《浙大c語言chap》課件

課程簡介本課程旨在全面系統(tǒng)地介紹C語言的基本概念和編程技術。從基礎語法入手,循序漸進地講解數據類型、運算符、函數、控制流、數組等核心知識點,并結合實際編程實踐,培養(yǎng)學生的C語言編程能力。該課程適合初學者入門,也可為有一定基礎的學生進一步鞏固和提高。byhpzqamifhr@C語言概述C語言是一種通用的高級程序設計語言,于1972年由貝爾實驗室的丹尼斯·里奇和肯·湯普遜開發(fā)。它是一種結構化的語言,廣泛應用于系統(tǒng)軟件、應用軟件以及各種嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)。C語言簡單高效,已成為當今最流行的編程語言之一。1.1C語言的歷史和發(fā)展C語言由丹尼斯·里奇于1972年在貝爾實驗室開發(fā)。它起源于早期的BCPL和B語言,結合了高級語言和匯編語言的優(yōu)點。C語言被設計成一種通用、高效、靈活的編程語言,適用于從系統(tǒng)軟件到應用程序的各種開發(fā)需求。1972年C語言由丹尼斯·里奇在貝爾實驗室開發(fā)1978年C語言出版第一版《TheCProgrammingLanguage》1983年ANSIC標準正式確立1999年C99標準發(fā)布2011年C11標準發(fā)布1.2C語言的特點C語言是一種通用性強、效率高、可移植性好的編程語言。它簡潔而富有表現力,能夠貼近計算機硬件底層,為開發(fā)系統(tǒng)軟件和應用軟件提供良好的基礎。C語言的一些重要特點包括：結構化程序設計,便于代碼組織和維護支持高效的內存管理和指針操作,能夠直接訪問硬件資源語法簡潔,便于學習和掌握跨平臺性強,可移植性好豐富的標準庫和第三方庫,提供了廣泛的功能支持總之,C語言的這些特點使它成為了計算機軟件開發(fā)的首選語言之一,在各種領域廣泛應用。1.3C語言的應用領域C語言是一種廣泛應用的編程語言,涉及多個領域。它在系統(tǒng)軟件開發(fā)、嵌入式系統(tǒng)、圖形圖像處理、數據處理等方面有著廣泛的應用。C語言擅長底層編程,具有高效的性能和良好的移植性,是許多操作系統(tǒng)和硬件驅動程序的首選語言。80M應用程序C語言廣泛應用于各類應用軟件的開發(fā),如數據庫管理系統(tǒng)、游戲引擎、圖像處理軟件等,占據了軟件開發(fā)的大部分市場。60%系統(tǒng)軟件C語言是操作系統(tǒng)內核、編譯器、驅動程序等系統(tǒng)軟件的主要語言,支撐了計算機系統(tǒng)的運行。30%嵌入式系統(tǒng)C語言廣泛應用于各類嵌入式設備的軟件開發(fā),如工業(yè)控制系統(tǒng)、智能家居、汽車電子等領域。第二章C語言基礎在這一章中，我們將深入探討C語言的基礎知識。從C語言的結構、數據類型、變量和常量,到運算符的使用,學習C語言編程的基礎是非常重要的。2.1C語言的基本結構C語言作為一門通用程序設計語言,其基本結構由一系列的基本語句和控制結構組成。這些語句和結構共同構成了C語言程序的框架,為開發(fā)復雜應用程序奠定了基礎。了解C語言的基本結構有助于編寫出更加高效、可讀性強的代碼。2.2C語言的數據類型C語言中提供了豐富的數據類型,包括整型、浮點型、字符型等,能夠滿足各種編程需求。每種數據類型都有其特定的存儲空間和取值范圍,開發(fā)者需要根據實際情況選擇合適的數據類型,以確保程序的正確性和效率。整型浮點型字符型其他從上圖可以看出,整型和浮點型是C語言中使用最廣泛的數據類型,占比很大,而字符型和其他類型的使用頻率相對較低。開發(fā)者在編程時需要根據實際需求靈活選擇合適的數據類型。2.3C語言的變量和常量變量是C語言中存儲可以變化的數據的基本單元。變量需要先定義類型和名稱,才能被賦予值并用于程序運算。常量則是固定不變的數值,在程序中有助于提高可讀性。使用const關鍵字可以聲明常量,它們在編譯期就被確定,不能被修改。變量存儲可變數據的基本單元,需要先定義類型和名稱常量固定不變的數值,使用const關鍵字聲明,不能被修改2.4C語言的運算符C語言提供了豐富的運算符供程序員使用,包括算術運算符(+、-、*、/、%等)、關系運算符(>、<、>=、<=、==、!