《C介绍及运作流程》课件

C语言简介及运作流程C语言是一种结构化、过程式编程语言，也是一种高级编程语言，它由贝尔实验室的丹尼斯·里奇在1972年开发。C语言被广泛用于各种应用程序，包括操作系统、嵌入式系统和应用程序开发。WDC语言概述结构化编程语言C语言是一种结构化编程语言，它强调程序的模块化和可读性。高效的编程语言C语言是一种高效的编程语言，它允许程序员直接控制计算机硬件，并实现高性能的应用程序。广泛的应用C语言广泛应用于各种领域，例如操作系统、嵌入式系统、数据库和网络编程。基础编程语言学习C语言可以打下坚实的编程基础，有助于理解其他高级编程语言。C语言的历史和发展1诞生C语言诞生于1972年，由贝尔实验室的丹尼斯·里奇和肯·汤普逊共同开发，最初用于Unix操作系统的开发。2发展C语言在1970年代后期迅速流行起来，并被广泛用于各种应用程序的开发，包括操作系统、数据库和编译器。3标准化1989年，美国国家标准协会（ANSI）发布了C语言的第一个标准，称为ANSIC。该标准为C语言的语法和语义提供了清晰的定义，并为其后的C语言发展奠定了基础。C语言的特点结构化编程C语言支持结构化编程，程序组织成模块化的代码块，便于理解和维护。指针指针是C语言的重要特性，允许直接访问内存地址，提高程序效率。编译型语言C语言是编译型语言，代码在运行前被编译成机器码，提高程序运行速度。高效性C语言语法简洁，接近底层硬件，允许精细控制硬件资源，提高程序效率。C语言的应用领域1系统软件开发C语言用于开发操作系统、编译器、数据库管理系统等。2嵌入式系统开发C语言用于开发微控制器、单片机、智能设备等嵌入式系统。3游戏开发C语言用于开发游戏引擎、游戏逻辑等，性能高效，应用广泛。4网络编程C语言用于开发网络协议、网络服务器、网络应用程序等。开发C程序的过程编写程序源代码程序员使用C语言编写代码，包含函数、变量、语句等。预处理预处理器根据预处理指令对代码进行处理，例如包含头文件、宏定义等。编译编译器将C代码转换为机器码，生成目标文件。链接链接器将目标文件与库函数链接在一起，生成可执行文件。运行操作系统加载可执行文件并执行，完成程序的运行。编写程序源代码1编辑器使用文本编辑器编写C代码，如VisualStudioCode、SublimeText等。2语法按照C语言语法规则编写代码，包括关键字、数据类型、运算符、函数等。3逻辑实现程序逻辑，完成所需的功能，确保代码逻辑清晰易懂。4调试使用调试工具检查代码，找出并修复错误，确保程序正常运行。编写程序源代码是开发C程序的关键步骤，需要使用合适的编辑器，严格遵循语法规则，并进行逻辑设计，确保程序的功能和效率。预处理1宏定义将标识符替换为指定的文本2文件包含将其他源文件包含到当前文件中3条件编译根据条件选择性地编译代码预处理是编译过程的第一个阶段，它会对源代码进行文本替换和条件判断，为后续的编译做好准备。预处理完成之后，生成一个新的源代码文件，供编译器进行下一步处理。C语言的预处理指令以#开头，常见的预处理指令包括宏定义、文件包含和条件编译。编译编译器将源代码转换为机器可理解的指令。1优化优化代码性能。2汇编生成汇编代码。3词法分析将代码分解成符号。4语法分析检查代码语法错误。链接定义链接是将源代码文件中的不同部分或其他文件关联起来的关键机制，通过使用链接可以使代码更加模块化和易于管理。类型C语言中，主要有两种类型的链接：静态链接和动态链接。静态链接是指将目标文件中的代码和数据直接合并到可执行文件中，而动态链接则是将目标文件中的代码和数据存储在单独的库文件中，并在程序运行时动态加载。过程链接过程通常包括解析符号引用、地址重定位以及合并代码段和数据段等步骤。通过链接，可以将多个独立编译的目标文件合并成一个可执行文件。运行编译器将生成的可执行文件加载到内存中，并将控制权交给程序。1内存分配程序所需的内存空间被分配。2指令加载可执行文件的指令被加载到内存中。3执行开始程序从主函数（main()）开始执行。调试1错误识别程序运行时发现错误，识别错误类型和发生位置。2调试工具使用使用调试器设置断点，单步执行代码，检查变量值。3错误定位和修复根据调试信息，分析错误原因，修改代码以解决问题。数据类型数据类型概述数据类型是编程语言的基本概念。它定义了变量可以存储的数据类型，包括整数、浮点数、字符等。整型整型用于表示没有小数部分的数字。它可以是正数、负数或零。例如，int、long、short。浮点型浮点型用于表示带小数部分的数字，例如float、double。字符型字符型用于表示单个字符，例如char。它通常用于存储单个字母、数字或符号。整型整型定义整型数据类型用于存储整数，没有小数部分。在C语言中，整型变量用于存储整数值，例如10、-5、0等。