計算機課程序設計基礎

計算機課程序設計基礎日期：目錄CATALOGUE02.編程語言與編譯器04.程序控制結構05.數(shù)組與指針01.計算機基礎知識03.編程基礎知識06.算法與程序執(zhí)行計算機基礎知識01輸出設備將計算機處理的結果轉化為人們能識別的形式，如顯示器、打印機等。控制器控制計算機各部分協(xié)調工作，從存儲器中取指令并執(zhí)行。輸入設備將外部信息轉化為計算機能識別的形式，如鍵盤、鼠標等。存儲器存放程序和數(shù)據(jù)，分為內存和外存，內存速度快但容量小，外存速度慢但容量大。運算器算術邏輯單元（ALU），進行算術和邏輯運算。計算機硬件組成及關系進制轉換方法十進制轉二進制除2取余法，將十進制數(shù)除以2，記錄余數(shù)，再將商繼續(xù)除以2，直到商為0，將余數(shù)逆序排列即可得到二進制數(shù)。二進制轉十進制按權展開法，將二進制數(shù)從右向左按位權值相乘并求和，即可得到十進制數(shù)。其他進制轉換可以先將其他進制數(shù)轉換為十進制數(shù)，再將十進制數(shù)轉換為目標進制數(shù)。整數(shù)的原碼、反碼和補碼原碼將十進制數(shù)的絕對值轉換為二進制數(shù)，最高位為符號位（0為正，1為負）。反碼補碼正數(shù)的反碼與其原碼相同，負數(shù)的反碼是將原碼除符號位外的各位取反（0變1，1變0）。正數(shù)的補碼與其原碼相同，負數(shù)的補碼是在反碼的基礎上加1。補碼是計算機中實際存儲和運算的編碼方式。123編程語言與編譯器02C語言提供了基本的數(shù)據(jù)類型，如整型、浮點型、字符型等，以及構造類型如數(shù)組、結構體、枚舉等。C語言提供了順序、選擇和循環(huán)三種基本控制結構，通過它們可以實現(xiàn)復雜的程序邏輯。C語言支持函數(shù)定義和調用，可以實現(xiàn)模塊化編程，提高代碼的重用性和可維護性。C語言具有指針類型，可以直接操作內存地址，但也需要手動管理內存，容易出錯。C語言基本語法與特點數(shù)據(jù)類型控制結構函數(shù)與模塊化指針與內存管理C語言特性C是C語言的超集，支持面向對象編程、泛型編程等特性，具有更強的表達能力和更高的運行效率。繼承與多態(tài)C支持類之間的繼承關系，子類可以繼承父類的屬性和方法，實現(xiàn)代碼的復用。多態(tài)則允許不同類的對象通過相同的接口進行操作，提高了程序的靈活性和可擴展性。類與對象C中的類是一種自定義的數(shù)據(jù)類型，它封裝了數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)，實現(xiàn)了代碼的重用和模塊化。對象則是類的實例，通過對象可以訪問類的成員。STL庫與模板STL是C標準模板庫，提供了一系列通用的數(shù)據(jù)結構和算法，可以大大提高編程效率。模板則是一種參數(shù)化的類型定義，可以實現(xiàn)類型無關的代碼復用。C語言特性與面向對象編程編輯使用文本編輯器（如VisualStudio、Notepad等）編寫源代碼文件。將多個目標文件以及所需的庫文件連接成可執(zhí)行程序，這一步由鏈接器完成。使用編譯器（如GCC、Clang等）將源代碼文件編譯成目標文件，這一步會進行語法檢查、語義分析、優(yōu)化等操作。在操作系統(tǒng)中運行生成的可執(zhí)行程序，得到程序輸出結果或與用戶進行交互。程序的編輯、編譯、連接和運行編譯連接運行常用編譯器的使用GCC編譯器GCC是一種開源的編譯器，支持C、C等多種編程語言，廣泛應用于Unix/Linux系統(tǒng)。使用GCC編譯C程序可以使用命令行方式或集成開發(fā)環(huán)境（IDE）。VisualStudio編譯器Clang編譯器VisualStudio是微軟開發(fā)的集成開發(fā)環(huán)境，內置了功能強大的C編譯器。使用VisualStudio可以方便地進行代碼的編寫、調試、測試等操作，適用于Windows平臺的開發(fā)。Clang是LLVM項目的一部分，提供了一種現(xiàn)代化的編譯器前端，支持C、C等多種編程語言。Clang具有快速的編譯速度、友好的錯誤提示和可擴展性等特點，逐漸成為越來越多開發(fā)者的選擇。123編程基礎知識03在程序執(zhí)行過程中，其值不發(fā)生變化的量稱為常量。例如，圓周率π、重力加速度g等。常量可以是數(shù)值常量，也可以是字符常量或布爾常量。常量在程序執(zhí)行過程中，其值可以改變的量稱為變量。變量通常用于存儲程序的中間結果或數(shù)據(jù)。變量名通常由字母、數(shù)字和下劃線組成，并且不能以數(shù)字開頭。變量常量與變量的概念整數(shù)類型用于存儲實數(shù)值，即帶有小數(shù)部分的數(shù)值。浮點類型分為單精度和雙精度兩種，雙精度類型比單精度類型存儲范圍更大、精度更高。