2024-2025-1 20241307《计算机基础与程序设计》第十二周学习总结

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教材学习内容总结

《C语言程序设计》第十一章的总结：

1. 指针基础
   • 指针的定义：指针是一个变量，其值为另一个变量的地址。可以通过&运算符获取变量的地址，并定义一个指针变量来存储这个地址。例如，对于int a = 10;，&a是变量a的地址，可以定义int p; p = &a;，其中p是一个指向int类型变量的指针。
   • 指针的类型：指针的类型决定了它所指向的对象的类型，影响指针的算术运算和解引用时的操作。
   • 指针算术运算：对指针进行加1或减1操作时，移动的字节数根据指针类型确定。例如，对于int指针，加1操作会使指针的值增加sizeof(int)个字节；对于char指针，加1操作会使指针的值增加sizeof(char)（通常为1）个字节。
   • 指针解引用：通过运算符可以对指针进行解引用，获取指针所指向的变量的值。例如，对于上面定义的p指针，*p就表示变量a的值，即10。
2. 数组与指针的关系
   • 数组名作为指针：数组名在表达式中代表数组首元素的地址，相当于一个指向数组首元素的指针。例如，对于一维数组int a[5];，a等价于&a[0]。
   • 指针变量指向数组：可以定义一个指针变量指向数组的首地址，例如int p = a;。通过指针变量可以访问和修改数组元素，例如(p + i)等价于a[i]。
   • 指针算术运算：指针加减整数表示移动元素，例如p + 1表示指向下一个元素。两个指针相减表示元素个数，例如p2 - p1表示两个指针之间的元素个数。
   • 指针与数组的等价性：数组写法和指针写法在某些情况下具有等价效力，例如a[i]等价于*(a + i)。
   • 数组名与指针的区别：数组名是一个常量指针，不能被修改。指针变量可以被重新赋值，指向不同的内存地址。
3. 文件及其操作
   • 文件定义：文件是存放在计算机中的一组数据，有助于长期保存信息。
   • 文件的类型：包括文本文件和二进制文件。
   • 文件操作过程：包括打开文件、读/写数据、关闭文件。
   • fopen函数：用于打开文件并获取文件指针。
   • 文件打开模式：包括”r”（只读）、“w”（写入）、“a”（追加）等模式。
   • 读取文件的内容：使用fgetc、fgets、fscanf等函数。
   • 写入文件的内容：使用fputc、fputs、fprintf等函数。
   • 文件的指针：表示当前读写位置的结构，类型为FILE *。
   • 文件位置操作：使用ftell获取当前文件指针的位置，使用fseek设置文件指针到指定位置。
4. 结构体
   • 结构体类型说明：结构体是一种构造类型，由若干个成员组成，成员可以是基本数据类型或另一个构造类型。
   • 结构体变量的定义：声明完结构体后，可以使用新的类型名定义变量。
5. 动态数组
   • 动态数组的概念：讨论动态数组的概念，以及如何在C程序中实现动态数组。
   • C程序的内存映像：解释C程序在内存中的布局和动态数组的存储方式。
   • 动态内存分配函数：介绍用于动态分配内存的函数，如malloc、calloc、realloc等。
   • 长度可变的一维动态数组：描述如何创建和操作长度可变的一维动态数组。
   • 长度可变的二维动态数组：讨论如何创建和操作长度可变的二维动态数组。
6. 本章扩充内容
   • 常见的内存错误及其对策：列举常见的内存错误，如内存泄漏、野指针等，并提供解决策略。
   • 缓冲区溢出攻击：讨论缓冲区溢出的概念，以及如何防范这种安全威胁。

