计算机基础
1.什么是计算机
计算机：Computer 或者PC (Personal Computer)，简单说计算机就是一个信息处理工具。
2.冯诺依曼体系结构
3.什么是程序
广义上讲，为了实现一个特定的目标而预先设计的一组可操作的工作步骤，称之为一个程序。
程序就是系统可以识别的一组有序的指令。存储在磁盘上，被加载到内存中执行。
4.存储器的分类
程序是运行在内存里面，所以我们必须要了解一下存储器的分类。
5.程序语言发展历史
- 机器语言
直接使用机器指令(0，1序列)来设计程序，可以被计算机系统直接识别。和自然语言完全不同，难于记忆和理解，工作量大，效率低，无法移植。 00011000 00110001 00011001
- 汇编语言
汇编语言指令是机器指令的符号化，与机器指令存在着直接的对应关系，所以汇编语言同样存在着难学难用、容易出错、维护困难等缺点。但是汇编语言也有自己的优点：可直接访问系统接口，汇编程序翻译成的机器语言程序的效率高。从软件工程角度来看，只有在高级语言不能满足设计要求，或不具备支持某种特定功能的技术性能（如特殊的输入输出）时，汇编语言才被使用。
- 高级语言
高级语言是面向用户的、基本上独立于计算机种类和结构的语言。其最大的优点是：形式上接近于算术语言和自然语言，概念上接近于人们通常使用的概念。高级语言的一个命令可以代替几条、几十条甚至几百条汇编语言的指令。因此，高级语言易学易用，通用性强，应用广泛。高级语言种类繁多，可以从应用特点和对客观系统的描述两个方面对其进一步分类。
6.C程序执行步骤
7.数制转换
计算机保存的所有数据最终都是以二进制进行存储并进行运算。能够进行算术运算得到明确数值概念的信息成为计算机数值数据，其余的信息成为非数值数据。
- 二进制
基数为2的进位制叫二进制，二进制只有0、1两种数码，计数逢2进位。
- 十六进制
基数为16的进位制叫十六进制，十六进制有0、1、2…9、a、b、c、d、e、f 共16种数码，计数逢16进位。
C语言简介
1.C语言的发展历史和版本
C语言诞生于20世纪70年代，1972 年，为了移植与开发 UNIX 操作系统，丹尼斯·里奇在贝尔电话实验室设计开发了 C 语言，因此它比大多数程序员的年龄都要大。
经过几十年的发展，C语言演变出以下版本：
2.为什么要学习C语言
C语言属于高级语言，具有可移植性，面向过程的，贴近底层、运行速度快，采取结构化程序设计体例，自顶向下、逐步求精。C语言应用领域很广泛如：系统软件、应用软件、数字计算、嵌入式设备开发、游戏软件开发、服务器端开发等等。
学好C语言有以下原因：
- 很多流行的语言、新生的语言借鉴了C语言的思想和语法。例如C++、JAVA、C#。学好C是学习这些流行语言的基础。
- C语言历史悠久，战功卓著。它诞生于20世纪70年代初，成熟于80年代。很多重量级软件都是用C语言编写的。
- C语言上天入地，无所不能。几乎没有不能用C语言实现的软件，没有不支持C语言的系统。
- C语言适合编写系统软件和工具软件。C语言运行效率高，可以用来编写运行效率要求高的系统，如设备驱动程序，嵌入式系统（Embedded systems），高性能、实时系统（Real-time systems）。
- C语言能力强大，既可以进行应用程序的开发，又可以像低级语言一样开发操作系统，操控硬件。
3.第一个C程序HelloWorld
#include <stdio.h>
int main(){
printf("%s","HelloWorld!");
system("pause");
return 0;
}
4.主方法的标准写法
C语言的主方法究竟应该怎么写？
我们通过早些年的教材和其它教程能得到以下几种写法：
//这种写法十分罕见
main()
//这种写法是 Visual C++ 6.0 only，你放到任何一个现代点的编译器/开发环境中都是无法通过编译的。
void main()
//在 C++ 里，参数留空就代表它的参数为 void，而 C 中，你必须显式声明参数为 void。
int main()
根据C89/C99/C11标准文档，里面明确说明了主方法的两种写法：
int main(void) { /* .C语言Plus. */ }
//第一个入参为命令行参数个数，第二个入参为命令行参数数组。通常用于实现需要从命令行获取参数的功能。
int main(int argc, char *argv[]) { /* .C语言Plus. */ }
也就是说，其他的写法都是不符合标准的，有的是历史遗留问题，有的是编译器扩展，更有的不知从何而来。当然对于带参数的写法，其参数名可自定义。另外对于除标准提供的以外的写法，不同的编译器有不同的处理策略，有的可能编译不过，有的可能报警告，但一个“正经”的编译器是不会对标准提供的形式产生质疑的。
为了代码的通用可移植性，建议采用标准提供的形式，还是推荐使用标准文档中规定的这两种写法。如果一个函数确定无需传入任何参数，那么用void限定是一个不错的选择。
理解主方法参数含义
Ｃ语言规定main函数的参数只能有两个，习惯上这两个参数写为argc和argv。
- 第一个形参：argc(arguments count参数数)必须是整型变量。
