《C程序设计基础》课件

《C程序设计基础》本课程将介绍C语言的基础知识，包括数据类型、运算符、控制流程、函数、数组和指针等。学习C语言是学习其他编程语言的基础，也是深入理解计算机系统和软件开发的关键。课程介绍课程目标学习C语言基础知识，掌握程序设计基本技能，为后续高级课程打下坚实基础。教学内容涵盖C语言语法、数据类型、运算符、控制流、函数、数组、指针、结构体、文件操作等核心内容。教学方法理论讲解结合实践练习，采用案例驱动教学模式，鼓励学生积极思考、动手实践。C语言发展历程1诞生1972年，丹尼斯·里奇在贝尔实验室创造了C语言。2UNIX操作系统C语言被用于开发UNIX操作系统。3标准化1989年，ANSI发布了C语言标准。4广泛应用C语言成为广泛应用的编程语言，包括嵌入式系统、操作系统等。C语言特点结构化编程C语言支持结构化编程，程序结构清晰、易于维护，可以分解成多个模块，提高程序的可读性和可重用性。高效性C语言是面向机器的编程语言，执行效率高，可用于编写系统软件和嵌入式软件。可移植性C语言标准化程度高，代码可移植性强，在不同的平台上可以进行编译和运行，提高程序的可移植性和跨平台性。强大功能C语言提供了丰富的库函数，支持各种数据类型和操作，满足不同应用场景下的编程需求。C语言程序结构预处理指令程序执行前进行预处理，包含头文件、定义宏等全局变量定义在函数外部定义，作用域为整个程序文件函数定义程序的基本组成单元，包含函数名、参数列表和函数体函数调用调用函数执行指定功能，并返回结果主函数程序执行的入口点，从主函数开始执行变量和数据类型变量变量是用于存储数据的容器。它们具有名称和数据类型，允许程序在内存中访问和操作数据。数据类型数据类型定义了变量可以存储的数据类型，例如整数、浮点数、字符等。不同数据类型占用不同的内存空间和操作方式。运算符和表达式算术运算符包括加减乘除取模运算符，用于进行数学运算。关系运算符用于比较两个操作数的大小，结果为真或假。逻辑运算符用于连接多个逻辑表达式，进行逻辑判断。赋值运算符用于将右边的值赋给左边的变量。输入输出语句1输入函数使用scanf函数从键盘获取输入，并存储到变量中。它需要一个格式化字符串，用来指定输入数据的类型，以及相应的变量地址。2输出函数使用printf函数将数据输出到屏幕上。它也需要一个格式化字符串，用来指定输出数据的类型和格式，以及要输出的变量。3格式化字符串格式化字符串用于控制输入和输出数据的格式，包括数据类型、宽度、精度和对齐方式。顺序结构程序1定义变量声明并初始化变量，例如intnum=10;2语句执行按照代码顺序逐行执行，例如printf("%d",num);3程序结束程序运行至结束语句，例如return0;顺序结构程序按照代码顺序逐行执行，从上往下，没有跳转或分支。这是一种最基本的程序结构，也是其他程序结构的基础。条件分支语句1if语句满足条件执行代码块2else语句不满足条件执行代码块3elseif语句多个条件判断4switch语句多个分支选择条件分支语句用于控制程序执行流程，根据条件判断结果选择执行不同的代码块。if语句、else语句和elseif语句用于根据条件执行不同的代码块。switch语句用于根据表达式的值选择执行不同的代码块。循环结构语句循环结构概述循环结构让程序可以重复执行某段代码，直到满足特定条件为止。循环控制语句while循环do-while循环for循环循环嵌套循环结构可以嵌套使用，实现更复杂的控制流程。循环控制循环控制语句包括：break、continue和goto，用于改变循环的执行流程。数组基础11.定义数组是由相同类型数据元素组成的集合，这些数据元素在内存中连续存储，并通过下标访问。22.优势数组提供高效的随机访问，能够快速定位并访问特定元素，便于数据的组织和管理。33.应用场景数组广泛应用于数据存储、数据处理、算法实现等方面，例如存储学生成绩、排序算法实现。44.注意事项数组需要在定义时指定大小，一旦定义，数组大小不可改变，越界访问会导致程序错误。一维数组操作1定义和初始化使用数据类型和数组名声明一维数组，指定元素个数。初始化时，可以逐个赋值或使用列表初始化。2元素访问使用下标访问数组元素，下标从0开始。例如，arr[0]代表第一个元素，arr[n-1]代表最后一个元素。3遍历和操作使用循环遍历数组，对每个元素进行操作，例如，读取、计算、修改或打印等。二维数组操作1定义和初始化定义二维数组，并用初始值进行赋值2访问元素使用下标访问二维数组中的特定元素3遍历数组使用嵌套循环遍历二维数组中的所有元素4操作元素修改、添加或删除二维数组中的元素值二维数组是C语言中重要的数据结构之一，用于存储和处理表格或矩阵形式的数据。