《C語(yǔ)言基礎(chǔ)入門(mén)》課件

《C語(yǔ)言基礎(chǔ)入門(mén)》C語(yǔ)言是一種結(jié)構(gòu)化編程語(yǔ)言，也是眾多編程語(yǔ)言的基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)C語(yǔ)言可以幫助您理解編程的基本概念，并為學(xué)習(xí)其他編程語(yǔ)言打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。C語(yǔ)言概述C語(yǔ)言是一種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它功能強(qiáng)大、使用靈活、效率高，在系統(tǒng)編程、嵌入式開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。C語(yǔ)言的基礎(chǔ)知識(shí)是學(xué)習(xí)其他高級(jí)語(yǔ)言的基石，如C++、Java等，掌握C語(yǔ)言能幫助我們更好地理解計(jì)算機(jī)的工作原理，提高編程能力。C語(yǔ)言歷史起源C語(yǔ)言誕生于20世紀(jì)70年代，由丹尼斯·里奇在貝爾實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)。它最初是為了開(kāi)發(fā)Unix操作系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的。發(fā)展C語(yǔ)言迅速流行起來(lái)，并被廣泛用于各種應(yīng)用程序，包括操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)和應(yīng)用程序軟件。標(biāo)準(zhǔn)化隨著C語(yǔ)言的普及，出現(xiàn)了多個(gè)版本的C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)，其中最常見(jiàn)的是ANSIC和ISOC。C語(yǔ)言特點(diǎn)結(jié)構(gòu)化編程C語(yǔ)言強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)，通過(guò)函數(shù)、模塊化和代碼組織，提高代碼可讀性和可維護(hù)性。豐富的運(yùn)算符C語(yǔ)言提供了多種運(yùn)算符，包括算術(shù)運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算符和邏輯運(yùn)算符，使代碼更簡(jiǎn)潔高效。指針操作指針是C語(yǔ)言的核心概念之一，允許直接操作內(nèi)存地址，實(shí)現(xiàn)高效的內(nèi)存管理和數(shù)據(jù)訪問(wèn)。高效性C語(yǔ)言生成的機(jī)器代碼效率高，能充分利用系統(tǒng)資源，適合開(kāi)發(fā)高性能應(yīng)用程序。C語(yǔ)言應(yīng)用領(lǐng)域系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)C語(yǔ)言在操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、編譯器、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)中被廣泛應(yīng)用。嵌入式開(kāi)發(fā)C語(yǔ)言是嵌入式開(kāi)發(fā)的首選語(yǔ)言，廣泛應(yīng)用于各種嵌入式設(shè)備，例如智能手機(jī)、汽車(chē)、工業(yè)控制系統(tǒng)等。游戲開(kāi)發(fā)C語(yǔ)言的高效性和性能使其成為游戲開(kāi)發(fā)的理想選擇，許多經(jīng)典游戲都是使用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的。科學(xué)計(jì)算C語(yǔ)言在科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)分析、數(shù)值模擬等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建C語(yǔ)言編程需要合適的開(kāi)發(fā)環(huán)境。包括文本編輯器、編譯器、調(diào)試器等。編譯器安裝1選擇編譯器根據(jù)個(gè)人喜好和開(kāi)發(fā)需求，選擇合適的C語(yǔ)言編譯器，例如GCC、VisualStudio等。2下載安裝從官方網(wǎng)站或其他可靠來(lái)源下載編譯器安裝包，并根據(jù)提示完成安裝過(guò)程。3配置環(huán)境變量將編譯器路徑添加到系統(tǒng)環(huán)境變量中，以便在命令行中使用編譯器。