《浙大c语言chap》课件

课程简介本课程旨在全面系统地介绍C语言的基本概念和编程技术。从基础语法入手,循序渐进地讲解数据类型、运算符、函数、控制流、数组等核心知识点,并结合实际编程实践,培养学生的C语言编程能力。该课程适合初学者入门,也可为有一定基础的学生进一步巩固和提高。byhpzqamifhr@C语言概述C语言是一种通用的高级程序设计语言,于1972年由贝尔实验室的丹尼斯·里奇和肯·汤普逊开发。它是一种结构化的语言,广泛应用于系统软件、应用软件以及各种嵌入式系统的开发。C语言简单高效,已成为当今最流行的编程语言之一。1.1C语言的历史和发展C语言由丹尼斯·里奇于1972年在贝尔实验室开发。它起源于早期的BCPL和B语言,结合了高级语言和汇编语言的优点。C语言被设计成一种通用、高效、灵活的编程语言,适用于从系统软件到应用程序的各种开发需求。1972年C语言由丹尼斯·里奇在贝尔实验室开发1978年C语言出版第一版《TheCProgrammingLanguage》1983年ANSIC标准正式确立1999年C99标准发布2011年C11标准发布1.2C语言的特点C语言是一种通用性强、效率高、可移植性好的编程语言。它简洁而富有表现力,能够贴近计算机硬件底层,为开发系统软件和应用软件提供良好的基础。C语言的一些重要特点包括：结构化程序设计,便于代码组织和维护支持高效的内存管理和指针操作,能够直接访问硬件资源语法简洁,便于学习和掌握跨平台性强,可移植性好丰富的标准库和第三方库,提供了广泛的功能支持总之,C语言的这些特点使它成为了计算机软件开发的首选语言之一,在各种领域广泛应用。1.3C语言的应用领域C语言是一种广泛应用的编程语言,涉及多个领域。它在系统软件开发、嵌入式系统、图形图像处理、数据处理等方面有着广泛的应用。C语言擅长底层编程,具有高效的性能和良好的移植性,是许多操作系统和硬件驱动程序的首选语言。80M应用程序C语言广泛应用于各类应用软件的开发,如数据库管理系统、游戏引擎、图像处理软件等,占据了软件开发的大部分市场。60%系统软件C语言是操作系统内核、编译器、驱动程序等系统软件的主要语言,支撑了计算机系统的运行。30%嵌入式系统C语言广泛应用于各类嵌入式设备的软件开发,如工业控制系统、智能家居、汽车电子等领域。第二章C语言基础在这一章中，我们将深入探讨C语言的基础知识。从C语言的结构、数据类型、变量和常量,到运算符的使用,学习C语言编程的基础是非常重要的。2.1C语言的基本结构C语言作为一门通用程序设计语言,其基本结构由一系列的基本语句和控制结构组成。这些语句和结构共同构成了C语言程序的框架,为开发复杂应用程序奠定了基础。了解C语言的基本结构有助于编写出更加高效、可读性强的代码。2.2C语言的数据类型C语言中提供了丰富的数据类型,包括整型、浮点型、字符型等,能够满足各种编程需求。每种数据类型都有其特定的存储空间和取值范围,开发者需要根据实际情况选择合适的数据类型,以确保程序的正确性和效率。整型浮点型字符型其他从上图可以看出,整型和浮点型是C语言中使用最广泛的数据类型,占比很大,而字符型和其他类型的使用频率相对较低。开发者在编程时需要根据实际需求灵活选择合适的数据类型。2.3C语言的变量和常量变量是C语言中存储可以变化的数据的基本单元。变量需要先定义类型和名称,才能被赋予值并用于程序运算。常量则是固定不变的数值,在程序中有助于提高可读性。使用const关键字可以声明常量,它们在编译期就被确定,不能被修改。变量存储可变数据的基本单元,需要先定义类型和名称常量固定不变的数值,使用const关键字声明,不能被修改2.4C语言的运算符C语言提供了丰富的运算符供程序员使用,包括算术运算符(+、-、*、/、%等)、关系运算符(>、<、>=、<=、==、!=等)、逻辑运算符(&&、||、!