2024-2025-1 20241310 《计算机基础与程序设计》第八周学习总结

作业信息

这个作业属于哪个课程	2024-2025-1-计算机基础与程序设计
这个作业要求在哪里	2024-2025-1计算机基础与程序设计第一周作业
这个作业的目标	自学教材《计算机科学概论》（第七版）第9章并完成云班课测试自学教材《C语言程序设计》第7章并完成云班课测试
作业正文	作业

教材学习中的问题和解决过程（先问 AI）

《C语言程序设计》第7章
一、函数的定义
在 C 语言中，函数是将若干条语句组合在一起以实现特定任务的代码块。每个函数都有以下几个主要特性：

函数标识符（名称）：唯一标识函数，通常与其功能相关。
返回类型：指示函数返回值的数据类型，比如 int、float、char 等。如果函数不返回值，返回类型为 void。
参数列表：可选部分，包含输入参数的类型和名称，用于传递给函数的数据。
函数的基本结构
c
<返回类型> <函数名>(<参数类型1> <参数名1>, <参数类型2> <参数名2>, ...) {
// 函数体
// 代码逻辑
return <返回值>; // 可选，依赖于返回类型
}
二、函数的分类
根据不同的标准，C 语言的函数可以进行多种分类：

按返回值类型分类：

无返回值函数（void 类型）：这些函数执行操作而不返回数据值。
有返回值函数：如返回整型、字符型、浮点型或自定义数据类型等。调用者可以使用返回值进行后续操作。
按参数类型分类：

无参数函数：没有参数列表，适合执行固定的任务。
有参数函数：接收一个或多个参数，可以根据外部输入进行操作。
按功能分类：

标准库函数：由 C 标准库提供，包括输入输出、数学计算和字符串处理函数等。
用户定义函数：根据具体需求设计的函数，便于复用和维护。
三、向函数传递参数
C 语言函数的参数传递主要有两种方式：

值传递：

在调用函数时，将参数的值复制到函数内部的局部变量中。函数可以使用这些值，但对参数的修改不会影响原始变量。适用于传递基本数据类型和小型结构体。
优点：

简单易用。
保护了调用函数的变量不被意外修改。
缺点：

对于大型数据结构，复制操作可能会浪费内存并影响性能。
引用传递（通过指针）：

在调用函数时，传递变量的地址（指针）。函数可以通过指针直接操作传入的数据，这意味着函数可以修改调用者提供的变量。
优点：

适合处理大型结构体或数组，避免复制数据带来的职业。
调用函数可以直接修改原始数据。
缺点：

使用不当可能导致错误，增加代码的复杂性。
可能导致内存安全问题，如非法访问等。
四、函数返回值
函数可以返回数据，返回值类型通过函数定义中的返回类型确定。使用 return 语句来返回值，结构如下：

c
<返回类型> 函数名(<参数列表>) {
// 函数逻辑
return <值>; // 返回值，类型与返回类型相符
}
特点：
如果函数返回的是复合数据类型（如结构体、数组），则通常返回相应的指针。
void 函数不需要使用 return，但若有，可以不带返回值单独使用 return;。
五、递归函数
递归是函数自我调用的一种编程技术。递归函数通常包含两个主要部分：

基准情况：终止递归调用的条件。必须小心定义，以防止出现无限递归。
递归调用：解决较小问题的自我调用，通常在某种条件下触发。
递归的优缺点
优点：

代码简洁，逻辑清晰，特别适合处理数学问题、树和图的遍历。
通常比迭代实现更易于理解和编写。
缺点：

每次递归调用都会占用栈空间，过深的递归可能导致栈溢出。
性能上可能较慢，尤其是没有优化的简单递归（如斐波那契数列）。
六、变量的作用域和生存期

作用域
作用域决定了变量在程序中的可见性。 C 语言中的变量主要有以下两种作用域：

局部变量：在函数或代码块内定义，仅在该函数或代码块内可见。退出块后，局部变量将被销毁。
全局变量：在所有函数之外定义，在整个程序中可见，对所有函数可用。程序执行期间全局变量保持其值。
2. 生存期
生存期指的是变量的生命周期，即变量在内存中存活的时间。

局部变量的生存期：从声明开始，直到退出其作用域。其内存会在函数调用结束后被释放。
全局变量的生存期：从程序开始执行到结束，程序的整个生命周期都可以访问它。
七、模块化程序设计
模块化设计是一种将程序拆分为多个相对独立的模块的编程风格，每个模块负责特定的功能。这带来了几个优势：

可维护性：

每个模块独立更新和修复，限制了对程序其他部分的影响。
可重用性：

开发的模块可以在多个程序中复用，减少冗余代码。
团队合作：

多个开发者可以并行工作在不同的模块上，提高开发效率。
模块的组成
头文件（.h）：通常包含函数的声明（原型）和所需的类型定义。通过 #include 指令在源文件中引用。
源文件（.c）：实现具体的功能逻辑。
《计算机科学概论》第九章：
一、C语言面向对象的实现
C 语言本身是一种过程式语言，并不直接支持面向对象编程（OOP）的特性，但可以通过一些编程技巧来模拟面向对象的特性，如：

