《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課件：理解程序結(jié)構(gòu)

《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課件：理解程序結(jié)構(gòu)C語(yǔ)言概述簡(jiǎn)介C語(yǔ)言是一種通用的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，廣泛用于系統(tǒng)軟件、應(yīng)用程序和嵌入式系統(tǒng)開發(fā)。歷史C語(yǔ)言由貝爾實(shí)驗(yàn)室的丹尼斯·里奇在20世紀(jì)70年代初設(shè)計(jì)，并在UNIX操作系統(tǒng)的開發(fā)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。C語(yǔ)言編譯與執(zhí)行1編寫源代碼：使用文本編輯器編寫C程序代碼，保存為擴(kuò)展名為.c的文件。2編譯：使用C編譯器將源代碼轉(zhuǎn)換為機(jī)器代碼，生成可執(zhí)行文件。3鏈接：將編譯生成的機(jī)器代碼與庫(kù)文件鏈接在一起，生成最終的可執(zhí)行文件。4運(yùn)行：在操作系統(tǒng)中執(zhí)行可執(zhí)行文件，完成程序的運(yùn)行。C語(yǔ)言程序的基本結(jié)構(gòu)頭文件包含必要的庫(kù)函數(shù)定義和宏定義，例如stdio.h，用于標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出。主函數(shù)程序的入口點(diǎn)，執(zhí)行程序時(shí)首先運(yùn)行，通常包含程序的主要邏輯代碼。函數(shù)體包含一系列語(yǔ)句，用于完成特定的任務(wù)，并可能包含變量、循環(huán)和條件語(yǔ)句。注釋用于解釋代碼含義，提高程序可讀性，編譯器不會(huì)處理注釋部分。標(biāo)識(shí)符的命名規(guī)則字母可以使用字母，包括大小寫字母，如a-z,A-Z。數(shù)字可以使用數(shù)字，但標(biāo)識(shí)符不能以數(shù)字開頭。下劃線可以使用下劃線，但不能用作標(biāo)識(shí)符的第一個(gè)字符。美元符號(hào)在C語(yǔ)言中，美元符號(hào)不能用作標(biāo)識(shí)符的一部分。變量的聲明與初始化123聲明使用數(shù)據(jù)類型聲明變量，為變量分配內(nèi)存空間，例如intage;聲明一個(gè)名為age的整數(shù)變量。初始化在聲明變量時(shí)，可以同時(shí)為變量賦值，例如intage=20;聲明一個(gè)名為age的整數(shù)變量，并將其初始化為20。賦值在程序運(yùn)行過程中，可以使用賦值運(yùn)算符(=)為變量賦新值，例如age=25;將age變量的值更新為25。常量的定義1字面常量：直接寫出的數(shù)值，例如10、3.14、'a'。2符號(hào)常量：使用#define指令定義的常量，例如#definePI3.14159。3const修飾的常量：使用const關(guān)鍵字修飾的變量，例如constintMAX_SIZE=100;。數(shù)據(jù)類型簡(jiǎn)介整數(shù)類型用于存儲(chǔ)整數(shù)值，例如int、short、long、char。浮點(diǎn)類型用于存儲(chǔ)帶小數(shù)點(diǎn)的數(shù)值，例如float、double。字符類型用于存儲(chǔ)單個(gè)字符，例如char，用單引號(hào)括起來，例如'A'、'1'。表達(dá)式及其運(yùn)算符算術(shù)運(yùn)算符用于執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算，例如+、-、*、/、%。關(guān)系運(yùn)算符用于比較兩個(gè)值，例如==、!=、<、>、<=、>=。邏輯運(yùn)算符用于組合布爾表達(dá)式，例如&&、||、!。位運(yùn)算符用于對(duì)二進(jìn)制位進(jìn)行操作，例如&、|、^、~、<<、>>。前置和后置運(yùn)算符前置運(yùn)算符先進(jìn)行運(yùn)算，然后再使用操作數(shù)的值，例如++i，先將i的值加1，然后使用加1后的i值。后置運(yùn)算符先使用操作數(shù)的值，然后再進(jìn)行運(yùn)算，例如i++，先使用i的當(dāng)前值，然后再將i的值加1。算術(shù)運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)1括號(hào)優(yōu)先級(jí)最高，用于改變運(yùn)算順序。