《C语言基础知识》课件

C语言基础知识C语言概述C语言是一种通用的高级编程语言，以其简洁、高效和可移植性而闻名。它广泛应用于系统软件、应用程序开发、嵌入式系统等多个领域。C语言的历史起源C语言诞生于1972年，由贝尔实验室的丹尼斯·里奇（DennisRitchie）设计和开发，最初被用在Unix操作系统上。发展C语言的简洁、高效和可移植性使其迅速流行，并被广泛应用于各种操作系统和应用程序。C语言的应用领域系统软件开发操作系统、编译器、数据库管理系统等。应用程序开发办公软件、游戏、网络应用等。嵌入式系统开发智能手机、家用电器、工业控制系统等。硬件驱动开发为硬件设备提供软件接口，例如显卡驱动、网络驱动。C语言的特点高效性C语言是一种编译型语言，编译器可以将代码直接转换为机器码，使其执行效率很高。可移植性C语言的标准库提供了一套跨平台的函数，使程序可以在不同的操作系统上运行。灵活性C语言允许程序员直接操作内存，并使用指针来实现更灵活的编程方式。C语言的基本语法标识符标识符用于命名变量、函数、结构体等。关键字关键字是C语言中预定义的标识符，具有特殊的含义。标识符和关键字标识符标识符是用来识别程序元素的名称，比如变量、函数、数组等。关键字关键字是C语言预定义的标识符，具有特殊的含义，不能被用户定义为标识符。数据类型整型用于存储整数,如10、-5等。字符型用于存储单个字符,如'A'、'b'等。浮点型用于存储带有小数点的数字,如3.14、-2.5等。变量和常量变量变量用于存储可变的值。变量需要先声明，然后才能在程序中使用。常量常量用于存储固定不变的值。常量在声明时就需要赋值，并且在程序运行过程中无法修改。表达式和运算符1算术运算符包括加、减、乘、除、取模等运算符。2关系运算符用于比较两个操作数的大小，例如大于、小于、等于等。3逻辑运算符用于对逻辑表达式进行运算，例如“与”、“或”、“非”等。4位运算符用于对数据的二进制位进行操作，例如按位与、按位或、按位异或等。流程控制程序的流程控制是指控制程序执行的顺序，让程序按照我们预期的步骤执行。顺序结构语句按照顺序执行，没有跳转。分支结构根据条件判断选择执行不同的代码块。循环结构重复执行一段代码，直到满足某个条件。顺序结构顺序执行语句按照书写顺序依次执行。无条件执行每条语句都必须执行。分支结构if语句if语句用于根据条件判断执行不同的代码块。如果条件为真，则执行if块中的代码；否则执行else块中的代码。switch语句switch语句用于根据表达式的值选择执行不同的代码块。如果表达式的值与某个case标签的值相匹配，则执行该case块中的代码。循环结构循环结构允许代码段重复执行，直到满足特定条件。C语言提供三种常见的循环结构：for循环、while循环和do-while循环。通过循环结构，我们可以有效地处理重复性任务，例如遍历数组、读取文件等。数组数组是用来存储相同数据类型的一组数据的集合。一维数组一维数组是一个线性结构，可以存储相同数据类型的多个元素。二维数组二维数组是一个表格结构，可以存储相同数据类型的一组数据，用行和列来表示。一维数组连续存储数组元素在内存中连续存储，通过索引访问元素。索引访问使用索引值访问数组元素，索引从0开始。固定大小数组在创建时大小固定，无法动态调整。二维数组定义二维数组是用来存储多个相同数据类型数据的结构，它可以看作是多个一维数组的集合。每个一维数组称为二维数组的一行，二维数组的元素通过两个下标来访问。声明声明二维数组时需要指定行数和列数，例如：intarray[3][4]声明一个3行4列的整型二维数组。访问访问二维数组的元素需要使用两个下标，例如：array[1][2]访问第二行第三列的元素。数组的应用1存储数据数组可以用来存储相同类型的数据，例如学生成绩、商品价格等。2排序和查找可以使用数组进行数据排序和查找操作，例如查找最大值或最小值。3矩阵运算二维数组可以用来表示矩阵，进行矩阵加减乘除等运算。函数函数是C语言中组织代码的基本单元，类似于数学中的函数。函数将一系列语句封装成一个独立的模块，方便代码的复用和维护。函数定义和调用函数定义函数定义指定了函数的名称、参数列表和函数体。函数调用函数调用通过函数名和实际参数传递值给函数，执行函数体内的代码。函数参数传递值传递将实参的值复制一份传递给形参，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，形参的改变会影响实参。函数的返回值函数返回值类型返回值类型决定了函数返回的数据类型，例如整数、浮点数、字符等。