洛阳北大青鸟：C语言程序设计的入门方法2

1掌握程序的基本结构

编写程序一定要注意程序的结构性。学习写程序,不能开始就写代码。许多人在动手写程序的时候感到无从下笔。原因主要是:看到一个题目不知道如何去分析,它怎么才能变成一个程序呢？这是初学者在编写程序的主要问题。我在教学中采用了一种分步式的方法。

1.1看到一个题目的时候先别想着编程序,用一个具体的实例想想不用程序你是如何解决这个问题的例如输入三个数,输出最小值。我们用3,8,6三个数来考虑,我们一看就知道3是最小的。可是我们这一看中其实并不简单,其中有判断。我们先看第一个数3,然后已经记在我们头脑中了,再看第二个数8,3比8小,那我们还是记住3,再比较第3个数6,最后确定3是最小的。我们现在就是要把我们头脑中很快闪过的这些判断过程想清楚。

1.2我们要弄清楚一个程序由哪些部分组成这就好比我们写一篇文章也有一些结构。一个C程序也有其一般结构,我把它归纳成下面格式。

#include

main()

{

定义变量;int,float,char,double

输入数据;键盘输入scanf();

直接赋值;例如x=3;

处理数据;if-else;switch;for;while;do-while;

输入数据;printf();

}

第一行代码表示把标准的输入输出头文件包含在这个程序中。第二行代码是C程序的主函数,每个C程序中必须有且仅有一个main()函数。然后是函数的一对“{}”。

定义变量的意思好比买一块地,有了这块地就可以在上面盖房、种庄稼之类的。但是为了便于统一管理,比如城市已经规划好了,你在郊区买的地就只能种庄稼,在市中心买的,就只能盖房,这就是变量类型的含义了。用上面求最小值的例子。我们在三个数中求最小值。这三个是什么数,是整数还是小数？这就必须用变量类型来说明。对于上例应该定义三个整型变量用来存放三个整数,还要定义一个整型变量用来存放最小值。如:int a,b,c,min;这行代码的作用其实是要了一块内存,然后在这块内存里存东西。因为我需要一个整数,所以就用int这个关键字来声明(相当于用这块地干什么)。那么变量a,b,c是什么呢？你买了一块地,总要知道这块地在哪是吧？不然就白买了,变量就是这样一个作用。我们需要把数据存在计算机中,什么样的数就定义什么样的类型,需要存几个数就定义几个变量。

输入数据有两种方法。第一种从键盘输入,就需要用到scanf()这个函数;第二种是直接赋值。

处理数据是对于初学者来说最难的一部分,也就是把我们刚才分析过程转换成语句。

这需要学好C语言的三种程序结构。(1)顺序结构;顺序结构的程序设计是最简单的,只要按照解决问题的顺序写出相应的语句就行,它的执行顺序是自上而下,依次执行。顺序结构可以独立使用构成一个简单的完整程序,不过大多数情况下顺序结构都是作为程序的一部分,与其它结构一起构成一个复杂的程序,例如分支结构中的复合语句、循环结构中的循环体等。(2)选择结构;对于要先做判断再选择的问题就要使用分支结构。选择结构的执行是依据一定的条件选择执行路径,而不是严格按照语句出现的物理顺序。选择结构的程序设计方法的关键在于构造合适的分支条件和分析程序流程,根据条件的结果选择对应的分支语句。选择结构适合于带有逻辑或关系比较等条件判断的计算,设计这类程序时往往都要先绘制其程序流程图,然后根据程序流程写出源程序,这样做把程序设计分析与语言分开,使得问题简单化,易于理解。程序流程图是根据解题分析所绘制的程序执行流程图。

例如上例中,把我们头脑中很快闪过的这些判断过程画成流程图,根据流程图再写出对应的语句就比较容易了。如下所示:

min=a;

if(min>b)min=b;

if(min>c)min=c;

学习分支结构不要被分支嵌套所迷惑,只要正确绘制出流程图,弄清各分支所要执行的部分,嵌套结构也就不难了。嵌套只不过是分支中又包括分支语句而已,不是新知识,只要对双分支的理解清楚,分支嵌套是不难的。下面我介绍几种基本的分支结构。

①if(条件)

{分支体

}

这种分支结构中的分支体可以是一条语句,此时“{}”可以省略,也可以是多条语句即复合语句。它有两条分支路径可选,一是当条件为真,执行分支体,否则跳过分支体,这时分支体就不会执行。如:要计算x的绝对值,根据绝对值定义,我们知道,当x>=0时,其绝对值不变,而x<0时其绝对值是为x的反号,因此程序段为:if(x<0)x=-x;

②if(条件)