整型分类C语言提供了不同大小的整型，例如：char、short、int和long，以及相应的无符号版本：unsignedchar、unsignedshort、unsignedint和unsignedlong。每种整型类型占用不同的内存空间，决定了它们可以存储的整数范围。浮点型浮点型定义浮点型变量用于存储带小数点的数值，比如3.14、-1.25。它在计算机中以科学记数法形式存储，包括符号位、指数位和尾数位。浮点型分类C语言提供了多种浮点类型，包括float、double和longdouble。float精度最低，double精度中等，longdouble精度最高，分别对应单精度、双精度和扩展精度。字符型字符型数据类型用于存储单个字符。字符型数据通常用单引号括起来，例如：'A'、'b'、'1'。C语言使用ASCII编码来表示字符，每个字符对应一个唯一的ASCII码值。字符型数据通常用于存储字母、数字、符号等字符信息。枚举类型定义枚举类型用于定义一组命名常量，这些常量可以被赋予整数类型的值。声明使用关键字enum声明枚举类型，并使用花括号{}列出枚举常量。优点枚举类型提高了代码可读性，增强了代码的可维护性，并减少了代码错误。变量和常量11.变量变量是程序中可以改变的值，用于存储数据，例如用户输入或计算结果。22.变量声明声明变量时需要指定变量名和数据类型，例如intage;，表示声明一个名为age的整型变量。33.常量常量是程序中固定不变的值，例如圆周率π，使用#define或const关键字定义。44.常量定义例如#definePI3.14159，定义了常量PI为3.14159，可以使用PI代替常量值。变量的声明和定义1声明告诉编译器变量的类型和名称，编译器会分配内存空间。例如：intage;。2定义为变量分配内存空间并可选地初始化它。例如：intage=25;。3作用域变量只能在声明它的作用域内使用，作用域可以是函数，块或文件。常量的定义常量定义语法使用关键字const来定义常量。形式为：const类型常量名=常量值;常量的作用常量值在程序运行期间保持不变。通过定义常量可以提高代码的可读性和可维护性。常量的使用场景在程序中使用常量可以避免硬编码，提高代码的可移植性和可扩展性。常量的命名规范通常使用大写字母命名常量，并使用下划线将多个单词连接起来。表达式和运算符算术运算符算术运算符用于执行数学运算，例如加法、减法、乘法和除法。关系运算符关系运算符用于比较两个操作数，例如大于、小于、等于和不等于。逻辑运算符逻辑运算符用于组合多个条件，例如“与”、“或”和“非”。赋值运算符赋值运算符用于将一个值赋给一个变量，例如“=”。算术运算符加法运算符使用“+”符号表示加法运算，例如：5+3等于8减法运算符使用“-”符号表示减法运算，例如：5-3等于2乘法运算符使用“*”符号表示乘法运算，例如：5*3等于15除法运算符使用“/”符号表示除法运算，例如：5/3等于1.666666关系运算符等于判断两个操作数是否相等，如果相等则结果为真（1），否则为假（0）。不等于判断两个操作数是否不相等，如果不相等则结果为真（1），否则为假（0）。大于判断左操作数是否大于右操作数，如果大于则结果为真（1），否则为假（0）。小于判断左操作数是否小于右操作数，如果小于则结果为真（1），否则为假（0）。逻辑运算符逻辑与(&&)逻辑与运算符用于连接两个表达式，只有当两个表达式都为真时，整个表达式才为真。逻辑或(||)逻辑或运算符用于连接两个表达式，只要其中一个表达式为真，整个表达式就为真。逻辑非(!)逻辑非运算符用于对一个表达式取反，如果表达式为真，则逻辑非运算结果为假，反之亦然。程序的基本结构顺序结构程序按照代码顺序，一行一行执行，每个语句只执行一次。选择结构程序根据条件判断结果，选择执行不同的代码块，例如if-else语句。循环结构程序根据条件判断结果，重复执行一段代码，例如while循环和for循环。main()函数每个C程序都必须包含一个名为main()的函数。它是程序的入口点，执行从main()函数开始。1函数声明定义函数类型，函数名称和参数类型2函数体包含程序执行的代码3返回值返回一个整数值顺序结构11.从上到下执行代码按顺序一行一行执行。22.无分支或循环程序按照预定的路径执行，没有跳转或重复。33.最简单的结构顺序结构是程序中最基本、最简单的结构。选择结构If-Else语句根据条件判断执行不同代码块，仅执行其中一个。Switch-Case语句根据表达式的值选择执行不同的代码块，与多个if-else相似。循环结构循环的定义循环是重复执行一段代码的一种机制。代码块的执行次数取决于条件是否满足。循环的作用循环结构可以简化代码，避免重复编写相同代码，提高程序效率。