关于一些c语言基础概念的了解与学习

1.C语言概述

语言是人和人交流，C语言是人和机器交流。只是，人可以不听另外一个人，但是，计算机是无条件服从。

2.C语言特点

1) 优点

• 代码量小
• 执行速度快
• 功能强大
• 编程自由

2) 缺点

• 写代码实现周期长
• 可移植性较差
• 过于自由，经验不足易出错
• 对平台库依赖较多

3.C语言应用领域

C语言的应用极其广泛，从网站后台，到底层操作系统，从多媒体应用到大型网络游戏，均可使用C语言来开发：

• C语言可以写网站后台程序
• C语言可以专门针对某个主题写出功能强大的程序库
• C语言可以写出大型游戏的引擎
• C语言可以写出另一个语言来
• C语言可以写操作系统和驱动程序，并且只能用C语言编写任何设备只要配置了微处理器，就都支持C语言从微波炉到手机，都是由C语言技术来推动的

4.C语言的简洁

C语言仅有32个关键字，9种控制语句，34种运算符，却能完成无数的功能：

5.编写第一个C语言程序：HelloWorld

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

C语言的源代码文件是一个普通的文本文件，但扩展名必须是.c。

6.代码分析

1) include头文件包含

• #include的意思是头文件包含，#include <stdio.h>代表包含stdio.h这个头文件
• 使用C语言库函数需要提前包含库函数对应的头文件，如这里使用了printf()函数，需要包含stdio.h头文件
• 可以通过man 3 printf查看printf所需的头文件
• 导入一个文件  stdio.h ；std是一个标准库； i 代表input ；o 代表output；标准输入输出库 .h 头文件

#include< > 与 #include ""的区别：

• < > 表示系统直接按系统指定的目录检索
• "" 表示系统先在 "" 指定的路径(没写路径代表当前路径)查找头文件，如果找不到，再按系统指定的目录检索
• <>表示导入系统文件； "" 表示导入自定义文件

2) main函数

• 一个完整的C语言程序，是由一个且只能有一个main()函数(又称主函数，必须有)和若干个其他函数结合而成（可选）。
• main函数是C语言程序的入口，程序是从main函数开始执行。

3) {} 括号，程序体和代码块

• {}叫代码块，一个代码块内部可以有一条或者多条语句
• C语言每句可执行代码都是";"分号结尾
• 所有的#开头的行，都代表预编译指令，预编译指令行结尾是没有分号的
• 所有的可执行语句必须是在代码块里面

4) 注释

• //叫行注释，注释的内容编译器是忽略的，注释主要的作用是在代码中加一些说明和解释，这样有利于代码的阅读
• /**/叫块注释
• 块注释是C语言标准的注释方法
• 行注释是从C++语言借鉴过来的

5) printf函数

• printf是C语言库函数，功能是向标准输出设备输出一个字符串
• printf(“hello world\n”);//\n的意思是回车换行

6) return语句

• return代表函数执行完毕，返回return代表函数的终止
• 如果main定义的时候前面是int，那么return后面就需要写一个整数；如果main定义的时候前面是void，那么return后面什么也不需要写
• 在main函数中return 0代表程序执行成功，return -1代表程序执行失败
• int main()和void main()在C语言中是一样的，但C++只接受int main这种定义方式

7.system函数

system函数的使用

功能：在已经运行的程序中执行另外一个外部程序

参数：外部可执行程序名字

返回值：成功：0.  失败：任意数字

示例代码：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main{
system("ls");//或者system("calc")
    return 0;
}

8. C程序编译步骤

C代码编译成可执行程序经过4步：

• 预处理：宏定义展开、头文件展开、条件编译等，同时将代码中的注释删除，这里并不会检查语法
• 编译：检查语法，将预处理后文件编译生成汇编文件
• 汇编：将汇编文件生成目标文件(二进制文件)
• 链接：C语言写的程序是需要依赖各种库的，所以编译之后还需要把库链接到最终的可执行程序中去

9.宏的定义

#define机制包括了一个规定，允许把参数替换到文本中，这种实现通常称为宏或定义宏。

宏替换

#define 名字 替换文本

步骤：
①在调用宏时，首先对参数进行检查，看看是否包含了任何由#define定义的符号。如果是它们首先被替换。
②替换文本随后被插入到程序中原来文本的位置。对于宏，参数名被他们的值所替代。
③最后，再次对文本结果进行扫描，看看是否包含了任何由#define定义的符号。如果是就重复上述处理过程。
这样，宏定义参数和#define定义可以包含其他#define定义的符号。但是，宏不可以出现递归。

宏中的运算符

在定义宏时，经常会出现的两个运算符 # 和 ##

• #：出现在宏定义中的#运算符，会将其后面参数转化为一个字符串，我们把这种用法的成为字符串化运算符。
• ##：常用于把多个参数连接在一起。

宏优点

• 代码复用性好
• 能提高性能

宏缺点

• 不可调试(在预处理阶段进行了替换)
• 无类型安全检查
• 代码可读性差，容易出错

10.头文件的展开

①#include指令使另外一个文件被编译：预处理器先删除这条指令，并用包含文件的内容替换。这样一个文件被包含10次，那就实际被编译10次。
②库文件一般用 < > 包含；本地文件一般用 “ ” 包含。
③文件开头写：#pragma once 可以避免头文件的重复引入。

