2012/10/26 謝碧景(c)編製更新

• • 瞭解何謂程式語言、程式語言的種類、為何要學程式設計。

  • 學會Dev-C++ 軟體之下載與安裝、如何中文化、及如何預設程式碼與顯示行號。

(四)為何要學程式設計

• • 培養問題解決與邏輯思考能力，1974年Gries指出程式課程讓學生在操作過程中解決問題，美國電腦科學教師協會(CSTA)於2005提出，程式設計著重在分析與設計的過程，藉此培養學生問題解決與演算法式思考的能力。

  • 對將來的知識與生涯發展會有幫助：藉此培養對軟體的基本認識，對程式有直覺性的瞭解，進而有能力自行使用不同軟體。

(一)移植性高

在不同作業系統上開發程式，程式碼需編譯後執行，C++程式幾乎不需變更，其前端處理器即可解決此問題，沒有作業系統限制的程式語言，程式碼可攜性很高的程式語言。

(二)強大類別庫

C++內建函式庫及類別庫，可供基本及進階程式設計功能上的需求。C/C++可發展作業系統、網路程式、應用軟體、手機軟體、遊戲軟體、嵌入式系統、單晶片程式等。

(三)結構化

大程式由許多小程式（模組 ）組合而成，可模組化，設計者除可使用系統提供的標準函式庫外，亦可自定函式或模組，使用者可在標頭檔引入即可應用。

(四)是多種程式語言的母語

原始程式經編譯後佔主記憶體空間小且執行速度快 ，C#(C sharp)、JAVA、Python、PHP、JavaScript、Perl等語言皆由C開發，故學會C/C++，再學習其他程式語言就更容易。

• • 電腦硬體僅認識『機器語言』(Machine Language)即機器碼(machine code)，而機器碼是由許多的『0』與『1』數字所組成（即二進位），因此科學家開發『組合語言』(Assembly Language)使用簡單英文指令取代0與1。之後開發更接近人類語言的『高階語言』(High Level Language)，讓程式開發速度大幅提升。如下圖：利用三種語言表示加法指令。

• 人類撰寫 C++、BASIC等程式語言需藉由編譯器（Compiler）將程式語言翻譯成機器碼，後即可在電腦上執行。若要將程式語言使用在不同平台上，只要使用該平台上的編譯器重新編譯，程式碼即可在不同平台的電腦中執行，非常方便。 如下圖示，編譯程式流程圖。

• • 直譯語言不需編譯即可執行高階語言，它透過直譯器(Interpreter)將程式碼一行一行即時轉換成機器語言執行，雖在修改程式碼後不需編譯，但每次一行一行直譯為機器語言執行，導致執行效率比事先編譯過的程式差。如：Python 為直譯語言(官網 https://www.python.org/)，預設附檔名為『.py』。

• Windows 環境內可使用以下的C/C++語言編輯／編譯軟體進行程式編譯：Turbo C、Dev-C++、Vistual C++、Code::Blocks，本單元課程範例採 Dev-C++

• 編輯軟體：

  • 離線版  Dev C++ 、Code::Blocks

  •  線上版： Replit、GDB

(一)安裝 C++ 整合開發環境 (IDE)工具

目前常用的軟體為：Dev-C++及Visual C++，皆功能強大且軟體免費，Dev-C++功能雖比不上Visual C++強大，但其系統檔案非常小（9MB），佔用資源很少，且支援中文，各種整合功能俱全、操作亦簡易。Dev-C++是Windows 作業系統下一個免費、開放原始碼並且容易上手的 C/C++ 整合型開發環境 IDE ( integrated development environment)，有多國語言的使用介面。

• • Code::Blocks 適用平台：Windows/Linux/Mac OS。

• • Dev-C++  適用平台：Windows【win7 以上安裝<Dev-Cpp 5.11 TDM-GCC 4.9.2 Setup.exe (約49 MB】或 教學影片

