项目一 认识 C 语言（课件）-《C语言》同步教学（劳保版，第三版）

01 认识 C 语言 1 1 任务 1 判断成绩等级——C 语言和 C 程序的认识 任务 2 输出指定短语——C 程序开发软件的认识 2 项目一 认识 C 语言 2 判断成绩等级——C 语言和 C 程序的认识 任务 1 3 3 学习目标 1. 了解 C 语言的发展历程。 2. 了解 C 语言的特点及应用。 3. 认识 C 程序的基本形式。 4 项目一 认识 C 语言 4 任务描述 计算机和手机本身不会唱歌、跳舞、做游戏，也不会画图、计算、做工具，人们为了解决某种问题，需要利用计算机可以识别的代码，将一系列的工作步骤编制成指示计算机每一步动作的指令，让计算机严格按照这些指令去做。这些计算机能识别和执行的指令就是计算机程序。 5 项目一 认识 C 语言 5 计算机程序通常是用某种程序设计语言编写的，它运行于某种目标体系结构之上。人们可以通过程序设计语言来和计算机沟通，用编写规范的程序来解决一些复杂的问题，如进行数学计算、绘制图形、编辑视频、输出影像、制作音乐、进行网络操作等。C 语言就是一种用于解决这些问题的程序设计语言。 本任务具体要求是通过观察应用 C 语言编写的“成绩等级评定”程序，查看程序运行的结果，初步建立应用 C 语言解决实际问题的意识和思维方法，并从外在层面认识 C 语言的组成元素和程序结构。 6 项目一 认识 C 语言 6 相关知识 一、计算机程序设计语言 计算机程序设计语言是伴随计算机系统的发展而不断发展进步的。众所周知，一个完整的计算机系统包括硬件和软件两大部分。一台只有硬件的计算机并不完整，还只是通电时指示灯会亮、风扇会转的“裸机”。只有安装了相应的软件，才能使“裸机”根据软件的指令执行运算和处理，发挥计算机应有的功能，构成完整的计算机系统。所有的软件或指令都是用计算机程序设计语言编写的。计算机程序设计语言的发展经历了从机器语言、汇编语言到高级语言的发展历程。 7 项目一 认识 C 语言 7 1. 机器语言 早期的计算机通过类似电子开关的闭合功能来实现对 0 和 1 的识别，所以最早出现的计算机程序设计语言是二进制代码组成的机器指令，即计算机能够直接识别的语言，称为机器语言。 二进制涉及进制知识。进位计数制是一种计数方式，通过这种方式，我们可以用有限的数字符号和有序的排列代表所有的数值。逢十进一为十进制，逢八进一为八进制，逢十六进一为十六进制，逢二进一的就是二进制。人们日常生活中最常用的是十进制，通常使用 10 个阿拉伯数字 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 进行计数。 8 项目一 认识 C 语言 8 在十六进制中，除了 0～9，还使用 A、B、C、D、E、F 这 6 个字符表示十进制中的 10、11、12、13、14、15。各进制数的对照见下表。 9 各进制数的对照表 项目一 认识 C 语言 9 2. 汇编语言 汇编语言也是面向机器的语言。汇编语言编译成二进制代码的机器语言，就能直接被机器执行。汇编语言既容易被理解和记忆，又保持了机器语言执行速度快、内存占用少等优点，为人与计算机的沟通搭建了一座很好的桥梁。 3. 高级语言 为了解决机器语言或汇编语言限机型、费工时、通用性差的问题，适应计算机的发展，人们需要一种表达方式接近被描述问题的自然语言，并且独立于计算机机型的语言，于是便出现了高级语言，C 语言就属于高级语言。 10 项目一 认识 C 语言 10 二、C 语言 C 语言属于面向过程的程序设计语言，是目前应用最为广泛的计算机高级语言之一。 1. C 语言的发展历程 C 语言源于 20 世纪 70 年代美国电话电报公司贝尔实验室，它的雏形是 ALGOL 60语言（ALGOrithmic language 60），也称 A 语言。之后，贝尔实验室的肯·汤普森（Ken Thompson）以 BCPL 语言为基础，做了进一步简化，形成了 B 语言，并编写了第一个UNIX 操作系统。为克服 B 语言过于简单、存在数据无类型等缺点，丹尼斯·M. 里奇（Dennis M. Ritchie）设计出了最初的 C 语言。 11 项目一 认识 C 语言 11 最初的 C 语言只是为了描述和实现 UNIX 操作系统而设计的，后来，经过不断的修改和完善，1977 年，丹尼斯·M. 里奇发表了不依赖于具体机器系统的 C 语言编译文本——“可移植的 C 语言编译程序”。 第二年， 布莱恩·W. 克尼汉（Brian W. Kernighan）和丹尼斯·M. 