学习二维数组操作是掌握C语言编程的关键步骤。函数定义和调用1函数定义函数定义包含函数名、参数列表和函数体。2函数调用调用函数时，需要传递实际参数，并返回结果。3返回值函数可以返回一个值，或不返回值。函数定义是定义函数的代码块，用于实现特定功能。函数调用是指在程序中使用函数名和实际参数来执行函数的代码。函数参数传递值传递函数调用时，将实参的值复制给形参。形参的改变不会影响实参。地址传递函数调用时，将实参的地址传递给形参。形参的改变会影响实参。引用传递函数调用时，将实参的引用传递给形参。形参的改变会影响实参。函数递归1定义函数自己调用自己2特点简化代码，提高效率3应用计算阶乘、斐波那契数列4注意递归深度，防止堆栈溢出递归函数是指在函数内部调用自身。它可以有效地简化某些问题的代码，例如计算阶乘和斐波那契数列。递归函数的关键在于定义递归出口，避免无限循环。此外，需要警惕递归深度过大导致的堆栈溢出问题。指针基础内存地址指针存储变量的内存地址，类似于房屋地址，找到变量在内存中的具体位置。指针变量指针变量是一种特殊变量，存储另一个变量的内存地址，允许直接操作内存数据。解引用操作符使用解引用操作符“*”，可以访问指针所指向的内存位置存储的值，实现对变量的间接访问。指针运算指针运算符可用于在内存中移动指针，例如加减操作，根据数据类型步长进行移动，实现对内存区域的访问。指针和数组11.地址访问指针存储数组首元素的地址,间接访问数组元素。22.灵活操作指针允许动态调整数组大小，方便处理不定长数据。33.高效遍历指针遍历数组比下标访问效率更高，提高程序性能。44.函数参数使用指针传递数组给函数，实现高效的数组操作。指针与函数函数参数传递通过指针传递参数可以修改函数内部的变量值，实现参数传递。指针作为函数参数，可以传递地址，而不是变量本身的值。指针作为返回值函数可以返回指针类型的值，以便在调用函数时获取指向特定数据的指针。这种方式可以实现高效的数据传递和操作。结构体定义及应用定义结构体类型结构体类型是一种自定义数据类型，将不同类型的数据组合成一个整体，便于管理和访问。创建结构体变量定义结构体变量后，可以用结构体类型来创建具体变量，并进行初始化，方便存储数据。访问结构体成员使用“结构体变量名.成员名”方式访问结构体中定义的各个成员，方便对数据进行操作。共同体和枚举1共同体共同体是一种特殊的数据类型，允许在同一内存位置存储不同的数据类型。2枚举枚举类型是一种用于定义一组命名的整型常量的类型，提高代码可读性和可维护性。3应用场景共同体和枚举在节省内存空间、提高代码可读性方面发挥作用，适用于特定场景。动态内存分配堆内存程序运行时申请的内存区域，由程序员管理栈内存由编译器自动分配和释放，存储函数局部变量等动态内存分配函数malloc、calloc、realloc、free函数文件操作基础文件类型文本文件、二进制文件，不同类型文件存储方式不同。文件打开使用fopen函数打开文件，指定文件路径和打开方式。文件读写使用fgets、fputs、fread、fwrite函数进行读写操作。文件关闭使用fclose函数关闭文件，释放文件资源。文件读写实例文件打开使用fopen函数打开文件，指定文件名和打开模式。文件读写使用fscanf和fprintf函数读取和写入文件内容。文件关闭使用fclose函数关闭打开的文件，释放资源。预处理命令预处理命令的作用预处理命令在编译之前进行处理，它可以扩展源代码、包含头文件、定义宏，从而简化程序开发。常用预处理命令#include#define#ifdef预处理命令的语法预处理命令以“#”开头，后面跟命令关键字和参数，并以换行符结束。编译和链接过程1编译将C源代码文件（.c文件）转换为汇编语言文件（.s文件）2汇编将汇编语言文件（.s文件）转换为机器语言文件（.o文件）3链接将多个目标文件（.o文件）和库文件链接在一起，生成可执行文件（.exe文件）调试技巧打印语句使用`printf`函数打印变量值、中间结果、程序执行流程等信息。有助于定位代码问题。例如，在循环开始和结束处添加打印语句，观察循环执行次数和变量变化。调试器利用调试器工具(如GDB)进行断点调试。设置断点、查看变量值、单步执行代码，帮助理解程序执行过程。调试器可以查看内存地址、调用栈信息，方便定位内存泄漏或错误的函数调用。编程规范和风格11.代码可读性清晰易懂的代码提高维护效率，降低错误风险。2