    • Win7 以上，請下載Dev-C++ → http://orwelldevcpp.blogspot.tw/

    • 若有舊版本的 Dev-C++存在，將無法安裝，故須先移除舊版本，才能安裝新版本。安裝過程中先以英文版本安裝，安裝完成後再改為中文化，即可使用。

(二)開發程式

• 需不斷的編撰程式、編譯程式、修改程式、重新編譯、執行程式、觀察執行結果，直到結果符合需求，其流程步驟如下：

• • C++是由許多函數組成，程式之執行是由 main() 主函數（主程式）開始執行，main()主函數區塊內的程式碼一列一列依序向下執行。

• • main()函式中的程式碼需包含在一對大括號之中，即函數是以『{』開始，『}』結束。

  • 原始碼的檔案副檔名為 .cpp (例如： ex1.cpp)，一個程式僅一個main函數，是系統唯一自動呼叫的函數。  

  • 程式的所有敘述，請以『小寫』英文字母編輯(大小寫英文字母不同)，且敘述最後加分號 ; 表示敘述結束(例如 a=a+b;)。

  • 完整的函數(式)請參閱：C++標準函式庫 http://www.cplusplus.com/reference/

◆說明：

1.引入前置處理標頭檔 #include <iostream> //引用 C:\Dev-Cpp\include 資料夾中標準函式庫的標頭檔

#include "myfile.h" //自訂函式庫之標頭檔引用

2.命名空間 以using指令宣告要使用的命名空間為std，宣告後程式可使用輸入cin及輸出cout指令

3.主程式 main() 函式 main() 函數的傳回值必需是整數

4.函式模組 float avg() {…}

5.定義常數或公式 #define指引

6.暫停指令 system("PAUSE");

7.根據ISO C 標準，main()函數省略 return 0 敘述，等同傳回0，若省略該敘述，亦需省略 main() 前的 int。

8.註解(Comments) 單列註解：     // 註解

多列註解：     /* 註解一

                                                                     註解二 */

(一)結構化程式不允許無條件任意跳躍指令。

(二)常見的程式結構：循序結構、選擇結構、重複結構。

1. 循序(Sequence)結構：電腦會依循程式碼的順序，由上而下、依序執行每一行程式碼。

2. 選擇(Selection)結構：電腦會依據「條件」，決定要執行哪一區塊程式碼。

3. 重複(Iteration)結構：電腦重複執行同一程式區塊程式碼，直到滿足停止的條件為止。

• • 模組化：以功能為單位，將一個大程式分割成許多不同功能的小模組(Module)，各模組可獨立開發與管理，亦可重複使用與測試，易閱讀與管理，可多人分工或共同開發程式。例如：函數。

  • 函數：分兩種，有傳回值、無傳回值，其差別在於有無傳回結果。編撰程式時，可將特定功能設計為函數，即可重複使用該函數。例如：排序功能。

  • 基本程式設計流程：

1. 1. 宣告變數→2.輸入變數(執行時才指定值)→3.運算、邏輯→4.輸出結果

(一)各區域功能圖

(二)中文化

執行【工具(Tools)→環境選項(Environment Options)→一般(General)→語言(Language:)→Chinese(TW)→確定】功能列即可中文化。

(一)建立『預設程式碼』

在Dev-C++中執行【工具→編輯器選項→插入程式碼→預設程式碼】，在對話方塊中輸入基本架構程式碼，後按【確定】鈕完成設定。

標準函式庫：含 C:\Dev-Cpp\include 資料夾中『*.h』之文字式標頭檔，及編譯過的二進位檔案『*.a』在編輯編譯軟體指定的lib目錄內。引用系統提供的標準函式庫，以<> 符號方式加入標準函式庫名稱；而引用自訂函式庫，以雙引號方式" " 加入自訂函式庫的位置與名稱。

• • 標準輸出輸入函數      <stdio.h>

  • 工具函數                <stdlib.h>

  • 字元檢查函數           <ctype.h>

  • 字串函數                <string.h>

  • 數學函數                <math.h>

  • 日期/時間函數          <time.h>

＊參閱：OpenEdu 中華開放教育平台→運算思維與程式語言 C++ → https://www.openedu.tw/course?id=1556