封装：

使用结构体（struct）来封装数据，并通过函数来操作这些数据。
示例：
c
typedef struct {
int x;
int y;
} Point;

void move(Point* p, int dx, int dy) {
p->x += dx;
p->y += dy;
}
继承：

C 语言没有直接的继承机制，但可以通过嵌套结构体（包含其他结构体）来模拟。
示例：
c
typedef struct {
int base_value;
} Base;

typedef struct {
Base base;
int derived_value;
} Derived;
多态：

可以使用函数指针在结构体中实现多态。
示例：
c
typedef struct {
void (*draw)(void);
} Shape;

void drawCircle() {
// 绘制圆形的逻辑
}

void drawRectangle() {
// 绘制矩形的逻辑
}
通过这些方式，虽然不能真正实现 OOP 语言那样的特性，但可以近似地实现一些由面向对象设计带来的好处。

二、设计方法
C 语言的设计方法主要包括：

函数驱动设计：

将主要工作分解为多个功能明确的函数，强调输入与输出。
模块化设计：

将程序分解为多个功能模块，通过接口进行通信，简化复杂性。
数据结构设计：

自定义数据类型（如结构体、联合体等）来组织和管理多种数据。
设计模式：

应用一些经典设计模式（如策略模式、观察者模式等）来解决特定问题。
三、翻译过程
C 语言的翻译过程主要包括以下几个步骤：

预处理（Preprocessing）：

处理宏定义、条件编译和文件引用，生成中间代码。
主要指令包括 #include、#define 等。
编译（Compilation）：

将预处理后的代码转换为汇编代码，进行语法分析和中间代码生成。
汇编（Assembly）：

将汇编代码转换为机器代码，生成目标文件（如 .o 文件）。
链接（Linking）：

将目标文件与库文件链接最终形成可执行文件。
整个翻译过程可以总结为：

源代码 (.c) -> 预处理 -> 编译 -> 汇编 (.s) -> 目标文件 (.o) -> 链接 -> 可执行文件 (./a.out)
四、程序设计语言范型
程序设计语言的范型主要包括：

命令式编程（Imperative）：

通过明确的语句指示计算机执行操作。代表语言：C、Pascal。
函数式编程（Functional）：

重视函数的定义和调用，通过函数的组合来实现程序逻辑。代表语言：Haskell、Lisp。
面向对象编程（OOP）：

使用类和对象的概念来组织代码，强调数据与行为的封装。代表语言：C++、Java。
声明式编程（Declarative）：

关注代码要实现什么，而非如何实现。代表语言：SQL、HTML。
五、高级程序设计语言的功能性
高级程序设计语言通常具备以下功能性：

抽象性：

提供了对复杂性的抽象，使得程序员能够集中关注程序的逻辑而非底层实现。
内存管理：

自动垃圾回收（如 Java）、智能指针（如 Rust）等功能，减少内存泄漏的风险。
类型系统：

静态和动态类型检查，确保类型安全性。
高阶特性：

支持如闭包、函数式编程、并发等高级编程特性。
丰富的库和支持工具：

提供大量的标准库和第三方库，方便快速开发。
六、面向对象语言的功能性
面向对象编程语言具备以下核心功能性：

封装：

数据和行为被封装在对象中，内部实现细节对外部隐藏。
继承：

允许新类从现有类继承属性和方法，促进代码重用。
多态：

通过同一接口调用不同实现，提供接口的灵活性和扩展性。
抽象：

通过接口和抽象类提供的能力，专注于设计模式和架构。
消息传递：

对象通过消息传递的方式交互，降低了模块之间的耦合性。
七、过程设计与面向对象设计的区别
过程设计（Procedural Design）和面向对象设计（Object-Oriented Design）的主要区别如下：

特性过程设计面向对象设计
基本单元函数（过程）对象（类）
数据处理通过函数操作数据数据和功能封装在对象中，内部实现隐藏
构建块以过程为中心，强调函数调用以对象为中心，强调对象间交互
状态管理使用全局变量和局部变量管理状态每个对象拥有自己的状态
模块化数据和过程分开处理模块化通过类和对象提升可重用性
设计思想关注步骤和计算过程关注对象间的交互和协作
维护性代码耦合度高，维护困难

基于AI的学习

三个原则：

切勿原封不动地接受生成式人工智能工具的输出；确保对其进行评估、完善和修改（或提示），以适应您的目标。
切勿将任何个人数据（自己、同学、老师等）或版权材料纳入到你的提示词中。这个可以说是保护个人隐私的最起码的举措。
所有人工智能生成工具都容易产生幻觉，因此会生成不准确或误导性的信息，要学会甄别信息真假

选择至少2个知识点利用chatgpt等工具进行苏格拉底挑战，并提交过程截图，提示过程参考下面内容

“我在学***X知识点，请你以苏格拉底的方式对我进行提问，一次一个问题”

核心是要求GPT：“请你以苏格拉底的方式对我进行提问”

然后GPT就会给你提问，如果不知道问题的答案，可以反问AI：“你的理解（回答）是什么？”

如果你觉得差不多了，可以先问问GPT：“针对我XXX知识点，我理解了吗？”

GPT会给出它的判断，如果你也觉得自己想清楚了，可以最后问GPT：“我的回答结束了，请对我的回答进行评价总结”，让它帮你总结一下。

学习进度条

	代码行数（新增/累积）	博客量（新增/累积）	学习时间（新增/累积）
目标	5000行	30篇	400小时
第一周	50/50	2/2	4/4
第二周	200/200	1/3	12/12
第三周	200/1000	1/4	10/10
第四周	400/400	1/5	12/12
第五周	200/1300	1/6	10/10
第六周	600/1000	1/7	10/10
第七周	400/500	1/8	9/9
第八周	600/600	1/9	10/10

(有空多看看现代软件工程课件
软件工程师能力自我评价表)

参考资料

posted on 2024-11-16 01:32 诺奇布卡阅读(6) 评论(0) 编辑收藏举报

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