=等)、邏輯運算符(&&、||、!等)和位運算符(&、|、^、~、<<、>>等)。這些運算符可以組合使用,構建出復雜的表達式,實現程序中的各種計算和邏輯判斷功能。5510102020—常用運算符C語言中的運算符優(yōu)先級從高到低分別是:括號、自增/自減、一元運算符、算術運算符、關系運算符、邏輯運算符、賦值運算符。合理利用運算符優(yōu)先級可以幫助程序員編寫出更加簡潔、高效的代碼。C語言的程序流程控制了解C語言程序的三種基本流程控制結構:順序結構、選擇結構和循環(huán)結構。掌握它們的語法和應用場景,可以編寫出更加靈活和豐富多樣的C語言程序。3.1順序結構順序結構是最基本的程序流程結構,程序語句會按照代碼編寫的先后順序依次執(zhí)行。這種結構簡單明了,易于理解和編寫,是其他程序流程結構的基礎。在編寫C語言程序時,順序結構是最常用的一種程序流程結構。3.2選擇結構C語言中的選擇結構主要包括if-else語句和switch-case語句。if-else語句用于根據條件判斷執(zhí)行不同的代碼塊,switch-case語句更適合判斷變量的多個可能取值。選擇結構可以讓程序根據不同的情況做出靈活的決策,是程序流程控制的重要手段。為了提高代碼的可讀性和可維護性,在使用選擇結構時需要遵循一定的編碼規(guī)范,如保持條件判斷的簡潔性、合理安排case分支的順序等。3.3循環(huán)結構循環(huán)結構是C語言中非常重要的控制流程語句。它可以讓程序重復執(zhí)行一段代碼塊,直到滿足特定的條件為止。C語言中常見的循環(huán)結構有for、while和do-while三種,根據不同的需求可以選擇合適的循環(huán)方式。for循環(huán)適合在預先知道循環(huán)次數的情況下使用,而while和do-while循環(huán)更適合在不確定循環(huán)次數的情況下使用。在循環(huán)體內,可以利用各種條件判斷語句、break和continue語句來控制循環(huán)的流程。第四章C語言的數組數組是C語言中存儲和操作相同類型數據的基本結構。本章將詳細介紹一維和二維數組的定義、聲明和常見應用,為學習后續(xù)的數據結構和算法奠定基礎。一維數組一維數組是最簡單的數組形式。它由多個相同類型的元素組成,每個元素都有一個唯一的索引號。數組可以存儲任何基本數據類型,如整數、浮點數或字符。利用一維數組可以方便地存儲和處理大量相關的數據。一維數組在基本操作上效率較高,如賦值和訪問。但插入和刪除元素的效率較低,需要移動其他元素。選擇使用一維數組需要根據具體需求權衡。4.2二維數組二維數組是一種特殊的數組結構,它可以表示二維表格形式的數據。二維數組由行和列組成,每個元素都有唯一的行列坐標來標識。二維數組可以用來表示矩陣、圖像、棋盤等類型的數據。聲明二維數組時需要指定行數和列數,如intarr[3][4]表示一個3行4列的二維數組。數組元素可以通過下標arr[i][j]來訪問,其中i表示行號,j表示列號。4.3數組的應用數組是C語言中非常常用的數據結構,在各種應用領域都有廣泛使用。從上圖可以看出,數組在數據處理、信號處理等領域的應用度最高,達到90%左右,也廣泛應用于圖像處理和數值計算等領域。因此,掌握數組的使用是非常重要的。接下來我們將通過一些具體的應用案例,詳細探討數組在實際編程中的運用。第五章C語言的函數在C語言編程中,函數是代碼的基本組成單元。通過定義和調用函數,可以編寫出結構化、可復用的程序。本章將詳細介紹C語言函數的定義和使用方法,以及函數參數傳遞和遞歸調用等重要概念。5.1函數的定義和調用在C語言中,函數是一組完成特定任務的代碼塊。函數的定義包括函數名、返回類型和參數列表。函數調用時需要提供正確的參數,系統(tǒng)會執(zhí)行函數體內的語句,并在適當的時候返回結果。函數可以提高代碼的可重用性和可讀性,是構建大型程序的重要基礎。5.2函數的參數傳遞函數參數傳遞是C語言編程中非常重要的概念。