《C語(yǔ)言基礎(chǔ)知識(shí)》課件

C語(yǔ)言基礎(chǔ)知識(shí)C語(yǔ)言是結(jié)構(gòu)化編程語(yǔ)言，在系統(tǒng)軟件、嵌入式系統(tǒng)和游戲開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域廣泛使用。C語(yǔ)言概述結(jié)構(gòu)化編程語(yǔ)言C語(yǔ)言是一種結(jié)構(gòu)化編程語(yǔ)言，以其簡(jiǎn)潔、高效和靈活的特點(diǎn)而聞名。廣泛應(yīng)用C語(yǔ)言廣泛應(yīng)用于操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)編程等領(lǐng)域?；A(chǔ)學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)C語(yǔ)言是學(xué)習(xí)其他編程語(yǔ)言的基礎(chǔ)，為深入學(xué)習(xí)其他編程語(yǔ)言打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。C語(yǔ)言發(fā)展歷史1現(xiàn)代C語(yǔ)言ANSI/ISO標(biāo)準(zhǔn)2C語(yǔ)言貝爾實(shí)驗(yàn)室3BCPL語(yǔ)言劍橋大學(xué)C語(yǔ)言最初由丹尼斯·里奇在貝爾實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)，基于早期的BCPL語(yǔ)言。C語(yǔ)言在1970年代中期開(kāi)始流行，并逐漸成為最受歡迎的編程語(yǔ)言之一。它被廣泛用于系統(tǒng)編程、嵌入式系統(tǒng)和應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)。C語(yǔ)言仍然是一種重要的編程語(yǔ)言，其影響力遍及各種領(lǐng)域。C語(yǔ)言特點(diǎn)高效性C語(yǔ)言代碼執(zhí)行效率高，非常適合底層開(kāi)發(fā)和嵌入式系統(tǒng)。C語(yǔ)言代碼可以直接與硬件交互，有利于充分利用硬件資源?？梢浦残訡語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)定義嚴(yán)格，代碼可以在不同平臺(tái)之間移植，無(wú)需大幅修改。C語(yǔ)言代碼可以適應(yīng)多種操作系統(tǒng)和硬件架構(gòu)，具有良好的跨平臺(tái)性。C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)IDE集成編譯器、編輯器、調(diào)試器等工具，方便代碼編寫(xiě)、編譯、調(diào)試和運(yùn)行。代碼編輯器代碼編輯器用于編寫(xiě)代碼，支持語(yǔ)法高亮、自動(dòng)補(bǔ)全等功能，提高代碼編寫(xiě)效率。編譯器編譯器將C語(yǔ)言源代碼轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行文件，需要選擇與操作系統(tǒng)匹配的編譯器。調(diào)試器調(diào)試器用于查找代碼錯(cuò)誤，可以單步執(zhí)行代碼、查看變量值，幫助程序員快速定位和修復(fù)錯(cuò)誤?；緮?shù)據(jù)類型1整型整型用于存儲(chǔ)整數(shù)，例如10、-5、0。2浮點(diǎn)型浮點(diǎn)型用于存儲(chǔ)帶小數(shù)點(diǎn)的數(shù)字，例如3.14、-2.5。3字符型字符型用于存儲(chǔ)單個(gè)字符，例如'a'、'b'、'#'。4布爾型布爾型用于存儲(chǔ)真假值，例如true或false。變量聲明與賦值1變量聲明變量聲明用于告訴編譯器變量的類型和名稱。聲明時(shí)需要指定變量的數(shù)據(jù)類型，例如int、float、char等。2變量賦值變量賦值是在聲明變量之后，將一個(gè)值存儲(chǔ)到變量中?？梢允褂谩?”運(yùn)算符進(jìn)行賦值，例如：inta=10;3聲明與賦值同時(shí)進(jìn)行可以在聲明變量的同時(shí)進(jìn)行賦值，例如：inta=10;這種方式更簡(jiǎn)潔，方便程序編寫(xiě)。