《C程序设计概述》课件

C程序设计概述C语言是结构化程序设计语言，它功能强大、灵活高效。广泛应用于操作系统、嵌入式系统、数据库系统和网络编程等领域。C语言简介结构化编程语言C语言是面向过程的，这意味着它以程序的执行步骤来组织代码。C语言注重代码的效率和可移植性，广泛应用于系统软件开发。强大的功能C语言提供了丰富的运算符和数据类型，可以进行复杂的运算和数据处理。它允许直接操作内存，可以进行低级别的系统编程，例如驱动程序开发。C语言应用领域操作系统例如Linux内核、Windows操作系统。数据库系统例如MySQL、PostgreSQL，使用C语言开发数据库引擎。游戏开发例如Unity、UnrealEngine，使用C语言开发游戏引擎。嵌入式系统例如物联网设备、智能家电，使用C语言开发嵌入式系统。开发C程序的步骤1编辑代码使用文本编辑器或集成开发环境（IDE）编写C代码，并保存为.c文件。2编译代码使用C编译器将代码编译成机器可执行的指令，生成可执行文件（.exe）。3运行程序在操作系统环境下运行编译生成的程序，执行C代码中的指令。集成开发环境VisualStudioCode功能强大、轻量级的代码编辑器，支持多种语言和扩展，适合初学者和专业开发人员。Code::Blocks开源的跨平台IDE，提供丰富的功能，包括调试器、代码分析器和版本控制系统集成。Dev-C++轻量级的C/C++IDE，易于使用，适合初学者学习和开发小型项目。标识符和关键字标识符标识符是程序员自定义的名称，用于标识变量、函数、结构体等。关键字关键字是C语言预定义的保留字，具有特殊含义，不能用作标识符。标识符命名规则只能包含字母、数字和下划线不能以数字开头区分大小写常用关键字例如：int,float,char,while,for,if,else,return等。数据类型11.基本数据类型包括整型、浮点型、字符型等，用于存储基本数据。整型用于存储整数，浮点型用于存储实数，字符型用于存储单个字符。22.数组类型用于存储同一类型数据的集合，每个元素拥有相同的类型。33.指针类型用于存储内存地址，可以间接访问内存中的数据。44.结构体类型用于存储不同数据类型的数据的集合，例如学生信息、日期时间等。运算符算术运算符包括加、减、乘、除、取模等。这些运算符用于执行基本的数学运算，例如计算两个数的和、差、积或商。关系运算符用于比较两个操作数的值，并返回一个布尔值，指示比较结果是否为真。常见的比较关系包括等于、不等于、大于、小于、大于等于和小于等于。逻辑运算符用于组合或修改布尔表达式，产生新的布尔值。包括逻辑与、逻辑或和逻辑非运算符。位运算符用于对操作数的二进制表示进行操作，包括按位与、按位或、按位异或、按位取反、左移和右移等。表达式运算符和操作数表达式由运算符和操作数组成，运算符执行操作，操作数是运算的对象。运算优先级不同运算符具有不同的优先级，例如乘除运算优先于加减运算。结合性相同优先级的运算符按照结合性进行计算，例如加减运算从左到右进行计算。输入输出语句1printf()格式化输出到控制台2scanf()从控制台读取数据3getchar()从控制台读取单个字符4putchar()向控制台输出单个字符输入输出语句是C语言程序与用户交互的重要工具。printf()和scanf()是C语言中最常用的输入输出函数，它们分别用于格式化输出和输入数据。流程控制语句顺序结构按照代码顺序，逐行执行。分支结构根据条件判断结果选择执行不同的代码块。循环结构重复执行某段代码，直到满足特定条件。逻辑控制语句11.条件语句if语句根据条件判断是否执行特定代码块，例如，根据年龄判断是否可以投票。22.选择语句switch语句根据变量值选择执行不同的代码块，例如，根据星期几选择不同的活动。33.循环语句for语句和while语句根据条件重复执行特定代码块，例如，循环打印所有偶数。44.跳转语句break和continue语句用于控制循环执行流程，例如，跳出循环或继续下一轮循环。循环控制语句while循环while循环用于重复执行代码块，直到条件为假。循环条件在循环开始之前进行检查。do-while循环do-while循环用于至少执行一次代码块，然后根据条件判断是否继续执行。循环条件在循环体执行之后进行检查。for循环for循环用于执行指定次数的代码块，通常用于遍历数组或其他集合。循环条件在循环开始之前进行初始化，并在每次循环结束时进行更新。数组及其应用1连续内存存储数组存储多个相同数据类型的值，占用连续的内存空间，方便进行数据的随机访问。2高效访问元素通过索引快速访问数组中任意位置的元素，例如：array[i]表示访问数组中第i个元素。3提高代码可读性使用数组可以将多个相关的数据整合在一起，提高代码的可读性和可维护性。4广泛应用数组广泛应用于排序、搜索、矩阵运算、数据处理等各种场景。函数的定义与调用函数定义函数定义包含函数名、参数列表和函数体。函数体包含执行特定任务的代码块。函数定义用于创建可重复使用的代码块。