《c语言教程谭浩强》课件

《C语言教程(谭浩强)》这部C语言教程由著名计算机教育家谭浩强教授编写,是一部备受好评的经典教材。从基本语法到高级编程技巧,全面系统地讲解了C语言的各个方面。本课件将带领学习者循序渐进地掌握C语言的精髓,为后续课程奠定坚实的基础。什么是C语言?编程语言基础C语言是一种通用的编程语言,由丹尼斯·里奇在1972年开发。它为开发系统软件和应用程序奠定了基础。强大且高效C语言提供了对计算机硬件的直接访问,使程序能够高效运行。同时它也拥有丰富的标准库与语法结构。广泛应用领域C语言被广泛应用于操作系统内核开发、嵌入式系统编程、数据库管理系统以及图形图像处理等领域。C语言的发展历程1972年C语言由贝尔实验室的丹尼斯·里奇和肯·汤普逊开发1978年C语言标准化委员会发布了C语言标准,定义了C语言的基本语法和特性1989年ANSI标准委员会推出ANSIC标准,扩展了C语言的功能和特性1999年ISOC99标准发布,引入了更多新特性,如复数类型、变长数组等C语言的特点高效性C语言是一种底层编程语言,代码更接近计算机硬件,能够生成高效的机器码,提高程序的执行效率。灵活性C语言提供了丰富的数据类型和运算符,能够灵活地描述各种复杂的算法和数据结构。可移植性C语言有良好的可移植性,可以在不同的硬件平台和操作系统上编译和运行。简洁性C语言的语法简洁明了,程序结构清晰,易于学习和使用。C语言的基本结构1程序入口main()函数是C语言程序的主体和入口点2函数定义函数通过return语句返回值3变量定义变量用于存储和操作数据4控制语句if-else、switch、for、while等控制程序流程C语言程序的基本结构包括:程序入口main()函数、函数定义、变量定义以及控制语句。这些元素共同构成了C语言程序的骨架,是编写C程序的基础。掌握好这些基本结构,将为后续学习C语言打下坚实的基础。变量和常量1变量定义变量是可以在程序执行过程中改变其值的存储单元,用于存储程序中需要动态改变的数据。2常量定义常量是在程序执行过程中其值保持不变的数据,用于表示一些固定的值或信息。3变量命名规则变量名必须以字母或下划线开头,可以由字母、数字和下划线组成,并且区分大小写。4常量定义方式常量可以使用#define预处理指令或const关键字来定义,两者在某些方面存在区别。常量的定义与分类常量的定义常量是在程序运行过程中不能被修改的值,用来表示固定不变的数据。常量的分类常量可分为字面常量、符号常量和预定义常量三种类型。定义常量使用#define或const关键字可以定义字面常量和符号常量。变量的定义与初始化1声明变量使用数据类型和变量名来定义变量2初始赋值为变量分配初始值3赋值运算符使用等号(=)将值赋给变量定义变量是编程的基础。我们需要先声明变量的数据类型和名称,然后再为其赋予初始值。赋值运算符(=)用于将新值存储到变量中。这些步骤确保您的程序可以正确地存储和使用数据。数据类型及其表示范围C语言支持多种数据类型,每种类型都有自己的特点和表示范围。我们需要根据实际需求选择合适的数据类型,以确保程序的正确性和效率。运算符与表达式算术运算符C语言中提供了基本的算术运算符,包括加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)和取余(%)运算。这些运算符可用于计算数字表达式的值。关系运算符关系运算符用于比较两个值的大小关系,包括大于(>)、小于(<)、大于等于(>=)、小于等于(<=)、等于(==)和不等于(!=)。这些运算符返回布尔值,即真(1)或假(0)。逻辑运算符逻辑运算符用于连接和操作布尔表达式,包括逻辑与(&&)、逻辑或(||)和逻辑非(!)。这些运算符也返回布尔值。位运算符位运算符用于对二进制数据的位进行操作,包括按位与(&)、按位或(|)、按位异或(^)和按位取反(~)。这些运算符常用于底层编程中的优化和高效运算。输入/输出语句1输入语句使用scanf()等函数从用户或外部文件读取数据，将其存储在程序中使用的变量中。2输出语句使用printf()等函数将程序中的数据以合适的格式打印到控制台或写入文件。3格式化输入输出通过格式化字符串控制输入输出的格式和样式,使程序更加人性化和易于使用。顺序控制结构1概念顺序控制结构指程序按照从上到下的顺序逐一执行每条语句,没有分支或循环。2特点简单直接,逻辑性强,易于理解和编写。适用于一些简单的问题求解。3应用常用于初学者练习基础语法,后续会与分支控制和循环控制结合使用。分支控制结构1if语句根据条件判断执行不同的代码2if-else语句当条件成立执行一段代码,否则执行另一段代码3多分支if-else根据多个条件分别执行不同的代码4switch语句根据表达式的值执行不同的分支语句分支控制结构是C语言中最常用的控制结构之一,它可以根据条件判断来决定程序的执行流程。if语句、if-else语句、多分支if-else以及switch语句都是分支控制结构的典型形式,它们能够灵活地满足各种复杂的逻辑需求。循环控制结构while循环用于重复执行某个语句块,直到满足给定的条件为止。适合处理不确定循环次数的情况。for循环用于重复执行某个语句块,通常可以预先确定循环次数。适合处理确定循环次数的情况。do-while循环先执行一次语句块,然后再检查条件。