《C语言基础教程》课件

语言基础教程C欢迎来到C语言基础教程本课程将带您深入了解C语言的核心概念、语法结构和应用技巧无论您是编程新手还是希望提升C语言技能的开发者，这门课程都将为您提供全面而深入的学习体验让我们开始这段激动人心的编程之旅吧！语言简介C通用编程语言C语言是一种广泛使用的通用编程语言，以其高效性和灵活性而闻名系统级编程它常用于系统级编程，如操作系统和嵌入式系统开发高效执行C语言编写的程序能够高效执行，适合需要快速运行的应用场景跨平台性C语言具有良好的可移植性，可以在多种硬件平台上运行语言发展历程C年19721丹尼斯·里奇在贝尔实验室创造了C语言，最初用于开发UNIX操作系统年19782布莱恩·柯林汉和丹尼斯·里奇出版了《C程序设计语言》一书，被称为KRC年19893美国国家标准协会（ANSI）发布了C语言的第一个官方标准，即ANSI C年19994国际标准化组织（ISO）发布了C99标准，引入了许多新特性语言应用领域C操作系统嵌入式系统数据库系统游戏开发许多知名操作系统，如UNIX、C语言在嵌入式系统开发中广泛许多流行的数据库管理系统，如C语言在游戏引擎开发和高性能Linux和Windows的核心部分应用，如智能家电、汽车控制系MySQL和PostgreSQL，都有游戏编程中扮演重要角色都是用C语言编写的统等大量C语言代码语言特点C高效性可移植性灵活性模块化C语言生成的代码运行速度快，C语言程序可以轻松地从一个C语言提供了丰富的数据类型C语言支持函数的概念，允许内存占用少，这使得它特别适平台移植到另一个平台，只需和强大的操作符，允许程序员将大型程序分解成小的、可管合系统编程和嵌入式系统开发很少的修改或不需修改进行低级别的内存操作理的模块，提高代码的可读性和可维护性语言标准CKR C1978年，Brian Kernighan和Dennis Ritchie在《C程序设计语言》一书中首次描述了C语言标准ANSI CC891989年，美国国家标准协会（ANSI）发布了第一个官方C语言标准，也称为C89ISO CC901990年，国际标准化组织（ISO）采纳了ANSI C标准，并命名为ISO/IEC9899:1990，也称为C90C991999年，ISO发布了C语言的重大更新版本C99，引入了许多新特性，如变长数组和复数支持C112011年发布的C11标准增加了多线程支持、原子操作等特性，进一步增强了C语言的功能语言编译器CGCC GNUCompiler CollectionClangGCC是最广泛使用的开源C语言编译器，支持多种操作系统和处理Clang是LLVM项目的一部分，以其快速编译、友好的错误信息和良器架构它不仅支持C语言，还支持C++、Objective-C等多种编程好的兼容性而闻名它被广泛用于macOS和iOS开发语言Microsoft VisualC++Intel C++CompilerVisual C++是微软开发的C/C++编译器，是Visual Studio集成开Intel开发的商业编译器，专门针对Intel处理器优化，在科学计算和发环境的一部分它针对Windows平台进行了优化高性能计算领域广受欢迎集成开发环境Visual StudioCode::Blocks EclipseCDT微软开发的强大IDE，提供全面的C语言开开源跨平台IDE，轻量级但功能丰富，支持Eclipse的C/C++开发工具，提供强大的代发支持，包括智能代码补全、调试工具和版多种编译器，适合初学者和专业开发者码分析、重构和调试功能，适合大型项目开本控制集成发第一个语言程序C代码示例代码解析•#include包含标准输入输出库#include•int main主函数，程序的入口点int main{•printf打印函数，输出文本到控制台printf你好，世界！\n;•return0表示程序正常结束return0;}语言基本语法C语句和表达式标识符12C语言程序由语句和表达式组成语句以分号结束，表达式变量、函数和其他用户定义项的名称必须以字母或下划线可以组成复杂的计算开头，区分大小写关键字注释34如int、if、for等，是语言保留的特殊词，不能用作标识符单行注释使用//，多行注释使用/**/注释不会被编译器执行，用于解释代码变量和常量变量常量变量是可以改变值的存储单元在C语言中，变量必须先声明后使常量是固定不变的值可以使用#define预处理指令或const关键用例如字定义常量int age=25;#define PI

