入门须知(C1)

2024-02-10 09:10
文章标签 入门 须知 c1

本文主要是介绍入门须知(C1),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

文章目录

  • 1.C语言的简要概述
    • 1.1.C语言类比自然语言
    • 1.2.计算机语言的发展
    • 1.3.C语言在当今的地位
    • 1.4.C语言的优势和劣势
      • 1.4.1.C语言的优势
      • 1.4.2.C语言的劣势
  • 2.C语言的应用场景
  • 3.C语言的学习路径
    • 3.1.学习目的
    • 3.2.学习路径
    • 3.3.学习资源
      • 3.3.1.推荐书籍
      • 3.3.2.推荐课程
      • 3.3.3.推荐题库
    • 3.4.学习方法
      • 3.4.1.多敲写代码
      • 3.4.2.多撰写博客
      • 3.4.3.多推送代码
  • 4.C语言的各大标准
    • 4.1.“C标”的概念
    • 4.2.“C标”的分类
  • 5.C语言的代码结构
    • 5.1.程序文件结构
    • 5.2.程序内容结构
      • 5.2.1.主函数main()
      • 5.2.2.打印函数printf()和标准头文件stdio.h
    • 5.2.3.返回值return 0
  • **6.C代码的编译运行**
    • 6.1.Windows下的编译运行
    • 6.2.Linux下的编译运行
    • 6.3.MacOS下的编译运行

前要:先说在前头,由于对于初学者来说,很多知识模块都是缺失的,因此很多术语看不懂是很正常的(请您不要放弃)。在今后的C系列文章里,我会尽可能简化、形象化我的表述语言,并且给出一些资源链接和资源推荐。

概要:本节主要是一些对C语言的先导认知,不会讲解太深入,并且如果有些词语令您费解,那么您可以选择跳过,以后再来查看。

本文最重要的地方就是有关编译器软件Visual stdio 2022的下载。这类似写小说时需要使用的office word软件,写代码也需要使用一些软件。

1.C语言的简要概述

1.1.C语言类比自然语言

平时我们说的语言(汉语、英语…)就是人与人之间的交流语言,而编程语言就是人与计算机的交流语言。C语言就是众多编程语言中的一种(其他流行语言:pythonJavaC++C#GoJS

1.2.计算机语言的发展

而计算机语言不是凭空出现的,是有一定的发展阶段的:

  1. 一开始程序员都是直接使用二进制,并且需要查询手册,使用打孔机将孔打在纸条上,有孔和没孔代表1/0两种状态,然后交给计算机处理计算

  2. 二进制使用起来过于繁琐,需要记忆不同的指令或者反复查找指令手册。

    而后来使用的汇编语言,是由一个个助记符构成的,比如说:想实现加法运算,假设加法指令的二进制代码是01011,这个时候给二进制01011命名为Add的加法指令,于是输入Add就就可以实现指令01011,其中Add就是一个助记符

  3. 后面诞生了BCPL语言、B语言,最终演化到了C语言的诞生(在当时,对比二进制输入和汇编语言,C语言是极其方便的语言)

  4. 然后就开始出现了其他语言的发展,例如:JavaC++Python

1.3.C语言在当今的地位

那么是否有必要学习C语言呢?C语言于1978年问世(已经是属于比较早远的语言了),可以从图中看出,即使过了这么久C语言仍然是程序员们热门的语言之一,常年占据前几名的位置,干掉了不少的语言。

在这里插入图片描述

补充:以上数据截止于20231014日,来源TIOBE指数 - TIOBE(TIOBE编程社区指数是编程普及程度的指标语言,该指数每月更新一次)。

从使用规模上来看,C还是值得我们学习的,尽管它属于比较古老的编程语言,但是学习C的过程,会帮助我们更深入学习其他计算机知识。

1.4.C语言的优势和劣势

1.4.1.C语言的优势

下面的优势您可能现在还感觉不出来,您姑且一看即可,以后再来慢慢了解。

  1. 设计特性:其模块化设计和结构化编程的特点,使得写出的程序易懂易读(这是对比汇编语言而言的)。
  2. 高效性:由于C是偏向计算机底层的语言(用C可以很直接操控某些硬件),可以充分利用计算机的优势,具有汇编语言的微调控制能力,可以更高效使用内存、运行速度很快(对比其他语言)。
  3. 可移植性:可移植性是难得的特性,C出名原因之一就有这一点,您编写出来的同一份标准C代码在稍作修改甚至不修改的情况下,可以运行在其他机器上。不过需要注意的是,在某些硬件设备,例如:显示监视器或操作系统特殊功能编写的部分,通常是不可移植的。
  4. 强大且灵活,我曾在CoolShell上看到一句很酷的话:“C语言不用多说,现今这个世界上几乎所有重要的软件都跟C有直接和间接的关系,操作系统、网络、硬件驱动等等。说得霸气一点儿,这个世界就是在C语言之上运行的”。
  5. 面向程序员:C语言满足程序员的需求,程序员可以利用C方便地访问硬件、操作内存中的位。并且C的类型检查不像C++那么严格,这样做的好处是很多任务采用C都十分简洁(坏处是容易犯错)。
  6. 库函数:包含众多程序员基础使用的C函数(但是没有直接的数据解构结构)。

