文档介绍：第1章 C语言概述
本章首先介绍结构化的程序设计的基本方法;其次介绍数据结构与算法在程序设计中的地位和重要性;最后介绍C语言的特点、基本结构及调试方法。
结构化的程序设计的基本方法
数据结构与算法
C语言概述
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结构化的程序设计的基本方法
结构化程序设计的步骤:
首先要从具体问题中抽象出一个适当的数学模型,然后设计一个解此数学模型的算法(Algorithm),最后编出程序、进行测试、调整直至得到最终解答。
寻求数学模型的实质是分析问题,从中提取操作的对象,并找出这些操作对象之间含有的关系,然后用数学的语言加以描述。
数据结构与算法
众所周知,二十世纪四十年代,电子数字计算机问世的直接原因是解决弹道学的计算问题。早期,电子计算机的应用范围,几乎只局限于科学和工程的计算,其处理的对象是纯数值性的信息,通常,人们把这类问题称为数值计算。
近三十年来,电子计算机的发展异常迅猛,这不仅表现在计算机本身运算速度不断提高、信息存储量日益扩大、价格逐步下降,更重要的是计算机广泛地应用于情报检索、企业管理、系统工程等方面,已远远超出了科技计算的范围,而渗透到人类社会活动的一切领域。与此相应,计算机的处理对象也从简单的纯数值性信息发展到非数值性的和具有一定结构的信息。
一、基本概念和术语

数据是人们利用文字符号、数字符号以及其他规定的符号对现实世界的事物及其活动所做的描述。在计算机科学中,数据的含义非常广泛,我们把一切能够输入到计算机中并被计算机程序处理的信息,包括文字、表格、图象等,都称为数据。例如,一个个人书库管理程序所要处理的数据可能是一张如表1-1所示的表格。
表 1-1 个人书库

结点也叫数据元素,它是组成数据的基本单位。在程序中通常把结点作为一个整体进行考虑和处理。例如,在表1-1所示的个人书库中,为了便于处理,把其中的每一行(代表一本书)作为一个基本单位来考虑,故该数据由10个结点构成。
一般情况下,一个结点中含有若干个字段(也叫数据项)。例如,在表1-1所示的表格数据中,每个结点都有登录号、书号、书名、作者、出版社和价格等六个字段构成。字段是构成数据的最小单位。

结点和结点之间的逻辑关系称为数据的逻辑结构。
在表1-1所示的表格数据中,各结点之间在逻辑上有一种线性关系,它指出了10个结点在表中的排列顺序。根据这种线性关系,可以看出表中第一本书是什么书,第二本书是什么书,等等。

数据在计算机中的存储表示称为数据的存储结构。
在表1-1所示的表格数据在计算机中可以有多种存储表示,例如,可以表示成数组,存放在内存中;也可以表示成文件,存放在磁盘上,等等。
(Data Structure)
数据结构是研究数据元素(Data Element)之间抽象化的相互关系和这种关系在计算机中的存储表示(即所谓数据的逻辑结构和物理结构),并对这种结构定义相适应的运算,设计出相应的算法,而且确保经过这些运算后所得到的新结构仍然是原来的结构类型。
为了叙述上的方便和避免产生混淆,通常我们把数据的逻辑结构统称为数据结构,把数据的物理结构统称为存储结构(Storage Structure)。

数据类型是指程序设计语言中各变量可取的数据种类。数据类型是高级程序设计语言中的一个基本概念,它和数据结构的概念密切相关。
一方面,在程序设计语言中,每一个数据都属于某种数据类型。类型明显或隐含地规定了数据的取值范围、存储方式以及允许进行的运算。可以认为,数据类型是在程序设计中已经实现了的数据结构。
另一方面,在程序设计过程中,当需要引入某种新的数据结构时,总是借助编程语言所提供的数据类型来描述数据的存储结构。
二、算法
1、算法的概念
简单地说就是解决特定问题的方法(关于算法的严格定义,在此不作讨论)。特定的问题可以是数值的,也可以是非数值的。
解决数值问题的算法叫做数值算法,科学和工程计算方面的算法都属于数值算法,如求解数值积分,求解线性方程组、求解代数方程、求解微分方程等。
解决非数值问题的算法叫做非数值算法,数据处理方面的算法都属于非数值算法。例如各种排序算法、查找算法、插入算法、删除算法、遍历算法等。
数值算法和非数值算法并没有严格的区别。