今天跟大家一起從零學(xué)C語言：
1. C語言簡(jiǎn)介
1.1 C語言發(fā)展史
C語言是一種廣泛使用的面向過程的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言骑丸，既適合于系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)邑遏，又適合于應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。C語言的發(fā)展歷程大致如圖1-1所示：
圖1-1 C語言的發(fā)展歷程
1.2 C語言的特點(diǎn)
C語言是一種通用的程序設(shè)計(jì)語言咕痛，語言本身簡(jiǎn)潔麻惶、靈活、表達(dá)能力強(qiáng)宪拥，被廣泛用于系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的開發(fā)仿野，并且具有良好的可移植性。
C語言的特點(diǎn)可概括如下：
(1)簡(jiǎn)潔她君、緊湊设预、靈活。C語言的核心內(nèi)容很少犁河，只有32個(gè)關(guān)鍵字鳖枕，9種控制語句;程序書寫格式自由，壓縮了一切不必要的成分桨螺。
(2)表達(dá)方式簡(jiǎn)練宾符、實(shí)用。C語言有一套強(qiáng)有力的運(yùn)算符灭翔，達(dá)44種魏烫，可以構(gòu)造出多種形式的表達(dá)式，用一個(gè)表達(dá)式就可以實(shí)現(xiàn)其他語言可能需要多條語句才能實(shí)現(xiàn)的功能肝箱。
(3)數(shù)據(jù)類型豐富哄褒。數(shù)據(jù)類型越多，數(shù)據(jù)的表達(dá)能力就越強(qiáng)煌张。C語言具有多種數(shù)據(jù)類型呐赡，如字符型、整型骏融、實(shí)型链嘀、數(shù)組、指針档玻、結(jié)構(gòu)體和共用體等怀泊，可以實(shí)現(xiàn)諸如鏈表、棧误趴、隊(duì)列霹琼、樹等各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。其中的指針類型使得參數(shù)的傳遞簡(jiǎn)單并且迅速，同時(shí)節(jié)省內(nèi)存空間枣申。
(4)具有低級(jí)語言的特點(diǎn)树灶。C語言具有與匯編語言相近的功能和描述方法，如地址運(yùn)算和二進(jìn)制數(shù)位運(yùn)算等糯而，還可以對(duì)硬件端口等資源進(jìn)行直接操作天通，充分使用計(jì)算機(jī)的資源。C語言既具有高級(jí)語言便于學(xué)習(xí)和掌握的特點(diǎn)熄驼，又具有機(jī)器語言或匯編語言對(duì)硬件的操作能力像寒。因此，C語言既可以作為系統(tǒng)描述語言瓜贾，又可以作為通用的程序設(shè)計(jì)語言诺祸。
(5)C語言是一種結(jié)構(gòu)化語言，適合于大型程序的模塊化設(shè)計(jì)祭芦。C語言提供了編寫結(jié)構(gòu)化程序的基本控制語句筷笨，如if-else語句、switch語句龟劲、while語句和do-while語句等胃夏。C語言是函數(shù)的集合，函數(shù)是構(gòu)成C語言程序的基本單位昌跌，每個(gè)函數(shù)具有獨(dú)立的功能仰禀，函數(shù)之間通過參數(shù)傳遞數(shù)據(jù)。程序員可以編寫自己的函數(shù)蚕愤。同時(shí)答恶，不同操作系統(tǒng)的編譯器都為程序員提供了大量的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)，如輸入/輸出函數(shù)萍诱、數(shù)學(xué)函數(shù)和字符串處理函數(shù)等悬嗓。靈活地使用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)可以簡(jiǎn)化程序設(shè)計(jì)，提高編寫程序效率裕坊。
