計算機軟件編程中的C語言設計和應用

劉劍娥

（江蘇省如皋第一中等專業學校 江蘇 如皋 226500）

0 引言

計算機技術已成為各個產業的核心競爭力，隨著信息化進程的加快，人們越來越多地采用計算機來進行工作。C語言是一種常用的程序語言，看上去很簡單，但是在程序設計中起到了至關重要的作用[1]。C語言在程序設計中具有模塊化、靈活性、功能強大等多種優勢，所以要根據程序設計的需要，合理地應用指針的應用技能、運算方法的技能、特殊函數的應用技能、匯編和鏈接的應用技能，從而提高程序的使用效率，并通過多種方法和措施來提高程序的應用。

1 C語言的概念與特征

1.1 C語言的定義

隨著計算機技術的不斷發展，計算機軟件的使用領域不斷擴大，計算機程序設計語言也迅速發展起來。C語言是由丹尼斯里奇、湯姆遜兩人基于B語言設計的編程語言，C語言的功能非常強大，可以通過C語言開發程序、設計電子表格，利用C語言進行編譯、開發一些操作系統。自1978年以來，C語言逐漸受到人們的關注，許多計算機都將C語言移植到操作平臺中，C語言也逐漸成為主要的設計語言[2]。C語言用于計算機系統，可以為相應的編程工作提供有力的支撐。C語言在程序設計中占有舉足輕重的位置，是一種非常重要的語言，將高級和低級語言的優點結合起來，可以很好地適應用戶對軟件開發的要求。C語言是對低級語言的一種超越和延伸，在軟件設計和開發中起著舉足輕重的作用。C語言是當今計算機軟件中的一種，可以被劃分為一種高級的程序語言，能夠很好地完成程序的編寫，在C語言的應用上能夠將社會語言與計算機語言進行轉換，使人與計算機進行有效的溝通，從而達到對計算機的控制。C語言具備了其他語言所沒有的優點，在使用C語言的同時也能在一定程度上完成計算機的系統編寫和獨立的設計。使用C語言，也可以在不同的計算機上進行編程，從而大大提高了工作效率。

1.2 C語言開發技術

在使用C語言進行軟件編輯時通常采用模塊化的思維方式，首先將各模塊拆分成若干個小的單元，在各個單元完成后，再將它們組合成一個大的整體；其次，C語言的函數庫功能非常強大，有了完備的函數庫支持，可以在不進行任何修改的情況下直接調用相關函數，從而大大簡化了編譯過程，大大減少了錯誤率；第三，C語言中的指針是一種指派操作，能夠靈活地完成內存的分配，并能根據變量的地址來實現動態的指針選取；C語言具有多種表達形式，具有很強的可移植性、更大的靈活性、廣泛的適用性，無需修改即可實現。

2 C語言主要特點

2.1 語言模塊靈活簡潔

在編寫軟件的時候，可以利用C語言，將大的程序進行細分，然后進行完整的設計，然后按照各個模塊的關系，進行重新組合，最終形成一個完整的模塊。C語言中共有37個關鍵詞、9個控件。每個句子都有自己的編碼方法，在編譯的時候，所有的字母都要用小寫，而寫的方法，可以按照程序員的習慣來寫，語言簡潔、程序簡短，沒有任何限制，這樣就能減輕編程人員的工作壓力。C語言通常沒有任何與硬件有關的編程，這是一種核心語言，C語言不需要輸入和輸出，所有的輸入和輸出都是通過系統庫的功能實現的，因此C語言的編譯系統是很簡單的。C語言是一種新興的計算機程序設計語言，是從簡單語言的發展過程中逐步發展起來的。C語言可以進行更高級的程序設計，操作起來也比較容易，不會受到任何限制，可以根據自己的程序來使用。C語言在語法上并非受一成不變的限制，它適用于多種系統，具有很強的流動性，對信息技術的發展起到了很大的作用，具有高層次和低層次編程的共同特點，使得電腦程序設計變得更為方便，從而推動了整個信息技術的發展。

2.2 靈活性

通常C語言在使用時存儲單元之間會有一些差異，但是具有相同的地址，可以存儲在一個空間中通過指針完成分配，并給出相應的地址，動態地完成分配任務和存儲任務。同時在定義函數的時候，還可以根據指針的名稱、數值等情況，對指針進行科學的選擇，只要能夠全面、系統化地掌握指針的形狀，就可以方便地調用，從而促進編程工作的順利進行。

