学编程为什么先学C语言？掌握计算机底层原理

为什么选择C语言作为编程起点说实在的好多人询问我要学习的第一门编程语言是什么我向来都会毫不迟疑地去推荐C语言。并非是由于它简单事实上它完全不简单而是由于它能够使你切实领会计算机是怎样运行的。C语言好似编程领域里的“武功内功”一旦掌握了它去学习别的语言就会变得轻松许多。设想一下要是你对于指针、内存管理这些概念都弄清楚了还有什么样的编程概念能够难住你呢C语言到底是什么历史背景1972年诞生了C语言它是由贝尔实验室的丹尼斯·里奇所开发这门语言最开始是为了对UNIX操作系统进行重写而被创造出来的说来挺有意思那时里奇单单是想要一个更具好用性的工具然而最终却在不经意间创造出了对整个计算机世界产生影响的编程语言。直至今日差不多过去了50年C语言仍旧活跃于各个领域其中包括操作系统内核开发嵌入式系统编程游戏引擎底层开发数据库系统实现编译器设计。语言特点C语言存在着几个十分显著的特点而这些特点既是它自身的优势所在同时也极有可能会成为初学者所面临的挑战逐步靠近底层C语言能使你直接跟计算机硬件进行交互这就表明你得自行管理内存还得自己去处理指针。听闻起来是不是觉得很可怕呀实际上这恰好就是它的魅力之所在呢高水平执行运用C所编写而成的程序其运行的速度相当之快。这是为何呢是由于其经由编译之后所生成的机器码极为精简不存在过多冗余的事物。和Java有50多个关键字比方一下尽管C语言的关键字只有32个然而这32个关键字的组合却能够实现差不多任何功能。具有很强的可移植性那就是在一个平台上来进行编写的C代码只需要稍微做出一些修改便能够在其他的该平台上运行而这一特性在1970年代的时候可是具备革命性的呀。开发环境搭建Windows系统对于使用Windows系统的用户而言我极为强烈地推荐去使用Code::Blocks或者Dev-C。这两款IDE相当友好地对待新手其安装包均包含了编译器通过一键安装便可使用。Code::Blocks的安装步骤首先要去官网那儿下载mingw版本也就是带编译器的那个版本接着一路都按照默认设置来进行安装就行然后把软件打开去新建一个项目在里面选择Console Application这个选项再选择C语言项目给这个刚选好的项目取个名字最后这样就能够开始编写代码。macOS系统Mac用户可以选择Xcode或者安装GCC编译器bash安装Xcode命令行工具xcode-select --install或者使用Homebrew安装GCCbrew install gccLinux系统针对Linux系统而言一般情况下已然预先安装好了GCC编译器要是不存在这种情况的话能够借助包管理器来进行安装。bashUbuntu/Debian系统sudo apt-get install gccCentOS/RHEL系统sudo yum install gcc第一个C程序让我们从经典的Hello World开始cinclude声明整型主函数在主函数内部执行输出语句输出“Hello, World!\n”之后进行返回值为零的返回操作。看起来很简单对吧但是这几行代码其实包含了很多重要概念预处理指令#include指示编译器去包含标准输入输出库这如同告知编译器嘿我打算使用printf函数你替我把相关界定加载进来程序的入口点是主函数int main()。不管你的程序究竟有多复杂在执行的时候皆是以main函数作为起始点开始的。恰似一本书必定会存在第一页那般程序同样必然会存在首个执行的函数。函数调用printf()属于一个库函数其作用是用于在屏幕之上打印文本。返回的值是return 0示意操作系统程序已然正常结束了。于编程的世界当中0通常所代表的是“一切正常”。基本数据类型C语言的数据类型相对简单主要包括以下几种整型数据给整型变量age赋值为25它一般占据4个字节将短整型变量height赋值为180其通常占据2个字节把长整型变量distance赋值为1000L它一般占据4或者8个字节。具有趣味性的是C标准并未对这些类型所占用的字节数量作出严格规定仅仅给出了最小的要求指示。这便是那些同样的代码在不同平台上有可能呈现出不同表现的原因之中的一个。浮点数类型被声明为单精度浮点数的cfloat类型的price其值被设定为99.99f 而被声明为双精度浮点数的double类型的pi其值被设定为3.14159265359。该注意到的是计算机里边浮点数的存储并非全然精准无误。这般便表示俩浮点数相互间的比较得特别谨慎留意。字符类型定义了一个字符型变量grade其值被设定为字符A还定义了另一个字符型变量letter它被赋予了ASCII码值65而该ASCII码所对应的字符就是A。