里奇合作出版了 The C Programming Language 一书，奠定了 C 语言的基础，有人称之为旧标准 C 语言。那时，C 语言已能够移植到大型甚至小型计算机上，并深受程序设计人员青睐，最终成为当时世界上最流行的高级语言。20世纪 80 年代，美国国家标准化协会（American National Standards Institute，简称 ANSI）X3J11 委员会根据 C 语言问世以来各种版本对 C 语言的发展和扩充，制定了新的标准，称为 ANSI C。 12 项目一 认识 C 语言 12 2. C 语言的特点 （1）简洁性和灵活性。 为了适应信息时代的高速发展，C 语言虽然后来有所丰富，但是基础的 C 语言仍然占据主位，它共有 32 个关键字、9 种控制语句，大多用小写字母表示，压缩了一些不必要的成分。因此 C 语言的源程序精炼，输入程序时工作量少，程序编写灵活、自由。C 语言能同时把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性巧妙结合，使用一些简单的方法即可构造出相当复杂的数据类型和程序结构。 13 项目一 认识 C 语言 13 （2）丰富性。 C 语言规定了整型（int）、实型（float 和 double）、字符型（char）等基本数据类型，引入了指针类型、结构体类型、共用体类型等复合数据类型，实现各种复杂的数据类型的运算。C 语言具有强大的图形功能，支持多种显示器和驱动器。C 语言的计算功能、逻辑判断功能强大，共有 34 个运算符。运算符包含的范围很广泛，灵活使用各种运算符，可以实现其他高级语言难以实现的运算。C 语言把括号、赋值、强制类型转换等都作为运算符处理，运算类型极其丰富，表达式类型多样化。 14 项目一 认识 C 语言 14 （3）可移植性。 C 语言提供的语句中没有直接依赖于硬件的语句。与硬件有关的操作（例如数据的输入、输出）是通过调用系统提供的非 C 语言的库函数或其他实用程序来实现的。因此，C 语言编写的程序可从一种计算机环境移植到另一种计算机环境。 （4）高效性。 C 程序所生成的目标代码质量高，程序执行效率高。对于同一个问题，用 C 语言编写的程序生成代码的效率仅比用汇编语言编写的程序低 10%～20%。 15 项目一 认识 C 语言 15 （5）完全结构化、模块化。 结构化语言的显著特点是能实现代码及数据的分隔化，即程序的各个部分除了必要的信息交流外彼此独立。这种结构化方式可使程序层次清晰，便于使用、维护和调试。C 语言是以函数形式提供给用户的，这些函数可方便地调用，并利用多种循环结构、条件语句控制程序流向，将一个复杂问题划分成若干个小问题来解决，使程序完全结构化、模块化。 （6）程序设计自由度大。 C 语言语法限制不太严格，赋予程序编写者较大的自由度。 16 项目一 认识 C 语言 16 3. C 语言的应用 （1）单片机开发。 单片机是一种集成电路芯片，是单片微型计算机的简称。 （2）软件开发。 1）操作系统，如 UNIX、Linux、Windows 等。 2）系统软件，如主板驱动、显卡驱动、摄像头驱动等。 3）底层高性能软件，如网络程序的底层软件和网络服务器端底层软件、地图查询软件等。 4）游戏软件，如当前流行的各类电子游戏等。 17 项目一 认识 C 语言 17 目前，嵌入式设备图形用户界面（graphical user interface，GUI）是用 C 语言开发的，有的视频压缩软件也是用 C 语言开发的。 GUI 又称图形用户接口，是采用图形方式显示计算机操作的用户界面。GUI 的广泛应用是当今计算机发展的重大成就之一。此界面使用图标、菜单和其他可视指示器（图形）来显示信息和相关的用户控件，在 Windows 操作系统和许多软件应用程序中已很常见。GUI 还可以使用专门设计和标记的图像、图片、形状和颜色组合，在计算机屏幕上描绘与要执行的操作或者由用户直观识别的对象。如今，每个操作系统都有自己的 GUI。 18 项目一 认识 C 语言 18 三、C 程序范例 C 语言编写源程序如下。 19 项目一 认识 C 语言 19 以上代码是用 C 语言编写的程序，称为 C 语言源程序，简称 C 程序。这个简单的C 程序的功能是在屏幕上显示文字“奋斗让生活更美好！”。程序运行结果如图所示。 20 程序运行结果 项目一 认识 C 语言 20 简单的 C 程序通常是由主函数 main( ) 和函数体 {…} 两部分组成的。