2.3 可移植性和通用性

C語言本身就具有很好的可編程特點，可以根據不同的型號、不同的操作系統進行修改，形成不同版本的C語言。C語言在查找錯誤時，不會檢查跨界的數組，只要程序員自己判斷程序是否正確即可。有些變數的類型是可以理解的，由于C語言具有靈活性，因此不需要對所有的語法都進行嚴格的查找。但是，因為嚴格與自由是對立的，自由就是不公平，所以，錯誤的糾正對于新來的程序員來說，并不是一件好事，因為他們不能完全依賴于錯誤糾正，這對他們來說是非常不利的。因此，在編譯時，程序員應當仔細參考自己的程序，這樣才能保證其精確度。

2.4 功能強大

在計算機的設計中C語言的使用非常得心應手，C語言運算能力非常強，包含了三十多種不同的運算符號，可以根據開發的特點和需求，通過各種不同的表達形式，根據不同的情況，進行不同的計算和處理。其次，C語言的功能更強，開發過程中相關的工作人員會積極地使用C語言，根據軟件的特性，開發出不同的函數庫，在編輯的過程中不需要重新定義函數的內容，在調用的過程中可以通過編輯的命令，將函數與其他文件進行匹配，從而簡化代碼的編寫，減少編程錯誤的出現。C語言中一共有34個操作符，其中括號、等號、強迫變換都是C語言中的操作符，因此C語言的操作范圍很廣。隨著運算符的增加，C語言的表現形式也越來越多，運算類型也越來越多。運算子不僅可以進行一些比較簡單的操作，而且只要掌握了它的用法，許多在高級語言中是無法實現的。C語言在編譯時首先要將程序分割成塊，然后進行編譯，所以C語言是一個模塊化和結構化的語言。

3 C語言在計算機軟件編程中的運用技巧

3.1 軟件編程函數

每一種函數都具有特定的函數，在C語言的開發過程中都會對函數的函數進行相應的處理，所以在定義函數時必須對函數名、返回值類型和參數名進行定義。比如，當你在一個程序上使用sqrt功能時，頭部必須包括C語言，這樣程序就可以正常工作。

3.2 指針應用程序設計

指針是一種特殊類型的變數，由指針名稱、指針類型、指針數值組成。在程序設計中使用指針可以構造變量和控制分配之間的關系，這對于程序的可用性具有很大的影響。C語言指針是一種很難實現的程序設計，因此，程序員需要熟練地運用，并能靈活地利用指針進行編程。程序員必須能夠理解指針的類型和名稱[3]。此外，程序員在使用C語言時要靈活運用C語言的功能，可以準確地定義函數，并按照程序流程和公式充實程序的內容。在編程時編程人員要能把功能的名字與品質的指令聯系起來，要在適當的情況下，確定二進制的對象，科學地將程序文件和數據文件歸類，以便日后查找所需的資料，從而提高工作效率。在程序設計期間，當數組a[i]中的陣列被取得時一般都是先計算出相應的內存地址，然后再進行有效的讀取。這個過程很復雜，需要反復計算，才能得到相應的數據。采用指針變量直接指向數組中的元素，這種方法可以有效地避免一次計算轉換，從而達到直接轉換的目的。就像是指針p指向了a，可以使用p++來獲得組中的地址，在此期間*p還可以獲得組中的全部數據，這將大大加快程序的速度。

3.3 位運算和算法技巧

在C語言中位操作是非常重要的?；诙M制操作是以二進制比特操作為基礎，其特殊性和唯一性是計算機程序設計的一個重要保證。在執行程序的時候，程序文件起到了很大的作用，主要功能是查詢數據，提高計算效率，并且可以在文檔中直接保存程序。在總體上進行編程時算法是整個設計的中心，通過對算法的掌握能夠掌握編程技術。在實現特定算法的過程中可以使用流程圖，同時還需要對流程圖進行全面的理解。

4 C語言在計算機軟件設計中的應用分析

4.1 C語言和匯編語言的連接

在C語言和匯編語言的連接中也要處理好模塊連接、調用關系、參數關系等問題。在這種情況下，采用堆疊模式是比較合理的，也是計算機編程人員普遍采用的一種方法。在特定的連接過程中要以反序多為呼叫次序，決定呼叫與呼叫之間的關系，遵循函式與變數的命名規約，并做好程式模組的連通性與共融性，保證各語種在同一儲存模式下。

4.2 匯編分析語言

在編寫程序的時候，使用C語言，既要符合程序的要求，又要減少程序的難度，這樣才能提高程序的工作效率。此外，C語言與程序設計語言的有效結合可以將整個C語言綜合起來。比如，C語言的源代碼，可以使用匯編語句，經常使用“{}”來進行有效的擴展。