实际上字符类型是很小的那种整数它所存储的是字符对应的ASCII码值。变量与常量变量声明与初始化在C语言中变量必须先声明后使用发出声明声明变量为number对变量number赋予数值所赋予的数值是42。int count 10; // 声明同时初始化关键提示尚未初始化的变量所包含的乃是内存里的垃圾值这属于C语言初学者极易犯下的错误当中的一个。常量定义cdefine PI 3.14159 // 宏定义常量定义常量时使用const关键字其中常量MAX被定义为100。两种方式各有其优劣之处。其中宏定义乃较为简单的文本替换行为然而通过const关键字所定义的则实实在在是常量变量。运算符详解算术运算符定义整型变量a赋值为10定义整型变量b赋值为3定义整型变量sum等于a与b相加即是加法运算结果为13定义整型变量diff等于a减去b此为减法运算结果是7定义整型变量product等于a乘以b这是乘法运算结果为30定义整型变量quotient等于a除以b属于整数除法运算结果为3定义整型变量remainder等于a对b取余取余运算结果为1。留意整数除法所具有的特殊性10除以3的结果是3并非3.33小数部分被截去了。比较运算符定义整型变量x赋值为5定义整型变量y赋值为8定义整型变量result1其值为x等于y进行相等比较的结果0假定义整型变量result2其值为x不等于y进行不等比较的结果1真定义整型变量result3其值为x。于C语言里真是以1来作表示的假则借助0去做表示。然而事实上呢任意的非零的值均会被当作是真。逻辑运算符定义了整型变量a赋值为1整型变量b赋值为0定义整型变量and_result其值为a与b进行逻辑与运算的结果也就是0定义整型变量orresult其值为a与b进行逻辑或运算的结果即1定义整型变量not result其值为对a进行逻辑非运算的结果是0。逻辑运算符具备“短路”特性在逻辑与这种情况里要是第一个操作数呈现为假那么第二个操作数便不会被加以评估在逻辑或这种情形下要是第一个操作数表现为真那么第二个操作数同样不会被予以评估。控制流语句条件判断cint score 85;如果分数大于等于90那么{输出“优秀\n”}否则如果分数大于等于80那么{输出“良好\n”}否则如果分数大于等于60那么{输出“及格\n”}否则{输出“需要努力\n”。C语言里花括号用于定义代码块哪怕仅有一条语句我仍提议添加花括号如此代码会更清晰并且也不易出错。循环语句以for循环来说c打印出从1到10的数值对于整型i被赋值为1当i这儿有个while循环定义了一个整型变量count并初始化为0然后进入while循环只要这个count。哎呀呀不对你这原句都不完整while后面没有条件没法准确改写。你得清楚完整地给出while括号里比如说“while (input 0)”这样类似完整的条件才能用你要求的思路进行彻底且合理准确地改写的其循环方式为do - while它最少会开展一回执行操作而此状况当处于一些的场景范围之内时是具备相当用途的就像是用户施行输入验证那般的情形。函数基础函数是C语言的核心概念它让代码更加模块化和可重用那个声明了一个函数它是int类型的叫做add它有两个参数一个是int类型的a另一个是int类型的b。主函数int main() 其中有int result 它等于add(5, 3) 接着执行printf(5 3 %d\n, result)最后返回0。给出一个函数它被定义为这个函数名为add它有两个参数这两个参数分别是int类型的a和int类型的b这个函数的返回值会返回a与b相加之后的值。函数所具备的组成部分有其一返回类型此为函数返回的是何种类型的值其二函数名它是给函数所起的那个名字其三参数列表即函数所必要的输入是哪些其四函数体为函数真正具体去做的事情。函数参数传递C语言里的参数传递是 “值传递”这表明函数所接收到的乃是参数值的副本。在c语言中存在一个名为change_value的函数该函数带有一个整型参数x在函数内部将x的值设定为100不过需要注意的是这种设定并不会对传递进来的那个原始变量产生任何影响。定义主函数主函数内定义一个整型变量num并赋值为50调用修改值函数change_value输出num的值num此时仍然是50最后返回0。想要函数对原始变量作出修改就得运用指针此概念后续会予以详尽阐述。数组基础数组是存储相同类型数据的集合将整型变量numbers声明并且初始化整型变量grades只进行声明不做初始化。