11.简单的一些预处理命令：

预处理命令	含义
#define	宏替换
#undef	撤销定义过的宏名
#include	让编译程序将另一源文件嵌入到含有#include的程序中
#if #endif	如果#if后的常量表达式为true，则编译#if与#endif之间的代码，否则跳过这些代码。#endif标志着一个#if块的结束
#else	#else建立另一个选择，在#if失败后编译
#elif	可以形成一个if else if 的阶梯状语句，进行多种编译选择
#line	改变当前行数和文件名，它们是在编译程序中预先定义的标识符
#error	编译程序中，只要遇到#error，就会生成一个编译错误提示信息，并停止编译
#pragma	为实现时定义的命令，它允许想编译程序传递各种命令

12.条件编译

#if 常量表达式
程序段 1
#else
程序段 2
#endif

#if 常量表达式
程序段 1
#elif 常量表达式
程序段 2
#else
程序段 3
#endif

13.CPU内部结构与寄存器

   64位和32位系统区别(了解)

• 寄存器是CPU内部最基本的存储单元
• CPU对外是通过总线(地址、控制、数据)来和外部设备交互的，总线的宽度是8位，同时CPU的寄存器也是8位，那么这个CPU就叫8位CPU
• 如果总线是32位，寄存器也是32位的，那么这个CPU就是32位CPU
• 有一种CPU内部的寄存器是32位的，但总线是16位，准32为CPU
• 所有的64位CPU兼容32位的指令，32位要兼容16位的指令，所以在64位的CPU上是可以识别32位的指令
• 在64位的CPU构架上运行了64位的软件操作系统，那么这个系统是64位
• 在64位的CPU构架上，运行了32位的软件操作系统，那么这个系统就是32位
• 64位的软件不能运行在32位的CPU之上

寄存器名字(了解)

8位	16位	32位	64位
A	AX	EAX	RAX
B	BX	EBX	RBX
C	CX	ECX	RCX
D	DX	EDX	RDX

寄存器、缓存、内存三者关系

• 按与CPU远近来分，离得最近的是寄存器，然后缓存(CPU缓存)，最后内存。
• CPU计算时，先预先把要用的数据从硬盘读到内存，然后再把即将要用的数据读到寄存器。于是 CPU<--->寄存器<--->内存，这就是它们之间的信息交换。
• 那为什么有缓存呢？因为如果经常操作内存中的同一址地的数据，就会影响速度。于是就在寄存器与内存之间设置一个缓存。
• 因为从缓存提取的速度远高于内存。当然缓存的价格肯定远远高于内存，不然的话，机器里就没有内存的存在。
• 由此可以看出，从远近来看：CPU<--->寄存器<---> 缓存 <---> 内存。

 

14.汇编语言:

• mov 移动
• add 添加
• push 压栈
• pop 出栈
• call 调用

eax 32位寄存器
简单加法计算：

__asm
{
    mov a, 10
    mov b, 20
    mov eax, a
    add eax, b
    mov c, eax
}

 

VS中C语言嵌套汇编代码(了解)

#include <stdio.h>
int main()
{
	//定义整型变量a, b, c
	int a;
	int b;
	int c;
	__asm
	{
		mov a, 3	//3的值放在a对应内存的位置
		mov b, 4	//4的值放在b对应内存的位置
		mov eax, a	//把a内存的值放在eax寄存器
		add eax, b	//eax和b相加，结果放在eax
		mov c, eax	//eax的值放在c中
	}
	printf("%d\n",  c);//把c的值输出
	return 0;//成功完成
}

VS反汇编

#include <stdio.h>
int main(){
	//定义整型变量a, b, c
	int a;
	int b;
	int c;
	a = 3;
	b = 4;
	c = a + b;	
	printf("%d\n",  c);//把c的值输出
	return 0;//成功完成
}

15.断点和单步调试：

• 断点： 在选中行单击或按F9
• 调试程序：在“调试”中选择“开始调试”或按F5
• 逐语句执行：F11
• 逐过程执行：F10
• 跳出过程：Shift+f11
• 停止调试：Shift+F5

操作步骤：

• 设置断点F9

• 进行调试

• 选择反汇编按钮

• 根据汇编代码分析程序

16.集成开发环境（IDE）

 

集成开发环境（IDE，Integrated Development Environment ）是用于提供程序开发环境的应用程序，一般包括代码编辑器、编译器、调试器和图形用户界面工具。集成了代码编写功能、分析功能、编译功能、调试功能等一体化的开发软件服务套。所有具备这一特性的软件或者软件套（组）都可以叫集成开发环境。

例：Microsoft Visual Studio，Qt Creator

参考资料：

B站黑马程序员C语言基础教程（up：黑马程序员）

https://blog.csdn.net/weixin_44032272/article/details/102979109

https://blog.csdn.net/weixin_44826356/article/details/99763818