第1章 程序设计基本概念 章

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1.1 程序和程序设计 1.2 算法 1.3 结构化程序设计和模块化结构

1.1.1 C程序

程序是指人们存储在计算机内部存储器中，可 以连续执行的一条条指令的集合。它是人与机器 进行“对话”的语言，也就是我们常说的“程序 设计语言”。 C语言是一种“高级语言”，另外的BASIC、 PASCAL等也属于高级语言。这些语言都是接近 人们习惯的自然语言和数学语言作为语言的表达 形式，人们学习和操作起来感到十分方便。但对 于计算机本身来说，它并不能直接识别由高级语 言编写的程序，它只能接受和处理由0和1的代码 构成的二进制指令或数据。由于这种形式的指令 是面向机器的，因此也称为“机器语言”。

我们把由高级语言编写的程序称为“源程序”， 由二进制代码表示的程序称为“目标程序”，而 “编译程序”是指可以把源程序转换成目标程序 的软件，即可以把用户按规定语法写出的语句逐 一翻译成二进制的机器指令。每一种高级语言都 有它对应的编译程序。

每条C语句经过编译(Compile)最终都将转换 成二进制的机器指令。由C语言构成的指令序列 称C源程序，按C语言的语法编写C程序的过程， 称为C语言的代码编写。 C语言源程序经过编译后生成一个后缀为.OBJ 的二进制文件(称为目标文件)，最后还要由 “连接程序”(Link)将此.OBJ文件与C语言提 供的各种库函数连接起来生成一个后缀为.EXE的 可执行文件。在DOS状态下，只须打入此文件的 名字(不必打入后缀.EXE)就可以运行。

※重点提示： 重点提示： 高级语言编写的程序称为“源程序”，二进制 代码表示的程序称为“目标程序”，而“编译程 序”是指可以把源程序转换成目标程序的软件。 每条C语句经过编译(Compile)最终都将转换成 二进制的机器指令(.OBJ的文件)。最后由“连 接程序”(Link)将此.OBJ文件与C语言提供的 各种库函数连接起来生成一个后缀为.EXE的可执 行文件。

1.1.2 程序设计

简单的程序设计一般包括： 1．根据要求确定存放数据的数据结构； 2．针对数据结构来确定完成任务的步骤，即确定算法； 3．根据1和2使用选定的计算机语言编写程序代码输 入到计算机中，即编程； 4．调试程序，消除语法或逻辑错误，用各种可能的输 入数据对程序进行测试，对不合理的数据能进行适 当的处理； 5．整理并写出文档资料。

1.2 算法

在编写程序时，除了选定合理的数据结构外， 还需要十分关键的一步就是设计算法，有了一个 好的算法，就可以用任一种计算机高级语言把算 法转换为程序。 算法是指为解决某个特定问题而采取的确定且 有限的步骤。一个算法应具有以下五个特性： 1．有穷性。 2．确定性。 3．可行性。 4．有零个或多个输入。 5．有一个或多个输出。

算法一般可以用以下三种方法来进行描述： 1．伪代码。它是一种近似高级语言但又不受语法约 束的一种语言描述。 2．流程图。它也是描述算法的很好的工具。传统的 流程图由图1.1中所示的几种基本框架组成。

图1.1 流程图基本框架 由这些框和流程线组成的流程图来表示算法， 形象直观，简单方便，但这种流程图对于流程图 的走向没有任何限制，可以任意转向，在描述复 杂算法时不易阅读。

3．N-S流程图。这种流程图完全去掉了流程线， 算法的每一步都用一个矩形框来描述，把一个个 矩形框按执行的次序连接起来就是一个完整的算 法描述。在下一节结合三种基本的结构化程序设 计来介绍这种流程图的基本结构。 一般我们最常用的描述方法是伪代码和流程 图。 重点提示： ※重点提示：算法的5个特性分别是：有穷性， 确定性，可行性，有零个或多个输入以及有一个 或多个输出。

1.3 结构化程序设计和模块化结构

1.3.1 结构化程序 结构化程序由三种基本结构组成： 1．顺序结构 顺序结构的程序在执行时按照先后顺序逐条进 行，没有分支，没有转移。如后面章节中介绍的 赋值语句、输入、输出语句等都可以构成顺序结 构。顺序结构可用图1.2所示的流程图表示。

图1.2 顺序结构流程图

2．选择结构 选择结构的程序要根据不同的条件去执行不同 分支中的语句。 如后面章节中介绍的if语句，switch语句等可以 构成选择结构。选择结构可用图1.3所示的流程图 表示。

图1.3 选择结构流程图

3．循环结构 不同形式的循环结构要根据各自的条件，使同 一组语句重复执行多次或一次也不执行。循环结 构包括当型循环(如图1.4所示)和直到型循环 (如图1.5所示)。当型循环的特点是：当指定的 条件满