程序员之程序设计知识点

程序员之程序设计知识点一1.1程序设计和程序设计语言1．程序从最一般的意义来说，程序是对解决某个计算问题的方法（算法）步骤的一种描述；而从计算机来说，计算机程序是用某种计算机能理解并执行的计算机语言作为描述语言，对解决问题的方法步骤的描述。计算机执行按程序所描述的方法步骤，能完成指定的功能。所以，程序就是供计算机执行后能完成特定功能的指令序列。一个计算机程序主要描述两部分内容：描述问题的每个对象和对象之间的关系，以及描述对这些对象作处理的处理规则。其中关于对象及对象之间的关系是数据结构的内容，而处理规则是求解的算法。针对问题所涉及的对象和要完成的处理，设计合理的数据结构常可有效地简化算法，数据结构和算法是程序最主要的两个方面。2．程序设计的任条和主要步骤程序设计的任务就是分析解决问题的方法步骤（算法），并将解决问题算法的方法步骤用计算机语言记录下来。程序设计的主要步骤包括：认识问题、设计解决问题的算法、按算法编写程序、调试和测试程序。在程序开发过程中，上述步骤可能有反复，如发现程序有错，严重情况可能会要求重新认识问题和重新设计算法等。3．机器语言和汇编语言计算机能直接识别和执行的二进制代码称为计算机的机器语言。用有助于记忆的符号来代表二进制代码，称为汇编语言。汇编语言与机器语言几乎有一对一的关系。用汇编语言编写的程序称为“汇编源程序”，汇编源程序不能在计算机上直接执行，需要用汇编程序将汇编源程序翻译成机器语言程序，然后执行由汇编程序翻译出来的机器语言程序。机器语言和汇编语言是与具体计算机紧密相关的，称它们是面向机器的语言。4．高级语言与机器语言和汇编语言相比较，高级语言与具体计算机无关，是一种能方便描述算法过程的计算机程序设计语言。高级语言种类千差万别，但一般包含有以下四种成分：数据成分用来描述程序所涉及的数据；运算成分用来描述运算；控制成分用来表达程序的控制构造；传输成分用来表达数据的传输。由于高级语言程序主要是描述计算机的解题过程，即描述复杂的加工处理过程，所以也称这种高级语言为面向过程语言。用高级语言编写的程序称为“源程序”。计算机不能直接技源程序的语句运行，通常有解释方式和编译方式两种方法在计算机上执行源程序。解释方式，即让计算机运行解释程序，解释程序逐句取出源程序中的语句，对它作解释执行，输入数据，产生结果。编译方式，即先运行编译程序，从源程序一次翻译产生计算机可直接执行的二进制程序（称为目标程序）；然后让计算机执行目标程序，输入数据，产生结果。解释方式的主要优点是计算机与人的交互性好，调试程序时，能一边执行一边直接改错，能较快得到一个正确的程序。缺点是逐句解释执行，运行速度慢。编译方式的主要优点是计算机运行目标程序快，缺点是修改源程序后必须重新编译以产生新的目标程序。现在也有将上述两种方式结合起来的，即先编译源程序，产生计算机还是不能直接执行的中间代码，然后让解释程序解释执行中间代码。这样做的好处首先是比直接解释执行快；更大的好处是中间代码独立于计算机，只要有相应的解释程序，就可在任何计算机上运行。5．面向问题语言面向问题语言是为了易于描述和求解某类特定领域的问题而专门设计的一种非过程语言。用面向问题语言解题时，不仅摆脱计算机的内部逻辑，也不必关心问题的求解算法和求解的过程，只需指出问题是做什么，数据的输入和输出形式，就能由相应的计算机系统得到所需结果。如报表语言、SOL(StructuredQueryLanguage)语言等。SQL语言是数据库查询和操纵语言，能直接使用数据库管理系统。由于使用面向问题语言来解题只要告诉计算机做什么，不必告诉计算机如何做，能方便用户的使用和提高程序的开发速度。但实现面向问题语言的系统从最一般的意义下实现问题如何求解，通常实现的效率较低。另外，面向问题语言要求问题已有通用的求解方法，目前其应用范围还比较狭窄。1.2C语言基础1．C语言的发展史目的是为编写系统程序研制一种高级程序语言。