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劫韩
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1 第 2 章建立第一個 C 程式 2 1 如何設計 C 應用程式 2 2 C 應用程式的開發環境 2 3 建立第一個 C 程式 2 4 C 程式的基本架構 2 5 C 程式的寫作風格 2 6 在 Windows 作業系統執行 C 程式 2 1 如何設計 C 應用程式程式設計的基礎演算法

2 2 1 1 程式設計的基礎說明程式設計是將需要解決的問題轉換成程式碼, 程式碼不只能夠在電腦上正確的執行, 而且可以驗證程式執行的正確性基本上, 程式設計的過程可以分成五階段, 如下圖所示 : 程式設計的基礎需求需求 (Requirements) 程式設計的需求是在了解問題本身, 以確切獲得程式需要輸入的資料和其預期產生的結果例如 : 計算出從 1 加到 100 的總和, 程式輸入資料是相加範圍 1 和 100, 然後執行程式輸出計算結果 5050

3 2 1 1 程式設計的基礎設計設計 (Design) 在了解需求後, 就可以開始找尋解決問題的方法和策略, 設計階段是找出解決問題的步驟例如 :1 加到 100 是的結果, 程式是使用數學運算的加法來解決問題, 因為需要重複執行加法運算, 所以迴圈結構就派上用場程式設計的基礎分析分析 (Analysis) 在解決需求時只有一種解決方法嗎? 例如 : 如果有 100 個變數, 我們可以宣告 100 個變數儲存資料, 或是使用陣列 ( 一種資料結構 ) 來儲存, 在分析階段是將所有可能解決問題的演算法都寫下來, 然後分析比較哪一種方法比較好, 選擇最好的演算法來撰寫程式

4 2 1 1 程式設計的基礎撰寫程式碼撰寫程式碼 (Coding) 現在我們就可以開始使用程式語言撰寫程式碼, 以本書為例是使用 C 語言, 在實際撰寫程式時, 可能發現另一種方法比較好, 因為設計歸設計, 有時在實際撰寫程式時才會發現其優劣, 如果這是一個良好的設計方法, 就算改為其它方法也不會太困難程式設計的基礎驗證驗證 (Verification) 驗證是證明程式執行的結果符合需求的輸出資料, 可以再細分成三個小階段, 如下所示 : 證明 : 執行程式時需要證明它的執行結果是正確的, 程式符合所有輸入資料的組合, 程式規格也都符合演算法的需求測試 : 程式需要測試各種可能情況條件和輸入資料, 以測試程式執行無誤, 如果有錯誤產生, 就需要除錯來解決問題除錯 : 如果程式無法輸出正確結果, 除錯是在找出錯誤的地方, 我們不但需要找出錯誤, 還需要決定找出更正錯誤的方法

5 2 1 2 演算法定義在程式設計的設計階段寫出的解決問題步驟策略或方法就是演算法 (Algorithms), 其基本定義如下 : 演算法是完成目標工作的一組指令, 這組指令的步驟是有限的除此之外, 演算法還必須滿足一些條件, 如下所示 : 輸入 (Input): 沒有或數個外界的輸入資料輸出 (Output): 至少有一個輸出結果明確性 (Definiteness): 每一個指令步驟都十分明確, 沒有模稜兩可有限性 (Finiteness): 這組指令一定會結束有效性 (Effectiveness): 每一個步驟都可行, 可以追蹤結果演算法方法演算法只是將解決問題的步驟詳細的寫出來, 所以並沒有固定方式, 基本上只要能夠描述這組指令的執行過程即可, 常用的方式如下所示 : 一般語言文字 : 直接使用文字描述來說明執行的步驟虛擬碼 (Pseudo Code): 一種趨近程式語言的描述方法, 它並沒有固定語法, 其每一列約可轉換成一列程式碼流程圖 (Flow Chart): 使用結構化的圖表描述執行過程, 以各種不同形狀的圖形表示不同的操作, 使用箭頭線標示執行方向

