第6部分程式语言

第6章 程式語言6-1 程式語言發展史6-2 資料型態6-3 程式指令6-4 程序定義和使用6-2計算機概論全華科技圖書全華科技圖書6-1 程式語言發展史程式語言發展史n機器語言n電腦所能接受n由0與1組成n組合語言n將0、1字串以符號表示n優點：n指令比機器語言更易於學習n缺點：n必須符合特定機器，不具可攜性n不具結構性，程式仍然不易理解6-3計算機概論全華科技圖書全華科技圖書高階語言高階語言n範例：C語言n特性n可讀性高，容易理解n比較容易維護和修改n具有可攜性n編譯：高階語言的程式碼需編譯成目的碼之後才能執行，流程如下圖：6-4計算機概論全華科技圖書全華科技圖書程式語言發展年表程式語言發展年表6-5計算機概論全華科技圖書全華科技圖書FORTRANn第一個高階語言，為IBM於1957年左右推出n針對複雜的科學計算所設計n範例：6-6計算機概論全華科技圖書全華科技圖書LISPnMIT教授John McCarthy於1958年所推出 n適合作符號運算 n在人工智慧的應用特別重要 n範例：6-7計算機概論全華科技圖書全華科技圖書COBOLn專為商業資料處理而設計的語言 n提供便利的檔案描述與處理 n特別重視資料的定義 n範例：6-8計算機概論全華科技圖書全華科技圖書BASICn隨著個人電腦推出n簡單易學，但不是很嚴謹 n微軟的VISUAL BASIC（簡稱VB），為BASIC語言提供了視覺化的簡易開發環境n範例：6-9計算機概論全華科技圖書全華科技圖書PASCALn發源於歐洲 n具有完備的資料型態，和結構化的控制結構 n程式可讀性高，常為教科書所用n範例：6-10計算機概論全華科技圖書全華科技圖書Cn為了UNIX作業系統所設計n具有高階的結構化敘述，也具備了類似低階語言控制硬體的能力n為目前最常被使用的高階語言之一 n範例：6-11計算機概論全華科技圖書全華科技圖書PROLOGn1972年於法國所推出n邏輯化程式設計的代表n在人工智慧領域有重要應用n範例 6-12計算機概論全華科技圖書全華科技圖書ADAn由美國國防部主導n名稱是紀念世界上第一位程式設計員Ada Byron n希望結合所有語言的特性n語言過於複雜，目前所知的應用不多6-13計算機概論全華科技圖書全華科技圖書C+n基於C所擴充的物件導向程式語言 n在類別中，可定義資料（Data member）和行為（Function member）n可以指定使用範圍為公開的（Public），或是私自的（Private）n範例：6-14計算機概論全華科技圖書全華科技圖書JAVAn美國Sun公司於1995年發表n具備有物件導向的特性 n提供了跨平台的功能 n範例：6-15計算機概論全華科技圖書全華科技圖書ASP.NETn為了即時地從資料庫中抓取資料來動態地形成網頁，微軟提供了ASP語言（Active Server Page）。n微軟進一步提出一系列以.NET為名稱的解決方案，以便更方便地發展以Web為基礎的應用程式，其中也包含了ASP.NET。nASP.NET大幅度地改善了ASP的缺點，除了將程式分成HTML和Script不同的區塊，便於撰寫和除錯，也具有物件導向語言的特性。n針對Script的部份，ASP.NET還支援多種不同的程式語言，特別包括微軟於1998年新設計的C#語言。6-16計算機概論全華科技圖書全華科技圖書程式語言依照特性分類程式語言依照特性分類6-17計算機概論全華科技圖書全華科技圖書6-2 資料型態資料型態n用以表示一個應用系統中要處理的對象 n常見的資料型態n數字：整數（int）、長整數（long int）、浮點數（float）、雙精準數（double）n文字：字元（char）、字串（string）n資料型態決定：n所需空間 n可表示的數值或資料範圍（參見下頁）n有意義的運算6-18計算機概論全華科技圖書全華科技圖書 C的資料型態的資料型態6-19計算機概論全華科技圖書全華科技圖書陣列陣列n表示一系列相同型態的資料 n範例：一個包含50個整數的陣列 int score50;n陣列的名稱為scoren每個資料為整數（int）型態 n陣列第一個位置為score0 n陣列最後一個位置為score49nC語言預設以註標0來表示陣列的第一個元素 6-20計算機概論全華科技圖書全華科技圖書結構結構n將一些相關資料，聚集成一個單元一起表示 n範例：struct