工控电脑应用程序开发语言

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机械自动化控制语言以C语言为主体，以C++语言为辅的构成方式组成：基本构成数据类型C的数据类型包括：整型、字符型、实型或浮点型（单精度和双精度）、枚举类型、数组类型、结构体类型、共用体类型、指针类型和空类型。 常量与变量常量其值不可改变，符号常量名通常用大写。 变量是以某标识符为名字，其值可以改变的量。 标识符是以字母或下划线开头的一串由字母、数字或下划线构成的序列，请注意第一个字符必须为字母或下划线，否则为不合法的变量名。 变量在编译时为其分配相应存储单元。 数组如果一个变量名后面跟着一个有数字的中括号，这个声明就是数组声明。 字符串也是一种数组。 它们以ASCII的NULL作为数组的结束。 要特别注意的是，方括内的索引值是从0算起的。 指针如果一个变量声明时在前面使用 * 号，表明这是个指针型变量。 换句话说，该变量存储一个地址，而 *（此处特指单目运算符 * ，下同。 C语言中另有 双目运算符 *） 则是取内容操作符，意思是取这个内存地址里存储的内容。 指针是 C 语言区别于其他同时代高级语言的主要特征之一。 指针不仅可以是变量的地址，还可以是数组、数组元素、函数的地址。 通过指针作为形式参数可以在函数的调用过程得到一个以上的返回值，不同于return（z）这样的仅能得到一个返回值。 指针是一把双刃剑，许多操作可以通过指针自然的表达，但是不正确的或者过分的使用指针又会给程序带来大量潜在的错误。 C语言的字符串其实就是以\0字符结尾的char型数组，使用字符型并不需要引用库，但是使用字符串就需要C标准库里面的一些用于对字符串进行操作的函数。 它们不同于字符数组。 使用这些函数需要引用头文件<string.h>。 文件输入/输出在C语言中，输入和输出是经由标准库中的一组函数来实现的。 在ANSI C中，这些函数被定义在头文件<stdio.h>；中。 标准输入/输出有三个标准输入/输出是标准I/O库预先定义的：stdin标准输入stdout标准输出stderr输入输出错误运算C语言的运算非常灵活，功能十分丰富，运算种类远多于其它程序设计语言。 在表达式方面较其它程序语言更为简洁，如自加、自减、逗号运算和三目运算使表达式更为简单，但初学者往往会觉的这种表达式难读，关键原因就是对运算符和运算顺序理解不透不全。 当多种不同运算组成一个运算表达式，即一个运算式中出现多种运算符时，运算的优先顺序和结合规则显得十分重要。 在学习中，对此合理进行分类，找出它们与数学中所学到运算之间的不同点之后，记住这些运算也就不困难了，有些运算符在理解后更会牢记心中，将来用起来得心应手，而有些可暂时放弃不记，等用到时再记不迟。 先要明确运算符按优先级不同分类，《C程序设计》运算符可分为15种优先级，从高到低，优先级为1 ~ 15，除第2．13级和第14级为从右至左结合外，其它都是从左至右结合，它决定同级运算符的运算顺序。 关键字关键字又称为保留字，就是已被C语言本身使用，不能作其它用途使用的字。 例如关键字不能用作变量名、函数名等标识符由ISO标准定义的C语言关键字共32个：auto double int struct break else long switchcase enum register typedef char extern return unionconst float short unsigned continue for signed voiddefault goto sizeof volatile do if while static inlinerestrict _Bool _Complex _Imaginary _Generic[21] 基本数据类型void：声明函数无返回值或无参数，声明无类型指针，显示丢弃运算结果。 （C89标准新增）char：字符型类型数据，属于整型数据的一种。 （K&R时期引入）int：整型数据，表示范围通常为编译器指定的内存字节长。 （K&R时期引入）float：单精度浮点型数据，属于浮点数据的一种。 （K&R时期引入）double：双精度浮点型数据，属于浮点数据的一种。 （K&R时期引入）_Bool:布尔型（C99标准新增）_Complex:复数的基本类型（C99标准新增）_Imaginary:虚数，与复数基本类型相似，没有实部的纯虚数（C99标准新增）_Generic:提供重载的接口入口（C11标准新增）类型修饰关键字short：修饰int，短整型数据，可省略被修饰的int。 （K&R时期引入）long：修饰int，长整型数据，可省略被修饰的int。 （K&R时期引入）long long：修饰int，超长整型数据，可省略被修饰的int。 （C99标准新增）signed：修饰整型数据，有符号数据类型。 （C89标准新增）unsigned：修饰整型数据，无符号数据类型。 （K&R时期引入）restrict:用于限定和约束指针，并表明指针是访问一个数据对象的唯一且初始的方式。 （C99标准新增）复杂类型关键字struct：结构体声明。 （K&R时期引入）union：联合体声明。 （K&R时期引入）enum：枚举声明。 （C89标准新增）typedef：声明类型别名。 （K&R时期引入）sizeof：得到特定类型或特定类型变量的大小。 （K&R时期引入）inline:内联函数用于取代宏定义，会在任何调用它的地方展开。 （C99标准新增）存储级别关键字auto：指定为自动变量，由编译器自动分配及释放。 通常在栈上分配。 与static相反。 当变量未指定时默认为auto。 （K&R时期引入）static：指定为静态变量，分配在静态变量区，修饰函数时，指定函数作用域为文件内部。 （K&R时期引入）register：指定为寄存器变量，建议编译器将变量存储到寄存器中使用，也可以修饰函数形参，建议编译器通过寄存器而不是堆栈传递参数。 （K&R时期引入）extern：指定对应变量为外部变量，即标示变量或者函数的定义在别的文件中，提示编译器遇到此变量和函数时在其他模块中寻找其定义。 （K&R时期引入）const：指定变量不可被当前线程改变（但有可能被系统或其他线程改变）。 （C89标准新增）volatile：指定变量的值有可能会被系统或其他线程改变，强制编译器每次从内存中取得该变量的值，阻止编译器把该变量优化成寄存器变量。 （C89标准新增）流程控制关键字跳转结构return：用在函数体中，返回特定值（如果是void类型，则不返回函数值）。 （K&R时期引入）continue：结束当前循环，开始下一轮循环。 （K&R时期引入）break：跳出当前循环或switch结构。 （K&R时期引入）goto：无条件跳转语句。 （K&R时期引入）分支结构if：条件语句，后面不需要放分号。 （K&R时期引入）else：条件语句否定分支（与if连用）。 （K&R时期引入）switch：开关语句（多重分支语句）。 （K&R时期引入）case：开关语句中的分支标记，与switch连用。 （K&R时期引入）default：开关语句中的“其他”分支，可选。 （K&R时期引入）编译#define 预编译宏#if 表达式 #else if 表达式 #else #endif 条件编译#ifdef 宏 #else #endif 条件编译#ifndef 宏 #else #endif 条件编译与条件编译语法结构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。 例如：a = 3，b = 5，现交换a，b的值，这个问题就好像交换两个杯子水，这当然要用到第三个杯子，假如第三个杯子是c，那么正确的程序为：c = a； a = b； b = c；执行结果是a = 5，b = c = 3如果改变其顺序，写成：a = b； c = a； b =c；则执行结果就变成a = b = c = 5，不能达到预期的目的，初学者最容易犯这种错误。 顺序结构可以独立使用构成一个简单的完整程序，常见的输入、计算，输出三步曲的程序就是顺序结构，例如计算圆的面积，其程序的语句顺序就是输入圆的半径r，计算s = 3.*r*r，输出圆的面积s。 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。 [22] 选择结构顺序结构的程序虽然能解决计算、输出等问题，但不能做判断再选择。 对于要先做判断再选择的问题就要使用选择结构。 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，根据不同的程序流程选择适当的选择语句。 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。 [23] 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语言中提供四种循环，即goto循环、while循环、do while循环和for循环。 四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，但一般不提倡用goto循环，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。 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。 三个循环的异同点：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do…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。 另外还要注意的是这三种循环都可以用break语句跳出循环，用continue语句结束本次循环，而goto语句与if构成的循环，是不能用break和 continue语句进行控制的。 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，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。 C语言是一门通用计算机编程语言，应用广泛。 