return语句使用return语句将函数计算的结果返回给调用者。返回值的用途函数的返回值可以被其他函数使用，用于传递计算结果或状态信息。指针指针的概念指针是一种特殊的变量，它存储了内存地址。指针的用途指针可以用来直接访问内存中的数据，提高程序效率。指针的概念内存地址指针是一个变量，它存储了内存中其他变量的地址。它允许我们直接访问和操作内存中的数据。间接访问通过指针，我们可以间接地访问和修改变量的值，而不必知道变量的实际内存地址。数据类型指针必须与它所指向的变量的数据类型匹配，以便进行正确的内存访问。指针的运算加减运算指针可以加减整数，表示在内存中移动指针的位置。比较运算可以比较两个指针的大小，判断它们指向的内存地址的相对位置。取值运算使用*运算符获取指针指向的内存单元的值。指针和数组的关系指针指向数组指针可以指向数组的第一个元素，并通过指针访问数组中的元素。指针偏移量指针可以进行偏移操作，通过加减整数来访问数组中的不同元素。数组大小计算指针可以用于计算数组的大小，通过指针减去数组起始地址来获得数组的元素数量。字符串处理定义和输入输出字符串是一系列字符的集合，用双引号括起来。可以使用scanf或gets函数输入字符串，使用printf或puts函数输出字符串。操作字符串操作包括字符串连接、字符串比较、字符串查找、字符串替换等。字符串的定义和输入输出字符数组用字符数组存储字符串，每个字符占一个数组元素。输入使用`scanf()`或`gets()`函数从键盘输入字符串。输出使用`printf()`或`puts()`函数输出字符串。字符串的操作连接将两个或多个字符串连接在一起，形成一个新的字符串。截取从一个字符串中提取出部分内容，形成新的字符串。查找在字符串中查找指定的字符或字符串，返回其位置信息。替换将字符串中指定的部分内容替换成新的内容。字符串函数字符串长度strlen()函数用于计算字符串的长度。字符串复制strcpy()函数用于将一个字符串复制到另一个字符串中。字符串比较strcmp()函数用于比较两个字符串。字符串查找strstr()函数用于在一个字符串中查找另一个字符串。文件操作C语言提供了一系列函数来实现对文件的操作，包括打开、关闭、读写、定位等。打开文件使用fopen函数打开文件，并返回文件指针。关闭文件使用fclose函数关闭文件，释放文件资源。读写文件使用fread和fwrite函数进行文件读写操作。文件的打开和关闭打开文件使用fopen函数打开文件，需要指定文件名和打开模式。关闭文件使用fclose函数关闭文件，释放文件资源。打开模式常用的打开模式包括：只读、只写、追加、读写等。文件的读写文件读取使用`fread`函数从文件中读取数据，例如：`fread(buffer,size,count,file)`。文件写入使用`fwrite`函数将数据写入文件，例如：`fwrite(buffer,size,count,file)`。文件的定位和错误处理1文件指针定位使用fseek()函数可以将文件指针移动到指定位置，方便读取或写入特定内容。2错误处理使用ferror()函数判断文件操作是否发生错误，并通过perror()函数输出错误信息。3错误处理使用clearerr()函数可以清除错误状态，以便继续进行文件操作。动态内存管理程序运行时，内存管理变得更加灵活，可以根据需要动态分配和释放内存空间。动态内存管理允许程序在运行时根据需要请求和释放内存，而不是在编译时固定分配。malloc和free函数malloc函数在堆上分配内存空间。free函数释放堆上分配的内存空间。calloc和realloc函数calloc函数分配内存并初始化为0.realloc函数调整已分配内存的大小.内存泄漏问题未释放内存动态分配的内存空间在使用完后没有及时释放，导致内存空间被占用，无法被其他程序使用。程序崩溃长期内存泄漏会导致系统内存被耗尽，最终导致程序崩溃或系统性能下降。内存碎片即使有足够的可用内存，但由于内存碎片化，无法分配出足够大的连续内存空间，导致程序无法正常运行。程序结构与编译从源代码到可执行程序，需要经历预处理、编译、汇编和链接等阶段。源代码编写程序员使用C语言编写源代码文件，例如.c文件。预处理处理宏定义、头文件包含等，生成预处理后的代码。编译将预处理后的代码翻译成汇编语言代码。汇编将汇编语言代码翻译成机器指令，生成目标代码文件。源文件的编写使用文本编辑器编写源代码文件，并以“.c”为扩展名保存。每个源文件通常包含一个或多个函数的定义。添加注释来解释代码的功能和逻辑