第1章 程序設計基本概念 章

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1.1 程序和程序設計 1.2 算法 1.3 結構化程序設計和模塊化結構

1.1.1 C程序

程序是指人們存儲在計算機內部存儲器中，可 以連續執行的一條條指令的集合。它是人與機器 進行“對話”的語言，也就是我們常說的“程序 設計語言”。 C語言是一種“高級語言”，另外的BASIC、 PASCAL等也屬于高級語言。這些語言都是接近 人們習慣的自然語言和數學語言作為語言的表達 形式，人們學習和操作起來感到十分方便。但對 于計算機本身來說，它并不能直接識別由高級語 言編寫的程序，它只能接受和處理由0和1的代碼 構成的二進制指令或數據。由于這種形式的指令 是面向機器的，因此也稱為“機器語言”。

我們把由高級語言編寫的程序稱為“源程序”， 由二進制代碼表示的程序稱為“目標程序”，而 “編譯程序”是指可以把源程序轉換成目標程序 的軟件，即可以把用戶按規定語法寫出的語句逐 一翻譯成二進制的機器指令。每一種高級語言都 有它對應的編譯程序。

每條C語句經過編譯(Compile)最終都將轉換 成二進制的機器指令。由C語言構成的指令序列 稱C源程序，按C語言的語法編寫C程序的過程， 稱為C語言的代碼編寫。 C語言源程序經過編譯后生成一個后綴為.OBJ 的二進制文件(稱為目標文件)，最后還要由 “連接程序”(Link)將此.OBJ文件與C語言提 供的各種庫函數連接起來生成一個后綴為.EXE的 可執行文件。在DOS狀態下，只須打入此文件的 名字(不必打入后綴.EXE)就可以運行。

※重點提示： 重點提示： 高級語言編寫的程序稱為“源程序”，二進制 代碼表示的程序稱為“目標程序”，而“編譯程 序”是指可以把源程序轉換成目標程序的軟件。 每條C語句經過編譯(Compile)最終都將轉換成 二進制的機器指令(.OBJ的文件)。最后由“連 接程序”(Link)將此.OBJ文件與C語言提供的 各種庫函數連接起來生成一個后綴為.EXE的可執 行文件。

1.1.2 程序設計

簡單的程序設計一般包括： 1．根據要求確定存放數據的數據結構； 2．針對數據結構來確定完成任務的步驟，即確定算法； 3．根據1和2使用選定的計算機語言編寫程序代碼輸 入到計算機中，即編程； 4．調試程序，消除語法或邏輯錯誤，用各種可能的輸 入數據對程序進行測試，對不合理的數據能進行適 當的處理； 5．整理并寫出文檔資料。

1.2 算法

在編寫程序時，除了選定合理的數據結構外， 還需要十分關鍵的一步就是設計算法，有了一個 好的算法，就可以用任一種計算機高級語言把算 法轉換為程序。 算法是指為解決某個特定問題而采取的確定且 有限的步驟。一個算法應具有以下五個特性： 1．有窮性。 2．確定性。 3．可行性。 4．有零個或多個輸入。 5．有一個或多個輸出。

算法一般可以用以下三種方法來進行描述： 1．偽代碼。它是一種近似高級語言但又不受語法約 束的一種語言描述。 2．流程圖。它也是描述算法的很好的工具。傳統的 流程圖由圖1.1中所示的幾種基本框架組成。

圖1.1 流程圖基本框架 由這些框和流程線組成的流程圖來表示算法， 形象直觀，簡單方便，但這種流程圖對于流程圖 的走向沒有任何限制，可以任意轉向，在描述復 雜算法時不易閱讀。

3．N-S流程圖。這種流程圖完全去掉了流程線， 算法的每一步都用一個矩形框來描述，把一個個 矩形框按執行的次序連接起來就是一個完整的算 法描述。在下一節結合三種基本的結構化程序設 計來介紹這種流程圖的基本結構。 一般我們最常用的描述方法是偽代碼和流程 圖。 重點提示： ※重點提示：算法的5個特性分別是：有窮性， 確定性，可行性，有零個或多個輸入以及有一個 或多個輸出。

1.3 結構化程序設計和模塊化結構

1.3.1 結構化程序 結構化程序由三種基本結構組成： 1．順序結構 順序結構的程序在執行時按照先后順序逐條進 行，沒有分支，沒有轉移。如后面章節中介紹的 賦值語句、輸入、輸出語句等都可以構成順序結 構。順序結構可用圖1.2所示的流程圖表示。

圖1.2 順序結構流程圖

2．選擇結構 選擇結構的程序要根據不同的條件去執行不同 分支中的語句。 如后面章節中介紹的if語句，switch語句等可以 構成選擇結構。選擇結構可用圖1.3所示的流程圖 表示。

圖1.3 選擇結構流程圖

3．循環結構 不同形式的循環結構要根據各自的條件，使同 一組語句重復執行多次或一次也不執行。循環結 構包括當型循環(如圖1.4所示)和直到型循環 (如圖1.5所示)。當型循環的特點是：當指定的 條件滿

總結

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