集成開(kāi)發(fā)環(huán)境1選擇IDE根據(jù)自身需求選擇適合的IDE，例如VisualStudioCode、Code::Blocks或Dev-C++。2安裝IDE從官方網(wǎng)站下載并安裝IDE。3配置IDE設(shè)置編譯器路徑、代碼格式、調(diào)試選項(xiàng)等。4創(chuàng)建項(xiàng)目創(chuàng)建一個(gè)新的C語(yǔ)言項(xiàng)目，并添加源代碼文件。集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（IDE）可以簡(jiǎn)化C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)過(guò)程。編碼規(guī)范命名規(guī)范變量、函數(shù)、結(jié)構(gòu)體等命名應(yīng)清晰易懂。代碼格式使用一致的縮進(jìn)和空格，提高代碼可讀性。注釋規(guī)范添加清晰的注釋?zhuān)忉尨a功能和邏輯。代碼質(zhì)量遵循代碼規(guī)范，提高代碼可維護(hù)性和可讀性。C語(yǔ)言基本語(yǔ)法C語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī)則定義了如何編寫(xiě)C程序。學(xué)習(xí)語(yǔ)法是理解C語(yǔ)言的核心。數(shù)據(jù)類(lèi)型11.整型存儲(chǔ)整數(shù)，例如10、-5、0。22.浮點(diǎn)型存儲(chǔ)小數(shù)，例如3.14、-2.5。33.字符型存儲(chǔ)單個(gè)字符，例如'A'、'b'、'#'。44.字符串類(lèi)型存儲(chǔ)字符序列，例如"Hello"、"World"。變量與常量1變量變量是程序中用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的容器。它們的值可以在程序執(zhí)行過(guò)程中改變。2常量常量是程序中具有固定值的標(biāo)識(shí)符。它們的值在程序執(zhí)行過(guò)程中不會(huì)改變。3聲明在使用變量或常量之前，需要先聲明它們的數(shù)據(jù)類(lèi)型和名稱(chēng)。4賦值聲明后，可以使用賦值運(yùn)算符將值賦給變量。運(yùn)算符與表達(dá)式運(yùn)算符C語(yǔ)言中，運(yùn)算符用于執(zhí)行各種操作，例如算術(shù)運(yùn)算、關(guān)系運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。算術(shù)運(yùn)算符：+、-、*、/、%、++、--關(guān)系運(yùn)算符：==、!=、>、<、>=、<=邏輯運(yùn)算符：&&、||、!表達(dá)式表達(dá)式由運(yùn)算符和操作數(shù)組成，通過(guò)運(yùn)算符將操作數(shù)連接起來(lái)，表示一個(gè)計(jì)算過(guò)程。表達(dá)式可以是簡(jiǎn)單的數(shù)值、變量或函數(shù)調(diào)用。表達(dá)式的結(jié)果可以是數(shù)值、字符、邏輯值等。輸入輸出C語(yǔ)言程序通過(guò)輸入和輸出與外部世界交互。輸入允許程序從用戶(hù)或其他源獲取數(shù)據(jù)，輸出則將程序結(jié)果呈現(xiàn)給用戶(hù)或存儲(chǔ)到文件中。printf()函數(shù)文本輸出printf()函數(shù)是C語(yǔ)言中用于將數(shù)據(jù)輸出到控制臺(tái)的最常用函數(shù)之一。格式化輸出它允許您使用格式說(shuō)明符來(lái)控制輸出數(shù)據(jù)的格式，例如數(shù)字的寬度、精度和對(duì)齊方式。參數(shù)傳遞printf()函數(shù)接受一個(gè)可變數(shù)量的參數(shù)，這些參數(shù)是要輸出到控制臺(tái)的值。scanf()函數(shù)用戶(hù)輸入scanf()函數(shù)允許程序從鍵盤(pán)獲取用戶(hù)輸入的數(shù)據(jù)并將其存儲(chǔ)在變量中。格式化輸入scanf()函數(shù)使用格式化字符串來(lái)指定輸入數(shù)據(jù)的類(lèi)型和格式。變量存儲(chǔ)scanf()函數(shù)將用戶(hù)輸入的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在指定的變量中，以便程序可以進(jìn)一步使用。格式化輸出控制輸出格式printf()函數(shù)使用格式化字符串來(lái)控制輸出數(shù)據(jù)的格式，包括數(shù)字、字符、字符串等。格式化占位符使用%d、%f、%s等占位符來(lái)指定輸出數(shù)據(jù)的類(lèi)型和格式，例如%5d表示輸出寬度為5位的整數(shù)。格式控制符可以使用-、+、0等格式控制符來(lái)控制輸出數(shù)據(jù)的對(duì)齊方式、符號(hào)、填充字符等。