高级程序设计语言概述课件.ppt

1、第一讲第一讲 高级语言程序设计概述高级语言程序设计概述金世双金世双 编著编著2本讲主要内容本讲主要内容 程序设计语言发展历程程序设计语言发展历程1C与与C+集成环境集成环境2C与与C+的程序组成的程序组成3简单输入输出操作简单输入输出操作430.序言序言l 教学对象教学对象 计算机科学与技术系计算机科学与技术系l 教学目标教学目标v程序设计的重要性程序设计的重要性v程序设计的基本概念与基本方法程序设计的基本概念与基本方法v编程解题的思路与典型方法编程解题的思路与典型方法v数学模型简介数学模型简介v算法及算法步骤算法及算法步骤v程序结构与相应语句程序结构与相应语句v编码与上机调试编码与上机调试4

2、l 学习的学习的重点重点程序设计的基本概念，基本方法；程序设计的基本概念，基本方法；在在 C/C+C/C+语言的环境下，学会如何针对问题进行分析，语言的环境下，学会如何针对问题进行分析，构建数学模型，寻找算法并编程实现；构建数学模型，寻找算法并编程实现；有条有理有根有据的编程实践；有条有理有根有据的编程实践；养成良好的编程风格与习惯；养成良好的编程风格与习惯；重在思维方法的学习，鼓励创新。重在思维方法的学习，鼓励创新。5l 教学内容安排教学内容安排1.1.概论：程序设计的基本概念与基本方法；怎样概论：程序设计的基本概念与基本方法；怎样才能学好这门基础课才能学好这门基础课2.程序的基本结构程序的

3、基本结构3.编程关键：逻辑思维与问题求解人是怎样让计编程关键：逻辑思维与问题求解人是怎样让计算机帮助自己解题的算机帮助自己解题的4.数据的组织方式一：数组数据的组织方式一：数组5.模块化：函数与函数调用模块化：函数与函数调用6.分治思想：递归算法及其实现分治思想：递归算法及其实现7.逻辑指代与物理指代：指针逻辑指代与物理指代：指针8.数据的组织方式二：结构数据的组织方式二：结构69.蒙特卡洛法蒙特卡洛法10.贪心法贪心法11.动态规划动态规划12.数据的组织方式三：链表与树数据的组织方式三：链表与树13.数据的组织方式四：文件，数据的永久存储与数据的组织方式四：文件，数据的永久存储与重复使用重

4、复使用14.面向对象程序设计面向对象程序设计71.程序设计语言发展历程程序设计语言发展历程类类过程过程面向机器的语言面向机器的语言面向机器的语言面向机器的语言高级语言（面向对象）高级语言（面向对象）高级语言（面向过程）高级语言（面向过程）汇编语言汇编语言机器语言机器语言l 程序设计语言的轨迹程序设计语言的轨迹8l C语言发展过程语言发展过程v产生背景产生背景v产生过程产生过程时间时间:19721973地点地点:美国贝尔实验室美国贝尔实验室目的目的:UNIX操作系统操作系统设计人设计人:Ken.Thompson和和Dennis.M.RitchievC标准标准标准标准C:K&R合著合著The C

5、Programming LanguageANSI C:1983年年87 ANSI C:1987年年1990年国际标准的年国际标准的ANSI CC语言发展的历程语言发展的历程9C+语言发展的历程语言发展的历程l C+是在是在C语言的基础上发展和完善的，而语言的基础上发展和完善的，而C是吸收了其它是吸收了其它语言的优点逐步成为实用性很强的语言。语言的优点逐步成为实用性很强的语言。l 随着随着20世纪世纪70年代年代C语言应用的推广，语言应用的推广，C语言存在的一些缺语言存在的一些缺陷或不足也开始流露出来，并受到大家的关注。如：陷或不足也开始流露出来，并受到大家的关注。如：C语言语言对数据类型检查的

6、机制比较弱；缺少支持代码重用的结构；对数据类型检查的机制比较弱；缺少支持代码重用的结构；随着软件工程规模的扩大，难以适应开发特大型的程度等随着软件工程规模的扩大，难以适应开发特大型的程度等等。等。10l 为了克服为了克服C语言本身存在的缺点，并保持语言本身存在的缺点，并保持C语言简洁、高效，语言简洁、高效，并与汇编语言接近的特点，并与汇编语言接近的特点，1980年，贝尔实验室的年，贝尔实验室的Bjarne Stroustrup博士及其同事对博士及其同事对C语言进行了改进和扩充，并把语言进行了改进和扩充，并把Simula 67中类的概念引入到中类的概念引入到C中。并在中。并在1983年由年由Ri