2單目運(yùn)算符例如+、-、!、~、++、--。3乘除模運(yùn)算符例如*、/、%。4加減運(yùn)算符例如+、-。類型轉(zhuǎn)換1隱式轉(zhuǎn)換編譯器自動(dòng)進(jìn)行的類型轉(zhuǎn)換，例如將int類型轉(zhuǎn)換為float類型。2顯式轉(zhuǎn)換使用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符，例如(int)3.14，將3.14轉(zhuǎn)換為整數(shù)類型。條件語(yǔ)句：if-else1條件判斷根據(jù)條件表達(dá)式的真假，執(zhí)行不同的代碼塊。2if語(yǔ)句如果條件表達(dá)式為真，則執(zhí)行if語(yǔ)句塊內(nèi)的代碼。3else語(yǔ)句如果if語(yǔ)句條件表達(dá)式為假，則執(zhí)行else語(yǔ)句塊內(nèi)的代碼。多重條件語(yǔ)句：switch循環(huán)語(yǔ)句：for初始化循環(huán)變量的初始值。1條件判斷判斷循環(huán)是否繼續(xù)執(zhí)行的條件。2迭代循環(huán)變量的更新方式。3循環(huán)語(yǔ)句：while條件判斷只要條件表達(dá)式為真，就執(zhí)行循環(huán)體內(nèi)的代碼。循環(huán)語(yǔ)句：do-while1do-while循環(huán)首先執(zhí)行循環(huán)體內(nèi)的代碼，然后判斷條件表達(dá)式是否為真。如果為真，則繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體；否則退出循環(huán)。循環(huán)控制語(yǔ)句break用于立即退出當(dāng)前循環(huán)。continue用于結(jié)束當(dāng)前循環(huán)的本次迭代，并進(jìn)入下一次迭代。函數(shù)的定義與調(diào)用定義使用函數(shù)關(guān)鍵字定義函數(shù)，指定函數(shù)名、參數(shù)列表和返回值類型，例如intadd(inta,intb);。調(diào)用使用函數(shù)名和實(shí)際參數(shù)調(diào)用函數(shù)，例如intsum=add(10,20);。函數(shù)參數(shù)的類型值傳遞將實(shí)參的值復(fù)制到形參，函數(shù)內(nèi)部對(duì)形參的修改不會(huì)影響實(shí)參。地址傳遞將實(shí)參的地址傳遞給形參，函數(shù)內(nèi)部可以通過指針修改實(shí)參的值。函數(shù)返回值返回值函數(shù)可以使用return語(yǔ)句返回一個(gè)值，返回值的類型必須與函數(shù)定義的返回值類型一致。void類型如果函數(shù)不返回值，則可以使用void關(guān)鍵字指定返回值類型，例如voidprint(inta);。遞歸函數(shù)1遞歸函數(shù)是指在函數(shù)體內(nèi)調(diào)用自身的一種函數(shù)。遞歸函數(shù)通常用于解決具有遞歸結(jié)構(gòu)的問題，例如階乘、斐波那契數(shù)列等。數(shù)組簡(jiǎn)介定義數(shù)組是一種用于存儲(chǔ)相同類型數(shù)據(jù)的連續(xù)內(nèi)存空間。例如intnumbers[5];定義一個(gè)名為numbers的整數(shù)數(shù)組，可以存儲(chǔ)5個(gè)整數(shù)。一維數(shù)組聲明與訪問聲明使用數(shù)據(jù)類型、數(shù)組名和元素個(gè)數(shù)聲明一維數(shù)組，例如intnumbers[5];。1訪問使用數(shù)組名和下標(biāo)訪問數(shù)組元素，例如numbers[0]表示訪問數(shù)組的第一個(gè)元素，下標(biāo)從0開始。2二維數(shù)組聲明與訪問1二維數(shù)組的聲明類似于一維數(shù)組，但需要指定行數(shù)和列數(shù)，例如intmatrix[3][4];。2訪問二維數(shù)組元素需要使用兩個(gè)下標(biāo)，例如matrix[1][2]表示訪問第二行第三列的元素。字符數(shù)組與字符串定義字符數(shù)組用于存儲(chǔ)字符串，字符串以空字符'\0'結(jié)尾，例如charstr[]="hello";。字符串常量使用雙引號(hào)括起來的字符序列，例如"hello"，字符串常量自動(dòng)包含一個(gè)結(jié)束符'\0'。字符串操作函數(shù)strlen計(jì)算字符串長(zhǎng)度，不包括結(jié)束符'\0'。