程序員之程序設計知識點一
1.1 程序設計和程序設計語言
1．程序
從最一般的意義來說，程序是對解決某個計算問題的方法（算法）步驟的一種描述；而從計算機來說，計算機程序是用某種計算機能理解并執(zhí)行的計算機語言作為描述語言，對解決問題的方法步驟的描述。計算機執(zhí)行按程序所描述的方法步驟，能完成指定的功能。所以，程序就是供計算機執(zhí)行后能完成特定功能的指令序列。
一個計算機程序主要描述兩部分內容：描述問題的每個對象和對象之間的關系，以及描述對這些對象作處理的處理規(guī)則。其中關于對象及對象之間的關系是數據結構的內容，而處理規(guī)則是求解的算法。針對問題所涉及的對象和要完成的處理，設計合理的數據結構?？捎行У睾喕惴?，數據結構和算法是程序最主要的兩個方面。
2．程序設計的任條和主要步驟
程序設計的任務就是分析解決問題的方法步驟（算法），并將解決問題算法的方法步驟用計算機語言記錄下來。程序設計的主要步驟包括：認識問題、設計解決問題的算法、按算法編寫程序、調試和測試程序。在程序開發(fā)過程中，上述步驟可能有反復，如發(fā)現程序有錯，嚴重情況可能會要求重新認識問題和重新設計算法等。
3．機器語言和匯編語言
計算機能直接識別和執(zhí)行的二進制代碼稱為計算機的機器語言。用有助于記憶的符號來代表二進制代碼，稱為匯編語言。匯編語言與機器語言幾乎有一對一的關系。用匯編語言編寫的程序稱為“匯編源程序”，匯編源程序不能在計算機上直接執(zhí)行，需要用匯編程序將匯編源
程序翻譯成機器語言程序，然后執(zhí)行由匯編程序翻譯出來的機器語言程序。機器語言和匯編語言是與具體計算機緊密相關的，稱它們是面向機器的語言。
4．高級語言
與機器語言和匯編語言相比較，高級語言與具體計算機無關，是一種能方便描述算法過程的計算機程序設計語言。高級語言種類千差萬別，但一般包含有以下四種成分：數據成分用來描述程序所涉及的數據；運算成分用來描述運算；控制成分用來表達程序的控制構造；傳輸成分用來表達數據的傳輸。由于高級語言程序主要是描述計算機的解題過程，即描述復雜的加工處理過程，所以也稱這種高級語言為面向過程語言。
用高級語言編寫的程序稱為“源程序”。計算機不能直接技源程序的語句運行，通常有解釋方式和編譯方式兩種方法在計算機上執(zhí)行源程序。
解釋方式，即讓計算機運行解釋程序，解釋程序逐句取出源程序中的語句，對它作解釋執(zhí)行，輸入數據，產生結果。
編譯方式，即先運行編譯程序，從源程序一次翻譯產生計算機可直接執(zhí)行的二進制程序（稱為目標程序）；然后讓計算機執(zhí)行目標程序，輸入數據，產生結果。
解釋方式的主要優(yōu)點是計算機與人的交互性好，調試程序時，能一邊執(zhí)行一邊直接改錯，能較快得到一個正確的程序。缺點是逐句解釋執(zhí)行，運行速度慢。
編譯方式的主要優(yōu)點是計算機運行目標程序快，缺點是修改源程序后必須重新編譯以產生新的目標程序。
現在也有將上述兩種方式結合起來的，即先編譯源程序，產生計算機還是不能直接執(zhí)行的中間代碼，然后讓解釋程序解釋執(zhí)行中間代碼。這樣做的好處首先是比直接解釋執(zhí)行快；更大的好處是中間代碼獨立于計算機，只要有相應的解釋程序，就可在任何計算機上運行。
5．面向問題語言
面向問題語言是為了易于描述和求解某類特定領域的問題而專門設計的一種非過程語言。用面向問題語言解題時，不僅擺脫計算機的內部邏輯，也不必關心問題的求解算法和求解的過程，只需指出問題是做什么，數據的輸入和輸出形式，就能由相應的計算機系統(tǒng)得到所需結果。如報表語言、SOL(Structured Query Language)語言等。SQL語言是數據庫查詢和操縱語言，能直接使用數據庫管理系統(tǒng)。由于使用面向問題語言來解題只要告訴計算機做什么，不必告訴計算機如何做，能方便用戶的使用和提高程序的開發(fā)速度。但實現面向問題語言的系統(tǒng)從最一般的意義下實現問題如何求解，通常實現的效率較低。另外，面向問題語言要求問題已有通用的求解方法，目前其應用范圍還比較狹窄。
