從C語言開始

2023-07-27 18:54 作者:數(shù)字雙碳王亮 0人讀過 | 我要投稿

1. 什么是語言，什么是C語言

語言就廣義而言，是采用一套具有共同處理規(guī)則來進(jìn)行表達(dá)的溝通指令，指令會以視覺、聲音或者觸覺方式來傳遞。嚴(yán)格來說，語言是指人類溝通所使用的指令－自然語言。

計算機語言是一種特殊的語言。因為它是用于人與計算機之間傳遞信息的，所以人和計算機都能“讀懂”。具體地說，一方面，人們要使用計算機語言指揮計算機完成某種特作，就必須對這種工作進(jìn)行特殊描述，所以它能夠被人們讀懂。另一方面，計算機必須按計算機語言描述來行動，從而完成其描述的特定工作，所以能夠被計算機“讀懂”。

軟件：一系列按照特定順序組織的計算機數(shù)據(jù)和指令的集合。

交互方式：

自然交互界面：聲音控制，觸摸屏手勢識別
圖形化界面：這種方式簡單直觀，使用者易于接受，容易上手操作。
命令行方式：需要有一個控制臺，輸入特定的指令，讓計算機完成一些操作。較為麻煩，需要記錄住一些命令。

C語言是一門面向過程的計算機編程語言，與C++、C#、Java等面向?qū)ο缶幊陶Z言有所不同。C語言的設(shè)計目標(biāo)是提供一種能以簡易的方式編譯、處理低級存儲器、僅產(chǎn)生少量的機器碼以及不需要任何運行環(huán)境支持便能運行的編程語言。C語言描述問題比匯編語言迅速、工作量小、可讀性好、易于調(diào)試、修改和移植，而代碼質(zhì)量與匯編語言相當(dāng)。C語言一般只比匯編語言代碼生成的目標(biāo)程序效率低10%-20%。因此，C語言可以編寫系統(tǒng)軟件。

2. 計算機基礎(chǔ)知識

計算機指令執(zhí)行流程

計算機結(jié)構(gòu)

二進(jìn)制

二進(jìn)制是計算技術(shù)中廣泛采用的一種數(shù)制。二進(jìn)制數(shù)據(jù)是用0和1兩個數(shù)碼來表示的數(shù)。它的基數(shù)為2，進(jìn)位規(guī)則是“逢二進(jìn)一”，借位規(guī)則是“借一當(dāng)二”。

十進(jìn)制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 二進(jìn)制 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001

電子計算機出現(xiàn)以后，使用電子管來表示十種狀態(tài)過于復(fù)雜，所以所有的電子計算機中只有兩種基本的狀態(tài)，開和關(guān)。也就是說，電子管的兩種狀態(tài)決定了以電子管為基礎(chǔ)的電子計算機采用二進(jìn)制來表示數(shù)字和數(shù)據(jù)。

位（Bit）：度量數(shù)據(jù)的最小單位

字節(jié)（Byte）：最常用的基本單位,一個字節(jié)有8位

K 字節(jié) 1K = 1024 byte M（兆）字節(jié) 1M = 1024 K G（吉）字節(jié) 1G = 1024 M T（太）字節(jié) 1T = 1024 G

十進(jìn)制 M=10，數(shù)字集 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 二進(jìn)制 M=2 ，數(shù)字集 0, 1 八進(jìn)制 M=8 ，數(shù)字集 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 十六進(jìn)制 M=16 ，數(shù)字集 0, … , 9, A, B, C, D, E, F

機器指令

機器指令（Machine Instructions）是CPU能直接識別并執(zhí)行的指令，它的表現(xiàn)形式是二進(jìn)制編碼。機器指令通常由操作碼和操作數(shù)兩部分組成，操作碼指出該指令所要完成的操作，即指令的功能，操作數(shù)指出參與運算的對象，以及運算結(jié)果所存放的位置等。

程序是為完成一項特定任務(wù)而用某種語言編寫的一組指令序列。

編譯器

編譯器就是將“一種語言（通常為高級語言）”翻譯為“另一種語言（通常為低級語言）”的程序。一個現(xiàn)代編譯器的主要工作流程：源代碼 (source code) → 預(yù)處理器 (preprocessor) → 編譯器 (compiler) → 目標(biāo)代碼 (object code) → 鏈接器 (Linker) → 可執(zhí)行程序 (executables)