常量定義定義常量常量是指在程序執(zhí)行過(guò)程中其值不能改變的量。常量類型C語(yǔ)言中常量類型有整數(shù)常量、浮點(diǎn)數(shù)常量、字符常量和字符串常量。常量定義方式使用`const`關(guān)鍵字定義常量，例如：`constintMAX_SIZE=100;`常量作用提高代碼可讀性和可維護(hù)性，避免硬編碼，方便修改。運(yùn)算符算術(shù)運(yùn)算符C語(yǔ)言提供了加減乘除運(yùn)算符，例如+、-、*、/，用于執(zhí)行基本數(shù)學(xué)運(yùn)算。比較運(yùn)算符比較運(yùn)算符用于比較兩個(gè)操作數(shù)，例如>、<、>=、<=、==、!=，并返回真假值。賦值運(yùn)算符賦值運(yùn)算符將一個(gè)值賦給變量，例如=，使變量的值變?yōu)榈忍?hào)右側(cè)的值。邏輯運(yùn)算符邏輯運(yùn)算符用于組合條件表達(dá)式，例如&&（與）、||（或）、!（非），返回布爾值結(jié)果。表達(dá)式和語(yǔ)句1表達(dá)式運(yùn)算符和操作數(shù)組成2語(yǔ)句完成特定操作的指令3表達(dá)式語(yǔ)句的一部分4語(yǔ)句以分號(hào)結(jié)尾C語(yǔ)言程序由語(yǔ)句構(gòu)成。每個(gè)語(yǔ)句代表一個(gè)操作。表達(dá)式則用于計(jì)算值，包含運(yùn)算符和操作數(shù)。輸入/輸出語(yǔ)句輸入語(yǔ)句使用`scanf()`函數(shù)讀取用戶輸入的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到程序變量中。輸出語(yǔ)句使用`printf()`函數(shù)將程序中的數(shù)據(jù)輸出到屏幕上，方便用戶查看程序運(yùn)行結(jié)果。格式化輸出使用`printf()`函數(shù)中的格式控制符可以控制輸出數(shù)據(jù)的格式，例如指定小數(shù)位數(shù)、對(duì)齊方式等。選擇結(jié)構(gòu)語(yǔ)句if語(yǔ)句用于判斷條件是否成立，若成立則執(zhí)行if語(yǔ)句塊中的代碼。例如，判斷年齡是否大于18歲，若大于18歲則執(zhí)行成年人的操作。else語(yǔ)句當(dāng)if語(yǔ)句條件不成立時(shí)，則執(zhí)行else語(yǔ)句塊中的代碼。例如，判斷年齡是否大于18歲，若小于18歲則執(zhí)行未成年人的操作。elseif語(yǔ)句當(dāng)if語(yǔ)句條件不成立時(shí)，會(huì)逐個(gè)判斷elseif語(yǔ)句的條件，直到滿足條件為止。例如，判斷成績(jī)，若大于90分則優(yōu)秀，若大于80分則良好，以此類推。switch語(yǔ)句用于判斷一個(gè)變量的值是否與多個(gè)值匹配，若匹配則執(zhí)行對(duì)應(yīng)case語(yǔ)句塊中的代碼。例如，判斷星期幾，若為星期一則執(zhí)行星期一的安排。循環(huán)結(jié)構(gòu)語(yǔ)句1while循環(huán)循環(huán)條件在循環(huán)體之前判斷，滿足條件時(shí)執(zhí)行循環(huán)體。循環(huán)體執(zhí)行完后，再次判斷條件。循環(huán)條件不滿足時(shí)退出循環(huán)。2do-while循環(huán)循環(huán)條件在循環(huán)體之后判斷，循環(huán)體至少執(zhí)行一次，然后判斷循環(huán)條件是否滿足。滿足條件時(shí)繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體，不滿足條件時(shí)退出循環(huán)。3for循環(huán)循環(huán)條件在循環(huán)體之前判斷，執(zhí)行循環(huán)體時(shí)會(huì)先執(zhí)行初始化語(yǔ)句，然后判斷循環(huán)條件。滿足條件時(shí)執(zhí)行循環(huán)體，最后執(zhí)行迭代語(yǔ)句。再次判斷循環(huán)條件，直到不滿足條件時(shí)退出循環(huán)。數(shù)組概念內(nèi)存塊數(shù)組存儲(chǔ)在連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域中，就像一個(gè)整齊的箱子一樣。