《用C語言編寫程序》課件

用C語言編寫程序C語言是一種結(jié)構(gòu)化編程語言，是許多其他編程語言的基礎(chǔ)。它在系統(tǒng)編程、嵌入式開發(fā)和游戲開發(fā)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。課程介紹學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握C語言基礎(chǔ)語法，并能夠獨(dú)立編寫簡單的C語言程序。課程內(nèi)容涵蓋C語言基礎(chǔ)知識，從數(shù)據(jù)類型、變量、運(yùn)算符到流程控制、數(shù)組、函數(shù)等。實(shí)踐練習(xí)通過豐富的代碼示例和練習(xí)，幫助學(xué)生鞏固理論知識，提高編程實(shí)踐能力。C語言背景介紹C語言誕生于1972年，由貝爾實(shí)驗(yàn)室的丹尼斯·里奇和肯·湯普森設(shè)計，最初用于開發(fā)UNIX操作系統(tǒng)。C語言是一種結(jié)構(gòu)化、過程式編程語言，它允許程序員直接訪問計算機(jī)硬件，并且具有高效的執(zhí)行效率。C語言廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)軟件、嵌入式系統(tǒng)、游戲開發(fā)等領(lǐng)域，被譽(yù)為“編程語言之母”。C語言特點(diǎn)接近硬件C語言可以直接操作內(nèi)存地址，因此可以高效地控制硬件資源，適合開發(fā)底層軟件和嵌入式系統(tǒng)。靈活高效C語言語法簡潔靈活，代碼執(zhí)行效率高，適用于性能要求苛刻的應(yīng)用程序。廣泛應(yīng)用C語言廣泛應(yīng)用于操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)軟件等領(lǐng)域，是許多編程語言的基礎(chǔ)?；菊Z法標(biāo)識符標(biāo)識符是用來標(biāo)識變量、函數(shù)、數(shù)組等程序元素的名稱，由字母、數(shù)字和下劃線組成，第一個字符必須是字母或下劃線，區(qū)分大小寫。關(guān)鍵字關(guān)鍵字是C語言預(yù)定義的具有特殊含義的單詞，不能用作標(biāo)識符，例如，int、float、char、if、else、for等。注釋注釋是程序員在代碼中添加的說明性文字，編譯器不會對其進(jìn)行處理，可分為單行注釋和多行注釋。數(shù)據(jù)類型基本數(shù)據(jù)類型整型（int）：用于存儲整數(shù)，例如10、-5、0浮點(diǎn)型（float）：用于存儲小數(shù)，例如3.14、-2.5字符型（char）：用于存儲單個字符，例如'A'、'b'、'#'派生數(shù)據(jù)類型數(shù)組（array）：用于存儲相同數(shù)據(jù)類型的一組數(shù)據(jù)，例如intnumbers[5]指針（pointer）：用于存儲內(nèi)存地址，例如int*ptr結(jié)構(gòu)體（struct）：用于存儲不同數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)集合，例如structstudent{intid;charname[20];};變量和常量11.變量變量是存儲數(shù)據(jù)的容器，可以存儲不同的數(shù)據(jù)類型，如整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、字符等。22.變量命名變量名必須以字母或下劃線開頭，后面可以接字母、數(shù)字或下劃線，區(qū)分大小寫。33.常量常量用于存儲程序運(yùn)行過程中不會改變的值，在程序編譯階段確定。44.常量類型常量包括字面常量、符號常量和枚舉常量，它們在程序中具有不同的用途。輸入輸出語句1printf()格式化輸出2scanf()格式化輸入3getchar()單個字符輸入4putchar()單個字符輸出C語言提供豐富的輸入輸出函數(shù)，方便與用戶進(jìn)行交互。printf()函數(shù)用于將數(shù)據(jù)輸出到屏幕，scanf()函數(shù)用于從鍵盤獲取輸入。getchar()和putchar()分別用于單個字符的輸入和輸出。運(yùn)算符和表達(dá)式算術(shù)運(yùn)算符包括加、減、乘、除、取模等運(yùn)算符。用于進(jìn)行數(shù)值計算。關(guān)系運(yùn)算符用于比較兩個操作數(shù)之間的關(guān)系，例如大于、小于、等于等。邏輯運(yùn)算符用于組合多個邏輯表達(dá)式，例如與、或、非等。賦值運(yùn)算符用于將一個值賦給一個變量。程序流程控制1順序結(jié)構(gòu)程序按照代碼的順序逐行執(zhí)行，不進(jìn)行判斷或跳轉(zhuǎn)。