6 2 1 2 演算法流程圖符號說明長方形, 處理過程或執行操作橢圓形, 代表程式的開始與結束菱形, 條件敘述的 if if/else 或 switch 六角形, 迴圈結構的 for while do/while 箭頭線, 連接線連接各操作的執行順序連接多個來源的箭頭線將資料存入檔案或裝置輸出與輸入

7 2 2C 應用程式的開發環境 C 應用程式的開發步驟 C 語言的開發環境 C 應用程式的開發步驟圖例在使用 C 語言開發應用程式時, 其各開發過程都擁有對應的工具程式, 我們只需取得這些工具程式, 就可以建立 C 語言的開發環境, 其開發過程, 如下圖所示 :

8 2 2 1 C 應用程式的開發步驟說明編輯程式碼 (Editing):C 語言的程式碼檔案是一個標準的 ASCII 文字檔案,C 語言程式碼檔案的副檔名為.c 編譯程式碼 (Compiling): 單純的程式碼檔案並不能執行, 需要使用編譯程式將原始程式碼檔案轉譯成指定 CPU 機器語言的目標檔 (Object Files), 副檔名為.obj 或.o 連結函式庫 (Linking): 在此步驟將函式庫和模組的目標檔連結到應用程式, 以便建立可執行的執行檔,Windows 執行檔案的副檔名是.exe 執行應用程式 (Executing): 在建立 C 應用程式的執行檔.exe 後, 就可以在命令提示字元視窗載入 C 應用程式來執行 C 語言的開發環境說明程式語言的開發環境 (Development Environment) 是一組工具程式用來建立編譯和維護程式語言建立的應用程式目前的高階程式語言大都擁有整合開發環境, 稱為 IDE (Integrated Development Environment), 在同一個應用程式就可以編輯編譯和執行特定語言的應用程式在傳統 MS DOS 或 UNIX Linux 系統的使用者, 或稱為終端機 (Terminals), 其程式執行環境輸入資料和輸出資料都是命令列模式 (Command line Interface), 即文字模式的鍵盤輸入或單純文字內容的輸出, 在終端機開發 C 語言應用程式需要分別使用多個工具程式來完成上一節 C 應用程式的開發步驟

9 2 2 2 C 語言的開發環境工具 Turbo C/C++ Borland C++:Borland 公司在 DOS 作業系統時代開發的 C/C++ 語言整合開發環境, 在 Windows 作業系統只能在 DOS 模式或命令提示字元視窗執行 Microsoft Visual C++: 微軟公司的 C++ 編譯程式, 屬於 Windows 作業系統下的整合開發環境 Borland C++ Builder:Borland 公司在 Windows 作業系統下開發的 C/C++ 整合開發環境 Dev C++:Bloodshed Dev C++( 使用 GNU 的 GCC 編譯程式 ), 一套免費 C/C++ 程式的整合開發環境, 提供中文使用介面使用 Dev C++

10 使用 Dev C++ language Tools( 工具 ) >Environment ( 環境選項 ) >Interface( 介面 ) 使用 Dev C++