{分支1}

else

{分支2}

这是典型的分支结构,如果条件成立,执行分支1,否则执行分支2,分支1和分支2都可以是1条或若干条语句构成。如:求某年的年号是否是闰年。分析:因为当某年号能被4整除 但不能被100整除,则这一年是闰年;或者这一年号能被4 0 0整除也是闰年。即year%4==0&&year%100!=0||year%400==0其程序段如下:

i f(y e a r%4==0&&y e a r%1 0 0!=0||year%400==0)

printf“(%d is leap year!”,year);

else

printf“(%d is not leap year!”,year);}

③嵌套分支语句:其语句格式为:

if(条件1){分支1};

else if(条件2){分支2}

else if(条件3){分支3}

……

else if(条件n){分支n}

else{分支n+1}

嵌套分支语句虽可解决多个入口和出口的问题,但超过3重嵌套后,语句结构变得非常复杂,对于程序的阅读和理解都极为不便,建议嵌套在3重以内,超过3重可以用switch语句。

④switch开关语句:该语句也是多分支选择语句,到底执行哪一块,取决于开关设置,也就是表达式的值与常量表达式相匹配的那一路,它不同if…else语句,它的所有分支都是并列的,程序执行时,由第一分支开始查找,如果相匹配,执行其后的块,接着执行第2分支,第3分支……的块,直到遇到break语句;如果不匹配,查找下一个分支是否匹配。这个语句在应用时要特别注意开关条件的合理设置以及break语句的合理应用。

(3)循环结构

循环结构可以减少源程序重复书写的工作量,用来描述重复执行某段算法的问题,这是程序设计中最能发挥计算机特长的程序结构,C语言中提供三种循环,即while循环、dowhile循环和for循环。三种循环可以用来处理同一问题,一般情况下它们可以互相代替换,另外还有一种goto循环语句,因为强制改变程序的顺序经常会给程序的运行带来不可预料的错误,所以不提倡使用。

常用的三种循环结构学习的重点在于弄清它们相同与不同之处,以便在不同场合下使用,这就要清楚三种循环的格式和执行顺序,将每种循环的流程图理解透彻后就会明白如何替换使用,就能更好地理解它们的作用。在分析循环结构的语句时要开清楚,什么时候开始循环(即循环的初始值);什么时候结束循环(即循环的终止条件);循环的时候都做哪些操作(即循环体的执行部分);特别要注意在循环体内应包含趋于结束的语句(即循环变量值的改变),否则就可能成了一个死循环,这是初学者的一个常见错误。

在学完这三个循环后,应明确它们的异同点:用while和do…while循环时,循环变量的初始化的操作应在循环体之前,而for循环一般在语句1中进行的;while循环和for循环都是先判断表达式,后执行循环体,而d o…while循环是先执行循环体后判断表达式,也就是说do…while的循环体最少被执行一次,而while循环和for就可能一次都不执行。

顺序结构、分支结构和循环结构并不彼此孤立的,在循环中可以有分支、顺序结构,分支中也可以有循环、顺序结构,其实不管哪种结构,我们均可广义的把它们看成一个语句。在实际编程过程中常将这三种结构相互结合以实现各种算法,设计出相应程序,但是要编程的问题较大,编写出的程序就往往很长、结构重复多,造成可读性差,难以理解,解决这个问题的方法是将C程序设计成模块化结构。输出数据是每一个程序必须包含的部分。在C程序中的输出通常是从显示屏上输出最后的结果,使用printf()这个函数。

2掌握一些简单常用的算法编程

其实一大部分工作就是分析问题,找到解决问题的方法,再以相应的编程语言写出代码。这就好比我们学习写作文段落的时候都有一些经典的好词好句,可以使文章添彩。同样程序虽然可以实现各种功能,但最基本的一些算法并不是特别多,我们掌握一些简单的算法,在掌握这些基本算法后,根据不同的问题,再灵活应用。

如百钱买百鸡的问题,就是用100元钱买100只鸡,公鸡5元一只,母鸡3元一只,小鸡1元三只。这种问题用数学方法可以列出方程:

x+y+z=100

5*x+3*y+z/3=100

按数学方法三个未知数两个方程无解,实际上是可以解的,如果把公鸡,母鸡和小鸡可能的只数全部代入到方程中检验就可以得到最后结果。这种方法叫穷举法。如果我们用手算那可能要花上半天的功夫,但让计算机来算就只需要1秒种。使用算法后分析和处理问题都会简单很多。当我们能熟练地掌握了简单算法后就能实现一些比较复杂的编程问题了。任何程序只要有思维,有想法,那么实现程序时就不会觉得无从下手。而要学习这种思维方法就是多做题,多读程序,学习别人好的思维方法,多想想一个程序还可不可以有另外一种方法来实现它。这样久而久之,自然会形成一种自己的思维方法。因此我认为不管学什么语言都是这样。

3培养良好的编程习惯

培养良好的编程习惯要从第一行代码开始,这也是学好C语言的重要因素。例如编写程序时用缩进的方式、写注释、程序写到一定的阶段时要做一下测试等。这些工作可以帮我们在调试程序时有很大的帮助。程序代码实现后,错误是难免的,所以也要锻炼自己的调试查错能力,而良好的编程习惯可以使我们在调试时减小工作量和提高调试效率,也有助于形成自己的编程风格。