1.4.2.C语言的劣势

实际上C语言的很多好处都有可能转化为坏处。

  1. C太过于自由,太信任程序员,这点在指针的使用上尤为突出,使用指针时,稍不注意就会导致程序崩溃,程序员需要对自己的C代码负责(这也提醒您,在后续学习中,遇到的第一个难点很可能就是指针)。
  2. C语言紧凑且简洁,有大量的运行,因此有可能写出令人费解的代码,甚至有“国际C语言混淆代码大赛(IOCCC)”的存在,这是只有C语言才独有的大赛。

2.C语言的应用场景

  1. 撰写操作系统:小型计算机(例如:UNIX系统,类似于Windows系统,也是一种电脑操作系统)、个人计算机、大型计算机等。
  2. 嵌入式开发:这些系统通常被嵌入到其他设备中(例如:智能手表、飞机、导弹、照相机等)C语言在单片机开发,嵌入式开发用的特别多,近几年物联网又让C语言掀起热潮!
  3. C还有一些应用场景,感兴趣的话您也可以查找一下其他相关知识。

补充:关于计算机的硬件知识,我觉得您有必要了解一下,您至少需要知道一点基础的计算机硬件知识,这对未来计算机技术的学习特别是对C语言的学习有很大的帮助。您可以看看我的另外一篇文章:《简明计算机运行结构》。

3.C语言的学习路径

相信在前面的铺垫下,您对C有了一个初步的了解,因此有必要谈及未来学习C的道路和方法。

3.1.学习目的

  1. 完整了解C语言的语法和规则
  2. 数量使用C语言的语法和规则,形成一定的编程思维,可以使用C写出一些符合要求的基本算法
  3. 借助C来理解很多计算机相关的概念

3.2.学习路径

C好歹应该了解需要学什么板块吧?可以看看这份思维导图:C语言思维导图,看完这份思维导图可以明确C语言的大概路径。

3.3.学习资源

3.3.1.推荐书籍

  1. 首推《C primer plus》。好处很多:全面、真的很全面,几乎涵盖了C89C99的所有C语言基本特性,有非常深入的解析,还有大量的代码例子

    不过坏处也很明显:很厚,一个新手很容易半途而废,看完这本书至少需要3个月(但是会随着对C的熟练越看越快,我自己都看了3遍,每次都很有收获)。

  2. 《明解C语言 入门篇(第三版)》这本书的作者是一个日本人,该书在日本广受欢迎,是本不错的入门书,比上面那本书要容易读一些。

3.3.2.推荐课程

首推鹏哥C语言:C语言程序设计从入门到进阶,这个教程真的秒杀市面上很多基础教程,懂得灵活用C是高手,但是会教会别人C更是高手中的高手,鹏哥完全可以胜任这份工作,这份视频也是我的第一份入门视频。

3.3.3.推荐题库

在学习C语言的过程中,最重要的是实践,也就是上机编写代码,这里推荐几个题库平台:牛客网、力扣、PTA。

这些题库很不错,都有大量的题库,不过新手推荐在有一定的C语言基础上刷下面这几个题单:

  1. 牛客网基础语法篇
  2. PTA基础编程题目
  3. PTA程序设计练习集

3.4.学习方法

3.4.1.多敲写代码

多多敲代码,不要嫌弃繁琐的敲键盘过程!

3.4.2.多撰写博客

在其他方面,我推荐您在CSDN上撰写自己的学习经历,就像我自己写的博文那样,写博文的意义有以下几个:

  1. 与他人分享知识
  2. 整理、理清自己的学习思路,更好掌握知识
  3. 方便以后自己修改复习使用
  4. 面试是一个加分选项,有博客的人和没博客的人在面试的时候是两个档次的

3.4.3.多推送代码

我推荐注册一个Gitee账户,并且在Gitee平台上推送自己的代码作为记录,这点在面试的时候也是加分项,相关的注册和使用可以看这个视频:Gitee(码云)的注册和代码提交。