strcpy將一個(gè)字符串復(fù)制到另一個(gè)字符串。strcat將一個(gè)字符串連接到另一個(gè)字符串的末尾。strcmp比較兩個(gè)字符串，返回兩個(gè)字符串的大小關(guān)系。指針的概念與聲明定義指針是一種數(shù)據(jù)類型，用于存儲(chǔ)變量的內(nèi)存地址。例如int*ptr;聲明一個(gè)名為ptr的指針變量，它可以存儲(chǔ)指向int類型變量的地址。指針與數(shù)組指針與函數(shù)參數(shù)1傳遞地址將變量的地址作為參數(shù)傳遞給函數(shù)，函數(shù)可以通過指針修改實(shí)參的值。2返回地址函數(shù)可以返回指向變量的地址，從而使調(diào)用函數(shù)能夠修改變量的值。動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配malloc從堆中分配內(nèi)存空間，并返回指向分配內(nèi)存空間的指針。calloc分配一塊內(nèi)存空間，并將其初始化為0。realloc改變已分配內(nèi)存空間的大小。free釋放已分配的內(nèi)存空間。結(jié)構(gòu)體的定義與使用1結(jié)構(gòu)體是一種自定義數(shù)據(jù)類型，用于將不同類型的數(shù)據(jù)組合在一起。例如structstudent{intid;charname[20];};定義一個(gè)名為student的結(jié)構(gòu)體，包含id和name兩個(gè)成員變量。2使用結(jié)構(gòu)體變量時(shí)，需要使用點(diǎn)運(yùn)算符(.)訪問結(jié)構(gòu)體成員變量，例如student.id=10;。枚舉類型定義枚舉類型定義了一組有名字的整型常量。例如enumcolor{RED,GREEN,BLUE};定義一個(gè)名為color的枚舉類型，包含RED、GREEN和BLUE三個(gè)常量。文件操作：打開和關(guān)閉打開文件使用fopen函數(shù)打開文件，指定文件名和訪問模式，例如FILE*fp=fopen("data.txt","r");。關(guān)閉文件使用fclose函數(shù)關(guān)閉文件，例如fclose(fp);。文件操作：讀寫讀使用fscanf函數(shù)從文件中讀取數(shù)據(jù)，例如fscanf(fp,"%d",&age);。寫使用fprintf函數(shù)向文件中寫入數(shù)據(jù)，例如fprintf(fp,"age=%d\n",age);。命令行參數(shù)傳遞參數(shù)在運(yùn)行程序時(shí)，可以從命令行傳遞參數(shù)給程序，例如./myprogramarg1arg2。1接收參數(shù)程序可以使用argc和argv這兩個(gè)參數(shù)來接收命令行參數(shù)，argc表示參數(shù)的個(gè)數(shù)，argv是一個(gè)指向字符串?dāng)?shù)組的指針，每個(gè)字符串表示一個(gè)參數(shù)。2預(yù)處理指令1#include指令用于將頭文件包含到源代碼中。2#define指令用于定義宏，可以是常量或函數(shù)。3#ifdef、#ifndef、#endif指令用于條件編譯，根據(jù)條件選擇是否編譯某些代碼。頭文件的作用函數(shù)聲明頭文件包含庫(kù)函數(shù)的聲明，例如stdio.h包含標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出函數(shù)的聲明。數(shù)據(jù)類型定義頭文件可能包含自定義數(shù)據(jù)類型的定義，例如結(jié)構(gòu)體、枚舉等。宏定義頭文件可能包含宏定義，用于簡(jiǎn)化代碼或提高可讀性。條件編譯指令#ifdef如果定義了指定的宏，則編譯if塊內(nèi)的代碼。#ifndef如果未定義指定的宏，則編譯if塊內(nèi)的代碼。#else如果#ifdef或#ifndef條件不滿足，則編譯else塊內(nèi)的代碼。#endif條件編譯塊的結(jié)束標(biāo)記。變量的作用域與生存期作用域變量的作用域是指變量在程序中的有效范圍，例如局部變量只在定義它的函數(shù)體內(nèi)有效，全局變量在整個(gè)程序文件中有效。鏈接與庫(kù)文件1鏈接鏈接器將多個(gè)目標(biāo)文件和庫(kù)文件鏈接在一起，生成可執(zhí)行文件。2庫(kù)文件庫(kù)文件是一組預(yù)編譯好的函數(shù)和數(shù)據(jù)，可以被多個(gè)程序使用，例如數(shù)學(xué)庫(kù)、字符串庫(kù)等。程序調(diào)試技巧