工學計算機基礎(chǔ)教學課件第7章

計算機基礎(chǔ)教學-第7章本章節(jié)介紹計算機編程語言C，C語言在工業(yè)界應用廣泛，是一門簡潔而強大的高級編程語言。什么是編程語言？簡介編程語言是一套定義程序的語法和語義規(guī)則的約定，用于編寫計算機程序以實現(xiàn)特定任務(wù)。語法與語義編程語法規(guī)定了編程語言的結(jié)構(gòu)和形式，而編程語義定義了編程語言的功能和行為。應用場景不同的編程語言適用于不同的應用場景，C語言常用于操作系統(tǒng)，編譯器，庫函數(shù)和驅(qū)動程序的開發(fā)。編譯器與解釋器編譯器將整個源代碼作為輸入，轉(zhuǎn)換成一組機器語言的指令序列，并生成可執(zhí)行文件。解釋器逐行解釋并執(zhí)行代碼，不生成可執(zhí)行文件，交互性較強，通常用于Web應用程序開發(fā)。區(qū)別與聯(lián)系編譯器生成可執(zhí)行文件，執(zhí)行速度快，但需要編譯，解釋器不需要編譯，執(zhí)行速度慢，但交互性強。C語言的歷史與應用1起源C語言由DennisRitchie于1972年開發(fā)，最初是用于Unix操作系統(tǒng)的開發(fā)。2應用C語言應用廣泛，常用于編寫操作系統(tǒng)、編譯器、庫函數(shù)、驅(qū)動程序等軟件。3特點C語言簡潔而強大，執(zhí)行速度快，語法熟悉的程序員較多，易于閱讀和維護。C語言的基礎(chǔ)語法每個程序都必須有一個main函數(shù)所有語句必須以分號結(jié)尾語句塊由花括號括起來注釋用/*和*/括起來，或者用//開頭數(shù)據(jù)類型和變量1基本數(shù)據(jù)類型C語言提供了幾種基本的數(shù)據(jù)類型，包括整數(shù)、浮點數(shù)、字符和布爾類型。2定義變量定義C語言變量需要指定其類型和變量名稱，并可以初始化變量。3變量的作用域作用域指變量的生命周期和可見性，C語言規(guī)定有全局作用域和局部作用域兩種。運算符算術(shù)運算符+-*/%比較運算符==!=><>=<=邏輯運算符&&||!控制語句條件語句if、ifelse、switchcase是C語言中常用的條件語句，用于控制程序運行的流程。循環(huán)語句for、while和dowhile是C語言中常用的循環(huán)語句，用于反復執(zhí)行某一段指令或代碼塊。跳轉(zhuǎn)語句break和continue是C語言中常用的跳轉(zhuǎn)語句，用于跳出循環(huán)或跳過循環(huán)的某一次迭代。數(shù)組和指針數(shù)組定義數(shù)組是一種相同數(shù)據(jù)類型元素的集合，可以通過下標訪問數(shù)組中的元素。指針定義指針是一種變量，它存儲了另一個變量的地址，可以用于直接訪問該變量的值。數(shù)組與指針指針可以指向數(shù)組，使用指針可以快速訪問數(shù)組中的元素。函數(shù)定義函數(shù)是一組代碼塊，它接收一些參數(shù)并返回一個值。形參與實參形參是在函數(shù)定義中聲明的變量，實參是在函數(shù)調(diào)用中使用的值。返回值返回值是函數(shù)調(diào)用的結(jié)果，可以是任何數(shù)據(jù)類型。函數(shù)庫C語言有許多內(nèi)置的函數(shù)庫，也可以自定義函數(shù)庫。字符串處理定義字符串是一組字符的有序集合，可以通過數(shù)組或指針處理。函數(shù)字符串函數(shù)以字符串為參數(shù)，用于查找，復制，連接和分割字符串。長度strlen()函數(shù)可以計算字符串的長度，可用于遍歷字符串。文件操作與IO1文件的打開和關(guān)閉fopen()函數(shù)用于打開文件，fclose()函數(shù)用于關(guān)閉文件。2讀取和寫入文件fread()函數(shù)用于從文件中讀取數(shù)據(jù)，fwrite()函數(shù)用于向文件中寫入數(shù)據(jù)。3文件指針操作fseek()函數(shù)用于只需要讀取文件中的一部分數(shù)據(jù)，fccount()函數(shù)可以獲取文件指針的位置。頭文件與庫文件1頭文件頭文件是用于存放聲明和宏定義的文件，可以加快程序編譯速度。2庫文件庫文件是一組預編譯過的函數(shù)和變量，為程序開發(fā)提供了很多幫助。3Static和Dynamic庫靜態(tài)庫被編譯到可執(zhí)行程序中，動態(tài)庫是在程序運行時加載，可節(jié)省內(nèi)存空間。預處理器定義預處理器是一種特殊的程序，可以在程序編譯之前進行源代碼的處理。指令指令是預處理器的關(guān)鍵概念，包括#include和#define等指令。宏定義#define指令可以定義宏，宏可以用于代替某個值或代碼。結(jié)構(gòu)體與聯(lián)合體定義結(jié)構(gòu)體和聯(lián)合體是兩種用戶自定義數(shù)據(jù)類型。結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)體定義了一個包含不同數(shù)據(jù)類型字段的數(shù)據(jù)類型，可以用于組織數(shù)據(jù)。聯(lián)合體聯(lián)合體定義了一個同時存儲不同數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)類型，可以節(jié)省內(nèi)存空間。動態(tài)內(nèi)存管理1靜態(tài)內(nèi)存分配靜態(tài)內(nèi)存分配是在程序編譯期間分配內(nèi)存空間。2堆內(nèi)存分配堆內(nèi)存分配是在程序運行時動態(tài)分配內(nèi)存空間，使用malloc()函數(shù)。3堆內(nèi)存釋放使用free()函數(shù)釋放已經(jīng)分配的內(nèi)存。特殊的數(shù)據(jù)類型枚舉類型位域類型指針類型空類型typedef類型模塊化編程函數(shù)庫將函數(shù)封裝起來，組成一個函數(shù)庫，方便以后的調(diào)用。模塊化開發(fā)將程序分成多個不同的模塊，每個模塊有自己的功能和接口。代碼復用代碼復用是模塊化開發(fā)的好處，可以減少代碼量，加快程序開發(fā)。面向?qū)ο缶幊袒A(chǔ)1面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計（OOP）采用面向?qū)ο蟮木幊谭椒ǎ瑢⒊绦蚩醋饕唤M對象的集合。2類和對象在OOP中，類是一種用于描述對象狀態(tài)和行為的模板，而對象是類的一個實例。3繼承和多態(tài)繼承和多態(tài)是OOP的兩個關(guān)鍵概念，它們可以增強程序的模塊化程度。計算機中的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1算法算法是一種特殊的程序，用于解決具體的問題，可以是數(shù)值，圖形或文本問題。2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一種組織數(shù)據(jù)的方式，包括數(shù)組，鏈表，棧和隊列等。3算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相輔相成，程序員需要掌握常用的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。