工学计算机基础教学课件第7章

计算机基础教学-第7章本章节介绍计算机编程语言C，C语言在工业界应用广泛，是一门简洁而强大的高级编程语言。什么是编程语言？简介编程语言是一套定义程序的语法和语义规则的约定，用于编写计算机程序以实现特定任务。语法与语义编程语法规定了编程语言的结构和形式，而编程语义定义了编程语言的功能和行为。应用场景不同的编程语言适用于不同的应用场景，C语言常用于操作系统，编译器，库函数和驱动程序的开发。编译器与解释器编译器将整个源代码作为输入，转换成一组机器语言的指令序列，并生成可执行文件。解释器逐行解释并执行代码，不生成可执行文件，交互性较强，通常用于Web应用程序开发。区别与联系编译器生成可执行文件，执行速度快，但需要编译，解释器不需要编译，执行速度慢，但交互性强。C语言的历史与应用1起源C语言由DennisRitchie于1972年开发，最初是用于Unix操作系统的开发。2应用C语言应用广泛，常用于编写操作系统、编译器、库函数、驱动程序等软件。3特点C语言简洁而强大，执行速度快，语法熟悉的程序员较多，易于阅读和维护。C语言的基础语法每个程序都必须有一个main函数所有语句必须以分号结尾语句块由花括号括起来注释用/*和*/括起来，或者用//开头数据类型和变量1基本数据类型C语言提供了几种基本的数据类型，包括整数、浮点数、字符和布尔类型。2定义变量定义C语言变量需要指定其类型和变量名称，并可以初始化变量。3变量的作用域作用域指变量的生命周期和可见性，C语言规定有全局作用域和局部作用域两种。运算符算术运算符+-*/%比较运算符==!=><>=<=逻辑运算符&&||!控制语句条件语句if、ifelse、switchcase是C语言中常用的条件语句，用于控制程序运行的流程。循环语句for、while和dowhile是C语言中常用的循环语句，用于反复执行某一段指令或代码块。跳转语句break和continue是C语言中常用的跳转语句，用于跳出循环或跳过循环的某一次迭代。数组和指针数组定义数组是一种相同数据类型元素的集合，可以通过下标访问数组中的元素。指针定义指针是一种变量，它存储了另一个变量的地址，可以用于直接访问该变量的值。数组与指针指针可以指向数组，使用指针可以快速访问数组中的元素。函数定义函数是一组代码块，它接收一些参数并返回一个值。形参与实参形参是在函数定义中声明的变量，实参是在函数调用中使用的值。返回值返回值是函数调用的结果，可以是任何数据类型。函数库C语言有许多内置的函数库，也可以自定义函数库。字符串处理定义字符串是一组字符的有序集合，可以通过数组或指针处理。函数字符串函数以字符串为参数，用于查找，复制，连接和分割字符串。长度strlen()函数可以计算字符串的长度，可用于遍历字符串。文件操作与IO1文件的打开和关闭fopen()函数用于打开文件，fclose()函数用于关闭文件。2读取和写入文件fread()函数用于从文件中读取数据，fwrite()函数用于向文件中写入数据。3文件指针操作fseek()函数用于只需要读取文件中的一部分数据，fccount()函数可以获取文件指针的位置。头文件与库文件1头文件头文件是用于存放声明和宏定义的文件，可以加快程序编译速度。2库文件库文件是一组预编译过的函数和变量，为程序开发提供了很多帮助。3Static和Dynamic库静态库被编译到可执行程序中，动态库是在程序运行时加载，可节省内存空间。预处理器定义预处理器是一种特殊的程序，可以在程序编译之前进行源代码的处理。指令指令是预处理器的关键概念，包括#include和#define等指令。宏定义#define指令可以定义宏，宏可以用于代替某个值或代码。结构体与联合体定义结构体和联合体是两种用户自定义数据类型。结构体结构体定义了一个包含不同数据类型字段的数据类型，可以用于组织数据。联合体联合体定义了一个同时存储不同数据类型的数据类型，可以节省内存空间。动态内存管理1静态内存分配静态内存分配是在程序编译期间分配内存空间。2堆内存分配堆内存分配是在程序运行时动态分配内存空间，使用malloc()函数。3堆内存释放使用free()函数释放已经分配的内存。特殊的数据类型枚举类型位域类型指针类型空类型typedef类型模块化编程函数库将函数封装起来，组成一个函数库，方便以后的调用。模块化开发将程序分成多个不同的模块，每个模块有自己的功能和接口。代码复用代码复用是模块化开发的好处，可以减少代码量，加快程序开发。面向对象编程基础1面向对象程序设计面向对象程序设计（OOP）采用面向对象的编程方法，将程序看作一组对象的集合。2类和对象在OOP中，类是一种用于描述对象状态和行为的模板，而对象是类的一个实例。3继承和多态继承和多态是OOP的两个关键概念，它们可以增强程序的模块化程度。计算机中的算法和数据结构1算法算法是一种特殊的程序，用于解决具体的问题，可以是数值，图形或文本问题。2数据结构数据结构是一种组织数据的方式，包括数组，链表，栈和队列等。3算法与数据结构算法和数据结构相辅相成，程序员需要掌握常用的算法和数据结构。