Microsoft Word - CH01

Size: px

Start display at page:

Download "Microsoft Word - CH01"

佃虑吉
6 years ago
Views:

1 1 淺談 C 程式語言本章大綱 1-1 何謂程式語言 1-2 C 語言的興起 1-3 如何學好程式設計 1-4 如何編譯程式 1-5 關鍵字 1-6 上機實習 1-7 參考文獻

2 1-1 何謂程式語言程式設計師 (programmer) 利用程式語言 (programming language) 撰寫程式 (program), 以完成某一項任務, 如圖 1-1 所示如利用 C 程式語言撰寫 C 程式, 以完成筆資料由小到大的排序工作或是以 C 撰寫一您親朋好友的通訊錄, 等等圖 1-1: 小明利用 C 程式將一堆雜亂無章的資料, 由小至大排序之您撰寫的 C 程式, 電腦是看不懂的, 這之間需要 C 的編譯程式 (compiler), 將 C 程式編譯為電腦看得懂的 0 與 1 所組成的機器語言 (machine language), 讓電腦知道要做什麼編譯程式可比喻是一位翻譯者 (translators), 例如, 有一位日本人到德國幕尼黑大學拜訪某一位教授, 由於他不會講德文, 所以請了一位會講德文的日本人當作翻譯者, 做為與這一位教授溝通的橋樑, 讓彼此了解對方的意思如圖 1-2 所示 2

3 第 1 章淺談 C 程式語言圖 1-2: 中間的翻譯人員, 有如編譯程式 (compiler) 程式語言有上百, 上千種, 如 :FORTRAN,COBOL,Pascal,C,C++, Java,C#,Visual Basic,Ada,Objective C,Delphi, 等等不勝枚舉, 試問是不是每一種都要加以學習呢? 其實大可不必, 因為程式語言的架構幾乎大同小異, 如每一種程式語言都有選擇敘述, 迴圈敘述, 只是以不同的關鍵字來表示罷了了解大架構後, 再去探討每一種語言都有其獨有的特性及功能如 :FORTRAN( 發表於 1957 年 ) 它的計算精確度高, 適合於工程 COBOL( 發表於 1960 年 ) 適用於資料量大, 但計算少的情況, 而且製造美觀的報表, 如目前的自來水公司, 台電所印出的繳費單都是以 COBOL 程式語言寫的這兩種我在大學時都有學過後來 Pascal 興起, 因為它有指標 (pointer), 可以用來實作資料結構 (data structures) 的一些主題, 如 : 鏈結串列 (linked list), 二元搜尋樹 (binary search tree) 等等目前的 FORTRAN 已有 FORTRAN 2003( 發表於 2003 年 ), 但慢慢的被 C( 發表於 1970 年 ) 取代了, 只有少數如數學系, 物理系還有在使用, 因為他們有些特殊的應用軟體是以 FORTRAN 撰寫的, 所以不得不要學它 COBOL 沒有新的版本, 也逐漸的被另一種程式語言取而代之 3

4 1-2 C 語言的興起 Pascal 發表於 1971, 紅於 1980 年代, 但卻好景不常, 因為 C 語言也在這時候來湊熱鬧, 由於 C 有威力更強的指標, 而且又是 UNIX 或 Linux 作業系統所使用的程式語言, 所以取而代之的流行程式語言就是 C C 是從 B 語言所延伸過來的程式語言, 而 B 語言的前身是 BCPL 語言, 同時多多少少也受 ALGOL 68( 發表於 1968 年 ) 的影響從圖 1-3 可看出一些常用高階程式語言的發展史目前大家使用的 C 語言是 1989 年的美國國家標準局所公佈標準的 C 語言, 簡稱 ANSI C (American National Standard Institute, ANSI C) 圖 1-3 是程式語言的發展史 [1] 此圖顯示這麼多的程式語言, 是不是都要老師教後, 您才會呢? 不對, 以我來說, 大學時只學過 FORTRAN 和 COBOL, 上研究所自己讀 Pascal, 用它來實作程式, 將執行的結果用來證明論文所闡述的理論, 到行政院工作時, 因為要使用 C 和 C++ 來實作系統, 所以也自己 K, 這樣一路走來, 還是走得很不錯, 這要歸於大學時, 將 FORTRAN 和 COBOL 這兩種程式語言弄得很熟的關係, 所以再去看其它的程式語言是很容易的因為程式語言的架構大都是相同的, 只要再花一些時間了解此程式語言特有的功能即可以目前這麼多的程式語言來說, 建議大家以 C 為出發點, 因為它淺顯易懂, 可以很容易地使用它來撰寫程式, 從而了解程式設計到底是什麼 C 語言除了淺顯易懂外, 同時也是 UNIX 與 Linux 作業系統的核心語言, 更是受大家歡迎的程式語言, 請參閱表 1-1 4