語言的層次

不同語言表達(dá)式高級語言 A+B 匯編 Add AX,BX 機器語言 0000 0000 0000 1010

主流語言進(jìn)化史

機器語言→匯編→C→C++→C#，Java，Python，VB

C語言特點

優(yōu)點缺點代碼量小編寫代碼實現(xiàn)周期長執(zhí)行速度快過于自由，經(jīng)驗不足易出錯功能強大對平臺庫依賴較多編程自由危險性高

3. 為什么要學(xué)習(xí)C語言

C語言是有史以來最為重要的，最基礎(chǔ)的編程語言

絕對重要的基石語言，Unix，Linux，Windows，JAVA，C++，C#底層實現(xiàn)都靠C
學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，C++的基礎(chǔ)
可以說，只要是運行的系統(tǒng)，都可以用C寫

五大編程語言統(tǒng)治地位加強

Python、Java、C 和 C++,C# 是 TIOBE 編程語言榜的 Top 5 已經(jīng)有很長一段時間了，并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于其它語言。

C語言適用的領(lǐng)域

C語言的應(yīng)用極其廣泛，從網(wǎng)站后臺，到底層操作系統(tǒng)，從多媒體應(yīng)用到大型網(wǎng)絡(luò)游戲，均可使用C語言來開發(fā)。
C語言可以寫網(wǎng)站后臺程序
C語言可以寫出絢麗的GUI界面
C語言可以專門針對某個主題寫出功能強大的程序庫，然后供其他程序方便使用，從而讓其他程序節(jié)省開發(fā)時間。
C語言可以寫出大型游戲的引擎。
C語言可以寫出另一個語言來。
C語言可以寫操作系統(tǒng)和驅(qū)動程序，并且只能用C語言編寫，Linux操作系統(tǒng)的全部源代碼都可以從網(wǎng)上得到，要深入了解操作系統(tǒng)的運行秘密，懂C語言，就能看懂。
任何設(shè)備只要配置了微處理器，就都支持C語言。從家用電器到手機，都是由C語言技術(shù)來推動的。
ARM嵌入方式
單片機
Arduino

學(xué)習(xí)C語言的理由

當(dāng)掌握了C語言后，再去學(xué)習(xí)其他面向過程的語言，最多一個星期就能學(xué)會。
C語言已經(jīng)存在很多年了，它有廣泛的使用團體并且有大量的現(xiàn)成代碼可以利用。這就使大家能在過去程序的基礎(chǔ)上，快速和高效的實現(xiàn)自己的程序。

C語言的精髓

C語言僅有32個關(guān)鍵字，9種控制語句，卻能完成無數(shù)的功能。

數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字

a. 基本數(shù)據(jù)類型（5個）

void：聲明函數(shù)無返回值或無參數(shù)，聲明無類型指針，顯式丟棄運算結(jié)果。
char：字符型類型數(shù)據(jù)，屬于整型數(shù)據(jù)的一種。
int：整型數(shù)據(jù)，通常為編譯器指定的機器字長。
float：單精度浮點型數(shù)據(jù)，屬于浮點數(shù)據(jù)的一種。
double：雙精度浮點型數(shù)據(jù)，屬于浮點數(shù)據(jù)的一種。

b. 類型修飾關(guān)鍵字（4個）

short：修飾int，短整型數(shù)據(jù)，可省略被修飾的int。
long：修飾int，長整形數(shù)據(jù)，可省略被修飾的int。
signed：修飾整型數(shù)據(jù)，有符號數(shù)據(jù)類型。
unsigned：修飾整型數(shù)據(jù)，無符號數(shù)據(jù)類型。

c. 復(fù)雜類型關(guān)鍵字（5個）

struct：結(jié)構(gòu)體聲明。
union：共用體聲明。
enum：枚舉聲明。
typedef：聲明類型別名。
sizeof：得到特定類型或特定類型變量的大小。

d. 存儲級別關(guān)鍵字（6個）

auto：指定為自動變量，由編譯器自動分配及釋放，通常在棧上分配。
static：指定為靜態(tài)變量，分配在靜態(tài)變量區(qū)，修飾函數(shù)時，指定函數(shù)作用域為文件內(nèi)部。
register：指定為寄存器變量，建議編譯器將變量存儲到寄存器中使用，也可以修飾函數(shù)形參，建議編譯器通過寄存器而不是堆棧傳遞參數(shù)。
extern：指定對應(yīng)變量為外部變量，即在另外的目標(biāo)文件中定義，可以認(rèn)為是約定由另外文件聲明的對象的一個“引用“
const：與volatile合稱“cv特性”，指定變量不可被當(dāng)前線程/進(jìn)程改變（但有可能被系統(tǒng)或其他線程/進(jìn)程改變）。
volatile：與const合稱“cv特性”，指定變量的值有可能會被系統(tǒng)或其他進(jìn)程/線程改變，強制編譯器每次從內(nèi)存中取得該變量的值。