1.2 C語言基礎
1．C語言的發(fā)展史
目的是為編寫系統(tǒng)程序研制一種高級程序語言。1963年，參照ALGOL60語言，增添了能描述計算機硬件特性的能力，稱為CPL語言。1967年，作進一步的簡化，改稱BCPL語言。1970年，再進一步簡化，并突出了硬件處理能力，稱為B語言，并用于編寫UNIX操作系統(tǒng)。1972年，進一步擴充數據類型和恢復通用性，稱為C語言，并用C語言重寫了UNIX操作系統(tǒng)。以后 C語言開始流行，為統(tǒng)一版本，ANSI于 1987年制定了 C語言的標準，稱為 ANSIC。
2．C語言的特點
C語言主要有以下特點：
（1）與其它高級語言比較，更接近硬件，與機器語言比較，又更接近算法。C程序易編寫、易讀、易查錯和易修改。
（2）數據類型與運算符豐富，描述算法更簡單方便。
（3）C程序的結構簡單，語言包含的語句類別少。
（4）是一種結構化語言，提供完善的結構化程序控制結構，適宜采用結構化程序設計方法開發(fā)程序。
（5）也是一種模塊化程序設計語言，適宜大型程序的研制和開發(fā)。
（6）通常C系統(tǒng)都提供大量的庫函數供程序開發(fā)人員選用，能簡化程序開發(fā)。
3．C程序的基本結構
通常一個C程序包括一個或多個函數，其中必有一個main函數，稱為主函數。C函數的定義主要分兩部分：函數說明部分和函數體。其中函數體由C語言的語句序列組成，實現函數的功能。C程序總是從主函數開始執(zhí)行。
4．C語言的基本語句
C語言的語句主要分以下幾種：
（l）數據定義語句--用來定義程序中使用的各種數據，及能存放數據的對象的名稱和特性。
（2）表達式語句--任何在有意義的表達式之后接上分號（；）構成的語句。最常見的有
賦值表達式和函數調用表達式后加分號構成的表達式語句，分別稱為賦值語句和函數調用語句。
（3）流程控制語句--用來控制程序執(zhí)行過程的語句。它們有選擇控制語句、循環(huán)控制語句、break語句。continue語句、return語句和goto語句等。
（4）復合語句--用花括號括住一個語句序列，即構成復合語句。復合語句用來表示其中的語句序列是一個整體，在邏輯上是單個語句，并且強調其中的語句按順序逐一執(zhí)行。
（5）空語句--只有單個分號（;）構成的語句?？照Z句表示沒有任何操作，用于選擇控制或循環(huán)控制沒有特別被控制的成分語句，或在復合語句的末尾放置語句標號等。
（6）其它語句--如類型定義語句等。
5．注釋
為了便于閱讀和理解程序，可以在程序的任何地方插入注釋，以說明程序、函數、程序段。語句的功能或采用的算法。C語言的注釋是用/*”和“*/”括住的任意字符列。程序編譯時，注釋不參與編譯，也不會出現在目標程序中。
6．C語言的字符集
C語言的基本字符集有：
（l）數字10個（0~9）。
（2）英文字母大、小寫各26個（A~Z，a~z）。
（3）鍵盤符號33個，用于構成特殊符號，其中下線字符”起一個英文字母的作用，以構成標識符等語法成分。
（4）轉義字符，轉義字符是由字符（\）開始后跟單個字符或若干字符組成，通常用于表示控制代碼或特殊符號。
7．C程序的基本詞匯
C語言的基本詞匯有：
（1）字面形式常量。如 100、15.0、“A”、“ABC”。
（2）特殊符號。主要是運算符。
（3）保留字。在程序或語句中是用來表示特定語法含義的英文單詞。
（4）標識符。用于命名程序對象，如變量、常量、函數、標號等。在C語言中，一個合理的標識符由英文字母或下線符開頭，后跟或不跟由字母、下線符、數字符組成的字符列。～般以下線符開頭的標識符作為系統(tǒng)內部使用。
利用基本詞匯，按照給定的C語言的句法規(guī)則就可命名程序對象，描述表達式計算、構造語句、函數，直至整個程序。
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