C 语言入门

一、计算机系统组成

输入设备

鼠标、键盘、麦克风、扫描仪。

输出设备

显示屏、扬声器、打印机。

中央处理器（CPU）

运算速度非常快，达到 ns 级别。其内部组成包括：

运算器（算逻单元）：负责数据运算。
控制器：帮助 CPU 获取指令，交给运算器。
寄存器：存储 CPU 用来运算的数据。
预取器：从内存中获取程序中的指令。
MMU：虚拟内存映射。

内存储器（内存）

ROM：read only memory（只读存储器）。
RAM：random access memory（随机访问存储器）。

内存靠 "电信号" 来存储数据，断电后数据即消失，数据存储不能持久化。优点：数据读写速度快。

外存储器（硬盘）

硬盘采用 "磁信号" 来存储数据，断电后数据依然存在，能持久化存储。缺点：数据读写速度慢。

二、硬件系统

主机部分

CPU
内存储器

外设部分

输入设备：读入。
输出设备：写出。
外存储器：持久化存储。

三、软件系统

系统软件

操作系统

优秀的商业公司、开源组织，站出来编写一套针对硬件的底层程序，管理声卡、显卡、网卡、磁盘等这些硬件。

概念：操作系统就是管理计算机硬件与软件资源的一个计算机程序。
本质：程序！

操作系统的作用可分为向下和向上两个方向：

向下：提供驱动程序，管理硬件。
向上：
- 图形界面：普通用户，鼠标点点点。
- 终端界面：普通用户、开发人员都可以使用。
- 系统调用：操作系统提供给开发人员使用的函数。

常用操作系统：

Windows：微软。
macOS：苹果。
Linux。
Unix。

语言系统

计算机语言：C、C++、Java、Python、PHP ……
机器语言：二进制（如 10101001）。

应用软件

需要根据实际需求来制定功能，例如：

文件处理
图形处理
表格处理
实时控制

编译器和语言

编程语言

作用：控制计算机硬件工作。
组成：字母、特殊字符。
每个编程语言都有自己一套规则、语法。——这就是学习目标！

编译器

原因：CPU 只认识 1010010 这样的二进制码，abc、汉字它看不懂。
作用：将人类易读易懂的语言转换成 CPU 能读懂的语言，这个过程就是编译。
语言不同，语法不同，因此使用的编译器不同：
- Java 使用 javac 编译器，不能拿来编译 C 语言。
- C 语言使用 gcc 编译器，不能拿来编译 Java 语言。

四、C 语言简述

计算机语言发展史

机器语言：如 101100110。
汇编语言：使用助记符（如 abc 对应 10100101）。问题：硬件不同，指令不同，不同架构（CPU）指令集不同，只能支持某一种特定的硬件，跨平台性差。由此衍生出 B 语言。
C 语言：借助编译器，就能将 C 代码转换成各种平台使用的指令，实现跨平台。
C++、Java、OC、Python：面向对象编程，程序扩展性好！
SQL 语句：更贴近人类理解。

机器生汇编，汇编生 B，B 生 C，C 生万物！！

五、C 语言标准

标准简史

1972 年，C 语言在贝尔实验室诞生，丹尼斯·里奇参考 B 语言开发。
1970-80 年代，C 语言被广泛应用，产生很多不同的 C 语言版本，程序可移植性比较差。
1983 年，美国国家标准委员会（ANSI）成立一个小组来制定 C 语言的标准，规定 C 语言支持哪些语法、支持哪些功能等等。
1989 年，通过了 C 语言的第一个标准，即 C89 标准。
1990 年，国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）将 C89 标准当做国际的 C 语言标准，即 C90 标准。（C89 和 C90 指的是同一个标准。）
1994 年，ISO 和 IEC 对 C89 标准进行修订，即 C94 标准。由于并没有增加新的语法特性，还是叫做 C89 或者 C90。
1995 年，ISO 和 IEC 再次做了修正，即 C95 标准。
1999 年，ISO 和 IEC 发布了 C 语言新标准（C 语言第二个标准）。在该标准中，新增许多实用的 C 语言语法特性，增加新的关键字、可变长数组等等，即 C99 标准。
2007 年，重新修订了 C 语言。
2011 年，发布新的版本，新增了一些语法，如泛型、国际化支持。目前为止最新版本是 C11。

