C语言程序设计何钦铭-颜晖-主编课件

语言程序设计课件C本课件由何钦铭和颜晖主编本课件将深入浅出地讲解C语言编程的基础知识，帮助您掌握C语言的基本语法和编程技巧计算机概述计算机是一种现代化的电子设备，它可以接收信息、处理信息、存储信息和输出信息计算机的内部由硬件和软件组成，硬件是物理设备，软件是程序计算机广泛应用于各个领域，例如科学研究、工程设计、商业管理、教育和娱乐等计算机系统的组成硬件系统软件系统数据系统计算机系统的物理组成部分，包括中运行在硬件系统之上的程序集合，包计算机处理和存储的信息，包括文本央处理器、内存、硬盘等硬件系统括操作系统、应用程序等软件系统、图像、音频和视频等数据系统是是计算机的“骨架”，提供基本计算和是计算机的“灵魂”，使硬件系统能够计算机的“血液”，为计算机提供运行数据存储能力执行各种任务所需的指令和数据数据的表示和存储数值数据字符数据

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22.整数、浮点数和复数等数值数字符数据使用ASCII码或据在计算机中使用二进制表示Unicode等编码方案表示和存和存储储逻辑数据数据类型

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44.逻辑数据使用布尔值“真”或“C语言提供了不同的数据类型假”表示，存储为单个位，例如int、float、char和bool，用于存储不同类型的数据语言概述C结构化编程语言功能强大灵活高效C语言是一种结构化编程语言，它采用模C语言支持多种数据类型和运算符，并提C语言的代码执行效率高，可以生成高效块化设计，将程序分解成多个函数，并使供丰富的库函数，可以用于开发各种类型的机器代码，同时它也具有良好的可移植用函数调用来实现程序流程控制的应用程序，例如操作系统、嵌入式系统性，可以跨平台运行和应用程序软件程序设计基本要素算法数据结构算法是指解决问题的一系列步骤程序设计中，算法决定了程序数据结构是组织和存储数据的特定方式合理选择数据结构可以的逻辑和执行过程提高程序效率和可读性算法需要考虑效率和正确性，确保程序能有效地解决问题，并获例如，数组、链表、树、图等都是常见的数据结构，它们各有优得正确的结果劣，适合处理不同的数据类型和操作数据类型与变量数据类型•整数类型整数值•浮点类型小数•字符类型单个字符变量变量用于存储数据，每个变量都有其类型和名称内存分配变量在程序运行时被分配到内存中运算符与表达式运算符类型表达式算术运算符执行算术运算表达式由运算符和操作数组成，代表一个值关系运算符用于比较运算C语言表达式可以包含多种运算符逻辑运算符连接表达式优先级决定运算符的执行顺序位运算符用于操作位表达式计算结果可以赋给变量赋值运算符将值赋给变量顺序控制结构语句1程序的执行单位表达式2运算结果操作数3参与运算的值运算符4执行特定操作顺序结构是一种最基本的控制结构，程序按照代码的顺序执行从第一条语句开始，依次执行每一条语句，直到程序结束顺序结构是最简单的程序结构，也是其他结构的基础选择控制结构语句if1根据条件执行不同代码块语句switch2根据表达式值执行对应代码块语句else if3在if语句中添加更多条件分支嵌套语句4将选择语句嵌套在其他语句中选择控制结构允许程序根据条件执行不同的代码路径循环控制结构循环控制结构1循环控制结构是计算机程序中反复执行某些代码段的机制，它可以根据条件重复执行特定代码块，直到满足终止条件循环结构类型2•for循环•while循环•do-while循环循环控制语句3C语言提供了多种循环控制语句，例如break语句可以跳出循环，continue语句可以跳过本次循环数组定义数组访问元素数组是一种线性数据结构，用于可以使用索引来访问数组中的特存储相同数据类型的一组元素定元素索引从0开始，一直到数组在内存中被分配为连续的内数组的大小减1存位置，这使得访问数组元素变得非常高效数组操作多维数组可以使用循环遍历数组，对数组C语言支持多维数组，可以用于中的元素进行操作，例如赋值、表示表格或矩阵等结构比较、计算等函数代码模块化代码复用12函数将程序代码分解为独立的函数可以重复使用，避免重复模块，提高代码可读性和可维编写相同的代码，提高开发效护性率程序结构化参数传递34函数可以将复杂问题分解成更函数可以通过参数传递数据，小的子问题，使程序结构更加实现不同模块之间的交互清晰，易于理解和调试字符串处理字符串操作函数字符串长度计算字符串比较C语言提供丰富的字符串操作函数，例如strlen函数用于计算字符串的长度，不包strcmp函数用于比较两个字符串的大小strcpy、strcat、strlen等，用于处理字符括字符串结尾的空字符\0，返回值为负数、零或正数，分别表示第串的复制、连接、长度计算等操作一个字符串小于、等于或大于第二个字符串指针基础内存地址指针类型指针变量存储内存地址，指向特指针类型与所指向数据的类型相定内存位置，允许直接访问和操匹配，例如，指向整型数据的指作数据针类型为int*指针运算指针应用指针运算包括加减运算、取地址指针在动态内存分配、函数参数运算和解引用运算*，用于传递、数组操作和数据结构实现访问指针指向的内存位置中扮演着重要的角色动态内存分配堆内存malloc堆内存是程序运行时申请的内存空间用于在堆上分配一块指定大小的内存，允许在程序运行过程中动态地分配，返回指向该内存块的指针和释放内存free内存泄漏用于释放之前使用malloc分配的内忘记释放分配的内存会导致内存泄漏存块，浪费系统资源，甚至导致程序崩溃文件操作打开文件写入文件读取文件关闭文件使用fopen函数打开文件，指使用fprintf函数将数据写入打使用fscanf函数从打开的文件使用fclose函数关闭打开的文定文件路径和访问模式开的文件中读取数据件，释放资源结构体自定义数据类型成员变量