其中，主函数main( ) 是每一个主程序必须要有的开始部分；函数体 {…} 是程序要执行的部分，它由多条语句（或多个函数）构成，每条语句（或每个函数）必须用分号“;”隔开。 在符号“/*”和“*/”之间的内容是程序的注释，可用汉语或英语注释。注释是为了便于读懂程序而写的，对源程序的编译及运行没有任何影响。注释可以放在源程序的任何位置。建议编写程序时多加注释，以便增加程序的可读性。 21 项目一 认识 C 语言 21 简单的 C 程序结构如下。 22 项目一 认识 C 语言 22 四、C 程序的书写风格 上机输入和编写 C 程序时，通常使用阶梯式书写风格。 阶梯式书写风格的特点如下： （1）程序包含多条语句，每一条语句可占用一行（尽量不要多条语句写在同一行），语句之间要用分号隔开。 （2）不同层次的语句从不同的起始位置开始，同一层次的语句缩进同样的字符数。 （3）表示层次的大括号独占一行，相对应的左、右大括号的缩进位置相同。 （4）注释的位置不固定。 23 项目一 认识 C 语言 23 输出指定短语——C 程序  开发软件的认识 任务2 24 24 学习目标 1. 能完成 C 程序开发软件的配置。 2. 能使用开发软件输入并运行 C 程序。 25 项目一 认识 C 语言 25 任务引入 人机交互功能是 C 语言功能的一种体现。应用 C 语言的人机交互功能，很容易输出如“Hello everybody！（大家好！）”之类的语句，此外还可以输出操作提示、时间提示、计算公式等。编写 C 程序的过程中，利用人机交互功能，在程序的适当位置加入语言提示，可以清楚地表达设计者对程序操作的要求。 本任务具体要求是用 Microsoft Visual Studio 通过仿写、改写，进一步尝试编写一个只输出文字信息的小程序，实现在屏幕上输出相应中英短句的功能，并将文件命名为“vs1.c”，然后把文件保存在指定的位置。 26 项目一 认识 C 语言 26 相关知识 一、Turbo C Turbo C 是美国 Borland 公司的产品，将 C 程序的编写、编译、链接和运行等操作全部集中在一个界面上，使得 C 程序的编辑、调试和测试等操作更加便捷，编译和连接的速度更快。 在 Windows 环境下打开资源管理器，找到 Turbo C 所在的磁盘和文件夹，双击打开TC.exe 文件。 27 项目一 认识 C 语言 27 1. Turbo C 2.0 主界面 Turbo C 2.0 启动后，其主界面如图所示，按 Esc 键即可使用。 28 Turbo C 2.0 主界面 项目一 认识 C 语言 28 Turbo C 2.0 主界面由主菜单栏、编辑窗口、编译信息窗口和功能提示行组成。 （1）主菜单栏。 主菜单栏共有 8 个菜单（按 Alt+ 相应首字母可打开该菜单），提供 Turbo C 的主要功能。主菜单栏各项的功能如下。 File——管理文件。 Edit——建立、编辑及修改源程序。 Run——编译、连接和运行当前内存中的源程序。 29 项目一 认识 C 语言 29 Compile——编译器，用于编译当前内存中的源程序。 Project——管理项目，将多个大型程序文件组合生成最终文件。 Options——用于设置操作方式。 Debug——用于查错。 Break/watch——用于中断、监视。 30 项目一 认识 C 语言 30 （2）编辑窗口。 编辑窗口用于编写源程序。在窗口的上方有一个状态行，提示内容包括以下几项。 Line 和 Col——光标所在位置。 Insert——插入和改写转换。 Indent 和 Unindent——自动缩进格式转换。 Tab——插入制表符转换。 *——所编辑文件是否存盘标志。 NONAME.C——当前编辑系统默认的文件名。 31 项目一 认识 C 语言 31 （3）编译信息窗口。 编辑窗口下方“Message”以下的部分是编译信息窗口。编译、连接和调试等过程中出现的警告和错误信息都在这个窗口显示。 按 F5 键可扩大编辑窗口或扩大编译信息窗口（具体扩大哪个根据当前光标所在的窗口而定）。按 F6 键可使光标在编辑窗口和编译信息窗口之间切换。 32 项目一 认识 C 语言 32 （4）功能提示行。 在编辑窗口的底部，显示当前操作可以使用的主要功能键及说明。 F1——帮助（Help）。 F5——调整窗口（Zoom）。 F6——窗口之间切换（Swich）。 F7——跟踪（Trace）。 F8——跳过（Step）。 F9——执行（Make）。 F10——主菜单（Menu）。 33 项目一 认识 C 语言 33 2. C 程序的开发步骤 C 程序的开发要经过编辑、编译、连接和运行 4 个步骤，如图所示。 