第一篇程式设计基础讲解课件.ppt

1、第一篇程式設計基礎授課教師：李 靖 海日 期：96.10.01 n課程大綱u程式語言與C/C+語言的基礎程式語言基礎程式設計技術之演進C/C+語言之基礎如何設計C/C+應用程式C/C+應用程式開發環境第一個 C程式與C程式架構C/C+語言寫作風格2022/8/16C/C+程式設計2第一篇 程式設計基礎 n程式語言的基礎u程式設計主要是要電腦幫你做事情，先考慮要輸出的成果，才決定要輸入什麼，然後設計程式讓電腦幫你做事，程式設計還牽涉到要用什麼機器，用什麼程式語言。我們用軟體就是許多程式的組合。u程式（Programs）是使用指定程式語言所撰寫沒有混淆文字、數字和鍵盤符號所組成的特殊符號，這些符號

2、組合成指令和敘述，再進一步編寫成程式碼，程式碼可以告訴電腦解決指定問題的步驟。2022/8/16C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎3 n程式語言的基礎u什麼是程式(program)程式如同一個轉換器，當從電腦鍵盤或滑鼠取得輸入資料後，執行程式就可以將資料轉換成有用的資訊，如下圖所示：為了讓電腦能夠看懂程式，程式需要依據程式語言的規則、結構和語法，以指定的文字或符號來撰寫程式。例如：C程式語言撰寫的程式稱為C程式碼（C code），或稱為原始碼（source code）。2022/8/16C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎4 n程式語言的基礎u程式語言(Program Language)為什

3、麼需要程式語言？Von Neumann的儲存程式概念什麼是程式語言？和人類的語言相同嗎？程式語言包含一組指令和一套語法規則人與電腦間溝通之語言，目前電腦藉由人利用程式語言下指令方式告知其工作的程序。資料與資訊有什麼不同？2022/8/16C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎5 n程式語言的基礎von Neumann architecture2022/8/16C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎6 n程式語言的基礎u程式語言(Program Language)如何選擇程式語言？低階語言p機械語言p組合語言2022/8/16C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎7 u程式語言(Program Lan

4、guage)高階語言pFORTRAN:應用在科學運算、數學、理工等方面 pCOBOL:應用在資料管理及商業用途 pPASCAL:應用在科學計算及教學用途 pLISP:人工智慧語言 pModula-2,Modula-3:應用在科學計算及一般用途 pC,C+:應用在工程及科學用途 pBASIC:應用在一般用途及教學用 pJAVA:應用於網路及通訊用途 2022/8/16C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎8 u程式語言(Program Language)高階語言編譯器(Compilers)p編譯器就是把程式語言轉譯成電腦可以理解的機械碼（Machine code）。p1972年，C語言由Denni

5、s Ritchie 和 Ken Thompson一起設計UNIX作業系統而發展出來p可高階應用，亦可低階控制p版本:Turbo C,Borland C,ANSI C,Microsoft C等p1980年，由AT&T Bell Lab.的 Bjarne Stroustrup博士設計將物件導向概念加入C語言中，為“C with classes”p1985年，加入運算子超載、虛擬函數等物件導向特性，即為C+p版本:USL C+(AT&T),HP C+,Borland C+,Microsoft C+,Visual C+等2022/8/16C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎9 u程式語言(Progra

6、m Language)高階語言編譯式語言翻譯過程2022/8/16C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎原始程式source code目 的 碼object code可執行檔executable file編譯程式compiler連結程式linker程式庫執行執行連結編譯10 u程式語言(Program Language)高階語言直譯器(Interpreters)p是依程式每一個指令程序順序，直接一個指令一個動作，一列一列的執行程式碼。p早期BASIC語言，及目前網頁技術的腳本(Scripts)語言。2022/8/16C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎11 u程式語言(Program Langu

7、age)高階語言直譯式語言翻譯過程2022/8/16C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎原始程式source code執行直譯程式Interpreter12 n程式語言的基礎u軟體(software)與應用程式(Application Program)是一種電腦執行的應用程式，通常軟體是一個或多個程式的泛稱，或是一整套應用程式的總稱。應用程式是一種處理指定工作的電腦程式，例如：數學分析、文書處理、試算表和程式語言開發工具等。2022/8/16C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎13 u程式語言的基礎應用開發工具及語言：Ruby on Rails（RoR）是利用Ruby腳本程式語言寫成的開發框架