4.3 優化函數調用

在優化技術中函數調用是一個非常關鍵的問題。尤其是當主函式呼叫子函式時通常都是將主函式中的參數和所呼叫子函式的位置點，，則在編譯時將整個結構體拷貝至堆疊中造成空間資源消耗過多，增加系統負荷。為了解決這一問題，程序員可以通過調整結構指針的方法來提高程序的效率和質量，比如，在C語言中可以調用庫函數。需要指出的是，盡管該方法能夠提高工作效率，但由于標準庫中的函數代碼范圍較大，因此在執行過程中會產生大量冗余，這要求程序員在程序設計時充分考慮功能的廣泛和適應性。例如，在庫函數中需要大量的代碼來處理整數操作，并且非常占用空間，程序員可以根據自己的需求來修改這些操作。C語言編譯程序會把整個結構從整體上拷貝到堆棧。這樣的操作，會讓堆疊的空間變得非常大，經常會給系統帶來巨大的負擔。若不能很好地解決這個問題，會給整個系統帶來相當大的負荷，因此可以利用結構指針來有效地解決這個問題。同時C語言中的大量標準庫也是為了提高程序的效率，這些標準庫在使用的時候，都會考慮到的實用性，從而導致程序的代碼量越來越大，并且存在著嚴重的缺陷。如果程序員在編程時在庫函數調用中進行浮點運算，然后再進行相應的功能，那么，在實際操作中其工作效率就會大大提高。

4.4 優化循環語句

在編程時使用循環語句或優化循環語句，可以有效提高系統的整體性能和運行效率。這樣的循環聲明中的變量可以被定義為一個寄存器，此時的變量可以在C語言PU的寄存器中運行，這樣就不占用內存了，并且可以提高運行速度。當然，在使用的過程中也有一些問題，那就是函數中的寄存器數量太少，如果寄存器數量太少，就會造成C語言PU性能降低。另外，程序設計者在編寫代碼時要對循環變量進行過濾，把多余的操作放到循環中從而提高循環語句的運行效率。而且在設定的時候，也會出現一個長周期的問題，為了達到科學的設定，最大的周期應該是在最里面，然后根據這個規則，建立一個多層的循環。

5 計算機軟件編程中的C語言應用案例

5.1 C語言編程技術的函數應用

在計算機軟件編輯當中調用一個函數，傳遞所需的參數，當函數返回一個值，存儲返回值，例如：#include/*函數聲明*/int max（int num1，int num2）；int main（）{/*局部變量定義*/int a=100；int b=200；int ret；/*調用函數來獲取最大值*/（a，b）；printf（"Max value is：%d "，ret）；return 0；}/*函數返回兩個數中較大的那個數*/int max（int num1，int num2）{/*局部變量聲明*/int result；if（num1>num2）result=num1；elseresult=num2；return result；｝計算機軟件程序編輯當中，C語言編程函數技術的應用，為編程帶來了極大便利[4]。

5.2 C語言編程技術的變量應用

C語言編程技術當中的變量定義能夠令編譯器明確創建變量的存儲位置，以及進行創建變量的存儲，表現形式為：type variable_list；而在計算機軟件程序當中變量應用，例如：#include函數外定義變量x和y int x；int y；int addtwonum（）extern int x；extern int y；x=1；y=2；return x+y；}int main（）{int result；（）；printf（"result為：%d"，result）；return 0；｝計算機軟件程序編輯當中，C語言編程變量技術的應用，大大提升了編程的質量。

5.3 C語言編程技術的算法應用

通過C語言算法在計算機軟件程序當中的應用，可以實現許多功能，以排序功能為例，在C語言算法中存在著許多的應用，包括但不限于快速排序、歸并排序、希爾排序等等，以快速排序算法的遞歸法代碼為例：void swap（int*x，int*y）{int t=*x；*x=*y；*y=t；}void quick_sort_recursive（int arr[]，int start，int end）{if（start>=end）return；int mid=arr[end]；int left=start，right=end-1；while（left=arr[end]）swap（&arr[left]，arr[end]）；if（left）quick_sort_recursive（arr，start，left-1）；quick_sort_recursive（arr，left+1，end）；}void quick_sort（int arr[]，int len）{quick_sort_recursive（arr，0，len-1）；｝計算機軟件程序編輯當中，C語言編程算法技術的應用，極大地完善了程序功能。

6 結語

利用C語言進行編程可以提高程序的設計質量和效率，從而達到提高程序設計的目的。C語言是一種非常重要的程序設計語言，在實際工作中被廣泛應用，因此在計算機程序設計的工作中C語言可以提高工作效率，簡化運行方式，提高工作質量。