C語言支持兩種主要的參數傳遞方式：值傳遞和引用傳遞。在值傳遞中，將實參的值復制給形參，在函數內部對形參的修改不會影響實參。而在引用傳遞中，將實參的地址傳遞給形參,在函數內部對形參的修改會直接影響到實參。掌握這兩種傳遞方式對于理解函數的工作原理和正確使用函數非常關鍵。1形1實2值2址—參數傳遞方式5.3函數的遞歸遞歸是一種非常強大的編程技術,它允許函數在執(zhí)行過程中調用自己。這種自我調用的機制可以用來解決許多復雜的問題,如階乘計算、斐波那契數列生成、TowerofHanoi問題等。遞歸函數由一個或多個基本條件和一個或多個遞歸條件組成,通過不斷的自我調用直到滿足基本條件,從而得到最終結果。掌握遞歸編程是C語言學習的一個重要部分,可以培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和解決復雜問題的能力。3遞歸層次遞歸函數的執(zhí)行將產生多個函數調用層次,形成一個調用棧。函數調用的層次數即為遞歸的深度。10遞歸案例用遞歸方法計算階乘、生成斐波那契數列、解決漢諾塔問題等是學習遞歸編程的典型實踐。2優(yōu)缺點遞歸代碼可讀性強,便于理解和實現,但也存在效率低下和棧溢出的風險。第六章C語言的指針在C語言中,指針是一個重要的概念。通過掌握指針的基本原理和應用,可以更好地理解內存管理和數據結構。本章將系統(tǒng)地介紹指針的概念和使用方法。6.1指針的概念和聲明指針是程序員必須掌握的一個重要概念。指針是一種特殊的變量，用于存儲內存地址。通過指針可以訪問和操作內存中的數據。聲明指針時需要使用星號（*）來指示這是一個指針變量。例如，聲明一個整型指針變量可以寫成int*p。這樣p就成為一個指向整型數據的指針。指針本身也占用內存空間，其大小取決于機器硬件架構。6.2指針的運算指針的基本運算包括指針自增、自減、加法與減法。通過運算可以訪問指針指向的內存地址。指針加減法時，增減量取決于指針所指向變量的數據類型大小。運算符說明++、--指針自增、自減，分別使指針指向下一個或上一個內存單元+、-指針加法、減法，跳躍到指針所指向變量的下一個或上一個內存單元[]通過下標訪問指針指向的數據了解指針的運算非常重要，它為訪問和操作內存提供了基礎。合理使用指針可以提高程序的性能和靈活性。指針在數組中的應用在C語言中,指針可以與數組一起使用,實現對數組元素的高效訪問和操作。通過使用指針,可以直接訪問數組元素的內存地址,避免了繁瑣的下標引用。此外,指針還可用于對數組進行遍歷、排序、搜索等常見操作。通過將指針變量指向數組的首地址,并利用指針遞增的方式遍歷數組,可以實現對數組元素的高效訪問。同時,指針也可用于對數組進行動態(tài)內存分配,提高程序的靈活性。6.4指針在函數中的應用指針可以在函數中發(fā)揮重要作用。將指針作為函數參數可以讓函數直接操作參數的內存地址,而不是復制一份數據。這在涉及大型數據結構或需要修改參數的情況下非常有用。指針也可以作為函數的返回值,讓函數返回動態(tài)分配的內存地址。使用指針作為參數讓函數直接操作參數的內存,而不是復制數據使用指針作為返回值函數可以返回動態(tài)分配的內存地址第六章C語言的指針本章將深入探討C語言中指針的概念和應用,包括指針的聲明和運算,以及指針在數組和函數中的重要作用。通過學習本章內容,學生將掌握指針的基本用法,并能夠運用指針解決實際編程問題。7.1結構體的定義和使用結構體是C語言中一個重要的復合數據類型。它可以將多個不同類型的數據元素組合在一起,形成一個新的數據類型。結構體的定義使用struct關鍵字,每個元素稱為結構體成員。使用結構體時,需要先定義結構體類型,然后聲明結構體變量。可以通過結構體變量訪問和操作各個成員。結構體的靈活性和可擴展性使其在許多應用場景中得到廣泛應用,如存儲學生信息、記錄公司員工數據等。通過結構體,可以更好地組織和管理復雜的數據。7.2結構體數組結構體數組是由同種類型結構體元素組成的數組。它的聲明形式為"struct結構體名數組名[數組長度];"。結構體數組可以用于存儲多個相同類型的結構體數據,方便管理和處理。可以