8、，由David Heinemeier Hansson在所屬公司的專案中提煉產生。XML：是一種在W3C工業標準規範下的標示語言(Markup Language)，主要在描述結構化的資料，提供標準的資料交換格式，讓資訊能跨越異質的環境與不同的設備。ASP(Active Server Page)網頁技術物件導向程式語言UMLUNIX系統及Linux系統所使用之程式語言(母語皆是C語言)工程科學應用之Matlab及Mathlab2022/8/16C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎14 程式如何執行無論是高階、中階或是低階程式語言，在電腦中執行方式上所需要之架構有所不同，因此在程式設計時，對電腦在執

9、行程式的方式與架構有基本認識，將有很大之助益。2022/8/16C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎15 程式設計技術之演進軟體工程程式設計風格與技術建立程式設計風格或技術p非結構化程式設計(Unstructured Programming)p程序式程式設計(Procedural Programming)與結構化程式設計(Structured Programming)p模組化程式設計(Modular Programming)p物件導向程式設計(Object-Oriented Programming)2022/8/16C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎16 建立程式設計風格或技術p非結構化程式

10、設計(Unstructured Programming)l早期程式設計是從上至下以線性方式依序依指令執行，無論是小程式或大城市都包在單一的main()主程式內。l缺點：重複程式碼 GOTO指令2022/8/16C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎Main()程式(program)程式碼001002 172022/8/1618C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎p程序式程式設計(Procedural Programming)與結構化程式設計(Structured Programming)l程序是程式設計是將程式中重複的程式片段抽出成為程序(procedures)，或稱subroutine)或函數

11、(functions)，以執行特定功能之程式碼。l程序呼叫：由主程式依序呼叫特定不同程序，主程式是使用流程控制來連接程序。l程序是程式中之子集合。Main()程式(program)程式碼001002 099100 程序1程序2程序32022/8/1619C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎函數的概念uVB中的函數可分為內建函數與自定函數。內建函數：是指C程式語言中原本就已經存在的功能函數，我們只要依照一定格式傳入引數即可使用它。自定函數：即為使用者自己建立的函數。函數(Function）功能和子程序十分類似，它與子程序的唯一差別在於函數處理後會有一個傳回值，所以在使用函數時需指定一個變數來儲存

12、這個傳回值。2022/8/16C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎p程序式程式設計(Procedural Programming)與結構化程式設計(Structured Programming)l由上而下，將複雜的程式分成一個個負責獨立工作的由上而下，將複雜的程式分成一個個負責獨立工作的小程式，再依程式的邏輯和程序來組合這些小程式，稱小程式，再依程式的邏輯和程序來組合這些小程式，稱為結構化程式設計。為結構化程式設計。成績計算系統學生資料庫輸入計算報表輸出建立修改刪除平時成績期中考期末考平均總分依學號依名次成績計算系統202022/8/1621C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎p程序式程式設計

13、(Procedural Programming)與結構化程式設計(Structured Programming)l TOP_DOWNl 流程控制循序、選擇、重複結構循序結構程式敘述程式敘述程式敘述選擇結構程式敘述程式敘述條件程式敘述TF2022/8/1622C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎p程序式程式設計(Procedural Programming)與結構化程式設計(Structured Programming)重複結構while程式敘述程式敘述條件TF重複結構do-while程式敘述程式敘述條件TF2022/8/1623C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎p模組化程式設計(Modula

14、r Programming)為能重複使用程序式程式設計分割建立之程序，將相同之程序或函數結合在一起成為獨立之模組(Modules)。執行程式獨立特定功能之子程式 每一個模組包含處理資料及程序函數，可視為函式庫(Libraries)，其中之函數檔為.h。C語言是由許多函式庫組合而成，程式設計方便，且減輕設計者負擔、可讀性較高，對於日後維護也容易許多。資料Main()程式(program)程式碼001002 099100 模組1模組2資料程序1程序2程序2程序2 2022/8/16C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎p 物件導向程式設計(Object-Oriented Programming)l

