《内部资源的C编程》课件

内部资源的编程C本课程将探讨如何利用语言有效地管理和访问系统资源C涵盖内存分配、文件操作、网络通信等重要主题课程大纲本课程将深入探讨语言在操作内部资源方面的应用，帮助学员掌握核心技能，C提升编程能力语言基础知识回顾C本节将回顾语言的基本语法和概念，为后续课程打下基础重点回顾变量、数C据类型、运算符和表达式等重要知识点变量和数据类型变量定义数据类型12变量是用于存储数据的内存空数据类型定义了变量可以存储间每个变量都有一个名称和的数据类型，例如整数、浮点数据类型数、字符变量声明变量初始化34声明变量时，需要指定变量名声明变量后，可以使用赋值运和数据类型算符初始化变量，给它赋予一个初始值输入输出标准输入标准输出语言使用标准输入函数从键盘获取用户输入的数据，并语言使用标准输出函数将程序结果输出到控制台，方便C scanfC printf将其存储到程序变量中用户查看程序运行结果标准输入函数可以接收不同数据类型，例如整数、浮点数、字符标准输出函数支持格式化输出，可以根据不同的数据类型进行格等，方便用户与程序进行交互式化，方便用户阅读输出结果运算符和表达式算术运算符关系运算符包括加减乘除取余等用于数值计算用于比较两个操作数的大小返回布,,尔值逻辑运算符赋值运算符用于连接布尔表达式返回布尔值用于将一个值赋给一个变量,内存管理内存管理是语言编程中一个重要的概念C了解内存的分配和释放机制，有助于编写高效、稳定的程序内存管理栈堆区别栈是一种先进后出的数据结构，用于存堆是一种动态内存分配区域，用于存储栈由系统自动管理，堆需要程序员手动储函数的局部变量、参数和返回值程序运行过程中动态申请的内存空间管理栈的空间有限，堆的空间相对较大动态内存分配函数函数堆和栈内存管理malloc free函数用于在堆上分配函数释放分配堆用于动态内存分配，栈用于理解堆和栈的差异，以及动态malloc freemalloc内存，返回指向分配内存区域的内存，防止内存泄漏函数调用和局部变量内存分配的机制，有助于更好的指针地管理内存常见内存问题内存泄漏内存溢出未释放已分配的内存会导致程序尝试访问超出已分配内存范围的长时间运行时出现内存泄漏，最内存区域会导致内存溢出，通常终导致程序崩溃会导致程序崩溃或出现错误内存碎片内存访问错误由于频繁分配和释放内存，会导错误地访问内存地址会导致不可致内存碎片，降低内存利用效率预知的行为，可能导致程序崩溃，并可能导致程序性能下降或数据损坏文件操作语言提供丰富的文件操作函数，用于读取和写入文件内容C文件操作在数据存储、程序配置、日志记录等方面起到重要作用文件读写打开文件读取文件写入文件关闭文件使用函数打开文件，指使用函数从文件中读取使用函数将数据写入文使用函数关闭打开的文fopen freadfwrite fclose定文件路径和访问模式数据，指定读取大小和目标地件，指定写入大小和数据源地件，释放文件资源址址文件指针操作文件指针定义文件指针操作12使用类型定义文件使用函数打开文件`FILE*``fopen`指针，指向打开的文件，函数关闭文件`fclose`读写操作指针移动34使用、等使用函数移动文件`fread``fwrite``fseek`函数进行读写操作，指针，函数获取当前`fgets``ftell`、函数用于读写字符指针位置`fputs`串文件操作常见问题内存泄漏文件权限错误忘记关闭文件，导致内存占用持续增程序没有读取或写入文件的权限，导加致操作失败文件路径错误文件操作异常文件路径不正确，导致程序无法找到磁盘空间不足，文件损坏等问题，会目标文件导致文件操作异常函数深入函数是语言中的基本构建块，用于组织代码并提高可读性和可重用性C本节将深入探讨函数的关键方面，包括函数参数传递、函数返回值以及递归函数的概念函数参数传递值传递地址传递函数接收参数的副本，对副本进行修改不会影响原始值函数接收参数的内存地址，通过地址修改原始数据适用于不希望函数修改原始数据的情况适用于需要函数修改原始数据的情况函数返回值函数返回值类型函数返回值类型决定了函数返回的数据类型，例如、、等int floatchar语句return使用语句将值返回给调用函数，并结束当前函数的执行return返回值作用函数执行结果•函数间传递数据•函数返回值可以被其他函数使用•递归函数函数调用自身解决问题分解简化代码复杂度递归函数可以调用自身，以便重复执行相同递归函数将复杂问题分解成更小的子问题，递归函数可以使代码更简洁，更容易理解和的代码块直到可以轻松解决维护指针应用指针是语言中强大的工具，可以有效地提高代码效率C了解指针可以帮助开发者更深入地理解内存管理和数据操作指针与数组数组地址指针访问数组数组名代表数组首元素的地址，即指向数可以使用指针访问数组元素，通过指针加组第一个元素的指针减操作来遍历数组可以将数组名直接赋给指针变量，该指针指针指向的内存位置可以修改，通过指针变量将指向数组的首元素地址可以改变数组元素的值多级指针指针的指针指针类型多级指针是指向指针的指针，可多级指针的类型取决于指针所指以通过多级指针间接访问内存中向的内存空间类型，例如指向整的数据数的指针，或指向字符数组的指针内存地址每个多级指针都存储着另一个指针的内存地址，通过解引用操作可以获取实际数据指针操作技巧类型转换指针运算指针类型转换可以改变指针的解指针可以进行加减运算，但必须释方式，例如将整型指针转换为确保操作合法，不要超出数组边字符型指针界空指针判断内存泄漏使用空指针进行访问会导致程序动态分配的内存如果没有释放，崩溃，因此在使用指针之前，必会导致内存泄漏，因此及时释放须进行空指针判断不再使用的内存非常重要结构体结构体是语言中的一种数据类型，它允许程序员将不同类型的数据组合成一个C整体结构体可以用来表示现实世界中的复杂对象，例如学生信息、图书信息等结构体定义定义结构体类型结构体变量使用关键字定义结构体类声明结构体变量，指定结构体类型，`struct`型，包含成员变量，用分号结束并使用运算符访问成员`.`示例定义一个包含姓名和年龄的结构体，并声明一个变量struct Student{char name

