C语言程序设计何钦铭-颜晖-主编课件

语言程序设计C这是一门深入研究语言编程基础的课程通过学习语言的语法、数C C据类型和基本控制结构培养学生的逻辑思维能力和问题解决能力,课程简介课程概述本课程系统讲解C语言的基础语法和编程技巧,涵盖从基本数据类型到高级话题,为学生奠定扎实的C语言编程基础课程目标通过大量编程实践,培养学生的程序设计能力和解决问题的思维方式,为后续学习其他编程语言奠定基础适用对象本课程面向计算机专业和相关专业的大学生,帮助他们掌握C语言编程的核心知识和技能语言概述C语言是一种通用程序设计语言由于年在贝尔实验室开C,Dennis Ritchie1972发它具有高效、简洁、灵活的特点广泛应用于系统软件、嵌入式系,统、数据处理等领域语言提供了丰富的数据类型、控制结构和函数机制让程序员能够编C,写出高效、可靠的代码它融合了汇编语言的底层控制能力和高级语言的可读性成为学习编程的重要基础,基本数据类型整型浮点型包括、、等，用于包括和，用于存储int charshort floatdouble存储整数值整型可分为带小数值浮点数可以表示更符号和不带符号两种广泛的数值范围字符型布尔型使用类型存储单个字符使用类型表示真值char booltrue字符型数据以编码的方和假值布尔值在条件ASCII false式在计算机中表示判断和逻辑运算中广泛应用变量与常量变量概念变量声明12变量是可以存储和修改值的内存空间每个变量都有一使用数据类型和变量名声明变量可以选择性地初始化变,个唯一的名称用于访问其值量值常量定义命名规则34常量是在程序执行期间不能被修改的值使用关键变量和常量的命名应遵循有意义、可读性强的原则const字定义常量运算符与表达式算术运算符赋值运算符关系运算符逻辑运算符算术运算符包括加减乘除以赋值运算符用于将表达式的关系运算符用于比较两个值逻辑运算符包括与、或、非及取模等可用于处理数值型值赋给变量如、、的大小关系如、、等可用于组合多个条件表达,,=+=-=,,变量和常量之间的计算等可简化代码编写、等常用于条件判断式进行复杂的逻辑判断,==!=,,基本输入输出标准输入1使用函数从键盘读取用户输入能方便地读取各scanf,种数据类型标准输出2利用函数将计算结果或其他信息打印到控制台printf,支持格式化输出文件输入输出3通过、、等函数可以从文件中读fopen freadfwrite,取数据或将数据写入文件程序的流程控制顺序结构程序语句按照先后顺序依次执行像流水一样顺序推进,选择结构根据条件判断选择不同的执行路径根据需要执行不同,的代码块循环结构重复执行某个代码块直到满足结束条件为止可以实,现重复计算或处理数据选择语句语句语句三目运算符嵌套选择if-else switch语句用于根据条件判语句是一种多路选择三目运算符是一种简洁的选择语句可以相互嵌套使if-else switch断执行不同的代码块当结构可以根据表达式的值条件表达式可以用来替代用实现更复杂的条件判断,,,条件满足时执行语句块选择执行不同的语句块简单的语句它的语例如语句里嵌套语if,if-else ifswitch否则执行语句块这种它比多个更加简洁和法是条件表达式值值，句或者语句里嵌套else if-else1:2,switch if-选择结构可以让程序做出高效适合处理多个离散根据条件返回相应的值语句这种灵活组合可else有针对性的决策的情况以满足各种场景需求循环语句循环循环for while12循环语句用于根据事先循环语句根据条件表for while知道的循环次数来执行一达式的值来决定是否执行段代码它包含初始化、循环体只要条件为真，条件判断和增量三个部分循环就会一直执行循环嵌套循环do-while34循环与循环类循环语句可以互相嵌套使do-while