流程控制關(guān)鍵字

a. 跳轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)（4個）

return：用在函數(shù)體中，返回特定值（或者是void值，即不返回值）。
continue：結(jié)束當(dāng)前循環(huán)，開始下一輪循環(huán)。
break：跳出當(dāng)前循環(huán)或switch結(jié)構(gòu)。
goto：無條件跳轉(zhuǎn)語句。

b. 分支結(jié)構(gòu)（5個）

if：條件語句。
else：條件語句否定分支（與if連用）。
switch：開關(guān)語句（多重分支語句）。
case：開關(guān)語句中的分支標(biāo)記。
default：開關(guān)語句中的“其他”分治，可選。

c. 循環(huán)結(jié)構(gòu)（3個）

for：for循環(huán)結(jié)構(gòu)，for(1;2;3)4;的執(zhí)行順序為1->2->4->3->2...循環(huán)，其中2為循環(huán)條件。
do：do循環(huán)結(jié)構(gòu)，do 1 while(2);的執(zhí)行順序是1->2->1...循環(huán)，2為循環(huán)條件。
while：while循環(huán)結(jié)構(gòu)，while(1) 2;的執(zhí)行順序是1->2->1...循環(huán)，1為循環(huán)條件。
以上循環(huán)語句，當(dāng)循環(huán)條件表達(dá)式為真則繼續(xù)循環(huán)，為假則跳出循環(huán)。

34種運算符

算術(shù)運算符：+ - * / % ++ --
關(guān)系運算符：< <= == > >= !=
邏輯運算符：！ && ||
位運算符：<< >> ~ | ^ &
賦值運算符：= 及其擴展
條件運算符：?:
逗號運算符：,
指針運算符：* &
求字節(jié)數(shù) ：sizeof
強制類型轉(zhuǎn)換：(類型）
分量運算符：. ->
下標(biāo)運算符：[]
其它：( ) -

4. 怎么學(xué)好C語言

方向和目標(biāo)

首先要確定為什么要學(xué)習(xí)計算機編程語言，為考試？為工作？為興趣？

如果是為興趣學(xué)習(xí)，興趣很容易轉(zhuǎn)易，熱情最容易消逝，興趣一開始比較濃，如何無功利長期堅持就比較難，所以在學(xué)習(xí)興趣中不段找到成就感就非常重要。

如果是為工作，換一個行業(yè)或方向而學(xué)習(xí)，最有效的方式還是培訓(xùn)。為換一個工作而學(xué)習(xí)，動力和壓力應(yīng)該是比較大的。也容易在一開始就當(dāng)作一個技能，工作的技能來學(xué)習(xí)和操練。

為提升工作效率而學(xué)習(xí)，把編程的思維，工具和方法，應(yīng)用到不同的工作中，也是一個很大的學(xué)習(xí)動力，和能夠帶來成就感的地方。只是學(xué)習(xí)的時間相對要少很多。
學(xué)習(xí)中最難的是什么？