5 第 1 章淺談 C 程式語言圖 1-3: 程式語言的發展史 [1] 根據 TIOBE programming community index for December 2008[2],C 和 C++ 是 2008 很受歡迎的程式語言, 而且其使用率僅次於 Java, 請參閱表 1-1 當您熟悉 C 程式語言後, 再學 C++ 就可以很容易進入其核心, 即所謂的物件導向程式設計的特性 5

6 表 1-1: 目前常用的程式語言使用率排行榜,C 是很受歡迎的程式語言 2008 年 12 月 2007 年 12 月程式語言 2008 年 12 月排行榜排行榜使用百分比 1 1 Java % 2 2 C % 3 5 C % 4 4 PHP 9.479% 5 3 (Visual) Basic 9.478% 6 8 C# 4.643% 7 6 Python 4.567% 8 7 Perl 3.603% 9 10 JavaScript 3.062% Delphi 3.055% 11 9 Ruby 2.308% D 1.185% PL/SQL 1.140% SAS 0.843% Pascal 0.689% COBOL 0.631% ABAP 0.603% 如果您精通 C 語言之後, 相信您可以很容易看懂其它的程式語言這也正是筆者寫這一系列有關 C 語言書籍的最大原因透過這一系列的書, 希望您可以深入了解 C 語言, 而不是一知半解, 往後要看懂其它的程式語言就很簡單了, 各位加油 6

7 第 1 章淺談 C 程式語言 1-3 如何學好程式設計已在這領域打滾 20 幾年的我, 告訴您學習程式語言的不二法門是, 多做, 多看, 多親自除錯 ( debug), 所謂的三多多做一些題目, 多看一些相關的書籍, 並且能夠做中學, 有錯誤 (bugs) 能親自除錯, 不要有 bugs 就找人替您 debug, 這是不好的習慣, 因為久而久之, 他的功力愈來愈好, 而您的功力愈來愈差千萬要記住自己去 debug 記住這些, 您才有辦法有朝一日, 出人頭地 1-4 如何編譯程式利用 C 程式語言的語法寫出的程式, 稱之為 C 原始程式 (C source code), 它的延伸檔名是.c 如何撰寫 C 程式, 之後將它變為可執行檔, 請看以下的步驟 : 步驟一 : 選擇一個適當的編譯程式, 開始編輯 (edit) C 程式, 並取原始碼的延伸檔名為.c 步驟二 : 利用此編譯程式將此原始碼, 編譯成目的程式 (object code), 其延伸檔名是.obj 步驟三 : 利用連結程式 (linker), 將程式用到庫存函數之目的程式, 加以連結為可執行程式 (execution code), 其延伸檔名為.exe 如我們撰寫了一支用來排序筆資料的 C 程式, 名為 myfirst.c, 經過編譯程式將它編譯成 myfirst.obj 的目的程式, 再經由連結程式加以連結程式中所需的函數庫程式碼, 最後成為 myfirst.exe 的可執行程式碼其編譯的過程, 如圖 1-4 所示 7

8 圖 1-4: 原始程式碼 (myfirst.c), 經由編譯程式編譯成目的碼 (myfirst.obj), 再由連結程式變成可執行程式碼 (myfirst.exe) 目前 C 的編譯程式有許多, 其中有一免費而且好用的 C 編譯程式, 那就是 Dev-C++, 它除了可以編譯 C 程式 ( 延伸檔名為.c) 以外, 也可以編譯 C++ 程式 ( 延伸檔名為.cpp) 除此 Dev-C++ 之外, 還有其它的編譯程式, 如 Microsoft Visual Studio 2008 在這一系列叢書中, 有一書名為精彩的指標 : 燦爛的星星 (wonderful pointer: beautiful star), 可能有些程式需要使用它來編譯這些編譯程式使用的都是整合性的界面環境, 熟悉一種之後, 另一種很快就可以上手了有關 Dev-C++ 編譯程式使用手冊, 請參閱附錄 A 8

9 第 1 章淺談 C 程式語言 1-5 關鍵字程式設計師 (programmer) 程式語言 (programming language) 程式 (program) 機器語言 (machine language) 編譯程式 (compiler) 翻譯者 (translator) 錯誤 (bugs) 除錯 (debug) 原始程式 (source code) 目的程式 (object code) 連結程式 (linker) 指標 (pointer) 資料結構 (data structures) 二元搜尋樹 (binary search tree) 1-6 上機實習請選擇一種編譯程式, 將下列的程式逐字鍵入, 不必管程式內部的細節, 看看此程式的輸出結果為何? 此處旨在讓大家熟悉一下, 往後要用的編譯程式之操作 /* first.c */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { printf(" 大家一起來學 C 程式語言 "); 9

10 } printf("\n"); system("pause"); return 0; 1-7 參考文獻 1. Concept of programming language, 8 edition, Robert W. Sebesta, Addison Wesley

CC213

CC213 : (Ken-Yi Lee), E-mail: [email protected] 9 [P.11] : Dev C++ [P.12] : http://c.feis.tw [P.13] [P.14] [P.15] [P.17] [P.23] Dev C++ [P.24] [P.27] [P.34] C / C++ [P.35] 10 C / C++ C C++ C C++ C++ C ( ) C++