[20];int age;};struct Studentstu;结构体指针指向结构体变量结构体数组

1.

2.12结构体指针可以指向一个结构可以定义一个结构体指针数组体变量，访问其成员需要使用，每个元素指向不同的结构体指针运算符（）变量-动态内存分配函数参数传递

3.

4.34使用函数动态分配结构体指针可以作为函数参数malloc内存，并将指针指向分配的内传递，实现对结构体数据的操存块，用于创建结构体变量作结构体数组数据组织存储不同类型数据访问方式结构体数组可以将多个结构体类型数据存储一个结构体数组可以包含不同类型的数据，可以使用下标访问结构体数组中的每个结构在一起，方便管理，提高代码效率例如一个结构体数组可以存储学生信息，包体元素，并通过成员运算符访问每个结构体括姓名、年龄和成绩的成员链表链表是一种动态数据结构，通过节点链接在一起每个节点包含数据和指向下一个节点的指针单向链表链表的节点通过指针相互链接，每个节点包含数据域和指针域指针域指向链表中的下一个节点，最后一个节点的指针域指向空值，表示链表的结束链表的优点是动态分配内存，可以灵活地进行插入和删除操作单向链表是一种最基础的线性数据结构每个节点包含数据和指向下一个节点的指针节点之间通过指针串联在一起，形成一个线性序列，可以方便地插入和删除节点双向链表双向指针灵活插入删除每个节点包含两个指针，一个指向下通过修改节点指针，可以在任何位置一个节点，另一个指向前一个节点插入或删除节点，实现高效的数据操可以从任何节点遍历链表作链表操作实例插入节点删除节点在指定位置插入新节点，保持链表结构完整根据节点值或位置删除节点，并释放其内存性查找节点排序链表根据节点值或位置查找节点，返回其地址或对链表节点进行排序，例如按节点值升序或相关信息降序排列内存泄漏与防范内存泄漏是指程序分配了内存，但在使用完毕后没有及时释放，导致内存资源被浪费，最终可能导致程序崩溃这是一种常见的编程错误，需要引起高度重视内存泄漏原因动态内存分配错误忘记释放已分配的内存，导致内存泄漏例如，使用或分配内存后，没有使用释放malloc callocfree指针错误指针指向已释放的内存，或指针未初始化，导致程序访问错误的内存位置，从而造成内存泄漏循环引用两个或多个对象互相引用，导致无法释放内存，从而产生内存泄漏例如，在中，如果两个对象之间C++存在循环引用，则在析构函数中无法释放内存检测内存泄漏工具辅助代码分析使用内存泄漏检测工具，例如、仔细检查代码，尤其是动态内存分配和释Valgrind等这些工具可以帮放部分确保每个或都AddressSanitizer malloccalloc助你识别程序中存在的内存泄漏问题，并有一个对应的，并且在程序结束前free提供详细的错误信息释放所有分配的内存内存泄漏修复代码审查内存调试工具

1.

2.12仔细检查代码，识别可能导致使用等工具分析内存Valgrind内存泄漏的代码段使用情况，找出泄漏点引用计数技术垃圾回收机制

3.

4.34跟踪内存对象的引用次数，当自动识别不再使用的内存并释引用计数降至零时，释放内存放，减轻手动管理的负担编程规范与调试优秀的代码规范有助于提高代码可读性、可维护性和可重用性调试是程序开发中必不可少的环节，帮助识别和修复代码中的错误良好编码习惯代码风格一致代码模块化代码注释清晰代码安全意识使用一致的缩进、命名规则、将代码分成独立的模块，提高添加详细的注释，解释代码的注意输入验证、内存管理、错注释风格，提高代码可读性代码复用率和可维护性功能和逻辑，方便他人理解和误处理，编写安全可靠的代码维护调试技巧断点调试单步执行日志记录代码审查在程序代码中设置断点，程序逐行执行代码，观察程序执行记录关键信息，如函数调用、仔细检查代码逻辑，寻找潜在执行到断点时暂停，方便查看过程，帮助定位问题所在参数传递和程序状态，便于分错误，可以有效避免错误发生变量值和程序运行状态析问题代码重构改进代码结构优化代码性能修复代码缺陷提高代码可读性、可维护性和可扩展性减少代码冗余，提高代码运行效率降低代码出错概率，提高代码稳定性。