3.14159float height=

1.75;const intMAX_SIZE=100;char grade=A;数据类型字符型浮点型布尔型char，用于表示单个字符float、double、long在C99标准中引入，使用double，用于表示小数_Bool或包含后使用bool整型voidint、short、long、long long等，用于表示表示无类型，通常用于函3整数数返回值或指针2415运算符和表达式算术运算符关系运算符+（加）、-（减）、*（乘）、/（除）、%（取模）==（等于）、!=（不等于）、（大于）、（小于）、=（大于等于）、=（小于等于）逻辑运算符位运算符（与）、||（或）、!（非）（按位与）、|（按位或）、^（按位异或）、~（按位取反）、（左移）、（右移）语句和代码块语句代码块C语言中的语句是执行特定操作的指令每个语句通常以分号结束代码块是由一对花括号{}包围的一组语句它可以包含多个语句，例如被视为一个单元例如int x=5;if x0{printfx的值是%d\n,x;printfx是正数\n;x=x*2;}顺序结构定义顺序结构是程序的基本结构之一，指令按照书写的先后顺序依次执行特点每条语句只能执行一次，并且按照程序代码的排列顺序依次执行示例int a=5;int b=10;int sum=a+b;printf和为%d\n,sum;应用适用于需要按特定顺序执行的简单操作，如变量初始化、简单计算等选择结构语句语句三元运算符if switchif条件{switch表达式{条件表达式1:表达式2//条件为真时执行case常量1:}else{//语句//条件为假时执行break;如果条件为真，返回表达式1的值；否则返}case常量2:回表达式2的值//语句break;default://默认语句}循环结构循环循环for while1用于已知循环次数的情况当条件为真时重复执行2和循环break continue4do-while3控制循环流程的关键字至少执行一次，然后在条件为真时重复数组定义数组是存储相同类型数据元素的集合，可以通过索引访问各个元素声明数组声明格式类型数组名[元素数量];例如int numbers

[5];初始化可以在声明时初始化int numbers

[5]={1,2,3,4,5};多维数组C语言支持多维数组，如二维数组int matrix

[3]

[3];指针定义声明和使用指针运算指针是一个变量，其值为另一个变量的内可以对指针进行加减运算，这在数组操作int x=10;存地址指针使得我们可以间接访问和操中特别有用指针算术考虑数据类型的大int*ptr=x;//声明指针并初作内存中的数据小始化printf%d,*ptr;//通过指针访问x的值函数定义函数是执行特定任务的代码块它可以接受参数，执行操作，并返回结果语法返回类型函数名参数列表{//函数体return返回值;}函数原型函数原型告诉编译器函数的返回类型和参数列表，通常放在程序开头函数调用通过函数名和适当的参数来调用函数例如result=add3,4;函数参数值传递引用传递数组作为参数传递参数的值到函数函数内对参数的修传递参数的地址到函数函数内对参数的数组名作为参数传递时，实际上传递的是改不影响原始变量修改会影响原始变量数组的起始地址void swapinta,int b{void swapint*a,int*b{void printArrayintarr[],intint temp=a;int temp=*a;size{a=b;*a=*b;forint i=0;isize;b=temp;*b=temp;i++{}}printf%d,arr[i];}}函数返回值返回类型1函数可以返回各种数据类型，如int、float、char，甚至是指针或结构体语句2return使用return关键字返回值一旦执行return，函数立即结束并返回指定值函数3void如果函数不需要返回值，可以将返回类型声明为void返回数组4C语言不允许直接返回数组，但可以返回指向数组的指针递归函数定义递归是一种函数直接或间接调用自身的方法它将一个复杂的问题分解成更小的相同问题基本情况每个递归函数必须有一个基本情况（停止条件），以防止无限递归递归情况函数调用自身，但问题规模应该逐步减小，最终达到基本情况示例阶乘计算int factorialintn{if n==0||n==1return1;//基本情况return n*factorialn-1;//递归情况}预处理指令#include用于包含头文件例如#include#define用于定义宏例如#define PI

3.14159#ifdef,#ifndef,#endif用于条件编译根据宏是否定义来包含或排除代码块#pragma用于向编译器发出特殊的命令不同编译器可能支持不同的pragma指令头文件标准头文件自定义头文件包含头文件•标准输入输出创建自己的头文件来组织代码例如使用#include指令包含头文件•通用工具函数//myheader.h#include//标准头文件•字符串处理#ifndef MYHEADER_H#include myheader.h//自定•数学函数#define MYHEADER_H义头文件void myFunction;#endif宏定义对象式宏函数式宏#define PI

3.14159//定义常量#define MAXa,b aba:b//定义类似函数的宏条件编译宏展开#ifdef DEBUGprintfDebug:x=%d\n,x;#endif编译器在预处理阶段展开宏，替换源代码中的宏调用位运算按位与按位或按位异或|^两个操作数的对应位都为1时，两个操作数的对应位至少有一两个操作数的对应位不相同时，结果位为1，否则为0个为1时，结果位为1，否则为0结果位为1，否则为0按位取反~操作数的每一位都取反，0变1，1变0输入输出函数标准输出函数标准输入函数格式化字符串•printf:格式化输出到标准输出•scanf:从标准输入读取格式化输入%d整数,%f浮点数,%c字符,%s字符串,%p指针•puts:输出字符串并自动添加换行•gets:读取一行字符串（不安全，建议使用fgets）•putchar:输出单个字符•getchar:读取单个字符文件操作打开文件使用fopen函数打开文件例如FILE*fp=fopenexample.txt,r;读取文件使用fscanf、fgets或fread函数从文件读取数据写入文件使用fprintf、fputs或fwrite函数向文件写入数据关闭文件使用fclose函数关闭文件例如fclosefp;文件位置使用fseek、ftell和rewind函数控制文件指针位置动态内存分配malloc callocrealloc free分配指定字节数的内存空间，分配指定数量的元素，每个元调整之前分配的内存块的大小释放之前分配的内存空间并返回指向它的指针素大小为指定字节数，并初始化为零freeptr;int*ptr=int ptr=int*malloc5*int*ptr=int*reallocptr,10*sizeofint;*calloc5,sizeofint;sizeofint;结构体定义结构体struct Person{char name