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22.结构体允许程序员将不同数据结构体包含多个成员变量，每类型组合成一个整体，创建自个成员变量可以是不同的数据定义数据类型类型访问成员应用场景

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44.使用结构体变量名和成员变量结构体用于表示具有多个属性名通过点运算符（.）访问成的实体，例如学生信息、商品员变量的值信息等联合体大小联合体的大小由其最大成员的大小决定成员变量可以覆盖彼此内存共享联合体成员共享同一个内存空间不同成员使用同一个内存地址枚举类型定义枚举类型枚举常量的值

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22.使用enum关键字定义枚举类型，指定枚举常量的名称和默认情况下，枚举常量从0开始递增，但可以显式地指定值值枚举类型的优点枚举类型的应用场景

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44.提高代码可读性和可维护性，方便管理一组相关的常量表示一组有限的、离散的值，例如星期、月份、颜色等编译预处理编译预处理指令宏定义预处理指令由#号引导，指示编译器在进行正宏定义使用#define指令，将标识符替换为指式编译之前完成预处理工作定的文本或代码段，可以简化代码并提高可读性文件包含条件编译#include指令用于将其他源文件或头文件包含使用#ifdef、#ifndef、#else和#endif等指令，到当前文件中，方便代码组织和复用根据条件选择性地编译部分代码，提高代码的灵活性和可移植性递归函数定义递归函数是指在函数内部调用自身函数，以解决问题应用递归函数常用于解决树形结构、图结构等问题，例如遍历目录、快速排序优势递归函数代码简洁，易于理解，但递归深度过深可能导致栈溢出示例求阶乘，例如计算5!5*4*3*2*1可以使用递归函数位运算位运算基础常见位运算应用场景位运算直接操作内存中的二进制位，效率•按位与位运算常用于数据压缩、加密、算法优化更高等•按位或|•按位异或^•按位取反~•左移•右移标准输入输出标准输入键盘是程序获取用户输入的主要途径程序通过标准输入流（stdin）读取键盘输入例如，使用`scanf`函数从标准输入流读取数据标准输出错误处理异常处理错误检测处理程序运行过程中出现的错误，例如除使用断言、检查返回值等方法检测错误，以零、内存溢出等以便及时发现和处理问题错误报告错误恢复通过打印错误信息、日志记录等方式，帮尝试从错误状态中恢复，例如重新分配内助程序员定位问题，以便修复错误存、重新打开文件等，以避免程序崩溃链表动态数据结构节点构成链表是动态数据结构，可以根据每个节点包含数据域和指针域，需要灵活地添加或删除节点指针域指向下一个节点类型单链表，双链表和循环链表，不同类型实现方式和应用场景不同栈和队列栈后进先出（LIFO）队列先进先出（FIFO）应用场景•函数调用•表达式求值•数据缓存排序算法冒泡排序插入排序

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22.简单易懂，相邻元素比较交换，效率较低将元素插入已排序序列，效率高于冒泡排序选择排序快速排序

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44.每次选择最小元素，放置到正确位置，效率相对较低分治策略，选择基准元素，将序列分成两部分，递归排序查找算法线性查找二分查找哈希查找树形查找逐个比较数据，找到目标数适用于有序数据，将数据范通过哈希函数将数据映射到利用树形结构存储数据，进据围折半进行查找哈希表行高效查找时间复杂度为On时间复杂度为Olog n平均时间复杂度为O1时间复杂度与树的高度相关综合案例综合案例是将所学知识应用到实际问题中，并将不同知识点相互结合，提高编程能力，解决实际问题案例可以是实际生活中遇到的问题，也可以是抽象的算法问题例如，可以开发一个简单的记事本程序，或实现一个简单的排序算法通过这些案例，可以巩固对语言的理解，提高编程能力，增强解决实际问题的能力课程总结掌握基础知识提升编程能力持续学习学习C语言的基本语法、数据类型、运算通过实践项目，培养独立解决问题的能力不断学习新技术和知识，保持对编程的热符、控制结构、函数等核心概念，增强代码编写能力和调试技巧情，为未来的发展打下坚实基础。