student char(6)name;char(10)major;int year;n結構的名稱為studentn欄位name的資料型態為6個字元（char），欄位major的資料型態為10個字元，欄位year的資料型態為整數 6-21計算機概論全華科技圖書全華科技圖書結構結構（續）（續）n定義完結構之後可用以宣告為變數的型態n範例：宣告變數x的資料型態為student結構 struct student x;n可以利用小數點加上欄位名稱，來指出結構變數中的某一個成分 n範例：nx.name、x.major、x.year 6-22計算機概論全華科技圖書全華科技圖書指標指標n記錄某個資料在記憶體的位置 n提供了非直接存取（Indirect Accessing）的功能 n使用指標的理由 n效率性的考量 指標所需的空間是固定的，可作為複雜結構的代理人 n不能確定資料的大小 若使用陣列，預先宣告的空間可能浪費或不夠6-23計算機概論全華科技圖書全華科技圖書鏈結串列鏈結串列n表示大小會變化的資料n將資料用節點表示，利用指標將節點串連起來n範例：struct nodeint data;struct node*next;n符號*表示指標變數n處理的資料為整數型態 n鏈結串列的示意圖 6-24計算機概論全華科技圖書全華科技圖書6-3 程式指令程式指令n程式語言提供的指令，以組合出正確的程式 n以下使用C和PASCAL語言作為範例n同時使用流程圖（Flow chart）來輔助說明指令代表的邏輯結構，和步驟間的關聯，其符號如下圖：6-25計算機概論全華科技圖書全華科技圖書比較：比較：Ifn提供邏輯判斷式 n如果“If”後面接的運算式被判斷為真，則程式會繼續執行“Then”後面的運算式 n如果“If”後面接的運算式被判斷為不真，則程式會繼續執行“Else”後面的運算式 n注意：nC裡面省略了“Then”關鍵字n“Else”後面的運算式可以不提供，如此程式不會有任何動作n範例：在變數“i”的值大於0時，變數“x”的值設定為“10”，否則變數“y”的值設定為“5”6-26計算機概論全華科技圖書全華科技圖書If範例和流程圖範例和流程圖6-27計算機概論全華科技圖書全華科技圖書巢狀巢狀Ifn在“Then”或“Else”的部分，再放入另一個“If”敘述 n範例：當變數“i”的值被判斷為正之後，我們需要再確定變數“a”的值大於變數“b”的值，才會指定變數“x”為10 6-28計算機概論全華科技圖書全華科技圖書固定次數的迴圈：固定次數的迴圈：Forn事先指定好迴圈的執行次數 nC沒有此種指令n範例：透過變數“i”的值將迴圈的執行次數控制為5次，同時變數“x”的值在迴圈結束後，會等於整數1加到整數5的和 6-29計算機概論全華科技圖書全華科技圖書不固定次數的迴圈：不固定次數的迴圈：whilen迴圈的執行次數並沒有直接在程式裡指定好n利用邏輯判斷式決定迴圈要執行幾次n範例：若邏輯判斷式“i data=3;q-data=5;changehead(p,q);6-37計算機概論全華科技圖書全華科技圖書全域變數全域變數VS.局部變數局部變數n全域變數（Global variable）n能被全部的程式碼使用到n通常定義在整個程式碼的最前端 n局部變數（Local variable）n只能被一部份程式碼使用到n通常定義在程序中n範例：（見下頁）n全域變數：變數“a”nMain的局部變數：變數“c”6-38計算機概論全華科技圖書全華科技圖書程序範例程序範例6-39計算機概論全華科技圖書全華科技圖書參數傳遞參數傳遞n正式參數 n在定義程序時同時定義，必須宣告其資料型態 n真實參數 n在呼叫程序時所提供，必須符合正式參數的資料型態n以值傳遞（passed by value）n把真實參數的值算出來，然後再傳給正式參數 n範例：z=square(5+3)*10;n先算出“5+3”的值之後，再將其傳給正式參數“x”6-40計算機概論全華科技圖書全華科技圖書參數傳遞參數傳遞（續）（續）n以值傳遞n最常見的方式n沒有辦法改變真實參數的值 n以位址傳遞（passed by reference）n把真實參數在記憶體的位址傳給正式參數n程序裡的運算會直接作用在真實參數上 n真實參數的值因而可以改變6-41計算機概論全華科技圖書全華科技圖書以位址傳遞的程序定義和呼叫以位址傳遞的程序定義和呼叫