循环的类型常见的循环类型包括while循环、do-while循环和for循环，每种循环都有其特定的适用场景。while循环1初始化设置循环变量的初始值2条件判断检查循环条件是否满足3循环体执行执行循环体内的语句4循环变量更新更新循环变量的值while循环是一种常见的循环结构，在条件满足的情况下重复执行循环体内的语句。它通常用于需要执行多次相同操作，并且循环次数未知的情况。do-while循环条件判断循环开始前先执行循环体，然后判断条件是否满足。如果条件为真，继续执行循环体。如果条件为假，则退出循环。循环体循环体包含要重复执行的代码块，循环体中的代码会被反复执行直到条件为假。条件表达式do-while循环的条件表达式在循环体执行完后进行判断，确保循环至少执行一次。for循环1for循环的结构for循环包含初始化部分、条件判断部分和循环体部分。初始化部分在循环开始时执行一次，用来初始化循环变量。2条件判断部分在每次循环开始前执行，如果条件为真，则执行循环体。如果条件为假，则退出循环。3循环体部分循环体包含要重复执行的代码。每次循环执行完毕后，执行循环变量的更新部分。数组定义数组是存储相同数据类型的一组元素的集合。每个元素通过下标访问。例如，`intnumbers[5]`定义了一个包含5个整数元素的数组。可以通过`numbers[0]`、`numbers[1]`等访问数组元素。用途数组可以用来存储大量相同类型的数据，如学生成绩、商品价格等。数组在程序中广泛应用于排序、搜索、统计等操作。一维数组11.连续存储在内存中连续分配存储空间，每个元素占用相等大小的空间。22.索引访问通过索引值访问数组元素，索引值从0开始。33.类型统一数组中所有元素必须具有相同的类型。44.固定长度数组的长度在声明时固定，无法动态改变。二维数组定义二维数组是用来存储多维数据的结构，可以想象成表格形式。每个元素都有行和列索引。存储每个元素存储在一个连续的内存区域中，按行优先顺序存储。访问可以通过行和列索引访问数组中的每个元素。应用二维数组广泛应用于图像处理、矩阵运算和数据表格等领域。数组的初始化数组初始化是指在创建数组时，为数组元素赋予初始值。初始化可以提高代码的可读性和可维护性，并有助于防止程序运行时出现错误。1直接初始化在声明数组的同时，直接为数组元素赋值。2列表初始化使用花括号将初始值列表括起来，并按照元素在数组中的顺序进行赋值。3部分初始化只为部分元素赋值，未赋值的元素会被默认初始化为0或空字符。在实际使用中，根据具体情况选择合适的初始化方式。指针11.指针的概念指针是一种特殊的变量，用于存储内存地址。22.指针的定义和使用指针变量需要先进行声明，并指定其指向的数据类型。33.指针的运算指针可以进行加减运算，但需要配合数据类型进行计算。44.指针与数组指针可以指向数组元素，方便访问数组中的数据。指针的定义和使用1声明指针变量使用*符号声明指针变量2分配内存使用malloc()或calloc()为指针分配内存3使用指针使用*操作符访问指针指向的内存地址的值指针是一种特殊的变量，用于存储内存地址。指针的使用可以提高程序效率，并实现动态内存分配。通过指针，可以访问和操作内存中的数据。指针与数组指针和数组在C语言中紧密相关。指针可以指向数组元素，也可以指向整个数组。1指针指向数组指针存储数组的第一个元素的地址。2访问数组元素使用指针访问数组元素，如同访问指针指向的内存地址。3数组和指针的转换数组名可以转换为指向第一个元素的指针。指针和数组的紧密关系使得C语言具有强大的内存操作能力，可以实现高效的内存管理和数据访问。动态内存分配1申请内存使用malloc()函数，指定大小分配内存空间2释放内存使用free()函数，释放不再需要的内存空间3内存管理高效地利用内存，避免内存泄漏动态内存分配是指在程序运行时，根据需要动态地分配内存空间。这与静态内存分配不同，静态内存分配是在编译时分配内存，大小固定。函数函数定义函数定义包含函数名、参数列表和函数体。函数调用调用函数时传递实际参数，并在函数体中执行代码。函数返回值函数可以返回一个值，用于传递执行结果。函数的定义和调用1函数定义使用关键字“函数”来定义函数。函数包括函数名、参数列表和函数体。2函数调用使用函数名和实际参数来调用函数。调用函数时，程序会跳转到函数定义处执行。3返回值函数可以返回一个值。返回值类型应与函数定义时的返回值类型一致。函数参数传递值传递将实参的值复制到形参中，形参的改变不会影响实参。地址传递将实参的地址传递给形参，形参对内存地址操作，会改变实参的值。引用传递形参是实参的别名，对形参的修改也会改变实参的值。函数的返回值函数的返回值是函数执行结束后返回给调用者的结果。1返回值类型函数的返回值类型必须与函数定义时声明的类