浮點類型字符類型用于存儲整數(shù)值，包括正整數(shù)、負整數(shù)和零。在計算機中，整數(shù)通常以二進制形式存儲。用于存儲邏輯值，即真或假。布爾類型通常用于條件判斷和控制語句中。用于存儲單個字符，如字母、數(shù)字或符號。字符在計算機中通常以字符編碼（如ASCII碼）的形式存儲?；緮?shù)據(jù)類型及存儲方式布爾類型算術運算符關系運算符用于執(zhí)行基本的算術運算，如加（+）、減（-）、乘（*）、除（/）和取余（%）。用于比較兩個值的大小關系，如大于（>）、小于（<）、等于（==）、不等于（!=）等。運算符與表達式的用法邏輯運算符用于連接多個條件語句，并返回布爾值。常見的邏輯運算符有邏輯與（&&）、邏輯或（||）和邏輯非（！）。賦值運算符用于將值賦給變量，包括簡單賦值（=）、加賦值（+=）、減賦值（-=）等。程序控制結構04順序結構根據(jù)條件選擇執(zhí)行路徑，包括if語句、switch語句等。選擇結構循環(huán)結構根據(jù)條件重復執(zhí)行某段代碼，包括while循環(huán)、for循環(huán)等。按照語句在程序中出現(xiàn)的先后順序逐條執(zhí)行。順序、選擇、循環(huán)結構關系運算符用于比較兩個值的大小關系，包括大于、小于、等于等。邏輯運算符用于連接多個條件表達式，包括與、或、非等。關系與邏輯運算符用于實現(xiàn)選擇結構，根據(jù)條件執(zhí)行不同代碼塊。if語句用于實現(xiàn)多路分支，根據(jù)表達式的值選擇執(zhí)行不同代碼塊。switch語句if語句與switch語句的使用數(shù)組與指針05數(shù)組的概念與應用數(shù)組的定義與特性數(shù)組是一種數(shù)據(jù)結構，由相同類型的元素按順序存儲，可以通過索引訪問。它具有隨機訪問和批量處理數(shù)據(jù)的特性。數(shù)組的遍歷與操作數(shù)組的應用場景通過循環(huán)結構可以遍歷數(shù)組中的每個元素，進行批量賦值、修改和訪問。同時，數(shù)組也支持排序、查找和矩陣運算等操作。數(shù)組在計算機科學中有著廣泛的應用，如存儲數(shù)據(jù)、實現(xiàn)矩陣運算、排序算法、查找算法等。123字符串與字符數(shù)組字符串的概念與表示字符串是由零個或多個字符組成的序列，通常用字符數(shù)組來表示。在C語言中，字符串以空字符'0'結尾，以標識字符串的結束。030201字符串的操作函數(shù)常見的字符串操作函數(shù)包括strlen（求字符串長度）、strcpy（字符串拷貝）、strcat（字符串連接）等。這些函數(shù)可以方便地對字符串進行各種操作。字符數(shù)組的應用字符數(shù)組主要用于存儲和處理字符串，如存儲用戶輸入的文本信息、實現(xiàn)文本處理等。同時，字符數(shù)組也可以作為函數(shù)的參數(shù)進行傳遞和操作。指針的定義與用途指針是C語言中的一個重要概念，它表示內存地址。通過指針，我們可以直接訪問和修改內存中的數(shù)據(jù)。同時，指針還可以用于動態(tài)分配內存和傳遞函數(shù)參數(shù)等。指針的操作與運算指針可以進行賦值、比較、算術運算等操作。通過指針運算，我們可以訪問數(shù)組的元素、遍歷鏈表、實現(xiàn)動態(tài)內存分配等。但是，指針運算也容易導致內存泄漏和程序崩潰等問題，因此需要謹慎使用。指針與數(shù)組的關系在C語言中，數(shù)組名可以被解釋為指向數(shù)組首元素的指針。通過指針，我們可以方便地訪問和修改數(shù)組中的元素。同時，指針也可以用于遍歷數(shù)組和傳遞數(shù)組參數(shù)等場景。但是，需要注意指針與數(shù)組之間的區(qū)別和聯(lián)系，以避免出現(xiàn)錯誤。指針的概念與操作算法與程序執(zhí)行06算法是解題方案的準確而完整的描述，是一系列解決問題的清晰指令，代表著用系統(tǒng)的方法描述解決問題的策略機制。算法的概念與表示算法定義能夠對一定規(guī)范的輸入，在有限時間內獲得所要求的輸出。算法的優(yōu)劣可以用空間復雜度與時間復雜度來衡量。算法特性算法是計算機科學的基礎，是軟件開發(fā)和程序設計的核心。優(yōu)秀的算法可以提高程序的效率，降低資源消耗。算法重要性程序的執(zhí)行過程編譯過程將高級語言編寫的源代碼轉換為計算機能夠識別的機器語言，包括詞法分析、語法分析、優(yōu)化等步驟。鏈接過程將編譯后產生的目標文件與所需的庫文件進行鏈接，形成可執(zhí)行文件。鏈接分為靜態(tài)鏈接和動態(tài)鏈接兩種。執(zhí)行過程可執(zhí)行文件被加載到內存中，由操作系統(tǒng)進行管理和執(zhí)行。執(zhí)行過程中，程序將按照指定的邏輯和算法進行操作，處