即使条件不满足,也至少会执行一次循环体。嵌套循环在一个循环语句中再嵌套另一个循环语句,用于处理复杂的重复操作。数组一维数组一维数组是最简单的数组形式,由一个线性序列的元素组成,可用来存储相同数据类型的多个值。二维数组二维数组使用行和列来组织数据,形成一个矩阵结构,可用来存储表格、图像等复杂数据。多维数组除了一维和二维,数组还可以扩展到更多维度,以适应更复杂的数据结构和应用场景。数组的定义与初始化1声明数组使用数据类型和数组名定义数组2指定数组大小在定义数组时指定数组的维度3初始化数组为数组元素赋予初始值在C语言中,我们可以使用数组来存储一组相同类型的数据。首先需要声明数组的数据类型和数组名,并指定数组的大小。然后可以为数组元素赋予初始值,以便后续使用。合理定义和初始化数组是使用数组的基础。一维数组1定义与声明一维数组是相同数据类型的元素按线性顺序排列的集合。可以用一个变量名来访问不同位置的元素。2初始化在声明数组时直接给出元素值,或者在运行时给出初值。初始化方式有多种。3访问与遍历通过下标访问数组元素,下标从0开始。可以使用循环语句遍历数组。4常见操作可以对数组进行赋值、比较、拷贝、排序等操作,丰富了数据处理能力。二维数组定义与声明二维数组是由多个一维数组组成的数组。它的定义方式为type数组名[行数][列数]。访问元素通过行索引和列索引可以访问二维数组中的每一个元素，如数组名[行索引][列索引]。初始化二维数组可以使用大括号进行初始化，每个大括号代表一行数据。应用场景二维数组适用于需要处理多行多列数据的场景,如棋盘、地图、表格等。函数函数是C语言中最重要的编程结构之一。它提供了代码复用和抽象的能力,使程序更加模块化和易于维护。了解函数的定义、调用、参数传递和返回值是掌握C语言编程的关键。函数的定义与调用函数定义函数定义包括函数类型、函数名称、参数列表和函数体。这描述了函数的功能和执行过程。函数调用在需要执行函数时,通过函数名称及传入适当的参数来调用函数。C语言支持多种函数调用方式。返回值处理函数可以返回计算结果,调用者可以接收并使用这个返回值。合理处理返回值是编写健壮程序的关键。函数的参数传递值传递函数参数采用值传递方式,即把实参的值复制给形参。函数内部对形参的任何改变都不会影响实参的值。这种传递方式简单易懂,适用于大多数情况。地址传递除了值传递,C语言还支持地址传递。函数接收的是实参的地址,而不是值。这样函数内部就可以直接操作实参的内存空间,从而实现返回多个值。函数的返回值返回值类型函数定义时必须指定返回值类型,如int、float、char等,与变量定义方式相同。返回值用途函数的返回值用于将计算结果从函数传递回调用程序,以供后续使用。多个返回值通过指针或结构体可以让函数返回多个值,满足复杂计算的需求。作用域与生存期局部作用域函数内部定义的变量只在该函数内部有效,其生存期仅限于函数的执行过程。全局作用域在函数外部定义的变量具有全局作用域,可以在整个程序中访问和使用。生存期变量的生存期指从变量被创建到被销毁的时间范围,决定了变量的可见性和使用范围。静态变量静态变量在程序整个生命周期内存在,即使函数执行完毕也不会被销毁。指针指针是C语言中一种特殊的数据类型,它能够存储变量的内存地址。使用指针可以更加灵活高效地访问内存,是C语言实现动态内存管理和复杂数据结构的基础。指针的定义与使用1指针概念指针是一个特殊的变量,存储了另一个变量的内存地址,可以用于访问和修改该变量的值。2指针声明使用指针变量时,需要先声明其数据类型,如int*p;表示p是一个指向整型变量的指针。3访问指针变量可以使用解引用操作符*来访问指针所指向的变量,如*p获取p所指向变量的值。指针与数组指针与数组的关系指针与数组具有密切的关系,指针可用于访问和操作数组元素。使用指针可以提高数组操作的效率和灵活性。一维数组指针一维数组名可视为该数组的首地址,可用指针变量访问数组元素。通过指针运算可以轻松遍历数组。二维数组指针二维数组可使用双重指针来访问和操作,灵活性更强。可以轻松实现行列遍历、动态内存分配等操作。动态内存分配1动态分配内存在程序运行时分配内存空间2释放内存空间使用完毕后及时释放内存3灵活管理内存根据需求动态调整内存大小在C语言中,动态内存分配是一个强大的功能,它允许程序在运行时根据需要动态分配和释放内存空间。这使得程序能更灵活地管理内存,避免了固定大小内存分配带来的局限性。合理使用动态内存分配可以提高程序的性能和效率。文件操作掌握文件的打开、读写和关闭操作,是C语言程序开发中的重要技能。通过文件操作,可以实现数据的持久化存储和交换。文件的打开与关闭1打开文件使用fopen()函数打开文件2指定文件模式选择合适的文件操作模式3检查打开状态确认文件是否成功打开4关闭文件使用fclose()函数关闭文件在进行文件读写操作之前,必须先打开文件。我们可以使用fopen()函数并指定文件操作模式,如"r"读取、"w"写入等。打开文件后,要始终确保文件已成功打开,然后在使用完毕后及时调用fclose()函数关闭文件,以释放资源。文件的读写操作1打开文件使用fopen()函数2读取文件内容使用fread()、fscanf()等函数3写入文件内容使用fwrite()、fprintf()等函数文件操作是C语言中非常重要的功能。通过打开、读取和写入文件,我们可以实现数据的持久化存储和共