1963年，参照ALGOL60语言，增添了能描述计算机硬件特性的能力，称为CPL语言。1967年，作进一步的简化，改称BCPL语言。1970年，再进一步简化，并突出了硬件处理能力，称为B语言，并用于编写UNIX操作系统。1972年，进一步扩充数据类型和恢复通用性，称为C语言，并用C语言重写了UNIX操作系统。以后C语言开始流行，为统一版本，ANSI于1987年制定了C语言的标准，称为ANSIC。2．C语言的特点C语言主要有以下特点：（1）与其它高级语言比较，更接近硬件，与机器语言比较，又更接近算法。C程序易编写、易读、易查错和易修改。（2）数据类型与运算符丰富，描述算法更简单方便。（3）C程序的结构简单，语言包含的语句类别少。（4）是一种结构化语言，提供完善的结构化程序控制结构，适宜采用结构化程序设计方法开发程序。（5）也是一种模块化程序设计语言，适宜大型程序的研制和开发。（6）通常C系统都提供大量的库函数供程序开发人员选用，能简化程序开发。3．C程序的基本结构通常一个C程序包括一个或多个函数，其中必有一个main函数，称为主函数。C函数的定义主要分两部分：函数说明部分和函数体。其中函数体由C语言的语句序列组成，实现函数的功能。C程序总是从主函数开始执行。4．C语言的基本语句C语言的语句主要分以下几种：（l）数据定义语句--用来定义程序中使用的各种数据，及能存放数据的对象的名称和特性。（2）表达式语句--任何在有意义的表达式之后接上分号（；）构成的语句。最常见的有赋值表达式和函数调用表达式后加分号构成的表达式语句，分别称为赋值语句和函数调用语句。（3）流程控制语句--用来控制程序执行过程的语句。它们有选择控制语句、循环控制语句、break语句。continue语句、return语句和goto语句等。（4）复合语句--用花括号括住一个语句序列，即构成复合语句。复合语句用来表示其中的语句序列是一个整体，在逻辑上是单个语句，并且强调其中的语句按顺序逐一执行。（5）空语句--只有单个分号（;）构成的语句。空语句表示没有任何操作，用于选择控制或循环控制没有特别被控制的成分语句，或在复合语句的末尾放置语句标号等。（6）其它语句--如类型定义语句等。5．注释为了便于阅读和理解程序，可以在程序的任何地方插入注释，以说明程序、函数、程序段。语句的功能或采用的算法。C语言的注释是用/*”和“*/”括住的任意字符列。程序编译时，注释不参与编译，也不会出现在目标程序中。6．C语言的字符集C语言的基本字符集有：（l）数字10个（0~9）。（2）英文字母大、小写各26个（A~Z，a~z）。（3）键盘符号33个，用于构成特殊符号，其中下线字符”起一个英文字母的作用，以构成标识符等语法成分。（4）转义字符，转义字符是由字符（\）开始后跟单个字符或若干字符组成，通常用于表示控制代码或特殊符号。7．C程序的基本词汇C语言的基本词汇有：（1）字面形式常量。如100、15.0、“A”、“ABC”。（2）特殊符号。主要是运算符。（3）保留字。在程序或语句中是用来表示特定语法含义的英文单词。（4）标识符。用于命名程序对象，如变量、常量、函数、标号等。在C语言中，一个合理的标识符由英文字母或下线符开头，后跟或不跟由字母、下线符、数字符组成的字符列。～般以下线符开头的标识符作为系统内部使用。利用基本词汇，按照给定的C语言的句法规则就可命名程序对象，描述表达式计算、构造语句、函数，直至整个程序。程序员之程序设计知识点二2.1C语言的数据类型数据类型包含两方面的内容：数据的表示和对数据加工的操作。数据的全部可能表示构成数据类型的值的集合。数据全部合理的操作构成数据类型的操作集合。在C语言中，把整型、实型和字符型称为基本数据类型，又称整型和实型为数值型。为了描述更复杂的数据结构，C语言还有构造类型、指针类型、放举类型和空类型。构造类型是指由若干个相关的数据组合在一起形成的一种复杂数据类型。1．整型整型数据按其存储在内存中的二进位信息的最高位是当作数值信息位还是当作数据的符号位，将整型数据分成带符号整型和无符号整型两种。