标准的影响

可将 C 语言的标准理解为 C 语言说明书。但它并没有强制性约束力。例如：微软拿到标准，认为有些标准不合理，便不支持；微软认为某些特性非常好，但标准中没有，就自己新增语法。
如果编译器不支持标准，我们即使使用标准中的语法仍然会报错。
编译器版本也会影响程序。因此，编写程序之前要确定编译器版本。
常见的 C/C++ 编译器：
- Borland C++：宝蓝公司。
- Intel C++：英特尔编译器。
- VC++：微软公司。
- g++ 编译器（gcc 是编译套件）：Linux 默认使用的编译器，对标准支持最好。

C 语言的优缺点

优点：

学习成本低。
运行速度快。
功能强大。

缺点：

代码实现周期长。
可移植性差。
对经验要求高。
对平台库依赖多。

C 语言的应用领域

服务器。
操作系统。
上层应用（MFC、QT）。
嵌入式。
人工智能、硬件驱动。
中间件。
网络攻防、数据安全。
大学必修课。
名企、外企。

C 语言 32 个关键字

📷（此处原文为配图，略）

六、文本编辑 HelloWorld

编写第一个程序的步骤

修改计算机显示扩展名（显示文件的后缀名）。
打开任意一个目录。
编写第一个 hello world 程序。
编译 hello world 程序 ——> 得到机器能识别的二进制码。

其中 cd 目录 命令的含义：进入这个目录。

第一个程序代码如下：

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    printf("hello world\n");
    return 0;
}

快捷打开 HelloWorld.c 文件所在目录

进入到 HelloWorld.c 文件所在目录。
直接在 "地址栏" 中键入 cmd，即可切换到该目录，不需要 cd 目录。

七、常见 IDE

IDE：集编辑器、编译器、调试器于一身的集合工具。

平台	常见 IDE / 工具
Windows	VS2013、VS2015、VS2017、VS2019；CLion（跨平台）；Qt Creator（跨平台）；Eclipse
macOS	Xcode；CLion（跨平台）；Qt Creator（跨平台）；Eclipse
Linux	vi/vim（文本编辑器）；CLion（跨平台）；Qt Creator（跨平台）；Eclipse

VS2019 基本使用

打开 VS2019，新建项目。
创建项目，指定项目目录。
确保保留 "解决方案资源管理器"。
创建 helloworld.c 文件。
编写 helloworld.c 程序。
修改字体：工具 —— 选项 —— 环境 —— 字体和颜色，选择字体。（Ctrl + 鼠标滚轮 可放大、缩小字号。）
编写完成，点击运行图标运行。

📷（此处原文为配图，略）

解决窗口一闪而过问题

使用函数解决：在 return 0; 代码前添加一行代码 system("pause");
```
system("pause");
```
修改 VS2019 工具配置属性解决：项目名上，右键 —— 属性 —— 配置属性 —— 连接器 —— 系统 —— 子系统 —— 下拉框中选择 "控制台 (/SUBSYSTEM:CONSOLE)" —— 点击 "应用" —— 点击确定。

八、HelloWorld 释义

代码释义

以下面这段代码为例：

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    printf("hello world!\n");
    return 0;
}