索引訪問(wèn)通過(guò)索引值可以輕松訪問(wèn)數(shù)組中的各個(gè)元素，就像索引卡片一樣。同類型數(shù)據(jù)數(shù)組可以存儲(chǔ)同一類型的數(shù)據(jù)，就像一個(gè)有序列表。一維數(shù)組1定義連續(xù)內(nèi)存空間2聲明數(shù)據(jù)類型數(shù)組名[數(shù)組大小]3訪問(wèn)數(shù)組名[下標(biāo)]4初始化賦值或直接定義一維數(shù)組是存儲(chǔ)相同類型數(shù)據(jù)的線性結(jié)構(gòu)，具有連續(xù)內(nèi)存空間?？梢酝ㄟ^(guò)聲明、初始化、訪問(wèn)元素等操作對(duì)數(shù)組進(jìn)行管理。二維數(shù)組1定義多個(gè)一維數(shù)組組成2存儲(chǔ)連續(xù)內(nèi)存空間3訪問(wèn)雙重索引訪問(wèn)4應(yīng)用矩陣、表格、圖像處理二維數(shù)組是一種多維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以存儲(chǔ)具有多個(gè)維度的數(shù)據(jù)。在C語(yǔ)言中，二維數(shù)組可以看作是由多個(gè)一維數(shù)組組成的，它們共享相同的內(nèi)存空間，可以使用雙重索引來(lái)訪問(wèn)。函數(shù)概念代碼重用函數(shù)可以將一段代碼封裝成一個(gè)獨(dú)立的模塊，方便在多個(gè)地方重復(fù)使用。降低代碼冗余，提高代碼可讀性和可維護(hù)性。模塊化設(shè)計(jì)將程序分解成多個(gè)小的函數(shù)，每個(gè)函數(shù)負(fù)責(zé)一個(gè)特定的任務(wù)。提高程序結(jié)構(gòu)的清晰性和可擴(kuò)展性，方便調(diào)試和維護(hù)。自定義函數(shù)1定義函數(shù)函數(shù)是完成特定功能的代碼塊，通過(guò)函數(shù)名調(diào)用。自定義函數(shù)需要聲明和定義。2參數(shù)傳遞函數(shù)可以接收參數(shù)，通過(guò)形參接收實(shí)參的值。參數(shù)傳遞可以是值傳遞或地址傳遞。3返回值函數(shù)可以返回計(jì)算結(jié)果，返回類型應(yīng)與定義的返回值類型一致。函數(shù)可以通過(guò)return語(yǔ)句返回結(jié)果。函數(shù)參數(shù)傳遞值傳遞將實(shí)參的值復(fù)制給形參，形參的改變不會(huì)影響實(shí)參。地址傳遞將實(shí)參的地址傳遞給形參，形參的改變會(huì)影響實(shí)參。引用傳遞將實(shí)參的引用傳遞給形參，形參的改變會(huì)影響實(shí)參。遞歸函數(shù)1函數(shù)自身調(diào)用函數(shù)內(nèi)部調(diào)用自身2遞歸條件判斷遞歸結(jié)束條件3遞歸過(guò)程重復(fù)調(diào)用直到結(jié)束遞歸函數(shù)允許函數(shù)在自身內(nèi)部調(diào)用自身。遞歸函數(shù)定義中包含遞歸條件，用于判斷遞歸結(jié)束條件。當(dāng)遞歸條件滿足時(shí)，遞歸過(guò)程終止。指針基本概念11.存儲(chǔ)地址指針變量存儲(chǔ)的是內(nèi)存地址，而非實(shí)際數(shù)據(jù)。22.指針類型指針類型決定了指針指向的數(shù)據(jù)類型，例如指向整數(shù)、字符或數(shù)組。33.指針運(yùn)算指針可以進(jìn)行加減運(yùn)算，但只能與整數(shù)相加減，不能與其他指針相加減。44.解引用運(yùn)算符使用解引用運(yùn)算符（*）可以獲取指針指向的實(shí)際數(shù)據(jù)。指針與數(shù)組1數(shù)組名數(shù)組名代表數(shù)組的首地址2指針變量存儲(chǔ)數(shù)組元素的地址3指針運(yùn)算通過(guò)指針訪問(wèn)數(shù)組元素4遍歷數(shù)組利用指針高效遍歷數(shù)組指針與數(shù)組密切相關(guān)，理解兩者關(guān)系對(duì)于高效使用數(shù)組非常重要。