11 使用 Dev C++ writing codes 使用 Dev C++

12 使用 Dev C++ 使用 Dev C++ save coding file

13 使用 Dev C++ 使用 Dev C++ compile/run

14 使用 Dev C++ 使用 Dev C++

15 使用 Dev C++ default code 使用 Dev C++

16 使用 Dev C++ 使用 Dev C++

17 使用 Dev C++ Compile Error 使用 Dev C++ debug environment setup

18 使用 Dev C++ debug environment setup 使用 Dev C++ debug environment setup

19 使用 Dev C++ debug environment setup 使用 Dev C++ debug environment setup

20 使用 Dev C++ debug environment setup 使用 Dev C++ debug

21 使用 Dev C++ debug 使用 Dev C++ debug

22 使用 Dev C++ debug 使用 Dev C++ debug

23 使用 Dev C++ debug 使用 Dev C++ debug

24 2 3 建立第一個 C 程式建立步驟本書建立的 C 應用程式都是在命令提示字元視窗執行的應用程式, 即主控台應用程式 (Console Application) Dev C++ 建立 C 程式的基本步驟, 如下所示 : Step 1: 啟動 Dev C++ 整合開發環境, 執行檔案開新檔案原始碼指令新增原始碼檔案 Step 2: 在編輯視窗輸入 C 程式碼後, 儲存 C 原始程式碼檔案, 副檔名預設為.c Step 3: 執行執行編譯並執行指令或按 F9 鍵, 即可編譯連結和執行 C 應用程式 2 3 建立第一個 C 程式步驟一步驟一 : 建立 C 程式檔案請執行開始所有程式 Bloodshed Dev C++ Dev C++ 指令啟動 Dev C++ 執行檔案開新檔案原始碼指令, 可以新增名為新文件 1 的程式檔案, 看到新文件 1 標籤的編輯視窗

$h> 04: int main(void) { 05: printf(" 第一個 C 程式 \n"); 06: system("pause"); 07: return 0; 08: } 2 3 建立第一個 C 程式步驟三步驟三 : 編譯和執行 C 應用程式在建立和儲存 C 程式檔案後,Dev C++ 可以馬上編譯和執行 C 應用程式, 其步驟如下所示 : 請執行$

25 2 3 建立第一個 C 程式步驟二步驟二 : 編輯和儲存程式碼 01: /* 程式範例 : Ch2_3.c */ 02: #include <stdio.h> 03: #include <stdlib.h> 04: int main(void) { 05: printf(" 第一個 C 程式 \n"); 06: system("pause"); 07: return 0; 08: } 2 3 建立第一個 C 程式步驟三步驟三 : 編譯和執行 C 應用程式在建立和儲存 C 程式檔案後,Dev C++ 可以馬上編譯和執行 C 應用程式, 其步驟如下所示 : 請執行執行編譯並執行指令或按 F9 鍵, 可以看到目前編譯進度的訊息視窗如果程式沒有錯誤, 編譯成功後, 就會開啟命令提示字元視窗顯示執行結果, 如下圖所示 :

26 2 4 C 程式的基本架構程式架構含括標頭檔全域變數宣告主程式函數的原型宣告 int main( 參數列 ) { 程式敘述 ; } 傳回型態函數名稱 1( 參數列 ) { 程式敘述 ; } 傳回型態函數名稱 N( 參數列 ) { 程式敘述 ; } 含括標頭檔 01: /* 程式範例 : Ch2_3.c */ 02: #include <stdio.h> 03: #include <stdlib.h> 04: int main(void) { 05: printf(" 第一個 C 程式 \n"); 06: system("pause"); 07: return 0; 08: } 函數 2 4 C 程式的基本架構含括標頭檔含括標頭檔因為 C 語言本身只提供簡單語法, 其功能主要都是由 C 語言標準函式庫所提供, 標頭檔是函式庫的函數原型宣告如果在 C 程式使用指定的函式庫, 就需要含括指定的標頭檔, 標頭檔的附檔名為.h 以 Ch2_3.c 為例, 共含括 2 個標頭檔, 如下所示 : 02: #include <stdio.h> 03: #include <stdlib.h>

27 2 4 C 程式的基本架構 main() 主程式 main() 主程式函數 main() 是 C 程式的主程式, 即 C 應用程式執行時的進入點, 也就是說執行 C 程式是從此函數的程式碼開始 main() 主程式是一個 C 語言的函數, 參數 void 表示沒有參數, 傳回值的資料型態是 int, 使用 "{" 和 "}" 符號包圍的是執行的程式區塊 (Blocks) 所謂執行 C 應用程式就是從主程式 main() 中的第 1 列程式碼執行到最後一列程式碼 2 4 C 程式的基本架構標準函式庫的函數標準函式庫的函數 C 語言的標準函式庫是 C 語言編譯程式的內建模組, 提供眾多常用且通用功能的現成函數, 例如 : 數學函數字串處理輸出輸入和檔案處理等在 Ch2_3.c 使用的標準函式庫函數, 如下所示 : printf() 函數 :C 語言的輸出函數, 可以將參數字串 ( 使用 " 符號括起的文字內容) 輸出到螢幕上顯示 system() 函數 : 在 C 程式執行 DOS 指令, 以此例是暫停程式執行