順序控制順序控制是程序執(zhí)行的基本方式，按照代碼的順序，一行一行地執(zhí)行。順序控制語(yǔ)句是最簡(jiǎn)單的控制語(yǔ)句，沒(méi)有特殊語(yǔ)法，程序按照代碼的順序執(zhí)行。if-else語(yǔ)句條件判斷if-else語(yǔ)句用于根據(jù)條件判斷執(zhí)行不同的代碼塊。嵌套結(jié)構(gòu)if-else語(yǔ)句可以嵌套使用，實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的邏輯判斷。多條件判斷if-else語(yǔ)句可以包含多個(gè)條件分支，根據(jù)不同的條件執(zhí)行不同的代碼塊。switch語(yǔ)句11.多分支選擇switch語(yǔ)句提供了一種根據(jù)表達(dá)式的值選擇執(zhí)行不同代碼塊的方式。22.case標(biāo)簽每個(gè)case標(biāo)簽與一個(gè)常量值相關(guān)聯(lián)，如果表達(dá)式的值與某個(gè)case標(biāo)簽的值匹配，則執(zhí)行該case標(biāo)簽下的代碼塊。33.default標(biāo)簽default標(biāo)簽是可選的，當(dāng)表達(dá)式值與任何case標(biāo)簽都不匹配時(shí)，將執(zhí)行default標(biāo)簽下的代碼塊。44.break語(yǔ)句break語(yǔ)句用于退出switch語(yǔ)句，避免執(zhí)行后面的case代碼塊。循環(huán)控制循環(huán)語(yǔ)句是C語(yǔ)言中常用的語(yǔ)句，用于重復(fù)執(zhí)行一段代碼。根據(jù)循環(huán)條件判斷是否繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體，直到條件不滿(mǎn)足為止。for循環(huán)語(yǔ)法結(jié)構(gòu)for循環(huán)是一種常用的循環(huán)結(jié)構(gòu)，用于重復(fù)執(zhí)行一段代碼。其語(yǔ)法結(jié)構(gòu)如下：for(初始化表達(dá)式;條件表達(dá)式;迭代表達(dá)式){//代碼塊}執(zhí)行流程執(zhí)行初始化表達(dá)式。評(píng)估條件表達(dá)式。如果條件表達(dá)式為真，則執(zhí)行代碼塊。執(zhí)行迭代表達(dá)式。重復(fù)步驟2-4，直到條件表達(dá)式為假。while循環(huán)循環(huán)條件while循環(huán)在每次循環(huán)之前都會(huì)檢查條件，如果條件為真，則執(zhí)行循環(huán)體。循環(huán)次數(shù)while循環(huán)的執(zhí)行次數(shù)取決于循環(huán)條件的判斷結(jié)果，循環(huán)條件為真則繼續(xù)執(zhí)行，條件為假則退出循環(huán)。循環(huán)控制在循環(huán)體中，可以使用break語(yǔ)句退出循環(huán)，或者使用continue語(yǔ)句跳過(guò)當(dāng)前循環(huán)，進(jìn)入下一輪循環(huán)。do-while循環(huán)循環(huán)條件循環(huán)條件位于循環(huán)體執(zhí)行之后，先執(zhí)行循環(huán)體再判斷條件。至少執(zhí)行一次無(wú)論條件是否滿(mǎn)足，循環(huán)體至少會(huì)執(zhí)行一次。語(yǔ)法do{循環(huán)體}while(循環(huán)條件);數(shù)組數(shù)組是存儲(chǔ)相同數(shù)據(jù)類(lèi)型元素的集合，使用索引訪問(wèn)每個(gè)元素。通過(guò)索引訪問(wèn)數(shù)組元素，例如：arr[0]表示數(shù)組的第一個(gè)元素。一維數(shù)組連續(xù)內(nèi)存一維數(shù)組存儲(chǔ)在內(nèi)存中連續(xù)的地址空間。相同類(lèi)型數(shù)組的所有元素必須是相同的數(shù)據(jù)類(lèi)型。索引訪問(wèn)使用索引訪問(wèn)數(shù)組元素，索引從0開(kāi)始。二維數(shù)組定義二維數(shù)組是指由多個(gè)一維數(shù)組組成的數(shù)組結(jié)構(gòu)。它可以通過(guò)行和列來(lái)訪問(wèn)數(shù)組元素。聲明聲明二維數(shù)組時(shí)需要指定行數(shù)和列數(shù)，例如：`intarray[3][4];`表示定義一個(gè)包含3行4列的二維數(shù)組。訪問(wèn)元素通過(guò)行號(hào)和列號(hào)訪問(wèn)數(shù)組元素，例如：`array[1][2]`表示訪問(wèn)第2行第3列的元素。應(yīng)用二維數(shù)組在存儲(chǔ)和處理矩陣、表格數(shù)據(jù)等方面非常有用，比如游戲中的地圖數(shù)據(jù)。