7、ck Maseitti提议正式命名为提议正式命名为C+（C Plus Plus）。后来，又）。后来，又把运算符的重载、引用、虚函数等功能加入到把运算符的重载、引用、虚函数等功能加入到C+中，使中，使C+的功能日趋完善。的功能日趋完善。l 当前用得较为广泛的当前用得较为广泛的C+有：有：VC+（Visual C Plus Plus）、）、BC+（Borland CPlus Plus）、）、AT&T C+等。等。11C+历史上的主要事件：历史上的主要事件：l 1983年年8月，月，第一个第一个C+实现投入使用实现投入使用l 1983年年12月，月，Rick Mascitti建议命名为建议命名为CP

8、lusPlus，即，即C+。l 1985年年2月，月，第一个第一个C+Release E发布。发布。l 10月，月，CFront的第一个商业发布，的第一个商业发布，CFront Release 1.0。l 10月，月，Bjarne博士完成了经典巨著博士完成了经典巨著The C+Programming Language第一版第一版 l 1986年年11月，月，C+第一个商业移植第一个商业移植CFront 1.1,Glockenspiel。l 1987年年2月，月，CFront Release 1.2发布。发布。11月，第一个月，第一个USENIX C+会议在新墨西哥州举行。会议在新墨西哥州举行。

9、l 1988年年10月，第一次月，第一次USENIX C+实现者工作会议在科罗拉多州举行。实现者工作会议在科罗拉多州举行。l 1989年年12月，月，ANSI X3J16在华盛顿组织会议。在华盛顿组织会议。12l 1990年年3月，月，第一次第一次ANSI X3J16技术会议在新泽西州召开技术会议在新泽西州召开 l 5月，月，C+的又一个传世经典的又一个传世经典ARM诞生。诞生。l 7月，月，模板被加入。模板被加入。l 11月，异常被加入。月，异常被加入。l 1991年年6月，月，The C+Programming Language第二版完成。第二版完成。l 6月，月，第一次第一次ISO WG

10、21会议在瑞典召开。会议在瑞典召开。l 10月，月，CFront Release 3.0发布。发布。l 1993年年3月，月，运行时类型识别在俄勒冈州被加入。运行时类型识别在俄勒冈州被加入。l 7月，月，名字空间在德国慕尼黑被加入。名字空间在德国慕尼黑被加入。l 1994年年8月，月，ANSI/ISO委员会草案登记。委员会草案登记。l 1997年年7月，月，The C+Programming Language第三版完成。第三版完成。l 10月，月，ISO标准通过表决被接受标准通过表决被接受 l 1998年年11月，月，ISO标准被批准。标准被批准。132.C与与C+集成环境集成环境l Turb

11、o C2.0集成环境集成环境14C程序开发步骤程序开发步骤 开 始 编 辑 编 译 连 接 执 行 有错？结果正确？结 束有源程序 file.c目 标 程序file.obj库函数和其它目标程序可执行目标程序无正确不正确编辑编辑链接链接编译编译执行执行程序代码的录入程序代码的录入,生成源程序生成源程序*.c.c语法分析查错，翻译语法分析查错，翻译生成目标程序生成目标程序*.obj.obj与其它目标程序或库与其它目标程序或库链接装配链接装配,生成可执行生成可执行程序程序*.exe.exe15C+集成环境集成环境l VC+集成环境集成环境16C+C+编译过程编译过程源程序源程序（文本文件）（文本文件

12、）*.CPP.CPP目标文件目标文件（二进制文件）（二进制文件）*.OBJ.OBJ可执行文件可执行文件（二进制文件）（二进制文件）*.EXE.EXE库文件库文件（各种函数）（各种函数）在在Vitual C+Vitual C+系统中，可直接从源程序编译连接至可执行程序，但系统中，可直接从源程序编译连接至可执行程序，但依然要生成依然要生成*.OBJ.OBJ及及*.EXE.EXE这两个文件。这两个文件。F7F7编译编译连接连接compilecompilelinklink17经典例题经典例题l 例题例题1.在显示器上显示在显示器上显示“Hello,world！”要求：用要求：用C和和C+两种语言编写。