2分支結(jié)構(gòu)根據(jù)條件判斷結(jié)果，選擇不同的執(zhí)行路徑，例如if-else和switch-case語句。3循環(huán)結(jié)構(gòu)重復(fù)執(zhí)行一段代碼，直到滿足特定條件，例如while、for和do-while語句。分支結(jié)構(gòu)：if-else語句1條件判斷if-else語句用于根據(jù)條件判斷執(zhí)行不同的代碼塊。2代碼塊if語句后的代碼塊僅在條件滿足時執(zhí)行，else語句后的代碼塊僅在條件不滿足時執(zhí)行。3邏輯判斷條件判斷通常使用關(guān)系運(yùn)算符和邏輯運(yùn)算符來構(gòu)建邏輯表達(dá)式。if-else語句能夠讓程序根據(jù)不同的情況執(zhí)行不同的代碼，實(shí)現(xiàn)更靈活的控制流程。分支結(jié)構(gòu)：switch-case語句1switch語句switch語句提供了一種有效的方式來根據(jù)一個表達(dá)式的值選擇執(zhí)行不同的代碼塊。2case標(biāo)簽case標(biāo)簽對應(yīng)著switch表達(dá)式可能取值的具體值，當(dāng)switch表達(dá)式的值與case標(biāo)簽匹配時，對應(yīng)的代碼塊將被執(zhí)行。3default標(biāo)簽default標(biāo)簽用于處理switch表達(dá)式取值與所有case標(biāo)簽都不匹配的情況，可以為空，也可以包含需要執(zhí)行的代碼塊。循環(huán)結(jié)構(gòu)：while語句循環(huán)條件while語句使用一個條件表達(dá)式來控制循環(huán)的執(zhí)行次數(shù)。循環(huán)體循環(huán)體包含要重復(fù)執(zhí)行的代碼塊，直到條件表達(dá)式為假。循環(huán)控制循環(huán)體中的代碼可能包含更新循環(huán)條件的語句，以確保循環(huán)最終結(jié)束。循環(huán)結(jié)構(gòu)：for語句for循環(huán)語句是C語言中最常用的循環(huán)結(jié)構(gòu)之一，它在程序中重復(fù)執(zhí)行特定代碼塊。for循環(huán)由三個部分組成：初始化、條件判斷、循環(huán)體。1初始化定義循環(huán)變量，并賦予初始值。2條件判斷判斷循環(huán)變量是否滿足條件，滿足條件則執(zhí)行循環(huán)體，否則退出循環(huán)。3循環(huán)體循環(huán)體內(nèi)執(zhí)行的代碼塊。4增量更新循環(huán)變量的值。循環(huán)結(jié)構(gòu)：do-while語句1循環(huán)體執(zhí)行先執(zhí)行一次循環(huán)體代碼2條件判斷判斷循環(huán)條件是否成立3循環(huán)繼續(xù)如果條件成立，繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體4循環(huán)結(jié)束如果條件不成立，循環(huán)結(jié)束do-while語句是C語言中的循環(huán)結(jié)構(gòu)之一，它的特點(diǎn)是先執(zhí)行循環(huán)體，然后再判斷循環(huán)條件。如果條件成立，則繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體，直到條件不成立為止。與while循環(huán)不同，do-while語句至少會執(zhí)行一次循環(huán)體，因?yàn)闂l件判斷是在循環(huán)體執(zhí)行完后進(jìn)行的。數(shù)組存儲相同類型數(shù)據(jù)數(shù)組可以存儲相同數(shù)據(jù)類型的一組數(shù)據(jù)，例如存儲一組學(xué)生的姓名、成績或其他信息。下標(biāo)訪問數(shù)組元素通過下標(biāo)進(jìn)行訪問，下標(biāo)從0開始，表示數(shù)組中每個元素的索引。連續(xù)內(nèi)存空間數(shù)組元素在內(nèi)存中分配連續(xù)的存儲空間，方便快速訪問和操作。字符串字符串概述字符串是一系列字符的集合，用于存儲文本數(shù)據(jù)。字符串在C語言中使用字符數(shù)組來表示，用雙引號括起來。字符串特點(diǎn)字符串可以包含字母、數(shù)字、空格和其他特殊字符。C語言提供了一系列庫函數(shù)來操作字符串，例如strlen、strcpy、strcat等。函數(shù)代碼塊重用函數(shù)可以將一段代碼封裝成獨(dú)立的模塊，方便在多個地方重復(fù)使用，避免代碼冗余。提高可讀性函數(shù)可以將復(fù)雜的任務(wù)分解成更小的、易于理解的子任務(wù)，使程序結(jié)構(gòu)更清晰，更容易維護(hù)。參數(shù)傳遞函數(shù)可以通過參數(shù)傳遞數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)代碼的靈活性和可擴(kuò)展性，使程序更具通用性。