每种整型又按所需的字节个数的多少分成三种。所以整型共有6种：带符号整型(int)、带符号短整型(shortint)、带符号长整型(longint，或long)、无符号整型(unsignedint)、无符号短整型(unsignedshortint)以无符号长整型(unsignedlong)。2．实型实型数据有表示范围和精度两个不同的特征，为了适应数的范围和精度的不同要求，实型数据分三种类型：单精度型(也称浮点型float)、双精度型(double)、长双精度型(longdouble)。3．构造类型构造类型是指由若干个相关的数据组合在一起形成的一种复杂数据类型，构造数据类型的成分数据可以是基本数据类型的，也可以是别的构造类型的。按构造方式和构造要求区分，构造类型主要有数组类型、结构类型和共用类型。数组类型是由相同类型的数据组成；结构类型可以由不同类型的数据组成；当不同数据类型不会同时使用时，以节约内存，让不同数据占用同一区域，这就是共用类型。4．指针类型指针类型是取程序对象（如变量）在内存中占居的地址为值的一种特殊的数据类型。5．枚举类型当变量只取很少几种可能的值，并分别用标识符对值命名时，这种变量的数据类型可用枚举类型来表示。如变量表示一个星期中的某一天，就可用校举类型描述该变量的类型，并以星期见的英文名对日期命名，对应的变量取某日的星期名称为其值。6．void类型用保留字VOid表示的数据类型有两种完全相反的意思，或表示没有数据（没有结果、没有形式参数），或表示某种任意类型的数据（如又与指针结合，用void。标记）。void表示空类型，void。表示任意数据的指针类型，程序如要使用void。类型的数据，应该将它强制地转换成某种具体的指针类型。2.2常量常量是指程序运行过程中其值不可改变的数据。常量按其值的表现形式可分为如下类型：整型常量、实型常量、字符型常量、字符串常量和指针常量。1．整型常量C语言整型常量的书写形式有三种：（1）十进制整数。通常整数的写法，如0，123，－45，＋25。（2）八进制整数。以数字符0开头并由数字符0－7组成的数字符序列，为八进制整数。如0123表示八进制整数，其值等于十进制整数l*8*8+2*8+3＝83。（3）十六进制整数。十六进制整数以OX（或OX）开头的整数。表示十六进制数的数字将有16个，它们分别是0－9和A、B、C、D、E、F，其中六个英文字母也可以小写。例如，0x123表示十六进制整数，其值等于十进制整数1*16*16+2*16+3＝291；oxabc，其值等于10*16*16+11+16+12＝2748。整型常量也可在整数之后接上字母L（或l），特别指明它是long型的。整型常量也可在整数之后接上字母U（或u），特别指明是不带符号的，即是unsigned型的。为指明不带符号的long型整型常量，则需在整数之后同时加上字母U和L，表明该整型常量是unsignedlong型的。整型数据以二进制形式存放，要求短整型数据的字节数不能大于整型数据的字节数；整型数据的字节数不能大于长整型数据的字节数。对于带符号的整数，用二进制代码的最左二进位作为数的符号，1表示负数，0表示正数。2．实型常量C语言实型常量的一般书写格式是：正负号整数部分．小数部分指数部分其中，正负号可有可无，无正负号即为正实数；整数部分和小数部分都是十进数字符序列；指数部分是e（或E）后接上正负号（正号可有可无）和十进数字符序列。按上述格式书写实型常量，另有两条限制：（l）整数部分和小数部分可以任选，但不可同时都没有。（2）小数点和指数部分不可以同时都没有。ANSIC引入两个后缀字符，用f标识float型实型常量，用1（或L）标识fongdouble型实型常量，而无后缀符的实型常量被认为是double型的实型常量。要注意实型常量的有效位数，不要以为写上的数字都能被计算机所接受。在大多数C系统中，一个float型实型数据在内存中