13、两种语言编写。18经典例题经典例题l 例题例题2.求两个数中最大的一个数。求两个数中最大的一个数。求三个数最大的一个数呢？求三个数最大的一个数呢？更多个呢？更多个呢？要求：用要求：用C和和C+两种语言编写。两种语言编写。&思考：思考：求两个数的和。求两个数的和。求三个数的和呢？求三个数的和呢？更多个呢？更多个呢？193.C与与C+的程序组成的程序组成l C语言程序的组成语言程序的组成v一个程序由一个或多个源程序文件组成一个程序由一个或多个源程序文件组成小程序往往只包括一个源程序文件小程序往往只包括一个源程序文件v一个源程序文件中可以包括三个部分：一个源程序文件中可以包括三个部分：预处理指令预处

14、理指令全局声明全局声明函数定义函数定义#include 等等在函数之外进行的数据声明在函数之外进行的数据声明每个函数用来实现一定的功能每个函数用来实现一定的功能20C语言程序的结构语言程序的结构l 函数函数是是C程序的主要组成部分程序的主要组成部分v一个一个C程序是由一个或多个函数组成的程序是由一个或多个函数组成的v必须包含一个必须包含一个main函数（只能有一个）函数（只能有一个）v每个函数都用来实现一个或几个特定功能每个函数都用来实现一个或几个特定功能v被调用的函数可以是库函数，也可以是自己编制被调用的函数可以是库函数，也可以是自己编制设计的函数设计的函数21C语言程序的结构语言程序的结构

15、l C语言程序的结构特点：语言程序的结构特点：v 一个函数包括两个部分：一个函数包括两个部分：函数首部函数首部 int max (int x，int y)函数类型函数类型函数名函数名参数类型参数类型参数名参数名&若若函数无参，在括弧中写函数无参，在括弧中写void或空括弧或空括弧22C语言程序的结构语言程序的结构函数体函数体声明部分声明部分p定义在本函数中所用到的变量定义在本函数中所用到的变量p对本函数所调用函数进行声明对本函数所调用函数进行声明执行部分执行部分：由若干个语句组成，指定在函数中由若干个语句组成，指定在函数中所进行的操作所进行的操作可以是空函数，如：可以是空函数，如：void d

16、ump()可以没有声明部分可以没有声明部分23C语言程序的结构特点：语言程序的结构特点：l 程序总是从程序总是从main函数开始执行函数开始执行l C程序对计算机的操作由程序对计算机的操作由C语句完成语句完成l C程序书写格式是比较自由的程序书写格式是比较自由的一行内可以写几个语句一行内可以写几个语句一个语句可以分写在多行上一个语句可以分写在多行上l 为清晰起见，习惯上每行只写一个语句为清晰起见，习惯上每行只写一个语句l 程序总是从程序总是从main函数开始执行函数开始执行l C程序对计算机的操作由程序对计算机的操作由C语句完成语句完成l 数据声明和语句最后必须有分号数据声明和语句最后必须有分

17、号l C语言本身不提供输入输出语句语言本身不提供输入输出语句l 程序应当包含注释，增加可读性程序应当包含注释，增加可读性24C+程序程序的组成的组成l C+源代码一般都由若干函数和类组成。为了便于管理，一源代码一般都由若干函数和类组成。为了便于管理，一般把不同功能的函数和类放在不同的文件中，对于类的声明般把不同功能的函数和类放在不同的文件中，对于类的声明和实现也分别放在对应的和实现也分别放在对应的.h（或（或.hpp）和）和.cpp文件中。文件中。l 由于文件较多，所以为了便于管理，一般的集成开发工具都由于文件较多，所以为了便于管理，一般的集成开发工具都会提供工程（会提供工程（Project）

18、管理功能来管理这些文件，对源文）管理功能来管理这些文件，对源文件进行编译和链接。件进行编译和链接。25 类类的的声声明明（.h）目目标标文文件件（.obj）类类的的实实现现（.cpp）编编译译 类类的的声声明明（.h）目目标标文文件件（.obj）类类的的实实现现（.cpp）编编译译 库库函函数数 可可执执行行文文件件（.exe）链链接接 目目标标文文件件（.obj）主主程程序序（.cpp）编编译译 26经典例题经典例题l 例题例题3.输入下图所示的程序。输入下图所示的程序。*1*2*3*要求：用要求：用C和和C+两种语言编写。两种语言编写。27经典例题经典例题l 例题例题4.求一个数的平方。求

