程序員之程序設(shè)計知識點(diǎn)一

作者：佚名 2010-12-23 11:18:16

以下是程序員之程序設(shè)計知識點(diǎn)一。

1.1　程序設(shè)計和程序設(shè)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(jī)來說，計算機(jī)程序是用某種計算機(jī)能理解并執(zhí)行的計算機(jī)語言作為描述語言，對解決問題的方法步驟的描述。計算機(jī)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(jī)執(zhí)行后能完成特定功能的指令序列。

一個計算機(jī)程序主要描述兩部分內(nèi)容：描述問題的每個對象和對象之間的關(guān)系，以及描述對這些對象作處理的處理規(guī)則。其中關(guān)于對象及對象之間的關(guān)系是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)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(shè)計合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)常可有效地簡化算法，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法是程序最主要的兩個方面。

2．程序設(shè)計的任條和主要步驟

程序設(shè)計的任務(wù)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(jī)語言記錄下來。程序設(shè)計的主要步驟包括：認(rèn)識問題、設(shè)計解決問題的算法、按算法編寫程序、調(diào)試和測試程序。在程序開發(fā)過程中，上述步驟可能有反復(fù)，如發(fā)現(xiàn)程序有錯，嚴(yán)重情況可能會要求重新認(rèn)識問題和重新設(shè)計算法等。

3．機(jī)器語言和匯編語言

計算機(jī)能直接識別和執(zhí)行的二進(jìn)制代碼稱為計算機(jī)的機(jī)器語言。用有助于記憶的符號來代表二進(jìn)制代碼，稱為匯編語言。匯編語言與機(jī)器語言幾乎有一對一的關(guān)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(jī)上直接執(zhí)行，需要用匯編程序?qū)R編源

程序翻譯成機(jī)器語言程序，然后執(zhí)行由匯編程序翻譯出來的機(jī)器語言程序。機(jī)器語言和匯編語言是與具體計算機(jī)緊密相關(guān)的，稱它們是面向機(jī)器的語言。

4．高級語言

與機(jī)器語言和匯編語言相比較，高級語言與具體計算機(jī)無關(guān)，是一種能方便描述算法過程的計算機(jī)程序設(shè)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(shù)據(jù)成分用來描述程序所涉及的數(shù)據(jù)；運(yùn)算成分用來描述運(yùn)算；控制成分用來表達(dá)程序的控制構(gòu)造；傳輸成分用來表達(dá)數(shù)據(jù)的傳輸。由于高級語言程序主要是描述計算機(jī)的解題過程，即描述復(fù)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(jī)不能直接技源程序的語句運(yùn)行，通常有解釋方式和編譯方式兩種方法在計算機(jī)上執(zhí)行源程序。

解釋方式，即讓計算機(jī)運(yùn)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(shù)據(jù)，產(chǎn)生結(jié)果。

編譯方式，即先運(yùn)行編譯程序，從源程序一次翻譯產(chǎn)生計算機(jī)可直接執(zhí)行的二進(jìn)制程序（稱為目標(biāo)程序）；然后讓計算機(jī)執(zhí)行目標(biāo)程序，輸入數(shù)據(jù)，產(chǎn)生結(jié)果。

解釋方式的主要優(yōu)點(diǎn)是計算機(jī)與人的交互性好，調(diào)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(diǎn)是逐句解釋執(zhí)行，運(yùn)行速度慢。

編譯方式的主要優(yōu)點(diǎn)是計算機(jī)運(yùn)行目標(biāo)程序快，缺點(diǎn)是修改源程序后必須重新編譯以產(chǎn)生新的目標(biāo)程序。

現(xiàn)在也有將上述兩種方式結(jié)合起來的，即先編譯源程序，產(chǎn)生計算機(jī)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(dú)立于計算機(jī)，只要有相應(yīng)的解釋程序，就可在任何計算機(jī)上運(yùn)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(lǐng)域的問題而專門設(shè)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(jī)的內(nèi)部邏輯，也不必關(guān)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(shù)據(jù)的輸入和輸出形式，就能由相應(yīng)的計算機(jī)系統(tǒng)得到所需結(jié)果。如報表語言、SOL(Structured Query Language)語言等。SQL語言是數(shù)據(jù)庫查詢和操縱語言，能直接使用數(shù)據(jù)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(jī)做什么，不必告訴計算機(jī)如何做，能方便用戶的使用和提高程序的開發(fā)速度。但實(shí)現(xiàn)面向問題語言的系統(tǒng)從最一般的意義下實(shí)現(xiàn)問題如何求解，通常實(shí)現(xiàn)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(yīng)用范圍還比較狹窄。

1.2　C語言基礎(chǔ)

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(jī)硬件特性的能力，稱為CPL語言。1967年，作進(jìn)一步的簡化，改稱BCPL語言。1970年，再進(jìn)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(jìn)一步擴(kuò)充數(shù)據(jù)類型和恢復(fù)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(biāo)準(zhǔn)，稱為 ANSIC。

2．C語言的特點(diǎn)

C語言主要有以下特點(diǎn)：

（1）與其它高級語言比較，更接近硬件，與機(jī)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(shù)據(jù)類型與運(yùn)算符豐富，描述算法更簡單方便。

（3）C程序的結(jié)構(gòu)簡單，語言包含的語句類別少。

（4）是一種結(jié)構(gòu)化語言，提供完善的結(jié)構(gòu)化程序控制結(jié)構(gòu)，適宜采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法開發(fā)程序。

（5）也是一種模塊化程序設(shè)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(shù)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(jié)構(gòu)

通常一個C程序包括一個或多個函數(shù)，其中必有一個main函數(shù)，稱為主函數(shù)。C函數(shù)的定義主要分兩部分：函數(shù)說明部分和函數(shù)體。其中函數(shù)體由C語言的語句序列組成，實(shí)現(xiàn)函數(shù)的功能。C程序總是從主函數(shù)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(shù)據(jù)定義語句--用來定義程序中使用的各種數(shù)據(jù)，及能存放數(shù)據(jù)的對象的名稱和特性。

（2）表達(dá)式語句--任何在有意義的表達(dá)式之后接上分號（；）構(gòu)成的語句。最常見的有

賦值表達(dá)式和函數(shù)調(diào)用表達(dá)式后加分號構(gòu)成的表達(dá)式語句，分別稱為賦值語句和函數(shù)調(diào)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(fù)合語句--用花括號括住一個語句序列，即構(gòu)成復(fù)合語句。復(fù)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(qiáng)調(diào)其中的語句按順序逐一執(zhí)行。

（5）空語句--只有單個分號（;）構(gòu)成的語句。空語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(fù)合語句的末尾放置語句標(biāo)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(shù)、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(xiàn)在目標(biāo)程序中。

6．C語言的字符集