C语言的设计目标是提供一种能以简易的方式编译、处理低级存储器、产生少量的机器码以及不需要任何运行环境支持便能运行的编程语言。 尽管C语言提供了许多低级处理的功能，但仍然保持着良好跨平台的特性，以一个标准规格写出的C语言程序可在许多电脑平台上进行编译，甚至包含一些嵌入式处理器（单片机或称MCU）以及超级电脑等作业平台。 基本特性C++语言代码1、高级语言：它是把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起来的工作单元。 2、结构式语言：结构式语言的显著特点是代码及数据的分隔化，即程序的各个部分除了必要的信息交流外彼此独立。 这种结构化方式可使程序层次清晰，便于使用、维护以及调试。 C 语言是以函数形式提供给用户的，这些函数可方便的调用，并具有多种循环、条件语句控制程序流向，从而使程序完全结构化。 4、代码级别的跨平台：由于标准的存在，使得几乎同样的C代码可用于多种操作系统，如Windows、DOS、UNIX等等；也适用于多种机型。 C语言对编写需要进行硬件操作的场合，优于其它高级语言。 5、使用指针：可以直接进行靠近硬件的操作，但是C的指针操作不做保护，也给它带来了很多不安全的因素。 C++在这方面做了改进，在保留了指针操作的同时又增强了安全性，受到了一些用户的支持，但是，由于这些改进增加语言的复杂度，也为另一部分所诟病。 Java则吸取了C++的教训，取消了指针操作，也取消了C++改进中一些备受争议的地方，在安全性和适合性方面均取得良好的效果，但其本身解释在虚拟机中运行，运行效率低于C++/C。 一般而言，C，C++，java被视为同一系的语言，它们长期占据着程序使用榜的前三名。 特有特点C语言是一个有结构化程序设计、具有变量作用域（variable scope）以及递归功能的过程式语言。 C语言传递参数均是以值传递（pass by value），另外也可以传递指针（a pointer passed by value）。 不同的变量类型可以用结构体（struct）组合在一起。 只有32个保留字（reserved keywords），使变量、函数命名有更多弹性。 部份的变量类型可以转换，例如整型和字符型变量。 通过指针（pointer），C语言可以容易的对存储器进行低级控制。 预编译处理（preprocessor）让C语言的编译更具有弹性。 优缺点优点1、简洁紧凑、灵活方便C语言一共只有32个关键字，9种控制语句，程序书写形式自由，区分大小写。 把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起来。 C 语言可以像汇编语言一样对位、字节和地址进行操作，而这三者是计算机最基本的工作单元。 C语言的 Hello World 程序2、运算符丰富C语言的运算符包含的范围很广泛，共有34种运算符。 C语言把括号、赋值、强制类型转换等都作为运算符处理。 从而使C语言的运算类型极其丰富，表达式类型多样化。 灵活使用各种运算符可以实现在其它高级语言中难以实现的运算。 3、数据类型丰富C语言的数据类型有：整型、实型、字符型、数组类型、指针类型、结构体类型、共用体类型等。 能用来实现各种复杂的数据结构的运算。 并引入了指针概念，使程序效率更高。 4、表达方式灵活实用C语言提供多种运算符和表达式值的方法，对问题的表达可通过多种途径获得，其程序设计更主动、灵活。 它语法限制不太严格，程序设计自由度大，如对整型量与字符型数据及逻辑型数据可以通用等。 5、允许直接访问物理地址，对硬件进行操作由于C语言允许直接访问物理地址，可以直接对硬件进行操作，因此它既具有高级语言的功能，又具有低级语言的许多功能，能够像汇编语言一样对位（bit）、字节和地址进行操作，而这三者是计算机最基本的工作单元，可用来写系统软件。 6、生成目标代码质量高，程序执行效率高C语言描述问题比汇编语言迅速，工作量小、可读性好，易于调试、修改和移植，而代码质量与汇编语言相当。 C语言一般只比汇编程序生成的目标代码效率低10%～20%。 C语言在不同机器上的C编译程序，86%的代码是公共的，所以C语言的编译程序便于移植。 在一个环境上用C语言编写的程序，不改动或稍加改动，就可移植到另一个完全不同的环境中运行。 8、表达力强C语言有丰富的数据结构和运算符。 包含了各种数据结构，如整型、数组类型、指针类型和联合类型等，用来实现各种数据结构的运算。 C语言的运算符有34种，范围很宽，灵活使用各种运算符可以实现难度极大的运算。 C语言能直接访问硬件的物理地址，能进行位（bit）操作。 兼有高级语言和低级语言的许多优点。 它既可用来编写系统软件，又可用来开发应用软件，已成为一种通用程序设计语言。 另外C语言具有强大的图形功能，支持多种显示器和驱动器。 且计算功能、逻辑判断功能强大。 缺点1、 C语言的缺点主要表现在数据的封装性上，这一点使得C在数据的安全性上有很大缺陷，这也是C和C++的一大区别。 2、 C语言的语法限制不太严格，对变量的类型约束不严格，影响程序的安全性，对数组下标越界不作检查等。 从应用的角度，C语言比其他高级语言较难掌握。 也就是说，对用C语言的人，要求对程序设计更熟练一些。