为".c"。C语言的主要函数有：（1）主函数main。（2）库函数。（3）用户自定义函数。
4，声明：标识符就是给变量起的名字，标识符规定不能和关键字一样。标识符可以由下划线，字母和数字组成，但是只能由下划线和字母开头。建议不要用预定义的标示作为标识符。
5，赋值

一个C程序可以有多个源程序文件，一个源程序文件可以有多个函数，但是一定要有预编译处理和main函数，可以有全局变量声明，每个函数都要有函数头和函数体，函数体包括生命部分和执行语句部分。

4，C语言程序的开发

开发大致分为一下几个步骤：
（1）编辑源程序，保存为扩展名为".c"的文件。
（2）编译源程序生成目标文件。把C语言的程序转换成机器语言的过程叫编译源程序，C语言编译器以源程序文件为单位进行编译，生成扩展名为".obj"的文件。编译过程中可能出现两种错误：1，语法错误（error），必须修改源程序后重新编译。2，警告（warning），出现不合理现象或者轻微错误，仍可以编译成目标文件。
（3）连接目标文件生成可执行文件。编译器中的链接器将中间代码（源代码转换）和其他代码（启动代码，库函数）合并成可执行文件。
（4）运行并测试可执行程序。对程序的实际运行结果和预期正确结果进行比较分析。

集成开发环境（Integrated Development Environment，简称IDE）
IDE是集成了代码编写功能，分析功能，编译功能，调试功能等为一体的开发软件，一般包括代码编辑器，编译器，调试器，图形用户界面工具等。现在常用的IDE有Visual studio，Xcode，CodeBlocks等。

5，C语言的基本语法单位

按照C99的规定，C语言的基本符号集包括：

26个大写字母
26个小写字母
10个数字字符
29个图形字符
关键字：特定语法含义单词或单词缩写，用来说明某一固定语法概念。程序中关键字只能使用不能修改。关键字对大小写是敏感的。
标识符：由基本字符集中的字符构成的字符序列。要求：
（1）第一个字符必须是字母或者下划线。
（2）标识符中的其他字符可以是字母，数字和下划线。
（3）不能用关键字作为标识符。
（4）标识符对大小写敏感。

6，数据与数据类型

数据类型
基本类型	整型	有符号整型（signed），无符号整型（unsigned）
	实型	单精度型（float），多精度型（double）
	字符型（char）	无
构造类型	数组（[]）	无
	结构体（struct）	无
	共用体（vnion）	无
	枚举类型（enum）	无
指针类型（*）	无	无
空类型（void）	无	无

常量：程序运行过程中不能被改变的值。可用宏定义命令来定义：
#define+标识符+常量（写的时候’+'由空格替代）
变量：程序运行过程中可以被改变的值。变量是一个存储数据的容器，它由数据类型，变量名，变量值3个属性确定。它通过数据类型来获得一定长度的存储单元，把变量值存储在其中，通过变量名来修改或获取这个值。给变量一个值叫做赋值，使用变量中的值叫做取值。使用变量时，一定要先定义，再赋值，再使用。

有符号的整型类型：

名称	完整写法	省略写法	字节数	位数	数值范围
短整型	short int	short	2	16	-2¹⁵~2¹⁵-1
基本整型	int		4（2）	32（16）	-2³¹~2³¹-1(16位15次方)
长整型	long int	long	4	32	-2³¹~2³¹-1

无符号的整型类型：

名称	完整写法	省略写法	字节数	位数	取值范围
短整型	unsigned short int	unsigned short	2	16	0~2¹⁶-1
基本整型	unsigned int	unsigned	4(2)	32(16)	0~2³²-1（16位16次方）
长整型	unsigned long int	unsigned long	4	32	0~2³²-1

实型数据：

类型名称	类型关键字	字节	有效数字	取值范围
单精度	float	4	6～7	0，1.2x10^-38-3.4x10³⁸
双精度	double	8	15～16	0，2.3x10^-308-1.7x10³⁰⁸
长双精度	long double	16	17～18	0，3.4x10^-4932-3.4x10⁴⁹³²

字符常量转义字符：

表示形式	含义说明	ASCII码
\0	空字符	0
\a	响铃	7
\b	退格	8
\t	水平制表	9
\n	换行	10
\v	垂直制表	11
\f	换页	12
\r	回车（回到当前行的开头）	13
"	双引号	34
’	单引号	39
\	反斜线字符	92
\ddd	1～4位八进制ASCII码对应的字符（最大为377）
\xhh	1～2位十六进制ASCII码对应的字符（最大为FF）