C 程序设计清华大学课件

程序设计C什么是语言C通用编程语言结构化编程高效性语言是一种广泛应用的通用编程语言，语言以其结构化编程范式而闻名，它强语言以其接近硬件的特性而著称，这使C C C用于开发各种软件，包括操作系统、嵌入式调代码的组织、模块化和可读性其在性能要求苛刻的应用中具有优势系统和应用程序语言发展历史C年19721由丹尼斯里奇在贝尔实验室设计·年代19702用于开发操作系统UNIX年代19803成为最流行的编程语言之一至今4广泛应用于系统编程、嵌入式系统、游戏开发等领域语言特点C高效性可移植性12语言的执行效率非常高，因语言的标准化使得它可以在C C为它可以直接操作硬件，并且不同的操作系统和硬件平台上代码编译后生成的机器码非常移植，这为开发者带来了很大紧凑的便利灵活性广泛应用34语言的语法灵活，可以进行语言被广泛应用于各种领域C C底层操作，适合开发各种类型，例如操作系统、数据库、网的应用程序，包括操作系统、络编程、游戏开发等嵌入式系统等语言程序结构C预处理指令1以号开头的指令，在编译前由预处理器进行处理#函数定义2定义程序的功能模块，包含函数名、参数列表和函数体主函数3程序执行的入口点，包含程序的执行逻辑基本数据类型整型浮点型字符型整数，例如实数，例如单个字符，例如1,2,-3,

03.14,

2.718,-

1.5A,b,!变量和常量变量常量在程序运行过程中可以改变值的存储在程序运行过程中值始终保持不变的单元存储单元表达式和运算符算术运算符关系运算符用于执行基本的数学运算，例如用于比较两个值，例如大于、小加减乘除于、等于逻辑运算符位运算符用于组合多个条件，例如与、或用于对单个位进行操作，例如位、非与、位或、位异或流程控制语句顺序结构程序按照代码的顺序逐行执行，这是最基本的结构选择结构根据条件判断，选择不同的执行路径，包括、、语if elseif else句循环结构重复执行一段代码，直到满足特定条件，包括、、for while语句do-while函数定义作用类型123函数是一段可重复使用的代码块，它函数可以提高代码的可读性、可维护语言提供了标准库函数和用户自定C可以接收输入参数并返回输出值性和可重用性，并可以简化程序结构义函数两种类型的函数数组连续内存相同类型数组元素存储在内存中相邻的位数组中的所有元素必须具有相同置的数据类型下标访问使用下标来访问数组中的特定元素字符串处理字符数组标准库函数字符串本质上是以结尾的字符数语言提供丰富的字符串操作函数，null C组例如、、等strcpy strcatstrlen指针操作指针可以高效地访问和修改字符串中的字符指针内存地址间接访问动态内存分配指针是一个变量，它存储了另一个变量的内使用指针可以间接访问其他变量的值指针是动态内存分配的关键，允许在程序运存地址行时分配和释放内存动态内存分配堆内存自由存储区内存泄漏程序运行时，系统提供的一块内存区域在堆内存中，没有被分配的内存空间称为在动态内存分配中，如果程序员忘记释放在程序开始执行之前，系统会分配一个固自由存储区当程序员需要分配新的内存已分配的内存空间，会导致内存泄漏这定大小的内存空间给程序当程序运行时空间时，系统会从自由存储区中寻找合适会导致程序占用越来越多的内存，最终可，程序员可以使用函数在堆内的空间进行分配能导致程序崩溃malloc存中动态地分配内存空间结构体自定义数据类型成员访问内存分配结构体允许您将不同类型的数据组合在您可以使用点运算符访问结构体成结构体变量在内存中分配连续的内存空.一起，以创建更复杂的数据结构员间以存储其成员联合体内存共享数据类型转换节省内存联合体中的成员共享同一内存空间联合体可以用于将不同数据类型的值存储当需要在不同数据类型之间进行转换，并在同一内存位置且数据类型大小不同时，可以使用联合体来节省内存枚举类型枚举类型定义枚举常量使用枚举类型使用关键字定义枚举类型，并用枚举常量是整型常量，默认从开始递增可以使用枚举常量来表示一组离散的值，使`enum`0花括号括起来列出枚举常量代码更易读和易于维护位操作位操作是直接对内存中的位进行操作，能够常见的位操作符包括按位与、按位或例如，我们可以使用位掩码来设置或清除某|有效提高程序效率，尤其适用于底层编程和、按位异或、按位取反和位移操作符个变量的特定位，实现对多个状态的控制^~数据压缩等领域等,预处理宏定义文件包含定义常量和代码段包含头文件条件编译根据条件选择编译代码文件操作文件打开文件写入使用函数打开文件，指定使用函数将数据写入文fopen fwrite文件路径和打开模式件，指定数据指针、数据大小和写入数量文件读取文件关闭使用函数从文件读取数据使用函数关闭文件，释放fread fclose，指定数据指针、数据大小和读文件资源取数量错误处理调试工具错误处理机制错误日志使用调试器来查找和解决代码中的错误在程序中添加错误处理代码，以便在遇到错记录错误信息以帮助分析和修复问题误时能够优雅地处理标准库函数输入输出字符串处理内存管理数学运算标准库提供了丰富的输入输出字符串处理函数，例如内存管理函数，例如数学运算函数，例如sqrt函数，例如和和，简化和，用于动和，提供常用的数学scanf strcpystrlen mallocfree pow，用于与用户交互了字符串操作态分配和释放内存运算功能printf语言编程实例C通过实际编程实例，加深对语言知识的理解和应用例如C编写一个简单的计算器程序•实现一个学生成绩管理系统•开发一个简单的游戏程序•命令行参数传递信息灵活控制12在程序运行时向程序传递额外使程序能够根据不同的参数执的信息，例如文件名或配置参行不同的操作或选择不同的行数为交互性3允许用户在运行时自定义程序的行为，提升用户体验链接与编译编译1将源代码转换为可执行文件链接2将多个目标文件合并成一个可执行文件库3预编译好的函数集合，可供程序调用内存管理堆和栈指针和动态分配语言中，内存管理主要涉及堆和栈指针用于访问内存地址，动态内存分C栈用于存储局部变量，堆用于动态配允许在程序运行时分配和释放内存内存分配空间内存泄漏忘记释放动态分配的内存会导致内存泄漏，最终导致系统崩溃程序效率优化算法优化数据结构优化选择更高效的算法，降低时间复使用合适的数据结构，例如哈希杂度，提高程序执行速度表、树等，减少数据访问时间代码优化编译器优化避免不必要的循环、条件判断、使用编译器优化选项，例如代码函数调用，提高代码执行效率优化、内存优化等，提高程序性能系统编程操作系统内核交互网络编程进程管理内存管理面向对象编程封装继承12将数据和操作数据的方法封装允许创建新的类，继承现有类在一起，提高代码的安全性、的属性和方法，减少代码重复可维护性和可复用性，提高代码可扩展性多态3同一操作可以作用于不同的对象，产生不同的结果，提高代码的灵活性和可扩展性语言未来发展C持续演进1不断改进，保持活力新领域应用2扩展到更多领域，例如人工智能保持竞争力3与其他语言竞争，不断提升总结与展望语言应用广泛语言不断发展C C语言在操作系统、嵌入式系统、游戏开发等领域拥有广泛的应语言标准不断更新，扩展了语言功能，并增加了新的特性CC用。