[50];int age;float height;};声明结构体变量struct Personperson1;访问结构体成员strcpyperson

1.name,张三;person

1.age=25;结构体指针struct Person*ptr=person1;printf%s,ptr-name;共用体定义声明使用共用体是一种特殊的数据类型，允许在相union Data{union Datadata;同的内存位置存储不同的数据类型所有int i;data.i=10;成员共享同一块内存float f;printf%d,data.i;char str

[20];strcpydata.str,C语言;};printf%s,data.str;枚举定义枚举是一种用户定义的数据类型，由一组命名的常量组成声明enum Weekday{Monday,Tuesday,Wednesday,Thursday,Friday,Saturday,Sunday};使用enum Weekdaytoday=Wednesday;if today==Wednesday{printf今天是星期三\n;}自定义值可以为枚举常量指定特定的整数值enum Colors{RED=1,GREEN=2,BLUE=4};链表定义节点结构struct Node{int data;struct Node*next;};创建节点struct Node*newNode=struct Node*mallocsizeofstruct Node;newNode-data=1;newNode-next=NULL;插入节点可以在链表头部、尾部或中间插入新节点删除节点需要调整前一个节点的next指针，并释放被删除节点的内存遍历链表使用循环和指针逐个访问链表中的所有节点栈和队列栈队列实现后进先出（LIFO）的数据结构先进先出（FIFO）的数据结构可以使用数组或链表来实现栈和队列链表实现通常更灵活，允许动态大小调整•push:将元素压入栈顶•enqueue:将元素添加到队列末尾•pop:移除并返回栈顶元素•dequeue:移除并返回队列首元素•peek:查看栈顶元素但不移除•front:查看队列首元素但不移除树二叉树每个节点最多有两个子节点的树结构常用于搜索和排序二叉搜索树左子树的所有节点值小于根节点，右子树的所有节点值大于根节点平衡树如AVL树和红黑树，通过自平衡保持高效的搜索、插入和删除操作遍历常见的遍历方式前序遍历、中序遍历、后序遍历和层次遍历图定义表示方法12图是由顶点和连接顶点的边组成的数据结构可以是有向的常用的表示方法有邻接矩阵和邻接表邻接表对于稀疏图更或无向的节省空间图的遍历应用34深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）是两种基本图在网络分析、路径规划、社交网络等领域有广泛应用的图遍历算法排序算法冒泡排序快速排序归并排序简单但效率较低的排序算法，高效的分治算法，平均时间复稳定的排序算法，适合大数据适合小数据量杂度为On logn量，但需要额外空间堆排序利用堆数据结构的特性进行排序，时间复杂度为On logn查找算法线性查找二分查找哈希查找简单但效率较低的查找方法，适用于未排对于已排序的数组，使用二分查找可以显利用哈希表进行快速查找，平均时间复杂序的数组时间复杂度为On著提高效率时间复杂度为Olog n度为O1，但需要额外的空间语言编码规范C命名约定使用有意义的变量和函数名常量使用全大写，函数名使用驼峰式或下划线式缩进和格式保持一致的缩进风格（通常4个空格）大括号的位置应保持一致注释为复杂的代码块添加注释函数应有简洁明了的文档注释错误处理合理使用错误处理机制，如返回错误码或设置全局错误变量调试技巧使用打印语句在关键点添加printf语句，输出变量值和执行流程使用断点在IDE或调试器中设置断点，逐步执行代码内存检查工具使用Valgrind等工具检测内存泄漏和访问错误代码审查与他人一起审查代码，发现潜在问题单元测试编写和运行单元测试，确保各个函数正确工作学习资源经典书籍在线课程编程练习网站《C程序设计语言》（KR）、Coursera、edX、Udemy等LeetCode、HackerRank、《C语言程序设计现代方法》平台提供的C语言课程CodeWars等提供C语言编程等题目社区和论坛Stack Overflow、Reddit的r/C_Programming等交流平台总结与展望语言的重要性CC语言作为一种基础且强大的编程语言，在系统编程、嵌入式开发等领域仍然占据重要地位未来趋势虽然高级语言日益流行，但C语言的底层控制能力使其在特定领域仍不可替代持续学习保持对新标准（如C

17、C2x）的关注，不断提升编程技能和最佳实践实践应用通过实际项目和问题解决来巩固C语言知识，提高编程能力。