學(xué)習(xí)編程開發(fā)中最常見的問題：

1、編程環(huán)境不會搭建
編程學(xué)習(xí)的第一步就是搞定環(huán)境，包括開發(fā)環(huán)境，開發(fā)工具，運行環(huán)境，服務(wù)器等等。要學(xué)會解決環(huán)境中遇到各種問題。
2、知識點太多，前面學(xué)后面忘
如學(xué)習(xí)C/C++開發(fā)，涉及的內(nèi)容和知識就太多，對初學(xué)者來說首先是程序邏輯，然后面對的可能就是C語言三大巨頭（指針，數(shù)組，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）等，C++的面向?qū)ο缶幊?，STL標(biāo)準(zhǔn)模板庫，還有圖形化編程等, 太多知識我們需要學(xué)習(xí)。如果是自學(xué)的話，你可能才到嵌套循環(huán)就感覺到困難了，可能是到面向?qū)ο蟾杏X到難以理解，要放棄了。所以一定要有長期作戰(zhàn)的思想，有打硬仗的準(zhǔn)備。
3、代碼太多，不知道從哪里看起
剛開始代碼少還容易，過不了多久，看網(wǎng)上的教程也好，下載的代碼也好，拿到的代碼很多了，不知道從哪里看起，不知道程序入口在哪里，不知道怎么去運行。這個原因，就是練習(xí)太少，調(diào)試太少。很多同學(xué)在學(xué)習(xí)編程時，當(dāng)作知識來學(xué)習(xí)，這是一個誤區(qū)，應(yīng)該當(dāng)作技能來學(xué)習(xí)，技能就需要反復(fù)練習(xí)，訓(xùn)練。
4、完全對著教程做的，就是運行不了
明明是一模一樣的代碼，視頻中能運行出來，你的就是不行。原因還是環(huán)境和配置的問題。當(dāng)然也有不細(xì)心的錯誤，如拼寫錯誤你沒有發(fā)現(xiàn)。
5、錯誤解決不了，想放棄
這是自學(xué)最大的障礙。編程的學(xué)習(xí)，不像英語（外語）等語言類的學(xué)習(xí)，可以通過反復(fù)重復(fù)得到提高，甚至可以跳過一兩課，都沒有關(guān)系。如果長時間被卡殼，錯誤得不到解決，百度怎么查也不行，或者照著網(wǎng)上的還是解決不了，就是分分鐘想放棄。其實，這就是老師的重要性。有老師在旁邊，可能就是稍微點撥一下，這個問題就過去，你也能馬上獲得到經(jīng)驗。當(dāng)然現(xiàn)在還可以利用網(wǎng)絡(luò)上的社群，網(wǎng)上的老師，遠(yuǎn)程協(xié)助，來解決你學(xué)習(xí)過程中遇到的那些稀奇古怪的問題。
6、學(xué)了很久了，感覺還沒有入門
練習(xí)不夠，項目不夠。這是典型的把編程語言的學(xué)習(xí)，當(dāng)作知識點來學(xué)習(xí)。做項目，就是要把所有知識點一個一個串起來，對你所學(xué)習(xí)的知識點，技能點都是一個應(yīng)用的檢驗。
7、技術(shù)更新太快，感覺又要重頭開始學(xué)
還是沒有把一門語言，一個技能吃透。掌握了一種語言后，對新的語言，框架掌握起來都不是一件難事。
編程學(xué)習(xí)如何突破？

語言方向，如果你現(xiàn)在開始學(xué)習(xí)，不妨選擇學(xué)習(xí)起來更容易上手的，而且功能強大。

coding coding coding

就是多敲代碼，多練習(xí)

要有實戰(zhàn)的項目

項目也是增加你代碼量最有效的手段
掌握一門編程語言的意義
1. 編程學(xué)起來很苦，但也并不是完全一無是處?？陀^地看，自學(xué)編程還是有很多好處。
2. 掌握一門技術(shù)技能
3. 培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力
4. 改變思維方式
5. 學(xué)會快速迭代，不斷迭代，完善改進(jìn)產(chǎn)品的思路
6. 享受沉浸專注的快樂
7. 編程的學(xué)習(xí)不能靠碎片化的時間，一定需要大塊的時間安排。編程有助于提升你的專注度。
8. 享受創(chuàng)造的快樂
9. 會編程的人不會感覺枯燥和孤獨，他會創(chuàng)造一個世界出來。
10. 鍛煉毅力和獨處能力
11. 提高解決問題能力
12. 提高面對挫折失敗的承受能力
常用網(wǎng)站

GitHub: Let’s build from here · GitHub

百度一下，你就知道 (baidu.com)

5. 常用開發(fā)環(huán)境IDE

Visual Studio 2022

Visual Studio: IDE and Code Editor for Software Developers and Teams (microsoft.com)

下載運行VisualStudioSteup.exe，點擊是

點擊繼續(xù)

可能需要等一會時間

進(jìn)入安裝界面

現(xiàn)階段學(xué)習(xí)使用勾選以下就可以了。

點擊安裝

此時需要聯(lián)網(wǎng)安裝，安裝時間根據(jù)具體網(wǎng)速條件。

重啟系統(tǒng)，安裝成功了！

點擊啟動

可以用Microsoft登錄，或是以后再說。
Code Blocks

Binary releases - Code::Blocks (codeblocks.org)
QT

Embedded Software Development Tools & Cross Platform IDE | Qt Creator
Xcode
VI