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理解 C 语言:从基础到高级的全面介绍

18 人参与  2024年10月09日 15:20  分类 : 《资源分享》  评论

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前言特性指针结构体动态内存管理文件操作 习题书籍推荐本书内容

前言

C语言是一种通用的编程语言,广泛应用于系统编程、嵌入式系统以及各种高性能应用程序的开发。它的设计理念和语法结构为许多现代编程语言奠定了基础。本文将深入探讨
C 语言的基本概念、关键特性、进阶技术及其实际应用,以帮助读者全面掌握这一经典编程语言。

C 语言由 Dennis Ritchie 于 1972 年在贝尔实验室开发。它是从 B 语言和 BCPL 语言派生而来的,目的是为 Unix 操作系统提供一种高效、灵活的编程工具。C 语言的特点包括:

简洁性:C 语言的语法简洁且功能强大,这使得它能够提供高效的编程能力。结构化:C 语言支持结构化编程,鼓励程序员将代码组织成函数和模块。底层操作:C 语言允许直接操作内存和硬件,这使得它特别适合于系统级编程。高效性:编写的代码执行速度快,适合需要高性能的应用。

特性

指针

指针是 C 语言的强大功能之一,它允许程序员直接操作内存。指针变量存储另一个变量的内存地址。

示例:p 是指向 a 的指针,*p 表示 p 指向的内存地址中存储的值。
cint a = 10;int *p = &a;printf("Address of a: %p\n", (void *)p);printf("Value of a: %d\n", *p);

结构体

结构体是一种用户定义的数据类型,它可以组合不同类型的数据。结构体用于表示具有不同属性的数据对象。

示例:

定义了一个 Person 结构体,它包含姓名和年龄两个字段。

ctypedef struct {    char name[50];    int age;} Person;int main() {    Person p1 = {"Alice", 30};    printf("Name: %s, Age: %d\n", p1.name, p1.age);    return 0;}

动态内存管理

C 语言提供了 malloc、calloc、realloc 和 free 函数来动态分配和释放内存。

示例:
cint *arr = (int *)malloc(5 * sizeof(int));if (arr == NULL) {    printf("Memory allocation failed\n");    return 1;}for (int i = 0; i < 5; i++) {    arr[i] = i * 10;}for (int i = 0; i < 5; i++) {    printf("%d ", arr[i]);}printf("\n");free(arr);

在这段代码中,malloc 函数分配了一个整型数组的内存,free 函数用于释放这块内存。

文件操作

C 语言提供了标准库函数来进行文件操作,包括 fopen、fread、fwrite 和 fclose。

示例:
cFILE *file = fopen("example.txt", "w");if (file == NULL) {    printf("Failed to open file\n");    return 1;}fprintf(file, "Hello, File!\n");fclose(file);return 0;

fopen 函数以写模式打开文件,fprintf 函数将字符串写入文件,最后 fclose 关闭文件。

习题

?‍??‍?1.

问题:

读入全班30个学生的C语言成绩,求全班平均成绩,并统计高于平均分
的学生人数。

分析:

读入全班30个学生的成绩也就是要用一个for循环来输入学生的成绩。学生成绩可以是小数,所以用 float 类型。30个学生的成绩可以用一个float类型的数组来存储,求全班的平均成绩即把所有的人的成绩加在一起,除以学生的数量即可。要想统计高于平均分的学生个数,就要用一个循环来比较一下学生的成绩,同时设一个变量(计数器),只要该成绩大于平均成绩就让计数器进行加一操作。

代码如下:

#include <stdio.h>int main(){float score[30], aver, sum = 0;int i;int count = 0;  //计数器for ( i = 0; i < 30; i++){scanf("%f", &score[i]);sum += score[i];}aver = sum / 30;for (i = 0; i < 30; i++){if (score[i] > aver)count++;}printf("aver=%f\n", aver);printf("count=%d\n", count);return 0;}

?‍??‍? 2.

问题:

输入10个整数,按每行4个数输出这些整数,最后输出这批整数的最大值。

分析:

首先想到的就是,利用创建一个数组来存放这10个数,要求每行输出4
个数,即当数组下标%4时==0;打印一个换行就行。要想输出最大值,即用一个for循环,创建一个新变量max,先假设 a[0]=max;
当循环进行后,如果下一个数比max大,就把这个数赋值给max,然后利用for循环一直比下去,如果下一个数没有max大,就不用操作,继续进行循环即可。直到循环结束,最大值也就知道了,就是max。

代码如下:

#include <stdio.h>int main(){int  score[10];int i;int max = 0;for ( i = 0; i < 10; i++)scanf_s("%d", &score[i]);for (i = 0; i < 10; i++){if (i % 4 == 0&&i!=0)printf("\n");printf("%d ", score[i]);}max = score[0];for (i = 1; i < 10; i++)if (max < score[i])max = score[i];printf("\n");printf("%d",max);return 0;}

?‍??‍?3.

