C/C++教程

C补习------>第二天,计算机的基本结构、程序的了解、C库、数据表示、数据类型、常变量、数据类型的转换

本文主要是介绍C补习------>第二天,计算机的基本结构、程序的了解、C库、数据表示、数据类型、常变量、数据类型的转换,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

1,计算机的基本结构
2,什么是程序
3,程序的设计步骤
4,C库
5,计算机的数据表示
6,数据类型
7,常量
8,变量
9,数据类型的转换 
-----------------------------------------------------------
1,计算机的基本结构 
(1)输入输出设备:键盘,鼠标,显示屏,扫描仪。。。。
(2)CPU处理器:包含:算术逻辑运算器和控制器
                CPU处理器称为计算机的大脑,控制的是计算机的执行
                算术逻辑运算器:算术运算和逻辑运算,任何复杂的运算最终都会被展开成算术运算或者逻辑运算来执行
                控制器:对于内存中的命令的读取以及执行
(3)存储器:
            外存:硬盘,存储的是程序以及一些不着急使用的数据,容量很大,掉电不会丢失数据
            内存:工作存储器,存储的程序,以及程序执行之后的结果,容量相对较小,掉电会丢失数据
            寄存器:存在于CPU内部的高速存储器,容量最小,数目也很少。
            
            注意:CPU直接是和内存进行交互。
            思考:CPU和外存以及内存之间的调用关系?
                  (1)CPU和内存(直接调用)
                  (2)CPU和外存(中间经过内存)
(4)程序 :存储于计算中的一段二进制代码(可以被计算机直接识别的一组指令)

2,什么是程序?
test.c和a.out哪一个是程序?
a.out是程序

程序:
     从广义上来说:为了完成一个特定的目标,所需要的一系列步骤
     从计算机角度而言:一组可以被直接识别的有序指令的集合
     
     
3,程序的设计步骤:
编辑(vim)----》编译(gcc)----》执行(a.out)----》调试(GDB工具)----》编辑..........


程序设计语言的发展:
第一代:机器语言:完全由0和1组成,很难理解和记忆,工作量很大,不能移植
第二代:汇编语言:用一串便于理解的字符去标记一串01二进制指令,工作量还是很大,不能移植 
第三代:高级语言:符合人的思想,用一串字符可以代替几行二进制指令,工作量较小,可以移植
                  面向过程:C语言
                  面向对象:C++  Java C# 

4,C库:
理解:一些被封装好的接口,只需要调用者正确传餐使用即可
    eg:scanf和 printf---》标准输入输出相关,其函数声明以及实现过程均已经被实现
    
    man 手册---》用户的帮助文档
    总共可以分为9章:
    注意:前三章是我们要关心的
    第一章:可执行程序和shell命令
    第二章:系统调用函数(由内核提供的函数)
    第三章:库函数
    用法:man  + 命令名称/ 函数名
    
    
5,计算机的数据表示 :
   数据表示的分类:
                 第一类:数值数据:进位制
                 第二类:非数值数据:声音,字母,图片(注意:非数值数据也是以01进行存储)
                                     字符数据(ASCII码表)
    
    进位制:凡是以进位的方式进行运算的都称为进位制
    
    二进制:逢二进一
            范围:0-1
            代表: 01101101
    八进制:逢八进一
            范围:0-7
            代表:067
    十进制:逢十进一
            范围:0-9
            代表:190.。。
     十六进制:逢十六进一
            范围:(0-9,A-F)
            代表:0X3bf
            
    进制之间的转换:
    (1)十进制和二进制的关系
    十进制转二进制:56  ----》  0011 1000
                   方法:短除法
    二进制转十进制:1101 0101   ---》 213
                   方法:从低字节开始,乘以2的次幂(次幂从0开始),将结果相加即可
    
    (2)八进制和十进制的关系(类似于十进制和二进制)
    075 ----》61 
    84  ----》0124
            
    (3)十六进制和十进制的关系(类似于十进制和二进制)
    0xa5bc  -----》42428
    524     -----》0x20C
    
    (4)八进制和二进制:
    053 
       方式1:先将八进制转成十进制,再将十进制转二进制
       方式2:利用8421编码(3个二进制等价于一位八进制)
              0010 1011
              
