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第1章 C语言程序设计概述

计算机的工作过程就是执行各种程序的过程，而程序是用计算机程序设计语言编写的。

C语言作为一种长盛不衰的高级程序设计语言，被广泛应用于操作系统和应用软件的开发。

本章主要介绍计算机程序设计语言的相关概念、C语言程序的基本结构、C程序的运行过程、

程序设计算法及其描述方法、程序设计风格等内容。

1.1 计算机程序设计语言概述

计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬件系统是指构成计算机的各种机械

部件和电子元件组成的设备和装置，是组成计算机系统的物质基础。软件系统是控制、管理

计算机各硬件设备如何工作的所有程序文件和数据文件的总称，是计算机系统的头脑和灵魂。

没有软件的计算机是一台“裸机”，什么也不能干，计算机的工作过程就是执行各种程序的

过程。程序是指为完成特定功能而编写的指令的集合，这组指令依据既定的逻辑控制计算机

的运行。所有程序都是用计算机语言编写的。

随着计算机技术的迅速发展，计算机程序设计语言经历了机器语言、汇编语言到高级

语言的发展历程。程序设计方法也伴随着计算机硬件技术的提高而不断发展，可分为三个阶

段，即面向计算机的程序设计、面向过程的程序设计和面向对象的程序设计。

高级语言使用一种接近人的自然语言和数学公式的形式编写程序。使用高级语言编写

的程序与计算机的硬件结构及指令系统无关，具有更强的表达能力，可方便地表示数据的运

算和程序的控制结构，能更好的描述各种算法，而且易于学习掌握。近几十年来，为解决不

同的实际问题出现了几百种高级语言，目前较流行的有 Java、C、C++、C#、Pascal、Python、

Prolog、Basic、FoxPro、Perl、Ruby 等。

C 语言是 1972 年由美国的 Dennis Ritchie 设计发明的，它由早期的编程语言 BCPL（Basic

Combined Programming Language）发展演变而来。早期的 C 语言主要用于 UNIX 系统。由于

C 语言的强大功能和各方面的优点逐渐为人们所认识，到了 20 世纪八十年代，C 开始进入

其它操作系统，并很快在各类大、中、小和微型计算机上得到了广泛的使用，成为当代最优

秀的程序设计语言之一。

C 语言是一种面向过程的结构化程序设计语言，它层次清晰，便于按模块化方式组织程

序，易于调试和维护。C 语言的表现能力和处理能力极强，它不仅具有丰富的运算符和数据

类型，便于实现各类复杂的数据结构，它还可以直接访问内存的物理地址，进行位（bit）一

级的操作，因此 C 语言集高级语言和低级语言的功能于一体，既可用于系统软件的开发，也

适合于应用软件的开发。此外，C 语言还具有语言简练、源程序短、效率高、可移植性强等

特点。

随着微型计算机的日益普及，出现了许多 C 语言版本。由于没有统一的标准，使得这

些 C 语言之间出现了一些不一致的地方。为了改变这种情况，美国国家标准局（ ANSI）为 C

语言制定了一套 ANSI 标准，成为现行的 C 语言标准。

面向过程的程序设计必须按照算法的实现过程逐条编写程序，通知计算机一步一步怎么

做。20 世纪 80 年代后，面向对象的程序设计概念日益普及。所谓面向对象，是通过类和对

象把程序涉及的数据结构和对它施行的操作有机地组织成模块，对数据及数据处理细节进行

最大限度的封装，从而使开发出来的软件易于重用、修改、测试、维护和扩充，C++就是在 C

语言的基础上增加了面向对象的思想发展而来的。为了满足网页开发的需要，1994 年又出现

了 Java 语言，Java 语言脱胎于 C++，不仅支持面向对象的程序设计思想，且具有软硬件平

台无关的特点，适合于进行网络开发。2000 年，Microsoft 公司推出的 Microsoft Visual

Studio.NET 是一个具有公共语言子集的开发平台，实现了多种语言及其类库的无缝集成，C#

是专为这一平台推出的全新语言。C#也派生于 C 和 C++，具有语法简洁、面向对象、与 Web

紧密结合、卓越的安全性能、灵活性和兼容性俱佳等特点，成为.NET 平台一流的网络编程工

具。

从面向过程的 C 到面向对象的 C++，再到 Windows 平台上可视化的 C++开发工具 Visual

C++，直到网络平台上面向对象的 Java 和 C#，各种适应新的编程环境的程序设计语言也在层

出不穷，但很多语言都是基于 C 语言发展而来的，而且开发系统程序（如操作系统和嵌入式

系统）和低层应用程序（如接口程序、通信和自动控制等）仍然是非 C 莫属。C 语言在程序

设计语言中可谓常青树，在近年来的世界程序设计语言排名中一直稳定或稍有上升，对于理

工科学生来说，是一种最佳的编程入门学习语言。

1.2 C 语言程序结构特点及其运行

本节我们来初步了解 C 语言程序的结构特点，并通过 Visual C++6.0 集成开发环境学习

C 程序的运行方法。

1.2.1 C 语言程序的结构特点

下面通过几个简单的 C 语言程序，学习 C 语言程序的结构特点。

【例1.1】在显示器上分行显示“Welcome you.”和“First C program.”。

程序如下：

#include<stdio.h>

void main() /* 函数名 */

{ /* 函数体放在一对花括号中 */

printf("Welcome you.\nFirst C program.\n");/* 输出内容 */

}

运行结果为：

本例是一个最简单的 C 语言程序。

第 1 行是编译预处理命令 include。当程序中要使用 C 系统提供的标准函数或其他文件

时，一定要用 include 命令包含函数对应的文件，以在编译前将对应文件嵌入到该处成为源

程序的一部分。每一个程序都必须要有输出语句，因此必须包含标准输入输出头文件 stdio.h。

第 2 行是函数名 main()。一个 C 源程序由若干个函数组成，至少有一个用 main()命名的

主函数，程序从主函数开始运行，也结束于主函数。函数都要有类型说明，放在函数名前，

void 表示空类型，没有返回值。

第 3 行到第 5 行为函数体。函数体是程序的执行部分，由若干语句构成，写在一对花括

号“{ }”内，本例的函数体只有一条输出语句。C 语言的输入与输出操作都是由系统函数完

成的，printf()为标准输出函数。printf()函数的输出内容取决于第一对双引号“”内的字

符串，一般原样输出该字符串，仅在出现以“%”开头的输出格式时有变化。“\n”是换行符。

在一对“/*”和“*/”内的内容为注释。程序编译时，碰到“/*”将不对后面的内容进

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