- 第二个形参：argv(arguments value/vector参数值)必须是指向字符串的指针数组。
注意：第一个参数argc表示向main函数传递的参数的个数，但是它实际上要比你在命令行里输入的数据多一个，因为第一个参数表示该程序的执行路径，也就是说，如果你向命令行输入3个数，则argc实际上等于4；
#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
printf("参数个数是：%d\n",argc);
int i=0;
for(;i<argc;i++){
printf("%s\n",argv[i]);
}
return 0;
}
运行时输入以下三个参数，apple,banana,watermelon
运行结果：
[root@iZ2zeiup5u9w1bs375rvaxZ c_course]# ./test2.out apple banana watermelon
参数个数是：4
./test2.out
apple
banana
watermelon
变量
变量其实只不过是程序可操作的存储区的名称。C 中每个变量都有特定的类型，类型决定了变量存储的大小和布局，该范围内的值都可以存储在内存中，运算符可应用于变量上。
变量的名称可以由字母、数字和下划线字符组成。它必须以字母或下划线开头。大写字母和小写字母是不同的，因为 C 是大小写敏感的。有以下几种基本的变量类型：
| 类型 | 描述 |
|---|---|
| char | 通常是一个字节（八位）, 这是一个整数类型。 |
| int | 整型，4 个字节，取值范围 -2147483648 到 2147483647。 |
| float | 单精度浮点值。单精度是这样的格式，1位符号，8位指数，23位小数。 |
| double | 双精度浮点值。双精度是1位符号，11位指数，52位小数。 |
| void | 表示类型的缺失。 |
// 功能:定义变量
// 时间:2024-1-15
// 作者:gao
//入口函数
int main(void)
{
int x = 10; // 整型变量 x 初始化为 10
float pi = 3.14; // 浮点型变量 pi 初始化为 3.14
char ch = 'A'; // 字符型变量 ch 初始化为字符 'A'
int d = 3, f = 5; // 定义并初始化 d 和 f
return 0;
}
基本输入输出
1.输出函数
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int i = 50;
float f = 3.1415926;
double f1 = 3.1415926;
char ch = 'A';
printf("hello\n");
//---->hello字符串会原样输出 \n表示换行
printf("i=%d\n", i); //--->i=50
printf("f1=%f\n", f);
//---->f1=23.500000 (小数点默认6位)
printf("ch=%c\n", ch); //--->ch=A2.输入函数
printf("i=%d,f1=%f,ch=%c\n", i, f, ch);
// printf("字符串+格式化符号",变量名列表);
printf("f1=%.2f\n", f1);
// m 表示控制宽度
// n 表示控制精度
// 默认的是右对齐,-表示左对齐
// printf("%-5d", f);
// m 表示宽度
printf("f1=%-10.2f\n", f1);
return 0;
}
2.输入函数
//可变参数,参数至少有一个，第一个必须为字符串可以有多个
//具体有几个参数，由第一个参数中的格式化符号(占位符)来决定
%d ---->有符号的整数
%f ---->单精度的浮点数
%c ---->字符
printf("hello\n"); ---->hello字符串会原样输出 \n表示换行
printf("i=%d\n",i) --->i=50
printf("f1=%f\n",f) ---->f1=23.500000 (小数点默认6位)
printf("ch=%c\n",ch) --->ch=A2.输入函数
printf("i=%d,f1=%f,ch=%c\n",i,f1,ch);
printf("字符串+格式化符号",变量名列表);
printf("%-m.nf",f1);
m 表示控制宽度
n 表示控制精度
默认的是右对齐,-表示左对齐
printf("%-md",r);
m 表示宽度
#include <stdio.h> //以#开头的语句称为叫预处理语句
int main(void)
{
//1.定义变量
//数据类型 变量名;
//定义一个整形变量,变量中的值是随机值, int,float 初始化为0 ,char 初始化'\0'
//定义一个字符变量
char ch='\0';
printf("请输入字符\n");
scanf("%c",&ch);
//scanf("请输入字符%c",&ch);
printf("ch=%c\n",ch);
int i=0;
printf("请输入一个整数\n");