函数调用函数调用通过使用函数名和实际参数来执行函数。实际参数传递给函数的变量，在函数体中被使用。返回值函数可以返回一个值，表示函数执行的结果。返回值类型在函数定义中声明，并使用return语句返回。函数的参数传递值传递将实参的值复制到形参中。修改形参不会影响实参的值。地址传递将实参的地址传递给形参。形参修改的是实参的值。引用传递将实参的别名传递给形参。形参和实参指向同一个内存位置。函数的返回值返回值类型函数返回的值必须与函数声明中的返回值类型一致。返回值类型可以是基本数据类型，例如int、float、char等，也可以是用户自定义的数据类型。返回语句使用return语句将值返回给调用函数。return语句只能在函数体中使用，不能在函数体之外使用。作用域和生存期作用域作用域定义变量的有效范围，标识符在程序中不同区域内的可见性。生存期生存期指变量在内存中存在的时长，从变量创建到销毁。全局变量全局变量在整个程序中可见，生命周期与程序运行时间一致。局部变量局部变量仅在定义其的代码块内可见，生命周期结束于代码块结束。指针与内存管理指针的概念指针是一种特殊的数据类型，它存储了内存地址。指针变量可以指向内存中的其他变量，方便直接访问和修改数据。内存分配程序运行时需要申请内存空间存放数据。C语言提供了动态内存分配函数，例如malloc、calloc、realloc和free，用于灵活地管理内存空间。指针运算指针可以进行加减运算，但只能对同一数组中的元素进行操作。指针运算可以方便地访问数组中的元素，并实现内存空间的灵活管理。内存泄漏如果程序在动态分配内存后没有释放，会导致内存泄漏，占用系统资源，最终导致程序崩溃。因此，使用指针时要注意及时释放不再使用的内存空间。字符串处理字符串定义使用字符数组存储字符串，以空字符'\0'作为字符串的结束标志。字符串操作C语言提供了丰富的字符串处理函数，包括字符串复制、连接、比较、查找等。字符串长度使用strlen()函数获取字符串的长度，不包含空字符。文件操作打开文件使用fopen()函数打开文件，并指定打开模式。例如，"r"表示只读，"w"表示只写，"a"表示追加。读写文件使用fgetc()或fgets()函数从文件读取数据，使用fputc()或fputs()函数写入数据到文件。关闭文件使用fclose()函数关闭文件，释放文件资源。文件定位使用fseek()函数将文件指针移动到指定位置，以便读取或写入特定位置的数据。动态内存分配1内存分配程序运行时，程序员可根据需要，从堆区申请内存空间。2申请与释放malloc()函数申请内存，free()函数释放内存空间。3内存泄漏忘记释放动态分配的内存会造成内存泄漏。4使用场景处理大量未知大小的数据，例如字符串或数组。预处理器命令预处理阶段在编译之前，预处理器会处理源代码文件中的预处理指令。宏定义使用#define宏定义可以将代码替换成其他文本或符号。条件编译使用#ifdef、#ifndef、#else和#endif可以根据条件编译不同代码块。文件包含使用#include指令可以将其他头文件的内容包含到当前源文件中。结构体定义结构体结构体是一种用户自定义的数据类型，可以将不同类型的数据组合在一起。使用struct关键字定义结构体，并为其成员变量指定数据类型。访问结构体成员可以使用点运算符(.)访问结构体成员。例如，可以使用struct_name.member_name来访问结构体成员。共用体内存地址共用体成员共享同一个内存地址。数据结构共用体可以用来节省内存空间。代码示例可以使用共用体来存储不同类型的数据。位操作位操作位操作是直接对数据在内存中的二进制位进行操作，可以实现一些特殊的功能，例如设置、清除或测试某个特定位。位运算符C语言提供了一系列位运算符，包括按位与(&)、按位或(|)、按位异或(^)、按位取反(~)、左移(<<)和右移(>>)。应用场景位操作在各种应用场景中都有广泛应用，例如数据压缩、加密、图像处理和硬件控制等。头文件定义头文件是一组预先编写的代码集合，包含了函数、宏定义、数据类型等信息。作用头文件主要用于定义函数原型、变量类型、宏定义等，以便其他源文件使用这些定义。使用在C程序中，使用#include指令将头文件包含到源文件中，例如#include<stdio.h>。示例常见的头文件包括stdio.h（标准输入输出）、string.h（字符串处理）、math.h（数学函数）等。编译连接1编译将C源代码转换为目标代码。2链接将多个目标代码文件和库函数组合成可执行程序。3可执行程序可以被计算机直接运行的程序。编译连接过程将C源代码转换为可执行程序。编译过程将源代码转换为目标代码，而链接过程将多个目标代码文件和库函数组合成可执行程序。程序调试错误检测通过编译器错误信息，定位代码中的语法错误。运行测试通过测试用例，检查程序是否按预期工作。调试工具使用调试器，逐行执行代码，查看变量值，分析程序运行状态。日志记录添加日志记录，跟踪程序执行过程，方便定位问题。面向对象编程概述11.面向对象编程面向对象编程