15、模組化程式設計是物件導向設計之前身l 將原來關注於問題的分解，轉換成了解問題本身之資料，也就是物件(Object)。l 物件較模組容易擴充與重複使用l C語言僅是傳統結構化程式語言，C+則是物件導向語言。242022/8/1625C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎p物件導向程式設計(Object-Oriented Programming)物件1資料/程序物件2資料/程序物件3資料/程序物件4資料/程序程式(Program)訊息訊息訊息訊息l程式設計風格演進，主要目的是能夠重複使用已經設計過之程式碼，以便可以累積經驗快速開發所需之應用程式。2022/8/1626C/C+程式設計第一篇 程式設計

16、基礎uC語言基礎C語言之歷史C語言之特點結構化語言普及性、相容性建立之執行檔很小，執行速度快。功能強之函式庫利用前置處理器(Preprocessor)處理相當多的工作。本課程所使用之C語言是以ANSI-C版本為主。2022/8/1627C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎u如何設計 C 應用程式程式設計之基礎軟體工程不只是討論寫程式(coding)的功夫而已，而是學習如何組織眾多程式設計師共同參與設計一套大型且符合使用者需求的複雜系統，這中間還包括考量到軟體系統生命週期(software system life cycle)、程式設計撰寫、產品測試、除錯與維護等。程式設計五大步驟：2022/8

17、/1628C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎u如何設計 C 應用程式程式設計之基礎需求(Requirements)：了解問題本身，以確切獲得程式需要的資料和其預期產生之結果。設計(Design)：尋找解決問題的方法與步驟分析(Analysis)：將所有可能之解決方法記錄下來，比較分析其中哪一個方法較好，選擇最佳方法。撰寫程式碼(Coding)：利用C/C+語言，邊寫邊比較評估所使用之方法，以結構化/模組化方式編寫。驗證(Verification)：證明程式執行的結果符合需求的輸出資料。2022/8/1629C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎u如何設計 C 應用程式程式設計之基礎驗證(Ver

18、ification)：p證明(Qualify)p測試(Testing)p除錯(Troubleshooting)2022/8/1630C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎u如何設計 C 應用程式演算法(Algorithms)在程式設計階段寫出的解決問題步驟、策略或方法。起床穿衣刷牙吃飯上班脫衣洗澡起床刷牙脫衣洗澡穿衣吃飯上班起床到上班之過程1.動作2.順序2022/8/1631C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎u如何設計 C 應用程式演算法演算法的表示：p一般語言文字p虛擬碼p流程圖Let counter=1Let total=0while counter=10 total=total+cou

19、nter add 1 to counteroutput the total虛擬碼程式2022/8/1632C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎u如何設計 C 應用程式演算法流程圖敘述(程式處理過程或執行操作)結束、開始選擇判斷for、while、do/while流程(連結各操作的執行順序)連結(連結多個流程)函式(將資料存入檔案或裝置)I/O2022/8/1633C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎u如何設計 C 應用程式Let counter=1Let total=0while counter=10 total=total+counter add 1 to counteroutput the

20、 totalstartcounter=1total=0counter=10total=total+countercounter+Toutput totalstart2022/8/1634C/C+程式設計第一篇 程式設計基礎uC 應用程式的開發環境C應用程式的開發步驟使用C語言設計程式時，在開發過程中皆會有對應之工具程式，具備這些工具就建立了C語言開發環境。期開發過程如下：編輯程式碼編譯程式碼連結函式庫執行應用程式編輯程式碼(Editing)：C語言是標準的ANSI文字檔，C語言程式碼檔案的副檔名為filename.c2022/8/16C/C+程式設計35第一篇 程式設計基礎uC 應用程式的開發

21、環境C應用程式的開發步驟編譯程式碼(Compiling)：將原始程式碼轉換成指定CPU 機器語言的目標檔(Object Files)，其副檔名為filename.obj連結函式庫(Linking)：由於 C語言的功能很多是由函式庫提供，而連結函式庫是將這些含式庫和模組的目標檔連結到應用程式，以便建立可執行之執行檔，在 Window 作業系統之執行檔副檔名為filename.exe執行應用程式(Excuting)：在 Window作業系統視窗具備執行功能選單。2022/8/16C/C+程式設計36第一篇 程式設計基礎uC 應用程式的開發環境C語言的開發環境在視窗作業系統，建立C語言的開發環境的工