scanf("%d",&i);
printf("i=%d\n",i);
//定义一个浮点型变量
float ft=0;
printf("请输入一个浮点数\n");
scanf("%f",&ft);
printf("ft=%f\n",ft);
printf("i=%d,ft=%f,ch=%c\n",i,ft,ch);
return 0;
}
运算符
运算符是一种告诉编译器执行特定的数学或逻辑操作的符号，C 语言内置了丰富的运算符
1.算术运算符
下表显示了 C 语言支持的所有算术运算符。假设变量 A 的值为 10，变量 B 的值为 20，则：
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| + | 把两个操作数相加 | A + B 将得到 30 |
| - | 从第一个操作数中减去第二个操作数 | A - B 将得到 -10 |
| * | 把两个操作数相乘 | A * B 将得到 200 |
| / | 分子除以分母 | B / A 将得到 2 |
| % | 取模运算符，整除后的余数 | B % A 将得到 0 |
| ++ | 自增运算符，整数值增加 1 | A++ 将得到 11 |
| -- | 自减运算符，整数值减少 1 | A-- 将得到 9 |
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 21;
int b = 10;
int c ;
c = a + b;
printf("Line 1 - c 的值是 %d\n", c );
c = a - b;
printf("Line 2 - c 的值是 %d\n", c );
c = a * b;
printf("Line 3 - c 的值是 %d\n", c );
c = a / b;
printf("Line 4 - c 的值是 %d\n", c );
c = a % b;
printf("Line 5 - c 的值是 %d\n", c );
c = a++; // 赋值后再加 1 ，c 为 21，a 为 22
printf("Line 6 - c 的值是 %d\n", c );
c = a--; // 赋值后再减 1 ，c 为 22 ，a 为 21
printf("Line 7 - c 的值是 %d\n", c );
}
2.关系运算符
下表显示了 C 语言支持的所有关系运算符。假设变量 A 的值为 10，变量 B 的值为 20，则：
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| == | 检查两个操作数的值是否相等，如果相等则条件为真。 | (A == B) 为假。 |
| != | 检查两个操作数的值是否相等，如果不相等则条件为真。 | (A != B) 为真。 |
| > | 检查左操作数的值是否大于右操作数的值，如果是则条件为真。 | (A > B) 为假。 |
| < | 检查左操作数的值是否小于右操作数的值，如果是则条件为真。 | (A < B) 为真。 |
| >= | 检查左操作数的值是否大于或等于右操作数的值，如果是则条件为真。 | (A >= B) 为假。 |
| <= | 检查左操作数的值是否小于或等于右操作数的值，如果是则条件为真。 | (A <= B) 为真。 |
3.逻辑运算符
下表显示了 C 语言支持的所有关系逻辑运算符。假设变量 A 的值为 1，变量 B 的值为 0，则：
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| && | 称为逻辑与运算符。如果两个操作数都非零，则条件为真。 | (A && B) 为假。 |
| || | 称为逻辑或运算符。如果两个操作数中有任意一个非零，则条件为真。 | (A || B) 为真。 |
| ! | 称为逻辑非运算符。用来逆转操作数的逻辑状态。如果条件为真则逻辑非运算符将使其为假。 |
4.位运算符
位运算符作用于位，并逐位执行操作。&、 | 和 ^ 的真值表如下所示：
| p | q | p & q | p | q | p ^ q |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
#include <stdio.h>
int main()
{
unsigned int a = 60; /* 60 = 0011 1100 */
unsigned int b = 13; /* 13 = 0000 1101 */
int c = 0;
c = a & b; /* 12 = 0000 1100 */
printf("Line 1 - c 的值是 %d\n", c );
c = a | b; /* 61 = 0011 1101 */
printf("Line 2 - c 的值是 %d\n", c );
c = a ^ b; /* 49 = 0011 0001 */
printf("Line 3 - c 的值是 %d\n", c );
c = ~a; /*-61 = 1100 0011 */
printf("Line 4 - c 的值是 %d\n", c );