34 C 程序的开发步骤 项目一 认识 C 语言 34 根据 C 程序的开发步骤，使用 Turbo C 2.0 可将文本编辑、程序编译、连接以及程序运行一体化实现。 （1）编辑。 编辑是指在 Turbo C 2.0 编辑窗口中输入和修改用 C 语言编写的源程序。 （2）编译。 编译是指将扩展名为“C”的源程序翻译成扩展名为“OBJ”的二进制目标代码。 （3）连接。 连接也称链接，是指编译后的目标代码与库函数连接。 （4）运行。 运行是指将可执行的目标文件投入运行，获取程序的运行结果。 35 项目一 认识 C 语言 35 二、Microsoft Visual Studio Microsoft Visual Studio（简称 VS）是微软公司的开发工具包系列产品。它是一个基本完整的开发工具集，包括整个软件生命周期中所需要的大部分工具，如统一建模语言（UML）工具、代码管控工具、集成开发环境（IDE）等。所写的目标代码适用于微软支持的所有平台，包括 Microsoft Windows、Windows CE、.NET Framework、.NET Compact Framework 和 Microsoft Silverlight 等。 36 项目一 认识 C 语言 36 Microsoft Visual Studio 是最流行的 Windows 平台应用程序的集成开发环境。引入 .NET Framework 前， 从 1995 年到 1998 年有3个初版。引入.NET Framework 后，从 2002 年到 2019 年有许多版本，其中 Microsoft Visual Studio 2019 版本基于 .NET Framework 4.8。2022 年 2 月，微软在博客平台宣布，停止对旧版 Microsoft Visual Studio的支持，官方建议升级到 Microsoft Visual Studio 2022。 37 项目一 认识 C 语言 37 1. 启动 Microsoft Visual Studio 2022 在 Windows（Windows 7 及以上）环境下，下载安装的 Microsoft Visual Studio 2022软件（简称 VS 2022）可以在 Windows“开始”菜单中打开，如图所示，也可以用桌面上的快捷方式打开，如图所示。打开 Microsoft Visual Studio 2022 后，出现图所示的窗口界面。 38 “开始”菜单打开 项目一 认识 C 语言 38 39 桌面快捷方式打开 窗口界面 项目一 认识 C 语言 39 2. 用 Microsoft Visual Studio 2022 创建新项目 （1）在 Microsoft Visual Studio 2022 窗口界面单击“创建新项目”按钮，进入如图所示的创建新项目界面。 40 创建新项目界面 项目一 认识 C 语言 40 （2）单击“控制台应用”按钮，再单击右下角“下一步”按钮，进入如图所示的配置新项目界面，设置项目名称和位置后，单击右下角的“创建”按钮。 41 配置新项目界面 项目一 认识 C 语言 41 （3）使用 Microsoft Visual Studio 2022 创建 C 文件。单击如上图所示的配置新项目界面右下角的“创建”按钮后，在出现的主窗口中，单击“视图”下拉菜单中第一个按钮“解决方案资源管理器”，然后把“解决方案资源管理器”浮动窗口挂在主窗口的右边（也可以挂在左边），如图所示。 42 将浮动窗口挂在主窗口的右边 项目一 认识 C 语言 42 右击“解决方案资源管理器”窗口的“源文件”按钮，在弹出的快捷菜单中单击“添加”按钮，再执行“添加”菜单的“新建项”命令，如图所示，弹出“添加新项”窗口，如图所示。 43 “新建项”命令  “添加新项”窗口 项目一 认识 C 语言 43 把“名称”栏中的“源 .cpp”改成“VS1.c”，然后单击“添加”按钮，如图所示，出现创建 C 程序的主窗口，在编辑源程序的位置输入源程序，单击窗口上方的“本地 Windows 调试器”按钮，对源程序进行调试，如图所示。如果源程序运行失败，在主窗口的下面输出窗口处会给出错误列表和警告。编程者如果检查源程序并修改至运行成功，则会输出运行结果，如图所示。 44 项目一 认识 C 语言 44 45 更改文件名 项目一 认识 C 语言 45 46 调试源程序 项目一 认识 C 语言 46 47 输出运行结果 项目一 认识 C 语言 47 $$