數(shù)組應(yīng)用1存儲(chǔ)數(shù)據(jù)數(shù)組可用于存儲(chǔ)相同類(lèi)型的數(shù)據(jù)，例如學(xué)生成績(jī)、商品價(jià)格等。2排序與查找數(shù)組排序和查找算法是常見(jiàn)的應(yīng)用，例如快速排序、二分查找等。3矩陣運(yùn)算二維數(shù)組可用于表示矩陣，進(jìn)行矩陣加減乘除等運(yùn)算。4字符串處理字符數(shù)組可以存儲(chǔ)字符串，用于各種字符串操作，例如字符串比較、連接等。函數(shù)函數(shù)是C語(yǔ)言程序的基本組成單元。函數(shù)是完成特定功能的一段代碼，可以重復(fù)使用。函數(shù)定義語(yǔ)法函數(shù)定義包含函數(shù)類(lèi)型、函數(shù)名、參數(shù)列表和函數(shù)體。返回值函數(shù)可以返回一個(gè)值，用于將計(jì)算結(jié)果傳遞給調(diào)用函數(shù)。函數(shù)體函數(shù)體包含一系列語(yǔ)句，用于執(zhí)行函數(shù)的功能。函數(shù)調(diào)用函數(shù)調(diào)用語(yǔ)法在程序中使用函數(shù)名和參數(shù)列表調(diào)用函數(shù)。執(zhí)行函數(shù)調(diào)用函數(shù)時(shí)，程序會(huì)跳轉(zhuǎn)到函數(shù)定義，執(zhí)行函數(shù)體代碼。返回值函數(shù)執(zhí)行完成后，可以返回一個(gè)值，用于傳遞結(jié)果。函數(shù)參數(shù)傳遞值傳遞函數(shù)調(diào)用時(shí)，將實(shí)參的值復(fù)制一份傳遞給形參。形參修改不會(huì)影響實(shí)參。提高代碼安全性避免意外修改原始數(shù)據(jù)地址傳遞將實(shí)參的地址傳遞給形參，形參修改會(huì)影響實(shí)參。提高效率，避免數(shù)據(jù)復(fù)制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，方便修改原始數(shù)據(jù)指針指針是C語(yǔ)言中強(qiáng)大的工具，可以高效地操作內(nèi)存。指針變量存儲(chǔ)了內(nèi)存地址，指向其他變量或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。指針概念內(nèi)存地址指針是內(nèi)存地址的變量，可以用來(lái)直接訪問(wèn)存儲(chǔ)在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。間接訪問(wèn)通過(guò)指針訪問(wèn)數(shù)據(jù)，而不是直接訪問(wèn)變量本身，這被稱(chēng)為間接訪問(wèn)。指向數(shù)據(jù)指針可以指向不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)，例如整數(shù)、字符、數(shù)組和結(jié)構(gòu)體。指針運(yùn)算指針加減指針可以進(jìn)行加減運(yùn)算，類(lèi)似數(shù)組的索引操作。例如，指向數(shù)組元素的指針加1表示指向下一個(gè)元素。指針減法計(jì)算兩個(gè)指針之間的距離，相當(dāng)于它們之間元素個(gè)數(shù)的差值。指針比較可以比較指針的大小，用來(lái)判斷它們指向內(nèi)存地址的順序。指針應(yīng)用11.數(shù)組操作指針可以方便地訪問(wèn)數(shù)組元素，例如通過(guò)指針遍歷數(shù)組，修改數(shù)組元素的值等。22.函數(shù)參數(shù)傳遞通過(guò)指針傳遞參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)函數(shù)對(duì)參數(shù)的修改，例如在函數(shù)中修改數(shù)組元素。33.動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配指針可以用于動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存，例如使用malloc函數(shù)分配內(nèi)存，然后使用指針訪問(wèn)分配的內(nèi)存空間。44.字符串處理C語(yǔ)言中字符串本質(zhì)上是字符數(shù)組，指針可以方便地操作字符串，例如復(fù)制、拼接字符串等。結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)體是一種用戶(hù)自定義的數(shù)據(jù)類(lèi)型，可以用來(lái)存儲(chǔ)不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)體成員可以是不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)，例如整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、字符、字符串、甚至其他結(jié)構(gòu)體。