while似但它会先执行一次循环用内层循环的每次迭代都,,体然后再判断条件会执行外层循环一次,函数函数定义函数调用函数是一段可重复使用的代码片段在需要时可以调用函数传入合适的,,用于封装特定的功能可以用于完参数函数将返回相应的结果,成复杂的任务函数返回函数参数函数可以返回一个或多个值供其他函数可以接受输入参数这些参数可,,部分的代码使用返回值可以是基以是基本数据类型或复杂类型参本数据类型或复杂类型数有助于增强函数的灵活性数组数组结构数组定义数组操作数组是一组相同数据类型的元素集合数组的定义需要指定数据类型、数组可以对数组进行遍历、搜索、排序等,通过索引访问每一个元素数组具有名称和数组大小可以在定义时初始常见操作同时也可以对数组的单个固定大小是静态的数据结构化数组元素或者在后续赋值元素进行赋值、读取等操作,,指针指针的基础知识指针的声明与初始化指针的运算与应用空指针与野指针指针是存储内存地址的变声明指针变量需要使用星通过对指针进行加减法运空指针没有指向任何内存,量它能够直接访问内存号初始化时可以使用算可以访问内存中的其他而野指针指向未知区域容*,,中的数据为程序提供了灵取址运算符获取变量的数据指针广泛应用于数易出现程序错误使用时,活性和高效性内存地址组、函数等场景需要小心谨慎字符串处理字符串比较字符串搜索使用函数比较两个函数可以在一个字符strcmp strstr字符串的内容是否相同可串中查找指定的子字符串以根据比较结果进行不同的这在处理文本数据时非常有处理用字符串操作字符串转换可以使用、等、等函数可以将字strcpy strcatatoi atof函数对字符串进行复制、连符串转换为整数或浮点数接等操作这些函数可以简这在需要处理数值型数据时化字符串处理的代码很有用结构体结构体定义成员访问结构体数组结构体是由一个或多个数据项组成的可以使用点运算符访问结构体成员可以创建由结构体组成的数组方便存.,数据类型可以将不同类型的变量组通过结构体变量名和成员名即可读取储和操作多个相似的结构体对象数合成一个整体更好地描述现实世界中或修改结构体中的数据组中的每个元素都是一个完整的结构,的事物体实例枚举类型定义枚举枚举成员12枚举是一种自定义的数据每个枚举成员都是一个常类型用于表示有限个常量量默认从开始编号可以,,0,值通过关键字来定手动指定值enum义枚举类型枚举使用枚举优势34可以将枚举变量声明为函枚举类型可以提高代码的数参数或返回值以及作为可读性和健壮性减少类型,,结构体成员错误共用体灵活内存利用类型转换共用体允许同一内存区域被可以在不同数据类型之间进不同的数据类型共享提高了行转换方便实现数据的不同,,内存利用率表示形式数据组织共用体可以将相关的数据成员存储在同一块内存中简化数据管理,文件操作文件读写文件定位文件错误处理文件模式语言提供了多种函数来通过使用和函在进行文件操作时需要对打开文件时可以指定不同C fseekftell,进行文件的读写操作如数可以实现对文件指针的可能出现的错误进行检查的模式如读取模式、写入,,,、、、定位和查询从而精确控制和处理使用和模式、追加模式等以满足fopen fclosefread,,ferror feof,等合理使用这些文件的读写位置这在处函数可以帮助识别和处理不同的需求合理选择文fwrite函数可以实现对文件内容理大型文件或需要随机访错误这样可以确保程序件模式可以提高文件操作的高效访问和管理问文件内容时非常有用稳定运行避免出现意外的效率和安全性,预处理命令代码替换头文件包含宏定义条件编译预处理器会在编译之前将程序通过指令可以引入外部预处理器支持通过定义通过、等指令可以实#include#define#if#ifdef中的预处理指令替换为相应的头文件从而使用其中定义的宏宏会在编译时被替换为相现有条件的代码编译根据不,,,代码这可以增加程序的可读函数、变量等应的代码片段同的环境编译不同的代码性和维护性动态内存分配分配内存程序可以根据需要动态分配内存,这样能够更有效地利用系统资源释放内存当不再需要时,程序必须释放动态分配的内存,避免内存泄漏堆内存管理动态内存分配通常发生在程序的堆内存中,需要小心管理错误处理错误检测错误类型通过编写健壮的代码和使用语言中常见的错误包括语法C合适的错误处理函数可以及错误、运行时错误和逻辑错,时发现并处理程序中的错误误需要针对不同的错误类型,采取相应的措施错误处理策略标准错误处理库妥善的错误处理策略包括错语言标准库提供了丰富的错C误的识别、记录、报告和恢误处理函数如、,assert