#：代表引入头文件专用特殊字符。
include：引入头文件专用关键字。
<>：用来包裹库头文件名。
stdio.h：使用的头文件。因为程序中使用了 printf() 函数，就必须使用该头文件。
- std：标准，standard。
- i：input，输入。
- o：output，输出。
int：main 函数返回值为整型 int。
main：整个程序的入口函数。任何 .c 程序，有且只有一个 main 函数。
(void)：当前 main 函数没有参数。
{}：内部放函数体。
printf("hello world!\n")：
- printf()：C 语言向屏幕输出字符使用的函数。
- hello world!：待写出的字符串内容。
- \n：回车换行。
return 0;：
- return：返回。C 程序要求，main 函数要有返回值，借助 return 实现返回。
- 0：成功！因为返回类型是 int，返回整数。

注意事项

程序中使用的所有的字符，全部是 "英文半角" 字符。
程序中，严格区分大小写。
; 代表一行结束。不能使用中文 "；"，必须是英文。

代码运行 4 种模式

Debug x86：以调试模式，运行 32 位程序。
Debug x64：以调试模式，运行 64 位程序。
Release x86：以发布模式，运行 32 位程序。
Release x64：以发布模式，运行 64 位程序。

Debug：调试模式。生成的 .exe 文件比 Release 模式生成的文件大，带有调试信息。学习中，只使用该模式。
Release：发布模式。生成的 .exe 文件没有调试信息，文件较小。

热键：运行编写好的程序 —— Ctrl + F5。

注释

单行注释：// 待注释的内容
多行注释：/* 待注释的内容 */

多行注释内，可以嵌套单行注释；多行注释之间不能嵌套。

九、System 函数

作用：执行 Windows 系统中指定的命令。

常用命令：

命令	作用
`pause`	暂停
`cmd`	启动新的终端
`calc`	唤起 Windows 下的计算器
`notepad`	唤起 Windows 下的记事本
`mspaint`	唤起 Windows 下的画图工具
`cls`	清空当前 Windows 终端中的内容

Sleep() 函数

Sleep() 函数用于指定程序睡眠，默认单位是毫秒，需要使用头文件 #include <Windows.h>。

综合示例代码：

#include <stdio.h>    // 引入头文件 stdio.h , 因为下面使用了 printf() 必须添加此头文件。
#include <Windows.h>  // 引入头文件 Windows.h, 因为下面使用 Sleep() 函数。

int main(void)      // main 是程序的入口函数。void 表示没有参数。int 表示返回整数。
{
    printf("hello world1!\n");  // 打印 helloworld 字符串到屏幕。 \n 换行之意。
    printf("hello world2!\n");
    printf("hello world3!\n");
    printf("hello world4!\n");
    printf("hello world5!\n");
    printf("hello world6!\n");
    printf("hello world7!\n");
    Sleep(3000);        // 使当前程序，打印完 helloworld 后，睡眠 3s 钟
    // system("cmd");   // 3s 后，再有机会执行。启动一个新终端。
    // system("calc");  // 3s 后，启动计算器
    // system("notepad");   // 3s 后，启动记事本
    // system("mspaint");   // 3s 后，启动画图工具
    system("cls");      // 3s 后，将当前终端清空。
    return 0;       // 因为 main 返回 int 。所以这里有 return 0；
}

一、计算机系统组成​

输入设备​

输出设备​

中央处理器（CPU）​

内存储器（内存）​

外存储器（硬盘）​

二、硬件系统​

主机部分​

外设部分​

三、软件系统​

系统软件​

操作系统​

语言系统​

应用软件​

编译器和语言​

编程语言​

编译器​

四、C 语言简述​

计算机语言发展史​

五、C 语言标准​

标准简史​

标准的影响​

C 语言的优缺点​

C 语言的应用领域​

C 语言 32 个关键字​

六、文本编辑 HelloWorld​

编写第一个程序的步骤​

快捷打开 HelloWorld.c 文件所在目录​

七、常见 IDE​

VS2019 基本使用​

解决窗口一闪而过问题​

八、HelloWorld 释义​

代码释义​

注意事项​

代码运行 4 种模式​

注释​

九、System 函数​

Sleep() 函数​