結(jié)構(gòu)體定義結(jié)構(gòu)體定義結(jié)構(gòu)體是一種用戶(hù)自定義的數(shù)據(jù)類(lèi)型，用于將不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)組織在一起。結(jié)構(gòu)體定義語(yǔ)法使用關(guān)鍵字struct來(lái)定義結(jié)構(gòu)體，并為其指定一個(gè)名稱(chēng)，然后用花括號(hào){}包含結(jié)構(gòu)體成員。結(jié)構(gòu)體成員結(jié)構(gòu)體成員可以是任何數(shù)據(jù)類(lèi)型，包括基本數(shù)據(jù)類(lèi)型、數(shù)組、指針、甚至其他結(jié)構(gòu)體。結(jié)構(gòu)體變量定義結(jié)構(gòu)體后，可以使用結(jié)構(gòu)體名稱(chēng)聲明結(jié)構(gòu)體變量，用于存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)體成員訪問(wèn)成員運(yùn)算符使用點(diǎn)運(yùn)算符(.)訪問(wèn)結(jié)構(gòu)體成員。指針訪問(wèn)使用箭頭運(yùn)算符(->)訪問(wèn)結(jié)構(gòu)體成員。結(jié)構(gòu)體變量結(jié)構(gòu)體成員變量存儲(chǔ)在結(jié)構(gòu)體變量中。結(jié)構(gòu)體數(shù)組定義結(jié)構(gòu)體數(shù)組結(jié)構(gòu)體數(shù)組是指包含多個(gè)相同類(lèi)型結(jié)構(gòu)體的集合?？梢杂脕?lái)存儲(chǔ)多個(gè)相同類(lèi)型的結(jié)構(gòu)體變量。structStudentstudents[100];訪問(wèn)結(jié)構(gòu)體數(shù)組元素可以使用數(shù)組下標(biāo)訪問(wèn)結(jié)構(gòu)體數(shù)組中的元素。每個(gè)元素都是一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量，可以通過(guò)成員運(yùn)算符訪問(wèn)其成員。students[0].name="張三";動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配是指在程序運(yùn)行時(shí)根據(jù)需要申請(qǐng)內(nèi)存空間，而不是在編譯時(shí)預(yù)先分配固定大小的內(nèi)存。動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配提供了更大的靈活性，允許程序在運(yùn)行時(shí)根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整內(nèi)存使用，可以更高效地管理內(nèi)存資源。malloc()函數(shù)內(nèi)存分配malloc()函數(shù)用于在程序運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)地分配內(nèi)存。參數(shù)傳遞malloc()函數(shù)接受一個(gè)參數(shù)，表示要分配的內(nèi)存大?。ㄒ宰止?jié)為單位）。內(nèi)存地址malloc()函數(shù)返回一個(gè)指向分配內(nèi)存塊的指針，如果分配失敗則返回NULL。free()函數(shù)釋放內(nèi)存釋放之前使用malloc()函數(shù)分配的內(nèi)存空間，將內(nèi)存塊歸還給系統(tǒng)。指針參數(shù)函數(shù)接收指向已分配內(nèi)存塊的指針作為參數(shù)，用于標(biāo)識(shí)要釋放的內(nèi)存區(qū)域。避免內(nèi)存泄漏及時(shí)釋放不再使用的內(nèi)存，防止程序占用過(guò)多內(nèi)存，導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降。安全性釋放內(nèi)存前確保指針有效，防止訪問(wèn)已釋放的內(nèi)存區(qū)域，導(dǎo)致程序崩潰。動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理1內(nèi)存分配在程序運(yùn)行時(shí)，動(dòng)態(tài)地分配內(nèi)存空間，以滿(mǎn)足程序運(yùn)行時(shí)的需求。2內(nèi)存釋放在使用完分配的內(nèi)存空間后，及時(shí)釋放內(nèi)存，防止內(nèi)存泄漏。3內(nèi)存管理高效地管理內(nèi)存資源，提高程序性能。文件操作文件操作是C