通過(guò)指針訪問(wèn)數(shù)組元素可以提高代碼效率，并實(shí)現(xiàn)一些更靈活的操作，如動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配和函數(shù)參數(shù)傳遞。動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配1申請(qǐng)內(nèi)存使用malloc函數(shù)申請(qǐng)堆內(nèi)存2使用內(nèi)存訪問(wèn)分配的內(nèi)存進(jìn)行操作3釋放內(nèi)存使用free函數(shù)釋放不再使用的內(nèi)存動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配允許程序在運(yùn)行時(shí)根據(jù)需要分配內(nèi)存，提供靈活性，但需要仔細(xì)管理內(nèi)存以避免內(nèi)存泄漏。結(jié)構(gòu)體概念自定義數(shù)據(jù)類型結(jié)構(gòu)體允許您將不同類型的數(shù)據(jù)組合在一起，形成一個(gè)自定義數(shù)據(jù)類型。例如，可以創(chuàng)建一個(gè)“學(xué)生”結(jié)構(gòu)體來(lái)存儲(chǔ)學(xué)生的姓名、學(xué)號(hào)和成績(jī)。成員變量結(jié)構(gòu)體由一個(gè)或多個(gè)成員變量組成，每個(gè)成員變量都有自己的數(shù)據(jù)類型和名稱?？梢允褂命c(diǎn)運(yùn)算符（.）訪問(wèn)結(jié)構(gòu)體成員。數(shù)據(jù)封裝結(jié)構(gòu)體提供了一種將相關(guān)數(shù)據(jù)封裝在一起的方式，這有助于提高代碼的可讀性和可維護(hù)性，并更好地組織數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)體變量1聲明使用結(jié)構(gòu)體類型定義變量2初始化在聲明時(shí)為變量賦值3訪問(wèn)成員使用“.”運(yùn)算符訪問(wèn)成員4賦值為成員變量賦值結(jié)構(gòu)體變量是結(jié)構(gòu)體類型的具體實(shí)例。每個(gè)結(jié)構(gòu)體變量都包含定義中所有成員。可以通過(guò)“.”運(yùn)算符訪問(wèn)結(jié)構(gòu)體變量的成員。枚舉類型定義枚舉類型使用枚舉類型可以定義一組有意義的命名常量，提高代碼可讀性和可維護(hù)性。枚舉常量的使用可以通過(guò)枚舉類型成員訪問(wèn)這些常量，簡(jiǎn)化代碼編寫(xiě)，增強(qiáng)代碼清晰度。枚舉類型的優(yōu)點(diǎn)枚舉類型能夠提高代碼可讀性、可維護(hù)性和安全性，在實(shí)際編程中具有廣泛的應(yīng)用。文件操作1打開(kāi)文件使用fopen()函數(shù)打開(kāi)文件，指定文件路徑和打開(kāi)模式（讀、寫(xiě)、追加等）。2讀寫(xiě)文件使用fread()和fwrite()函數(shù)讀取和寫(xiě)入文件內(nèi)容，指定緩沖區(qū)大小和文件指針位置。3關(guān)閉文件使用fclose()函數(shù)關(guān)閉文件，釋放文件資源，避免資源泄漏。預(yù)處理命令編譯前處理編譯器在正式編譯之前，先進(jìn)行預(yù)處理。宏定義用#define指令定義常量或宏。文件包含用#include指令將其他文件包含進(jìn)來(lái)。條件編譯用#ifdef、#ifndef、#else、#endif指令控制代碼編譯。編譯過(guò)程預(yù)處理階段將源代碼中的宏定義、文件包含等預(yù)處理指令進(jìn)行處理，生成預(yù)處理后的源代碼。編譯階段將預(yù)處理后的源代碼翻譯成匯編語(yǔ)言代碼。匯編階段將匯編語(yǔ)言代碼翻譯成機(jī)器語(yǔ)言代碼，生成目標(biāo)文件。鏈接階段將目標(biāo)文件和其他庫(kù)文件進(jìn)行鏈接，生成可執(zhí)行文件。調(diào)試技巧11.使用調(diào)試器調(diào)試器允許您逐步執(zhí)行代碼，檢查變量的值并設(shè)置斷點(diǎn)，以便在特定點(diǎn)暫停執(zhí)行。22.打印調(diào)試信息在代碼中插入打印語(yǔ)句以顯示變量的值或控制流程。33.仔細(xì)檢查錯(cuò)誤