c = a << 2; /* 240 = 1111 0000 */
printf("Line 5 - c 的值是 %d\n", c );
c = a >> 2; /* 15 = 0000 1111 */
printf("Line 6 - c 的值是 %d\n", c );
}
5.赋值运算符
下表列出了 C 语言支持的赋值运算符：
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| = | 简单的赋值运算符，把右边操作数的值赋给左边操作数 | C = A + B 将把 A + B 的值赋给 C |
| += | 加且赋值运算符，把右边操作数加上左边操作数的结果赋值给左边操作数 | C += A 相当于 C = C + A |
| -= | 减且赋值运算符，把左边操作数减去右边操作数的结果赋值给左边操作数 | C -= A 相当于 C = C - A |
| *= | 乘且赋值运算符，把右边操作数乘以左边操作数的结果赋值给左边操作数 | C *= A 相当于 C = C * A |
| /= | 除且赋值运算符，把左边操作数除以右边操作数的结果赋值给左边操作数 | C /= A 相当于 C = C / A |
| %= | 求模且赋值运算符，求两个操作数的模赋值给左边操作数 | C %= A 相当于 C = C % A |
| <<= | 左移且赋值运算符 | C <<= 2 等同于 C = C << 2 |
| >>= | 右移且赋值运算符 | C >>= 2 等同于 C = C >> 2 |
| &= | 按位与且赋值运算符 | C &= 2 等同于 C = C & 2 |
| ^= | 按位异或且赋值运算符 | C ^= 2 等同于 C = C ^ 2 |
| |= | 按位或且赋值运算符 | C |= 2 等同于 C = C | 2 |
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 21;
int c ;
c = a;
printf("Line 1 - = 运算符实例，c 的值 = %d\n", c );
c += a;
printf("Line 2 - += 运算符实例，c 的值 = %d\n", c );
c -= a;
printf("Line 3 - -= 运算符实例，c 的值 = %d\n", c );
c *= a;
printf("Line 4 - *= 运算符实例，c 的值 = %d\n", c );
c /= a;
printf("Line 5 - /= 运算符实例，c 的值 = %d\n", c );
c = 200;
c %= a;
printf("Line 6 - %%= 运算符实例，c 的值 = %d\n", c );
c <<= 2;
printf("Line 7 - <<= 运算符实例，c 的值 = %d\n", c );
c >>= 2;
printf("Line 8 - >>= 运算符实例，c 的值 = %d\n", c );
c &= 2;
printf("Line 9 - &= 运算符实例，c 的值 = %d\n", c );
c ^= 2;
printf("Line 10 - ^= 运算符实例，c 的值 = %d\n", c );
c |= 2;
printf("Line 11 - |= 运算符实例，c 的值 = %d\n", c );
}
6.杂项运算符 ↦ sizeof & 三元
下表列出了 C 语言支持的其他一些重要的运算符，包括 sizeof 和 ? :。
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| sizeof() | 返回变量的大小。 | sizeof(a) 将返回 4，其中 a 是整数。 |
| & | 返回变量的地址。 | &a; 将给出变量的实际地址。 |
| * | 指向一个变量。 | *a; 将指向一个变量。 |
| ? : | 条件表达式 | 如果条件为真 ? 则值为 X : 否则值为 Y |
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 4;
short b;
double c;
int* ptr;
/* sizeof 运算符实例 */
printf("Line 1 - 变量 a 的大小 = %lu\n", sizeof(a) );
printf("Line 2 - 变量 b 的大小 = %lu\n", sizeof(b) );
printf("Line 3 - 变量 c 的大小 = %lu\n", sizeof(c) );
/* & 和 * 运算符实例 */
ptr = &a; /* 'ptr' 现在包含 'a' 的地址 */
printf("a 的值是 %d\n", a);
printf("*ptr 是 %d\n", *ptr);
/* 三元运算符实例 */
a = 10;
b = (a == 1) ? 20: 30;
printf( "b 的值是 %d\n", b );
b = (a == 10) ? 20: 30;
printf( "b 的值是 %d\n", b );
}