返回值函數(shù)可以返回計算結(jié)果，方便調(diào)用者使用，實(shí)現(xiàn)代碼邏輯的完整性。函數(shù)參數(shù)傳遞方式值傳遞函數(shù)接收參數(shù)的副本，修改副本不影響原始變量值。地址傳遞函數(shù)接收參數(shù)的地址，修改參數(shù)會影響原始變量值。數(shù)組傳遞數(shù)組傳遞實(shí)際上是地址傳遞，函數(shù)操作的是數(shù)組元素的地址。遞歸函數(shù)1定義函數(shù)自身調(diào)用自身2結(jié)構(gòu)基線條件和遞歸步驟3應(yīng)用階乘、斐波那契數(shù)列遞歸函數(shù)的定義是函數(shù)自身調(diào)用自身。這種結(jié)構(gòu)通常包括兩個部分：基線條件和遞歸步驟。基線條件用于停止遞歸，而遞歸步驟則處理遞歸調(diào)用。遞歸函數(shù)在許多算法中都有應(yīng)用，例如計算階乘和斐波那契數(shù)列。指針基礎(chǔ)11.指針變量指針變量用于存儲內(nèi)存地址，可直接訪問和操作內(nèi)存空間。22.指針運(yùn)算指針運(yùn)算符包括取地址運(yùn)算符(&)和間接訪問運(yùn)算符(*)，支持指針加減運(yùn)算。33.指針類型指針類型與它指向的數(shù)據(jù)類型一致，保證指針操作的正確性。44.指針數(shù)組指針數(shù)組可以存儲多個指針，每個指針指向不同的內(nèi)存地址。指針與數(shù)組11.指針訪問數(shù)組元素指針可以指向數(shù)組的第一個元素，然后通過指針的偏移量來訪問數(shù)組的元素。22.指針遍歷數(shù)組可以利用指針和循環(huán)結(jié)構(gòu)來遍歷數(shù)組，進(jìn)行元素操作。33.指針與數(shù)組長度指針無法直接獲取數(shù)組的大小，需要使用sizeof運(yùn)算符來確定數(shù)組的大小。動態(tài)內(nèi)存分配1malloc()從堆上分配一塊內(nèi)存2calloc()分配一塊內(nèi)存并初始化為03realloc()調(diào)整已分配內(nèi)存的大小4free()釋放分配的內(nèi)存動態(tài)內(nèi)存分配是指在程序運(yùn)行時，根據(jù)需要從內(nèi)存堆中申請內(nèi)存空間，并根據(jù)需要釋放內(nèi)存空間。動態(tài)內(nèi)存分配允許程序在運(yùn)行時動態(tài)地分配內(nèi)存空間，而不是在編譯時靜態(tài)地分配內(nèi)存空間。結(jié)構(gòu)體自定義數(shù)據(jù)類型結(jié)構(gòu)體允許您創(chuàng)建自己的數(shù)據(jù)類型，將不同類型的數(shù)據(jù)組合在一起，并為其命名。組織相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體有助于將邏輯上相關(guān)的變量分組，使代碼更易于管理和理解。提高代碼效率結(jié)構(gòu)體可以有效地組織數(shù)據(jù)，例如存儲人員信息或?qū)W生成績。共用體內(nèi)存共享共用體允許不同數(shù)據(jù)類型共享同一內(nèi)存空間，節(jié)省內(nèi)存。數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換共用體可用于不同數(shù)據(jù)類型之間的轉(zhuǎn)換，方便靈活。訪問數(shù)據(jù)使用共用體時，只能訪問當(dāng)前分配給該共用體的成員，其他成員無法訪問。枚舉類型定義一組常量枚舉類型允許你定義一組命名常量，用以表示特定的值集合。例如，定義一周的七天。提高代碼可讀性和維護(hù)性使用枚舉類型可以使代碼更易于理解和維護(hù)，避免使用魔數(shù)（magicnumbers），提高代碼的可讀性。增強(qiáng)類型安全枚舉類型可以限制變量的值范圍，確保變量只能取枚舉類型中定義的常量值，提高代碼安全性。文件操作1打開文件使用fopen函數(shù)打開文件，指定文件路徑和模式，例如"r"表示讀取，"w"表示寫入。2讀寫操作使用fgetc、fscanf、fgets等函數(shù)從文件中讀取數(shù)據(jù)，使用fputc、fprintf、fputs等函數(shù)寫入數(shù)據(jù)。3關(guān)閉文件使用fclose函數(shù)關(guān)閉打開的文件，釋放資源，防止數(shù)據(jù)丟失。預(yù)處理命令編譯前處理預(yù)處理命令是C語言編譯器在編譯源代碼之前執(zhí)行的操作。主要用于簡化代碼，提高代碼可讀性和可移植性。常用預(yù)處理命令宏定義：#define文件包含：#include條件編譯：#ifdef、#ifndef、#else、#endif調(diào)試技巧代碼跟蹤使用調(diào)