对于一名“普通”在校大学生的建议节奏就是:以“上网课为主线,看书刷题为副线,博客为顺便”最好(当然,要根据实际情况)。

补充1:上面这些我写得比较简短,您还可以看一下bilibili上的这一段直播录播,里面会更加详细一些:零基础如何学好C语言?。

补充2:还有一篇2018年的文章也值得一看程序员练级攻略(2018) 作者是陈皓老师,今年(2023年)因心梗去世没多久。除了这一篇文章,还写了另外一个专栏,不过那个专栏在“极客时间”平台里,是收费的(不过价格还行,内容也不错,值得买来一看)

4.C语言的各大标准

4.1.“C标”的概念

一门语言需要被其他人拿去沟通,就必须拥有规则的语法体系,例如:汉语中形容词可以修饰一个名词,这是汉语的语法规则。不同语言可能会有相同的规则,也有可能会有不相同的规则。同理,要想要和计算机正常交流,就必须学好C的语法,也就是“C标准”。

C语言在一开始没有标准这一说法,各个公司使用C语言时都采用了不同的标准,于是产生了语言歧义,这个时候就出现了一些关于使用C的标准。

C语言的标准”即“C标”,是一种编写代码的约定,“C标”让我们能够向计算机更加准确、规范表达我们的需求,一种编程语言的流行是需要一个标准的,否则很可能半途废掉。

4.2.“C标”的分类

C的标准有很多,常见的有:

  1. The C Programming LanguageC语言程序设计)》的第一版是公认的C标准,称为K&R C或“经典C”,该书的附录“C语言参考手册”是实现C的指导标准。但是这本书只是定义了什么是C语言,并没有定义C库,而C很依赖库,后来的UNIX实现提供的库逐渐变成了标准库(库就是函数库,里面存放了一些库函数,可以被直接调用,用来执行一些简短的任务)。
  2. 美国国家标准协会(ANSI)于1983年组建委员会(X3J11),在1989年公布了ANSI C标准。而国际标准化组织在1990年采用了这套标准,也叫“ISO C标准。因此“ANSI C”和“ISO C”实际上是完全相同的标准,“ANSI/ISO C”的最终版本也就是后来的“C89标准”或“C90标准”。
  3. C89(也叫ANSI C)、C90的后继标准还有:C95C99C11C17……未来也还有更加新的标准,这其实也侧面说明C还是非常流行的(因为仍在不断更新),但可惜只有C99之前的标准才更加流行。

这里需要注意,语言标准并不是越新就越好,新标准需要时间的沉淀!

不过其中仍有一些新的特性也值得我们学习,例如:柔性数组、变长数组等,这一部分我们以后再提及。

5.C语言的代码结构

首先让我们了解一下C语言这类编译型语言的使用步骤:

  1. 定义程序的目标
  2. 在纸上/脑中设计程序
  3. 在编译器内编写代码
  4. 编译和运行程序
  5. 测试和调试代码
  6. 维护和修改代码

这里只是提及一下,随着语言的深入,您会明白这些步骤的。

5.1.程序文件结构

要构成完整的C程序,首先需要有三个文件:

  1. 一个文件是“头文件(.h后缀的文件)”
  2. 另外两个文件是“源文件(.c后缀的文件)”

一般来说,头文件的内容是函数的声明,另外两个源文件的内容分别是函数的定义和main()所在的文件。

补充:什么是函数呢?在编程语言的函数和数学意义上的函数有些许不同,数学意义上的函数更多是一种输入数据和输出数据的关系,但是编程语言的函数不仅仅可以做到这一点,还可以完成一些额外的任务或者动作。

而一个函数需要被定义和声明,“定义”就是定义出函数具体要做的事情,“声明”就是提前告知编译器:“我要使用这个函数了,你注意一下”。

但是,我们先不纠结C程序的文件结构,我们在短时间内先只使用一个源文件来写C代码,这样更好入门,等我们学完函数后再来重新提及文件结构。

5.2.程序内容结构

我们先来讲讲单独一个源文件(.c后缀文件)内部怎么写C代码,我先给您一份实际的C代码,这份代码里暂时只有一个main()和一个printf()

//源文件内部
#include <stdio.h>//包含标准头文件
int main()//main函数是主函数,每一个C语言代码的入口都在这里
{printf("hello word\n");//向屏幕打印一串字符“hello word”,然后换行  return 0;//返回返回值为0 
}

注意:以后我们会在这个main()内加入其他的内容。

这都是什么意思呢?别急,下面会一一解释。

5.2.1.主函数main()

main()叫做作“主函数”,是整个程序的入口,在整个C程序中有且只能有一个。

无论C语言的代码有多少行,都必须要先从main()开始执行,我们看一份C代码的时候,可以选择从main()开始分析代码。

这里需要注意,mian函数有多种写法:

  1. 第一种:常见的写法(比较多,初学者只需要使用这种就可以)

    int main()
    {  /*这里写上其他的C代码*/return 0;
    } 
    
  2. 第二种:这种写法过于古老了,不建议使用,但是有的老教材可以看到这种写法

    void main()
    {  /*这里写上其他的C代码*/return 0; 
    }
    
  3. 第三种:也可以(目前很少写,以后在来讲解)

    int main(int argc, char* argv[], char* env[]) 
    {  /*这里写上其他的C代码*/return 0; 
    } 
    
  4. 第四种:如果这样写也可以

    int main(void)
    {  /*这里写上其他的C代码*/return 0; 
    }
    

5.2.2.打印函数printf()和标准头文件stdio.h

写一个C代码需要使用(或者叫“调用”)很多函数,而一个函数需要有函数声明(告知这个函数是什么,有什么样的参数)和函数定义(这个给函数的具体实现逻辑)才可以被我们使用/调用。

printf()C语言已经提前定义好的库函数(不需要我们自己实现),而标准头文件stdio.h则是标准库中的其中一个头文件,内部包含printf()的声明,在代码一开头中写入#include <某个头文件.h>,就是写入了printf()的声明。

printf()可以打印出括号内的内容到控制台上(就是一个黑色的小框框),后面运行代码的时候就可以看到。

类比:这里的include的使用就相当于:使用了别人的东西(标准头文件stdio.h),需要打个招呼(#include<stdio.h>),然后才能使用printf()

在未来我们会学习更多这样的库函数,使用这些库函数也都需要包含对应的头文件。

5.2.3.返回值return 0

简单来说:一个C代码运行成功后程序就会返回一个0值,实际上在C语言中很多函数都具有返回值,这个return 0实际上就是main()函数的返回值。

6.C代码的编译运行

通过 5.C语言的代码结构 我们得到了第一份C语言代码:

//源文件内部
#include <stdio.h>//包含标准头文件
int main()//main函数是主函数,每一个C语言代码的入口都在这里
{printf("hello word\n");//向屏幕打印一串字符“hello word”,然后换行  return 0;//返回返回值为0 
}

可是光有代码是不行的,我们要让代码跑起来呀!这就需要通过编译器编译C语言代码了。那么接下来我们怎么编译(也就是翻译成计算机能够识别的机器代码)这个C代码并且运行起来呢?

在不同操作系统上,不同的编译方法有很多。但是我们都需要一个编译器或者IDE软件(IDE集合了编辑器、编译器、链接器这些组件我们以后学习C语言的编译链接过程就能明白)

我们先来简单理解一下什么是编译器:C语言是给人看懂的,计算机只能读懂二进制。简单来讲,编译器可以把我们写的代码转化为二进制让电脑能够理解(编译器是一名优秀的翻译家,好的编译器能得到更好的翻译,让计算机更好的理解我们的需求,运行代码的效率就更快)

6.1.Windows下的编译运行

Windows下,常见的编译器软件有:MSVCGCCVisual stdio系列、code blocksClangSUBLIMEWIN-TCTurbo C等等。

需要注意的是,VS2022应该叫集成开发环境(缩写为IDE),是编辑器、编译器(例如:msvc)、调试器等组件的集合开发环境,一体式安装,即装即用,非常适合编程新手。

而最近这几年火的VSCode是个编辑器,不能独自进行编译,但是可以安装插件形成极具个性化的开发工具,但是配置环节能难倒很多编程新手,这里我们只是简单提及一下。

在我的文章系列,有关C/C++的代码编写和运行都是使用的Visual stdio 2022,偶尔使用VSCode或者gcc,因此我推荐您下载Visual stdio 2022,有关于Visual stdio 2022的安装和使用可以到我的另外一篇博文:《安装并使用VS》

补充:如果在使用VS2022的时候出现控制台一闪而过的问题(就是闪过一个黑色小框框),可以试试在 return 0; 的前面加上 getchar()函数。

6.2.Linux下的编译运行

Linux下编译代码一般使用gcc/g++编译器,这个我们无需理会。

我相信有很多编程新手的学习机器大都是Windows或者MacOS的电脑,因此如果您想深入了解的话,你必须懂得Linux命令行的操作,可以看看我的Linux博文系列《Linux系列》,然后再去了解使用gcc/g++编译器。

6.3.MacOS下的编译运行

由于我对MacOS并不太熟悉,您可以查询网络资料,若是以后我更换Mac机器了,我会再回来这里补充推荐。

这篇关于入门须知(C1)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/696704

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