(6)各種版本的編譯器都提供了預(yù)處理命令和預(yù)處理程序包竹。預(yù)處理擴(kuò)展了C語言的功能，提高了程序的可移植性碍庵，為大型程序的調(diào)試提供了方便映企。
(7)可移植性好。程序從一個(gè)環(huán)境不經(jīng)改動(dòng)或稍加改動(dòng)就可以移植到另一個(gè)完全不同的環(huán)境中運(yùn)行静浴。這是因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)和預(yù)處理程序?qū)⒖赡艹霈F(xiàn)的與機(jī)器有關(guān)的因素與源程序分割開來，使得針對(duì)不同的計(jì)算機(jī)硬件環(huán)境挤渐，可以重新定義有關(guān)的內(nèi)容苹享。
(8)生成的目標(biāo)代碼質(zhì)量高。由C源程序編譯和鏈接得到的目標(biāo)代碼的運(yùn)行效率比用匯編語言編寫的也不過只低10%~20%，可充分發(fā)揮機(jī)器的效率得问。
(9)C語言語法限制不嚴(yán)囤攀，程序設(shè)計(jì)自由度大。C語言程序在運(yùn)行時(shí)不做諸如數(shù)組下標(biāo)越界和變量類型兼容性等檢查宫纬，而是由編程者自己保證程序的正確性焚挠。C語言幾乎允許所有的數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換，字符型和整型可以自由混合使用漓骚，所有類型均可作邏輯型蝌衔，可自己定義新的類型，還可以把某類型強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為指定的類型蝌蹂。實(shí)際上噩斟，這使編程者有了更大的自主性，能編寫出靈活孤个、優(yōu)質(zhì)的程序剃允，同時(shí)也給初學(xué)者增加了一定的難度。所以齐鲤，只有在熟練掌握C語言程序設(shè)計(jì)之后斥废，才能體會(huì)到其靈活性。
C語言也存在以下缺點(diǎn)：
(1)程序的錯(cuò)誤更隱蔽给郊。C語言的靈活性使得用它編寫程序時(shí)更容易出錯(cuò)营袜，而且C的編譯器不檢查這樣的錯(cuò)誤。與匯編語言類似丑罪，需要程序運(yùn)行時(shí)才能發(fā)現(xiàn)這些邏輯錯(cuò)誤荚板。C語言還會(huì)有一些隱患，如將比較的
“==” 寫成賦值 “=” 吩屹，雖然語法上沒錯(cuò)跪另，但這樣的邏輯錯(cuò)誤往往不易發(fā)現(xiàn)，想要找出錯(cuò)誤往往十分費(fèi)時(shí)煤搜。
(2)C語言程序有時(shí)會(huì)難以理解免绿。C語言語法成分相對(duì)簡(jiǎn)單，是一種小型語言擦盾。但是嘲驾，其數(shù)據(jù)類型多，運(yùn)算符豐富且結(jié)合性多樣迹卢，使得對(duì)其理解有一定的難度辽故。
(3)C語言程序有時(shí)會(huì)難以修改「睿考慮到程序規(guī)模的大型化或者巨型化誊垢，現(xiàn)在編程語言通常會(huì)提供 “類” 和 “包”
之類的語言特性，這樣的特性可以將程序分解成更加易于管理的模塊。然而C語言缺少這樣的特性喂走，維護(hù)大型程序顯得比較困難殃饿。
1.3算法及其表示
C語言解題時(shí)，在程序中有兩方面的描述芋肠，即數(shù)據(jù)描述和處理步驟(算法)描述乎芳，后者處理前者的數(shù)據(jù)。
算法具有以下特性：
有窮性：算法在執(zhí)行了有限步驟后結(jié)束帖池，并且每一步都可以在有窮的時(shí)間內(nèi)完成奈惑。
確定性：算法中每種操作必須有確切的含義，即無二義性碘裕。同時(shí)携取，無論如何算法只有唯一的一條執(zhí)行路徑，即相同的輸入只能得出相同的輸出帮孔。
可行性：算法中描述的操作都可以通過已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的基本操作執(zhí)行有限次數(shù)來實(shí)現(xiàn)雷滋。
輸入：有零個(gè)或多個(gè)輸入，即算法需要的必要信息文兢。