28 2 5 C 語言的寫作風格程式敘述程式區塊程式註解太長的程式碼程式碼縮排程式敘述範例一些 C 語言程式敘述的範例, 如下所示 : int balance = 1000; interest = balance * rate; printf(" 第一個 C 應用程式 \n"); ; 第 1 列程式碼是變數宣告, 第 2 列是指定敘述的運算式, 第 3 列是呼叫標準函式庫的 printf() 函數, 最後是空程式敘述 (Null Statement)

29 2 5 1 程式敘述結束符號 C 語言的 ; 符號代表程式敘述的結束, 告訴編譯程式已經到達程式敘述的最後, 換句話說, 使用 ; 符號可以在同一列程式碼撰寫多個程式敘述, 如下所示 : balance = 10000; rate = 0.04; interest = balance * rate; 程式區塊程式區塊 (Blocks) 是由多個程式敘述組成, 使用 "{" 和 "}" 大括號 (Braces) 包圍, 如下所示 : int main(void) { printf(" 第一個 C 程式 \n"); system("pause"); return 0; } main() 主程式的程式碼部分是程式區塊, 在第 6~8 章說明的流程控制敘述和函數都擁有程式區塊

30 2 5 3 程式註解說明程式註解 (Comments) 是程式中十分重要的部分, 可以提供程式內容的進一步說明, 良好註解不但能夠了解程式目的, 並且在程式維護上, 也可以提供更多的資訊基本上, 程式註解是給程式設計者閱讀的內容, 編譯程式在編譯原始程式碼時會忽略註解文字和空白字元, 換句話說, 編譯結果的目標檔中並不會包含註解文字和多餘的空白字元程式註解 C 語言的註解 C 語言的程式註解可以出現在程式檔案的任何地方, 這是使用 /* 和 */ 符號括起來標示其內容為註解文字, 如下所示 : /* 程式範例 : Ch2_3.c */ C 語言的註解可以跨很多列, 如下所示 : /* 程式範例 : Ch2_3.c */

31 2 5 3 程式註解 C++ 語言的註解 C99 可以使用 C++ 語言的註解方式, 即在程式中以 // 符號開始的列, 或是程式列位在 // 符號後的文字內容都是註解文字, 如下所示 : // 顯示訊息 printf(" 第一個 C 應用程式 \n"); // 顯示訊息太長的程式碼 C 語言的程式碼列如果太長, 基於程式編排的需求, 太長的程式碼並不容易閱讀, 我們可以將它分成兩列來編排因為 C 語言屬於自由格式編排的語言, 如果程式碼需要分成兩列, 直接分割即可, 如下所示 : result = compare((void *)ptr, (void *)ptr1, (int (*) (void *, void *))numcmp);

32 2 5 5 程式碼縮排在撰寫程式時記得使用縮排編排程式碼, 適當的縮排程式碼, 可以讓程式更加容易閱讀, 因為可以反應出程式碼的邏輯和迴圈架構, 例如 : 迴圈區塊的程式碼縮幾格編排, 如下所示 : for ( i = 0; i <= 10; i++ ) { printf( %d\n, i); total = total + i; } 2 6 在 Windows 作業系統執行 C 程式說明當成功編譯和執行 C 程式後, 在原始碼程式檔案或專案 (Project) 的相同資料夾即產生編譯成的執行檔, 其副檔名為.exe, 換句話說, 我們可以直接在 Windows 作業系統執行 EXE 執行檔, 例如 : Ch2_3.c 在 Dev C++ 是編譯成 Ch2_3.exe 在整合開發環境編譯和執行過 C 程式後, 表示已經成功建立執行檔, 我們可以直接在 Windows 作業系統開啟命令提示字元視窗執行已經編譯成執行檔的 C 程式

33 2 6 在 Windows 作業系統執行 C 程式圖例請執行開始所有程式附屬應用程式命令提示字元指令, 可以看到命令提示字元視窗 ( 筆者 Windows XP MCE 版是 Command Prompt)

CC213

CC213 : (Ken-Yi Lee), E-mail: feis.tw@gmail.com 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++