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观热点:01-C语言概述

来源:博客园

C语言概述

1.什么是C语言

C语言就是人和计算机交流的一种语言语言是用来交流沟通的。有一方说,有另一方听,必须有两方参与,这是语言最重要的功能:

  • 说的一方传递信息,听的一方接收信息;
  • 说的一方下达指令,听的一方遵循命令做事情。

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。语言有独特的语法规则和定义,双方必须遵循这些规则和定义才能实现真正的交流。最早的时候使用的是机器语言(01001),后面发展为汇编语言,汇编语言相对于机器语言易懂一些,汇编语言依赖于寄存器,不同的机器可能没有寄存器。之后出现了高级语言编译:将高级语言转换为计算机能够识别的二进制指令。

2.C语言特点

2.1优点

  • 代码量小
  • 执行速度快
  • 功能强大
  • 编程自由

2.2缺点

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

2.3C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:


(资料图)

  • 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

2.4C语言简洁

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:

3.书写第一个C语言程序

3.1 Visual Studio基础使用

  • 使用Visual studio 2019集成开发环境,先创建项目,选择代码文件夹
  • 解决方案资源管理器管理代码
  • 创建的代码放在项目中,在解决方案资源管理器中的源文件中创建.C文件,源文件右击-->添加-->新建项-->选择C++-->更改文件后缀-->添加书写第一个代码
// 预处理指令,在预编译时处理// #include 包含stdio.h头文件// stdio.h头文件包含了一些函数// 两个//表示注释// 符号与()结合,代表一个函数// main() main函数也称作是主函数,整个程序中有且仅有一个main函数,程序从main函数开始执行// int代表main函数结束之后的返回值类型,C语言中可以不写返回值,在C++中必须要写// return代表结束这个函数,返回值,返回值的类型和函数定义时的返回值类型一致// {}里面的是函数体,所有需要执行的代码必须写在{}中// 每一条代码必须以分号(;)结尾// printf是一个库函数,printf()就是函数调用#include    int main(){printf("Hello world\n");//打印到终端printf("Evan zhang");return 0;}
  • 执行代码,ctrl+F5

3.2 使用文本编辑器编写代码

  • C代码先编译后执行,首先将C代码保存,windows命令行界面下,默认是没有gcc编译器,我们需要配置一下环境。由于我们安装了Qt,Qt是一个集成开发环境,内部集成gcc编译器,配置一下环境变量即可使用gcc。
  • 编译代码,安装Qt之后,在Qt安装目录(D:\Qt\Tools\mingw1120_64\bin)下,有gcc.exe是进行编译代码的
  • wind+R-->cmd-->打开终端,使用gcc -v查看gcc是否可用,如果找不到就说明没有配置环境变量
  • 如果想让计算机能够执行gcc,比如让计算机能够找到gcc--就是配置环境变量(配置环境变量之后要重启终端)windows中的几个命令
  1. cls 清屏
  2. dir 查看当前文件夹下有哪些文件

编译代码

gcc 文件绝对路径 -o 目标文件

上述方法要写路径,比较麻烦,可以在源代码文件夹下打开cmd,cmd直接切换到该目录下,这样就不用添加路径了

gcc 源文件 -o 编译文件名
  • 直接使用编译后的文件进行执行代码

4.c语言编译步骤

C代码编译成可执行程序经过4步:1)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2)编译:检查语法,将预处理后文件编译生成汇编文件3)汇编:将汇编文件生成目标文件(二进制文件)4)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

4.1分步编译

预处理:gcc -E hello.c -o hello.i编  译:gcc -S hello.i -o hello.s汇  编:gcc -c hello.s -o hello.o链  接:gcc    hello.o -o hello
选项含义
-E只进行预处理
-S(大写)只进行预处理和编译
-c(小写)只进行预处理、编译和汇编
-o file指定生成的输出文件名为 file
文件后缀含义
.cC 语言文件
.i预处理后的 C 语言文件
.s编译后的汇编文件
.o编译后的目标文件

1. 预处理

  • include可以包含任何文件,可以是.h文件,也可以包含.c文件;.h文件是头文件
#include #include 
  • 注释在编译完之后被删除,注释有两种方法,单行注释//,多行注释/**/
  • 预处理时会将宏替换,将宏用后面的表达式进行替换
  • c语言每条语句都有分号,如果缺失分号,是可以进行预处理的,预处理的时候是不会检查语法错误的
#include #define PI 3.14 // #define表示定义一个宏int main(){printf("Hello world %lf\n",PI);//打印到终端printf("Evan zhang");return 0;}
  • 条件编译,可以用来注释,在编译的时候选择性的编译
#include #define PI 3.14 // #define表示定义一个宏int main(){#if 0   // 不成立,中间内容不进行编译,#if 1进行编译printf("Hello world %lf\n",PI);//打印到终端printf("Evan zhang");#endifreturn 0;}

2. 编译将预处理文件编译成汇编文件(.s文件),编译会检查语法错误

gcc -S hello.i -o hello.s

3. 汇编将汇编文件转换为二进制文件(.o)

gcc -c hello.s -o hello.o

4. 链接二进制文件是执行不了的,需要进行链接,链接需要设置运行的环境比如堆和栈的空间,还有一些库文件

gcc    hello.o -o hello

5.system库函数

作用:在程序中启动另外一个程序参数:待启动程序的路径名(有些程序在环境变量中能找到,不用加路径)

#include #include int main(){//system启动程序,如果这个程序系统在环境变量中能找到,不用加路径//如果环境变量中找不到,需要加路径//windows路径以\\或/进行分割//c语言中\表示转义字符,代表特殊含义system("D:\\LXmusic_install\\lx-music-desktop\\lx-music-desktop.exe");printf("Hello world\n");//打印到终端printf("Evan zhang");        system("pause");  // pause程序的作用是等待用户输入任意按键return 0;}

6.CPU内部结构与寄存器(了解)

6.1 64位和32位系统区别

  • 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
  • GPU主要用于运算浮点型数字运算
  • 64位的总线也不会访问到2^64次方的地址
  • 寄存器就是存cpu运算所需要的数据

6.2寄存器名称

8位16位32位64位
AAXEAXRAX
BBXEBXRBX
CCXECXRCX
DDXEDXRDX

6.3寄存器\缓存\内存之间的关系

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。

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