教材学习中的问题和解决过程（先问 AI）

• 问题1：指针和内存管理问题
  问题描述：在学习C语言时，指针和内存管理是初学者常遇到的难题。指针的错误使用可能导致程序崩溃、内存泄漏或野指针等问题。
• 问题1解决方案：
  • 理解指针概念：确保你完全理解指针是什么，以及如何声明、初始化和使用指针。
  • 学习内存分配函数：熟悉malloc、calloc、realloc和free等函数的用法，了解它们在动态内存管理中的作用。
  • 编写安全的代码：使用指针时，总是检查它们是否为NULL，避免解引用空指针。使用sizeof操作符来确保分配正确的内存大小。
  • 使用工具检测内存问题：使用内存检测工具（如Valgrind）来识别内存泄漏和其他内存问题。
• 问题2： 语法错误和编译问题
  问题描述：C语言有严格的语法规则，初学者可能会因为小的语法错误（如忘记分号、括号不匹配等）而导致编译失败。
• 问题2解决方案：
  • 仔细检查代码：在编译之前，仔细检查代码中的语法错误，确保所有的语句都正确结束，所有的括号都正确匹配。
  • 使用IDE或编辑器：使用集成开发环境（IDE）或代码编辑器，它们通常具有语法高亮和错误提示功能，可以帮助你快速定位语法错误。
  • 阅读编译器错误信息：编译器提供的错误信息通常会告诉你错误的位置和类型，仔细阅读这些信息可以帮助你解决问题。
  • 逐步构建和测试：不要一次编写大量代码，而是逐步构建和测试每个小部分，这样可以更容易地定位问题。
• 问题3：问题描述：C语言中的一些高级概念，如递归、指针数组、函数指针等，对于初学者来说可能难以理解。
• 问题3解决方案：
  • 分解复杂问题：将复杂问题分解成更小、更易于管理的部分，逐步理解和实现。
  • 实践和例子：通过编写和分析示例代码来加深对复杂概念的理解。实践是学习编程的最佳方式之一。
  • 查阅资料和教程：利用在线资源，如教程、论坛和视频，这些资源可以帮助你从不同的角度理解复杂概念。
  • 讨论和求助：加入编程社区或学习小组，与其他学习者或经验丰富的程序员讨论你遇到的问题。

基于AI的学习

代码调试中的问题和解决过程

• 问题1：指针错误问题
  问题描述：在处理指针时，常见的错误包括野指针、空指针解引用和内存泄漏等。
• 问题1解决方案：
  • 检查指针是否为NULL：在解引用指针之前，总是检查指针是否为NULL，以避免程序崩溃。
  • 使用内存检查工具：使用Valgrind等工具来检测内存泄漏和非法内存访问。
  • 正确管理内存：对于动态分配的内存，确保每次分配后都有相应的释放，避免内存泄漏。
• 问题2：逻辑错误问题
  问题描述：逻辑错误是指程序没有语法错误，但运行结果与预期不符。
• 问题2解决方案：
  • 使用调试工具（如GDB）逐步执行程序，观察变量的值和程序的执行流程。
  • 检查所有指针操作，确保指针指向有效的内存区域。
  • 对数组操作添加边界检查，确保不会越界。
  • 检查所有的数学运算，避免除以零等非法操作。
• 问题3： 运行时错误问题
  问题描述：运行时错误通常是由程序中的缺陷导致的，如数组越界、除以零等。
• 问题3解决方案：
  • 使用断点和单步执行：在调试器中设置断点，并使用单步执行来逐行检查代码，以便在运行时捕捉和定位错误。
  • 条件断点：在调试器中设置条件断点，仅在特定条件满足时中断程序执行，这有助于快速定位问题。
  • 检查数组和循环：特别检查所有数组操作和循环条件，确保没有越界访问和逻辑上的循环错误。，帮助追踪程序的执行流程和数据变化。

其他（感悟、思考等，可选）

学习 C 语言程序设计第 一章后，我深刻体会到结构体如同精巧的工具箱，能将相关联的数据有序整合。它让我在处理复杂数据关系时有了更清晰的思路，不再是零散的变量拼凑。认识到不同数据类型在结构体中的合理运用，是构建稳固程序框架的基石。同时，成员访问运算符的巧妙使用，也让数据的获取与操作变得高效。这使我明白，C 语言的强大在于对数据结构的精准把握，每一个细节都蕴含着逻辑之美，激励我深入探索更多编程奥秘。

	代码行数（新增/累积）	博客量（新增/累积）	学习时间（新增/累积）	重要成长
目标	5000行	30篇	400小时
第一周	200/200	2/2	20/20
第二周	300/500	4/4	18/38
第三周	500/1000	5/7	22/60
第四周	500/1300	6/9	30/90
第五周	1000/1400	7/9	60/90
第六周	1200/1500	8/9	70/90
第七周	1400/1600	9/10	80/100
第八周	1600/1700	10/11	100/100
第九周	1900/1900	11/11	110/110
第十周	2100/2100	12/12	130/130
第十一周	2600/2600	13/13	150/150
第十二周	2900/2900	14/14	170/170