以下是改写后的对数组元素进行访问其中 numbers 被赋值为 10接着对第一个元素实施修改随后定义 int 类型的 first 并将其赋值为 numbers以此来读取第一个元素。注意要着重提醒一下数组它的索引是从0开始的这可是好多刚开始学习的人比较容易出现错误的地方。有一个数组它的长度是5那么这个数组有效的索引范围是从0到4。字符数组与字符串定义字符型变量name其值为张三定义字符型变量message其值为Hello编译器会自动进行长度的计算。执行printf函数其格式为printf(姓名%s\n, name)接着执行printf函数其格式为printf(消息%s\n, message)。在C语言中字符串实际上是字符数组以空字符\0结尾。指针初探指针兴许是C语言里最为关键且最为难以领会的观念简要来讲指针便是存放内存地址的变量。定义一个整型变量num 其值为42 再定义一个指向整型的指针ptr 让ptr指向num所占据的内存地址。向标准输出设备打印输出内容为“num的值”加上变量num的值换行向标准输出设备打印输出内容为“num的地址”加上变量num的地址值换行向标准输出设备打印输出内容为“ptr的值地址”加上指针ptr的值换行向标准输出设备打印输出内容为“ptr指向的值”加上指针ptr所指向的值换行。取地址运算符解引用运算符*这是指针的两个关键运算符。我们借助指针来直接操控内存这二者兼具强大与危险的特性。一旦用错了指针那么便极有可能致使程序出现崩溃的情况然而要是正确运用它的话程序所具备的效率就能够得到大幅度的提升。实用编程技巧调试技巧初学编程时bug是不可避免的。这里有几个实用的调试方法利用printf进行调试定义整型变量x等于10定义整型变量y等于20通过printf输出调试信息输出内容为 “Debug: x%d, y%d\n”其中x和y为变量占位符紧接着输出变量x的值然后输出变量y的值最后输出换行符以此来打印变量值。分段测试把复杂的问题分解成小块逐个验证。检查边界条件数组越界、除零错误等是常见的bug源头。代码风格建议好的代码风格让程序更易读、更易维护c// 被推荐的那种风格有一个计算面积的函数它接收物体的长度与宽度两个整型变量作为参数在该函数内部存在一个条件判断语句当物体的长度。}重要的几个原则是使用具备意义的变量名保持缩进呈现一致状态添加必要的注释这一项函数要保持简短且专一。常见错误与避免方法语法错误c// 错误缺少分号int x 10// 正确int x 10;// 错误大括号不匹配若x比零大于那么执行打印出“正数”但此处缺少闭合大括号。若x大于0那么执行输出正数两个字这是正确的情况若x不大于0则不执行此操作。逻辑错误若是x被赋予0这个值那么做类似如下动作由于错误地将赋值当作比较所以执行如下语句即假若存在x等于0这种被赋值的情形产生就要打印包含特定信息的语句以及标点假设这个条件判断语句正确其中当x等于0时此为进行比较的情境在该情境下来执行这样一个操作即输出“x等于0”。数组越界cint arr ;注意听好一个错误实例出现访问不存在的元素这是一种情况然后说到printf(%d, arr);这边要留意数组它存在索引范围限制只有从0到4有着对应的索引。查找边界当索引大于等于零时刻并且于索引进行检查若索引大于等于零且索引正确的是进行检查边界若索引大于等于零且索引。学习路径建议第一阶段基础语法掌握集中精力去领会基本概念多去撰写小程序给自己带来练习的机会 建议每一天撰写1到2个小程序比如说 好比说计算器程序 又比如猜数字游戏 还比如说简单的学生成绩管理。第二阶段深入理解指针C语言所具备的指针那可是其精髓所在得依靠大量的练习才能够熟练地去掌握它。给出的建议如下先通过画图的方式去理解指针跟内存之间的关系接着要练习指针与数组配合起来使用最后还要学习动态内存分配。第三阶段项目实践借助实际项目去巩固知识写一个简单的文本编辑器实现基本的数据结构包含链表、栈、队列尝试读懂开源项目的代码。总结与展望C语言虽古老但其核心思想以及设计理念仍然影响着现代编程。学好C语言你不但掌握了一门实用的编程语言更为关键的是筑建了牢固的编程基础。铭记编程属于一门实践性很突出的技能理论知识诚然关键然而唯有经由大量的练习你方可切实攻克它每一个程序存在的问题皆是求学的契机每一个成功跑起来的程序都是向前迈进的明证。千万别心怀对犯错的惧怕也别怀揣着那种冀望能一下子就成功的想法。编程它属于一种逐步推进的进程态势持续地坚持下去你绝对是能够将这门有着强大力量的语言给掌握住的。这个时候起开启你的编辑器记下首行代码哟编程领域的大门正为你敞开着句号。