C程序设计总结（第五版-谭浩强）

第一章 - 程序设计和C语言

1. 程序：一组计算机能够识别和执行的指令。
2. 指令：使计算机执行特定的操作，如加法指令使计算机执行一次加法运算。
3. 计算机语言：计算机和人都能识别的语言，作为沟通的桥梁。
4. 计算机语言的分类：低级语言、高级语言（面向过程的语言、面向对象的语言）。

核心概念对比

• 低级语言与高级语言的区别：低级语言更加贴近计算机，也就是用 0 和 1 表示为主。高级语言则更接近人们习惯，如直接用英文表示。
• 面向过程与面向对象的区别：面向过程更注重实现过程中的细节，而面向对象更注重实现过程的对象，如对象的属性和方法。
• 程序文件分类：
  • 源程序：是编写好的算法，保存后的文件。
  • 目标程序：是编译后的文件。
  • 可执行文件：当目标程序加上库函数时就成了可执行文件，也就是可以运行出结果的文件。

第二章 - 算法

• 程序 = 算法 + 数据结构
• 数据结构：对数据的描述。也就是在程序中要指定用到的数据，以及数据的类型和数据的组织形式。
• 算法：对操作的描述。描述计算机进行的操作步骤。

算法的特性与方法

• 算法的五大特性：有穷性、有效性、确定性、输入、输出。
• 算法的四大表示方法：自然语言、流程图、结构化流程图、伪代码。
• 结构化程序设计的方法：自顶向下、逐步细化、模块化设计、结构化编程。
• 三种基本结构：顺序结构、选择结构、循环结构。

第三章 - 顺序程序设计

• 标识符：标识符即为一个对象的名字。只能由字母、数字、下划线中一种或多种组合而成，且第一个字符必须为字母或下划线。

• 基本数据类型：整型类型（int、char、bool）、浮点类型（float、double）。

• 派生类型：指针、数组、结构体、函数。

• 补码的求法：正数直接用二进制数表示；负数则取反加一。

  5 的补码： 0000000000000101

  -5 的补码： 1111111111111010（取反） 1111111111111011（加一）

• i++ 与 ++i 的区别：i++ 先使用原值 i 进行操作，再对 i+1；而 ++i 直接对 i+1，再参与运算。

  #include <stdio.h>
  int main() {
  	int i = 0;
  	printf("%d\n", i++);
  }

  运行结果为 0

  #include <stdio.h>
  int main() {
  	int i = 0;
  	printf("%d\n", ++i);
  }

  运行结果为 1

• 类型转换：低精度自动向高精度转化；使用 (int)x 可将 x 强制转化为 int 类型。

• getchar() 接收字符，putchar() 输出字符。

  #include <stdio.h>
  int main() {
  	char x, y, z;
  	x = getchar();
  	y = getchar();
  	z = getchar();
  	
  	putchar(x);
  	putchar(y);
  	putchar(z);
  	
  	return 0;
  }

第四章 - 选择结构程序

• 选择语法：if 语句与 switch 语句。

  • 两者区别：if 可以用于处理复杂的判断条件，if 语句的括号内支持复杂的表达式；switch 语句则适用于单个变量的多分支选择，且变量的类型必须是整型类型。

• 双目运算符与单目运算符的区别：

  • 双目运算符需要两个操作对象来参与运算；单目运算符只需要有一个操作对象参与运算，如：!(x>y)。

• 三目运算符：表达式1 ? 表达式2 : 表达式3（作用相当于一个简化的 if-else 语句）。

  例如：判断两个整型数字中谁最大

  #include <stdio.h>
  int main() {
  	int x, y, z;
  	scanf("%d, %d", &x, &y);
  	z = (x > y) ? x : y;
  	printf("the max number is %d", z);
  	return 0;
  }

第五章 - 循环结构程序设计

• 为何需要循环结构？ 有了顺序结构和选择结构能够满足日常的程序设计，但是会存在很多重复的处理流程。如：输出全班所有同学的名字，为了避免多次重复的输出代码的编写，使用循环结构可以方便的进行重复操作，简化了代码的同时方便了设计，避免了代码的冗余。
• 常见的循环结构有哪些？ while 循环、for 循环。两者可互相转化。
• break 与 continue 的区别
  • break 语句只能放在循环语句和 switch 语句中，不能单独使用，break 的作用是结束整个循环。
  • continue 语句则是结束本次循环，接着执行下一次循环。

第六章 - 数组

• 为何需要数组？ 为了解决变量过多而造成的繁琐，同时彰显其内在的联系（相同数据类型的集合）。
• 数组的基本特征是什么？ 数组是一组相同数据类型的集合。
• 如何定义数组？ 一维数组：数组类型 数组变量[数组大小]; 例如：int a[10];

第七章 - 函数

• 为何使用函数？
  • 实现模块化编程，便于维护和后续开发。
  • 一个 C 程序由一个或多个程序模块组成，每个程序模块都作为一个源程序文件。
• 如何实现函数？ 声明、定义、调用。
• 函数的种类：库函数与用户自定义的函数。
• 局部变量与全局变量：两者作用域不同，一个作用局部，一个作用全局。
• 动态存储方式与静态存储方式
  • 静态存储方式：指程序运行期间由程序分配固定的存储空间存储，容易造成浪费。
  • 动态存储方式：在程序运行期间根据需要进行动态的分配存储空间，节约空间。
• 自动变量（auto）、静态局部变量（static）、寄存器变量（register）的区别 存储地址不同：
  • 自动变量存储在动态存储区。
  • 静态局部变量存储在静态存储区。
  • 寄存器变量存储在 CPU 中的寄存器中。

第八章 - 指针

• 何为指针？ 指针即地址。系统根据定义的变量类型分配一定的长度空间，内存区的每一个字节都有一个编号，这就是地址。通过地址能够找到所需要的变量单元，可以说，指针指向该变量单元。C 语言中的地址包括位置信息 and 它所指向的数据类型信息。

• 何为指针变量？ 存放地址的变量是指针变量，它用来指向另一个对象。

• 何为空指针与野指针？

  注：原文中“空指针”的解释实际为“野指针”。

  指针变量的值是不确定的或无效的，这种指针叫野指针。使用野指针不一定会出现问题，但是可能会出现以下问题：

  • 一切正常
  • 段错误（Segmentation fault）
  • 脏数据

• 数组与指针有什么关系？

  • 数组名就是一个指针（常指针）。
  • 数组名与数组首地址是映射关系，*p = arr 是指向关系。
  • 由于数组名就是指针，所以数组名可以使用指针的解引用运算符，而指针也可以使用数组下标形式。

第九章 - 用户建立自己的数据类型

• 为何需要自己定义数据类型？ 一方面由于常见的数据变量之间存在相互的联系，如：学生的学号与姓名之间存在联系。
• 那为何不采用数组将其存储在一起，使其相互联系？ 数组只能存放类型相同的变量，例如全部存放 int 型的数据，或者全部存放 char 型的数据，不可以混装。而用户自己建立的数据类型（如结构体）就可以避免此问题，可以存放不同类型的数据。
• 如何定义？

  struct student {
  	int number;
  	char name[20];
  	char sex;
  };