errno复可以提高程序的可靠性和和可以帮助开发者更,perror,可维护性好地管理程序错误递归函数定义1递归函数是一种自我调用的函数原理2函数通过不断调用自身来解决问题优势3递归函数可以更好地表达复杂的逻辑应用4常用于处理树形结构和数学问题递归函数是一种自我调用的函数,通过不断调用自身来解决问题递归函数可以更好地表达复杂的逻辑,常用于处理树形结构和数学问题使用递归时需要注意边界条件,以避免无限循环宏与函数inline宏定义函数inline宏是由预处理器在编译前展函数是编译器在编译时inline开的代码片段可以提高代将函数直接替换到调用处,,码效率和可读性可以减少函数调用开销宏函数适用场景vs.inline宏不受变量作用域限制但宏适用于简单、频繁调用的,可能导致问题函数遵场景函数适用于复杂、;inline;inline守作用域规则但有调用开非频繁调用的场景,销位运算基本位运算效率优化特殊应用注意事项位运算是在二进制级别上位运算通常比常见的算术位运算还可以用于检查数在使用位运算时需要注意对数据进行操作的一种强运算更快更高效因此在据位的状态、设置清除特数据类型、符号位、溢出/大的方法常见的位运算某些对性能要求很高的场定位、比较二进制数据等等问题以确保运算过程安,,包括与、或、异或、景中位运算是一种很好的在一些特殊的编程场景中全合理|^,取反、左移和右移优化手段如数据压缩、加发挥重要作用~,等这些操作可以实密解密、掩码操作等现高效的数据处理命令行参数获取命令行参数和参数使用示例argv argc语言程序可以通过函数的参数函数中的数组存储命令行参例如可以通过命令行参数指定输入文C mainmain argv,获取运行时命令行参数例如程序名称数代表参数个数通过遍历数件名、配置选项或特殊模式提高程序,,argc argv,和用户输入的参数这些参数可用于组可获取各个参数的值用于程序的灵的适用性和用户体验,控制程序的行为和动态配置活性和定制化语言标准库C语言标准库标准头文件C语言标准库为程序员提供了一套丰语言标准库通过不同的头文件提供C C富的函数和工具用于处理字符串、了各种功能如、、,,stdio.h math.h文件、数学运算等常见任务等使用时需要包含相应的string.h头文件常用函数学习与应用标准库中包含了大量常用的函数如掌握标准库的使用是语言编程的基,C、、等极大地简础通过学习和实践能够提高编程printf fopenpow,,化了程序开发过程效率和代码质量标准输入输出库基本操作文件操作格式化输出I/O I/O标准输入输出库提供了基本的读写操标准输入输出库还提供了一系列的文标准输出函数支持格式化输出printf,作如、等用于与用户进件读写函数如、、、可根据不同的数据类型进行灵活的打,printf scanf,,fopen fclosefread行交互这些函数能够方便地进行数等用于处理文件输入输出印为程序调试和信息展示提供了强大fwrite,,据的输入和输出的功能数学库基本功能广泛应用高性能实现跨平台兼容语言标准库提供了丰富数学库在科学计算、工程标准库中的数学函数通常语言标准库是跨平台的C C,的数学计算函数涵盖了算设计、金融分析等诸多领使用高度优化的汇编实现数学库函数在不同的系统,,术、三角、指数、对数等域都有广泛的应用它能在执行速度和精度方面都上都能够提供一致的行为常见的数学运算开发者够帮助开发者实现复杂的有出色的表现开发者可和结果这大大简化了跨可以方便地调用这些函数数学建模和计算提高程序以放心使用这些函数而无平台开发的难度,,完成各种数学计算任务的计算能力和精度需自行实现复杂的数学算法字符串操作库字符串比较字符串拷贝使用strcmp函数比较两个字符串的大小关系,返回负数、零或正利用strcpy函数可以将一个字符串完整地拷贝到另一个字符串数,表示前者小于、等于或大于后者中,是最基本的字符串操作字符串连接字符串长度strcat函数可以将两个字符串连接起来,是常用的字符串处理操strlen函数可以返回一个字符串的长度,不包括字符串结束符\0作之一时间日期库时间表示时间计算12时间日期库提供了灵活的库函数支持对时间日期进日期和时间格式化方式可行加减计算可以轻松地实,,以方便地打印和解析各种现时间间隔的查询和比较时间日期表示时区处理性能优化34时间日期库还支持多种时语言标准库中的时间日C区的转换方便处理跨时区期函数经过了精心的性能,的时间日期问题优化可以满足高性能的要,求总结与展望回顾语言的重要性和发展历程展望其未来应用前景C,。