C 语言是一种通用的、面向过程式的计算机程序设计语言，由丹尼斯·里奇在贝尔电话实验室开发，用于移植与开发 UNIX 操作系统。它以其高效性、简洁性和广泛的应用领域而闻名，是所有程序员的入门首选语言。
1. 什么是 C 语言
1.1 历史背景
C 语言的开发始于 1972 年，主要用于实现 UNIX 操作系统。其核心目标是提供一种简洁、高效的语言，以便在各种平台上快速移植。
1.2 语言特点
- 面向过程：强调通过函数和子程序来组织代码。
- 高效性：内存管理、函数调用和内部库函数使其在性能上表现出色。
- 灵活：支持指针、动态内存分配和结构体，适合底层开发。
1.3 适用场景
- 系统编程
- 应用程序开发
- 游戏开发
- 数据结构与算法实现
2. C 语言基础语法
2.1 数据类型
int：整数float、double：浮点数char：字符类型void：无类型（函数返回类型）enum：枚举类型
2.2 变量命名规则
- 以字母开头
- 仅允许使用前缀
_或·（现代 C 语言允许） - 不得使用关键字 reserved words
2.3 基本语句结构
语句1;
语句2;
...
2.4 运算符优先级
了解运算符的优先级对于写正确的表达式至关重要。例如：
- ! 和 ~（逻辑非和位非）具有最高优先级
- *、/、% 具有中等优先级
3. 指针与内存管理
3.1 指针基础
- 指针用于动态内存管理，是 C 语言的核心特性。
- 常用指针操作：
c char *p = "hello"; p指向字符串的第一个字符。p+1指向字符串的第二个字符。
3.2 内存分配
malloc()：动态分配内存。free()：释放内存。
3.3 指针与数组
- 数组可以视为指针的值域。
- 指针运算与数组索引一致：
c char *p = "hello"; p[0] // 'h' p+1 // 指向 'h' 的下一个字符
4. 函数
4.1 函数定义
void function_name() {
// 函数体
}
4.2 函数调用
function_name();
4.3 返回值
- C 语言允许函数返回多个值，通过数组或结构体实现。
4.4 标准库函数
printf()：输出格式化scanf()：输入格式化strlen()：获取字符串长度strcpy()：字符串复制
5. 文件操作
5.1 文件描述符
- 使用
fopen()获取文件描述符。 - 描述符值通常为非负整数。
5.2 文件操作函数
fopen(): 打开文件fclose(): 关闭文件fread(): 读取数据fwrite(): 写入数据
6. 错误处理
6.1 动态内存分配错误
- 使用
malloc()时，若返回值为NULL，应立即释放并重新分配。
6.2 文件操作错误
- 检查返回值，
-1表示文件不存在。
7. 指针与数组深入
7.1 指针与数组的关系
- 数组名可以视为指向第一个元素的指针。
- 数组运算与指针运算一致。
7.2 数组大小
- 使用
sizeof操作符获取数组大小。
8. 常见错误与调试
8.1 指针与数组越界
- 超出数组范围可能导致 undefined behavior。
- 使用
调试器和断点可以定位问题。
8.2 数据类型转换
- 隐式的数据类型转换可能导致数值问题。
- 使用强制类型转换来明确转换。
9. C 语言的未来
9.1 C99 标准
- 引入了结构体、指针、数组和算术运算符的重载等新特性。
9.2 C11 标准
- 引入了并行编程和多线程支持。
9.3 C19 标准
- 引入了'r' 运算符和符号常量。
总结
C 语言凭借其高效性、简洁性和广泛的应用领域，成为编程世界中不可或缺的基础语言。通过学习 C 语言，你可以掌握底层系统的操作，为后续的编程学习打下坚实的基础。