19、一个数的平方。l 引申引申 double pow(double x，double y)库函数库函数284.简单输入输出操作简单输入输出操作l 输入输出是程序中最基本的操作之一。输入输出是程序中最基本的操作之一。l 所谓输入输出是以计算机主机为主体而言的所谓输入输出是以计算机主机为主体而言的v从计算机向输出设备从计算机向输出设备(如显示器、打印机等如显示器、打印机等)输出数据称输出数据称为输出为输出v从输入设备（如键盘、磁盘、光盘、扫描仪等）向计算从输入设备（如键盘、磁盘、光盘、扫描仪等）向计算机输入数据称为输入机输入数据称为输入29语言输入输出语句语言输入输出语句l 语言本身不提供输入输出语句

20、语言本身不提供输入输出语句l 输入和输出操作是由输入和输出操作是由C标准函数库中的函数来实现的。主要标准函数库中的函数来实现的。主要是是printf函数和函数和scanf函数函数l printf和和scanf不是语言的关键字，而只是库函数的名字不是语言的关键字，而只是库函数的名字l 还有还有putchar、getchar、puts、gets等等等等l 在使用输入输出函数时，要在程序文件的开在使用输入输出函数时，要在程序文件的开头用预编译指令头用预编译指令#include 或或#include stdio.h30printf函数输出数据函数输出数据l printf函数的一般格式函数的一般格式pr

21、intf（格式控制，输出表列）（格式控制，输出表列）例如：例如：printf(”i=%d,c=%cn”,i,c);格式声明格式声明l 格式控制：格式控制：以开始，以一个格式字符结束，中间可以插以开始，以一个格式字符结束，中间可以插入附加的字符。入附加的字符。31scanf函数输入数据函数输入数据l scanf 函数的一般形式函数的一般形式 scanf（格式控制，地址表列）（格式控制，地址表列）32经典例题经典例题l 例题例题5.按照按照“（x+y）*z-k ”的格式输入算术表达式，并的格式输入算术表达式，并输出结果。输出结果。33经典例题经典例题l 例题例题6.输出如图所示的图形。输出如图所示

22、的图形。34+语言输入输出语句语言输入输出语句l 在在C+中引入术语中引入术语 stream（流），指的是来自设备或传给（流），指的是来自设备或传给设备的一个数据流。设备的一个数据流。l cout表示输出流对象，它是输入输出流库的一部分。与表示输出流对象，它是输入输出流库的一部分。与cout 相关联的设备是显示器。在程序中有了关联字相关联的设备是显示器。在程序中有了关联字cout 就有了就有了将数据流传到显示器的条件，这时用插入操作符将数据流传到显示器的条件，这时用插入操作符“”将将其后的数据插入到该流中去。比如下面的两条语句其后的数据插入到该流中去。比如下面的两条语句vcout“welcom

23、e to Jin”;vcout”可将输入流存储到一个事先定义可将输入流存储到一个事先定义好的变量中。好的变量中。提取输入流的示意图提取输入流的示意图X的地址的地址cin3.141593.14159键盘键盘36注释及其重要性注释及其重要性l 注释注释(comments)(comments)是非常重要的一种机制。没有注释的程序是非常重要的一种机制。没有注释的程序不能算作合格的程序。要建立这样的观念：程序是给人编不能算作合格的程序。要建立这样的观念：程序是给人编的，让人家看懂是第一位重要的事情。特别是将来你可能的，让人家看懂是第一位重要的事情。特别是将来你可能参加一个团队，几十人甚至几百人一起合作编

24、程，相互协参加一个团队，几十人甚至几百人一起合作编程，相互协同，更需将注释写得清清楚楚、明明白白，因此，我们规同，更需将注释写得清清楚楚、明明白白，因此，我们规定程序中须有如下内容：定程序中须有如下内容：v 程序名称程序名称v 程序要实现的功能，比如要完成什么数学运算程序要实现的功能，比如要完成什么数学运算v 程序的思路和特点程序的思路和特点v 编程的人与合作者编程的人与合作者v 编程的时间，修改后的第几版本编程的时间，修改后的第几版本v 对初学者，希望每条语句都加上注释，要求注明这条语句是做什么对初学者，希望每条语句都加上注释，要求注明这条语句是做什么用的用的37经典例题经典例题l 例题例题7.输入十进制的整数，按照十六进制输出。输入十进制的整数，按照十六进制输出。38经典例题经典例题l 例题例题8.从键盘的输入学号、姓名和性别，将结果写入文本从键盘的输入学号、姓名和性别，将结果写入文本文件文件student.txt中。中。39本讲小结本讲小结&作业：作业：&编写一个求编写一个求3个数中最小的一个数。个数中最小的一个数。&编写程序输出如下的信息：编写程序输出如下的信息：&*&*&*&*l计算机语言发展历程计算机语言发展历程lC和和C+的基础知识的基础知识