问题:

写一个判断素数的函数,在主函数输入一个整数,输出是否为素数的信息。

分析:

首先要明确什么是素数
除了1和它本身以外,不能被其他正整数整除的数叫素数。如:2,3,5,7,11,13,17……
所以就是说,你输入的这个数 i,用输入的这个数i %利用一个for循环,从2开始到输入的这个数 i-1,如果其中有一次==0的话即可判断是素数,如果到循环结束时还没有一次能够整除的,即可认定没有素数。

代码实现:

#include <stdio.h>#include <string.h>int is_Prime(int a){int i;if(a==1)return 1;if (a == 2)return 0;for (i = 2; i < a; i++){if (a % i == 0)return 1;elsereturn 0;}}int main(){int a;scanf_s("%d", &a);if (is_Prime(a) == 0)printf("输入的该数是素数");if(is_Prime(a)==1)printf("输入的该数不是素数");return 0;}

?‍??‍?4
以下程序段的输出结果是( )
A: 12 B: 13 C: 16 D: 以上都不对

?‍??‍?5
若有以下程序,则运行后的输出结果是( )
示例:
输入:2012 12 31 输入:1982 3 4
输出:366 输出:63

#include<stdio.h>int main(){char s[] = "\\123456\123456\t";printf("%d\n", strlen(s));return 0;}#include <stdio.h>#define N 2#define M N + 1#define NUM (M + 1) * M / 2int main(){printf("%d\n", NUM);return 0;}

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《你好,C语言》本书的目的就是帮助读者系统地学习和掌握C语言的核心概念和高级特性。通过深入讲解C语言的语法、指针操作、内存管理和文件处理等重要知识点,本书旨在培养读者在C语言编程领域的能力和自信。通过丰富的示例和实践项目,读者将能够理解和应用C语言的各种技术,为自己的软件开发之路奠定坚实的基础。同时,本书将成为读者掌握C语言的重要参考资料和学习指南。
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本书内容

本书共15章,具体介绍如下。

第1章“初识C语言”,介绍C语言的背景和基本概念,向读者展示为何选择C语言进行编程。

第2章“C语言基础知识”,深入讲解C语言的语法和基本结构。

第3章“数据类型”,详细介绍C语言中的各种数据类型,包括整型、浮点型、字符型等,以及它们的特性和使用方法。

第4章“格式化输入和输出”,解释如何使用格式化字符串来实现输入和输出操作,包括格式化输出、格式化输入。

第5章“运算符和表达式”,介绍C语言中的各种运算符和表达式,包括算术运算符、关系运算符、逻辑运算符等。

第6章“控制流”,讲解C语言中的条件语句(如if语句和switch语句)和循环结构(如while循环和for循环),以及如何使用它们来控制程序的流程。

第7章“数组”,详细介绍C语言中的数组,包括一维数组和多维数组的定义、初始化和操作方法。

第8章“函数”,介绍如何定义和调用函数,以及函数参数的传递和返回值的处理。

第9章“指针”,深入讲解C语言中的指针概念和操作,包括指针的定义、指针运算、指针与数组的关系,以及指针的应用场景。

第10章“字符串”,介绍C语言中处理字符串的方法,包括字符串的定义、输入和输出、比较和处理字符串的函数库等。

第11章“复合数据”,讲解C语言中的结构体和联合体,以及如何定义和使用复合数据类型来组织和管理数据。

第12章“作用域和预处理器”,介绍C语言中的作用域规则和预处理器的使用方法,包括宏定义、条件编译和头文件的引用等。

第13章“多文件代码和存储类别”,介绍如何将程序分割成多个源文件,以及存储类别的概念和使用方法,包括全局变量和局部变量的作用域等。

第14章“文件操作”,讲解如何在C语言中进行文件的读写操作,包括文本文件和二进制文件的处理、文件指针的操作,以及文件的打开和关闭等。

第15章“位操作、动态内存管理和主函数参数”,深入探讨C语言中的位操作、动态内存管理和主函数参数的处理,以及相关的技巧和注意事项。


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