等)和位运算符(&、|、^、~、<<、>>等)。这些运算符可以组合使用,构建出复杂的表达式,实现程序中的各种计算和逻辑判断功能。5510102020—常用运算符C语言中的运算符优先级从高到低分别是:括号、自增/自减、一元运算符、算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、赋值运算符。合理利用运算符优先级可以帮助程序员编写出更加简洁、高效的代码。C语言的程序流程控制了解C语言程序的三种基本流程控制结构:顺序结构、选择结构和循环结构。掌握它们的语法和应用场景,可以编写出更加灵活和丰富多样的C语言程序。3.1顺序结构顺序结构是最基本的程序流程结构,程序语句会按照代码编写的先后顺序依次执行。这种结构简单明了,易于理解和编写,是其他程序流程结构的基础。在编写C语言程序时,顺序结构是最常用的一种程序流程结构。3.2选择结构C语言中的选择结构主要包括if-else语句和switch-case语句。if-else语句用于根据条件判断执行不同的代码块,switch-case语句更适合判断变量的多个可能取值。选择结构可以让程序根据不同的情况做出灵活的决策,是程序流程控制的重要手段。为了提高代码的可读性和可维护性,在使用选择结构时需要遵循一定的编码规范,如保持条件判断的简洁性、合理安排case分支的顺序等。3.3循环结构循环结构是C语言中非常重要的控制流程语句。它可以让程序重复执行一段代码块,直到满足特定的条件为止。C语言中常见的循环结构有for、while和do-while三种,根据不同的需求可以选择合适的循环方式。for循环适合在预先知道循环次数的情况下使用,而while和do-while循环更适合在不确定循环次数的情况下使用。在循环体内,可以利用各种条件判断语句、break和continue语句来控制循环的流程。第四章C语言的数组数组是C语言中存储和操作相同类型数据的基本结构。本章将详细介绍一维和二维数组的定义、声明和常见应用,为学习后续的数据结构和算法奠定基础。一维数组一维数组是最简单的数组形式。它由多个相同类型的元素组成,每个元素都有一个唯一的索引号。数组可以存储任何基本数据类型,如整数、浮点数或字符。利用一维数组可以方便地存储和处理大量相关的数据。一维数组在基本操作上效率较高,如赋值和访问。但插入和删除元素的效率较低,需要移动其他元素。选择使用一维数组需要根据具体需求权衡。4.2二维数组二维数组是一种特殊的数组结构,它可以表示二维表格形式的数据。二维数组由行和列组成,每个元素都有唯一的行列坐标来标识。二维数组可以用来表示矩阵、图像、棋盘等类型的数据。声明二维数组时需要指定行数和列数,如intarr[3][4]表示一个3行4列的二维数组。数组元素可以通过下标arr[i][j]来访问,其中i表示行号,j表示列号。4.3数组的应用数组是C语言中非常常用的数据结构,在各种应用领域都有广泛使用。从上图可以看出,数组在数据处理、信号处理等领域的应用度最高,达到90%左右,也广泛应用于图像处理和数值计算等领域。因此,掌握数组的使用是非常重要的。接下来我们将通过一些具体的应用案例,详细探讨数组在实际编程中的运用。第五章C语言的函数在C语言编程中,函数是代码的基本组成单元。通过定义和调用函数,可以编写出结构化、可复用的程序。本章将详细介绍C语言函数的定义和使用方法,以及函数参数传递和递归调用等重要概念。5.1函数的定义和调用在C语言中,函数是一组完成特定任务的代码块。函数的定义包括函数名、返回类型和参数列表。函数调用时需要提供正确的参数,系统会执行函数体内的语句,并在适当的时候返回结果。函数可以提高代码的可重用性和可读性,是构建大型程序的重要基础。5.2函数的参数传递函数参数传递是C语言编程中非常重要的概念。C语言支持两种主要的参数传递方式：值传递和引用传递。