輸出：有一個(gè)或多個(gè)輸出晤斩，輸出的是與輸入有某些特定關(guān)系的信息。沒有輸出的算法是無意義的姆坚。
算法的表示：
自然語言描述;
傳統(tǒng)流程圖;
N-S流程圖;
偽代碼澳泵。
【例如】求兩個(gè)正整數(shù)m和n的最大公約數(shù)(即同時(shí)能夠整除m和n的最大正整數(shù))。
1. 自然語言描述
? ? ? ??歐幾里得闡述了求兩個(gè)數(shù)的最大公約數(shù)的過程——?dú)W幾里得算法
第一步：以n除m兼呵，并令r為所得余數(shù)（顯然n>r
0）兔辅。
第二步：若r=0,算法結(jié)束，n即為m和n的最大公約數(shù)击喂。
第三步：置m
n维苔，n
r，返回第一步懂昂。
2. 傳統(tǒng)流程圖
圖1-2 求最大公約數(shù)的傳統(tǒng)流程圖
3. N-S流程圖
圖1-3 求最大公約數(shù)的N-S流程圖
4. 偽代碼
算法開始輸入m,n;do{ r←以n除m的余數(shù); m←n; n←r;}while(r≠0);輸出m;算法結(jié)束
1.4常用算法介紹
1.枚舉法
枚舉法又稱為窮舉法介时。該方法通過逐一考察問題的所有可能解，找出問題真正的解凌彬。枚舉法要求問題的可能解必須是有限的沸柔，而且這些可能解是已知的。
【例】給定一個(gè)正整數(shù)铲敛，確定它的整數(shù)立方根是否存在褐澎，若存在則找出這個(gè)立方根。
算法開始輸入一個(gè)正整數(shù)給n;x←0;while(x≤n 且 x*x*x≠n){ x←x+1;}if(x≤n) 找到n的整數(shù)立方根原探，輸出x的值;else
輸出n的整數(shù)立方根不存在信息;算法結(jié)束
2.遞推法
遞推法是從已知的初始條件出發(fā)乱凿，逐次推出中間結(jié)果顽素。在理想狀態(tài)下咽弦，每遞推一次徒蟆，結(jié)果逐漸接近問題的最后解。遞推法在數(shù)值算法中又稱為迭代法型型。迭代法常用于求近似解的問題段审，根據(jù)對(duì)前一步結(jié)果的誤差的不同處理方法，迭代法又有逼近迭代和試探迭代等不同方法闹蒜。數(shù)值計(jì)算要注意解的穩(wěn)定性問題寺枉，即在迭代中每一步的解越來越接近真正的解，否則迭代不會(huì)成功绷落。
【例】計(jì)算一個(gè)正整數(shù)n的階乘姥闪。
算法開始輸入一個(gè)正整數(shù)給n;t←1;i←1;while(i≤n){ t←t*i; i←i+1;}輸出結(jié)果t算法結(jié)束
3.遞歸法
一個(gè)直接或間接調(diào)用過程(或函數(shù))自身的算法稱為遞歸算法，一個(gè)函數(shù)如果調(diào)用自身進(jìn)行計(jì)算則稱該函數(shù)為遞歸函數(shù)砌烁。一些問題的算法描述中筐喳，遞歸法往往比非遞歸法更加簡(jiǎn)潔易懂。
【例】計(jì)算一個(gè)正整數(shù)N的階乘函喉。
階乘函數(shù)f的遞歸定義為：f(1)=1 (1!=1,N=1 時(shí))f(N)=N*f(N-1) (N!=N*(N-1)!,如果N>1)
除了上面介紹的枚舉法避归、遞推法和遞歸法外，還有回溯法管呵、貪婪法梳毙、分治法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法等捐下，大家可以先自行了解账锹，后續(xù)會(huì)繼續(xù)補(bǔ)充。
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C語言編程基礎(chǔ)
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提升C編程能力
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指針
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指針換裝你還認(rèn)識(shí)嗎