22、具(editor、compiler、linker)皆以整合在完整之開發環境，稱為 整合開發環境(Integrated Development Environment，IDE)。2022/8/16C/C+程式設計37第一篇 程式設計基礎u第一個 C程式與C程式架構source program正確compileyesnoerror message修改OBJ filelink庫存函式正確error message修改noyes載入執行執行正確runtime errorEXE file編輯(.c)編譯(.obj)連結(.exe)執行2022/8/16C/C+程式設計38第一篇 程式設計基礎u第一個 C

23、程式與C程式架構利用MS Visual C+Express 2005版之IDE，建立第一個C程式。基本操作步驟：Step1：啟動IDE新增原始檔案，某些IDE需要先建立專案(Project)，或工作空間(Workspace)，才能新增程式碼檔案。Step2：在編輯視窗輸入C程式碼，儲存 C 原始程式碼檔案，副檔名為filename.c。執行視窗功能選單的功能表指令，即可一次做完編譯、連結與執行C應用程式。2022/8/16C/C+程式設計39第一篇 程式設計基礎u第一個 C程式與C程式架構先安裝MS Visual C+Express 2005版IDE系統(參考隨書附光碟：電子書C_附錄B)範例

24、2022/8/16C/C+程式設計40第一篇 程式設計基礎u第一個 C程式與C程式架構範例：程式說明 C程式的基本架構是由含括標頭檔、函數原型宣告和全域變數宣告(請參考課本p.1-26)。#include 及#include 二者是標頭檔，其中是輸入/輸出(print)函式庫，是C語言的工具函式庫，這都是程式中print、system指令需要系統的支援。而這種遊戲統直接支援之處理方式則是前處理(Preprocess)之過程。2022/8/16C/C+程式設計41第一篇 程式設計基礎 範例：程式說明 主程式：lMain()函數是C語言之主程式，且式程式執行之進入點。l參數void表示沒有參數，傳

25、回值的資料型態是int。l指令結束以分號表示，指令的執行由前往後一步一步依順序執行。l要輸出一個句子就使用下面的指令printf();如果加了n就會換行。lSystem函數可以在C程式執行MS-DOS指令lReturn指令可以傳回main()主程式的傳回值，傳回至作業系統。int main(void)指令;指令;2022/8/16C/C+程式設計42第一篇 程式設計基礎uC/C+語言寫作風格C語言的寫作風格舊式撰寫C語言程式的規則程式敘述程式區塊程式註解程式寫作技巧l太長之程式碼l程式碼縮排 2022/8/16C/C+程式設計Q：小弟現在第一份工作是在寫ASP.NET的程式,但是我實在看不出來

26、有什麼前途,我是否應先做一陣子再轉行?還是做幾年在看能不能做到 PM?如果轉行應該轉什麼好呢?很多大大說業務好,但是我看過很多底薪比我低,就算業績好也頂多跟我現在打平,不知業務好在哪?A：u寫程式只是達成需求目標的一種手段,重要的是會不會把需求轉成系統架構設計,自己寫不寫倒是其次,畢竟寫程式的門檻並不高,不用事必躬親。u電腦化的時代每一個新產品.新的流程都有軟體需求u轉業的門檻其實不高，像你學c.可以玩自動控制.(8051 c complier).etc從.水電.汽車.plc.etc 都可以轉，加點mfc的料.你還可以寫 win app.會點odbc.也可以轉商務程式開發。43 n 以下是10

27、4人力銀行找到資訊類就業的資料.電腦補習班老師，共計有 51 Internet程式設計師，共計有 1051 筆工作機會MIS主管，共計有 255 筆工作機會MIS程式設計師，共計有 1527 筆工作機會電子商務技術主管，共計有 172 軟體專案主管，共計有 917 筆工作機會軟體設計工程師，共計有 4299 韌體設計工程師，共計有 1716 軟韌體測試工程師，共計有 803 系統分析師，共計有 1284 網路管理工程師，共計有 1139 系統維護 操作人員，共計有 1170 資料庫管理人員，共計有 870 資訊助理人員，共計有 421電玩程式設計師，共計有 106 硬體工程研發主管，共計有 773 電腦硬體工程師，共計有 2021=加起來總共18575,2022/8/16C/C+程式設計442022/8/16C/C+程式設計45第一篇 程式設計基礎作業CHAP.1學習評量看完網頁之文章後，寫一篇心得，大致是程式設計在未來之競爭力為何？從網路上下載網路服務業-從就業市場面觀看網路服務業專業人才的需求讀後心得下週上課前用檔案交給老師