在值传递中，将实参的值复制给形参，在函数内部对形参的修改不会影响实参。而在引用传递中，将实参的地址传递给形参,在函数内部对形参的修改会直接影响到实参。掌握这两种传递方式对于理解函数的工作原理和正确使用函数非常关键。1形1实2值2址—参数传递方式5.3函数的递归递归是一种非常强大的编程技术,它允许函数在执行过程中调用自己。这种自我调用的机制可以用来解决许多复杂的问题,如阶乘计算、斐波那契数列生成、TowerofHanoi问题等。递归函数由一个或多个基本条件和一个或多个递归条件组成,通过不断的自我调用直到满足基本条件,从而得到最终结果。掌握递归编程是C语言学习的一个重要部分,可以培养学生的逻辑思维能力和解决复杂问题的能力。3递归层次递归函数的执行将产生多个函数调用层次,形成一个调用栈。函数调用的层次数即为递归的深度。10递归案例用递归方法计算阶乘、生成斐波那契数列、解决汉诺塔问题等是学习递归编程的典型实践。2优缺点递归代码可读性强,便于理解和实现,但也存在效率低下和栈溢出的风险。第六章C语言的指针在C语言中,指针是一个重要的概念。通过掌握指针的基本原理和应用,可以更好地理解内存管理和数据结构。本章将系统地介绍指针的概念和使用方法。6.1指针的概念和声明指针是程序员必须掌握的一个重要概念。指针是一种特殊的变量，用于存储内存地址。通过指针可以访问和操作内存中的数据。声明指针时需要使用星号（*）来指示这是一个指针变量。例如，声明一个整型指针变量可以写成int*p。这样p就成为一个指向整型数据的指针。指针本身也占用内存空间，其大小取决于机器硬件架构。6.2指针的运算指针的基本运算包括指针自增、自减、加法与减法。通过运算可以访问指针指向的内存地址。指针加减法时，增减量取决于指针所指向变量的数据类型大小。运算符说明++、--指针自增、自减，分别使指针指向下一个或上一个内存单元+、-指针加法、减法，跳跃到指针所指向变量的下一个或上一个内存单元[]通过下标访问指针指向的数据了解指针的运算非常重要，它为访问和操作内存提供了基础。合理使用指针可以提高程序的性能和灵活性。指针在数组中的应用在C语言中,指针可以与数组一起使用,实现对数组元素的高效访问和操作。通过使用指针,可以直接访问数组元素的内存地址,避免了繁琐的下标引用。此外,指针还可用于对数组进行遍历、排序、搜索等常见操作。通过将指针变量指向数组的首地址,并利用指针递增的方式遍历数组,可以实现对数组元素的高效访问。同时,指针也可用于对数组进行动态内存分配,提高程序的灵活性。6.4指针在函数中的应用指针可以在函数中发挥重要作用。将指针作为函数参数可以让函数直接操作参数的内存地址,而不是复制一份数据。这在涉及大型数据结构或需要修改参数的情况下非常有用。指针也可以作为函数的返回值,让函数返回动态分配的内存地址。使用指针作为参数让函数直接操作参数的内存,而不是复制数据使用指针作为返回值函数可以返回动态分配的内存地址第六章C语言的指针本章将深入探讨C语言中指针的概念和应用,包括指针的声明和运算,以及指针在数组和函数中的重要作用。通过学习本章内容,学生将掌握指针的基本用法,并能够运用指针解决实际编程问题。7.1结构体的定义和使用结构体是C语言中一个重要的复合数据类型。它可以将多个不同类型的数据元素组合在一起,形成一个新的数据类型。结构体的定义使用struct关键字,每个元素称为结构体成员。使用结构体时,需要先定义结构体类型,然后声明结构体变量。可以通过结构体变量访问和操作各个成员。结构体的灵活性和可扩展性使其在许多应用场景中得到广泛应用,如存储学生信息、记录公司员工数据等。通过结构体,可以更好地组织和管理复杂的数据。7.2结构体数组结构体数组是由同种类型结构体元素组成的数组。它的声明形式为"struct结构体名数组名[数组长度];"。结构体数组可以用于存储多个相同类型的结构体数据,方便管理和处理。可以