    
    (5)十六进制和二进制:
    0xb5d
       方式1:先将十六进制转成十进制,再将十进制转二进制
       方式2:利用8421编码(4个二进制等价于一位十六进制)    
       1011 0101 1101
       
       
    (6)将一个十进制的小数转为二进制
     8.25
     方法:先把小数点之前的按照十进制转二进制的方式进行转换,
           再将小数点之后的数字乘以2,取其整数位,看其结果的小数位是否为0,如果不为0,则继续用小数点后面的数字乘以2,
           直到小数点后面的数字为0截止。再将结果正着书写即可
          
    8.25   --->
    8 ----》 1000
    0.25 * 2 ---》 0.5 ---》0
    0.5 * 2 = 1.0  ---》 1
    
    8.25 ----》二进制:1000.01
    
    
(6)数据类型 
关键字:由系统预先定义好的一些词法符号,具有特定的含义,在C语言中,共有32个
将32位关键字进行划分为以下:
(1)基本数据类型:
                  char short int  long float double void struct union enum 
(2)控制语句:
                  if else  switch case default break for while do  continue goto
(3)存储类型: 
                  auto register static extern
(4)类型修饰符:
                  const(只读) volatile(防止编译器进行优化)
(5)其他: 
                  return  signed(有符号数) unsigned(无符号数)  sizeof()(测字节)   typedef(取别名) 


思考:sizeof是不是函数?
    不是函数,是一个运算符。

 1 //基于32OS下,基本数据类型所占字节大小
  2 #include <stdio.h>
  3 
  4 int main()
  5 {
  6     printf("sizeof(char) = %d\n",sizeof(char));
  7     printf("sizeof(short) = %d\n",sizeof(short));
  8     printf("sizeof(int) = %d\n",sizeof(int));
  9     printf("sizeof(float) = %d\n",sizeof(float));                           
 10     printf("sizeof(double) = %d\n",sizeof(double));
 11     printf("sizeof(long) = %d\n",sizeof(long));
 12     printf("sizeof(void) = %d\n",sizeof(void));
 13     return 0;
 14 }


运行结果如下:
linux@ubuntu:~/21051_C/day2$ ./a.out 
sizeof(char) = 1
sizeof(short) = 2
sizeof(int) = 4
sizeof(float) = 4
sizeof(double) = 8
sizeof(long) = 4
sizeof(void) = 1


标识符:用户自己定义的符号,可以用于:变量名,函数名,类型名,宏名
命名规则:
(1)只能由数字,字母,下划线组成
(2)规定不能以数字开头
(3)不能与关键字重名


有符号数和无符号数:
(signed && unsigned)    

有符号数:带有符号位的数字
注意:符号位一般处于开头的那个数字(即最高位的数字)
    规定:
          符号位为0代表正数
          符号位为1代表负数
          
    思考: 10 和-10 在计算机中的存储方式?
    10  ----》 正数按照源码进行存储  0000 1010
    -10 ----》 负数按照补码进行存储(补码 = 源码取反 + 1)
               1000 1010(源码)
               1111 0101(源码取反时,符号位保持不变)
              +0000 0001
              ------------------
               1111 0110  (补码)
               
    分析: 
        (1)1和-1的存储:
        (2)计算机中的存储方式为1111 1110,推算其是谁?
             -2
             
             
无符号数: 没有符号位(全为有效位)

研究:基本类型的范围:
char :1个字节 == 8bit
signed char :  -128 ~ 127 (-2^7 ~ 2^7-1)
unsigned char : 0 ~ 255 (0 ~ 2^8-1)

short:2个字节 == 16bit
signed short: -2^15 ~ 2^15-1
unsigned short: 0 ~ 2^16-1


浮点型数据:在内存中是以科学计数法进行存储
float:4个字节  == 32位
符号位:1个
指数位:8个
小数位:23个
精度:6-7位

double:8个字节 == 64位
符号位:1个 
指数位:11个
小数位:52个
精度:15-16位

  1 #include <stdio.h>
  2 
  3 int main(int argc, const char *argv[])
  4 {
  5     //测试float和double的精度
  6     float num = 333.333333333;
  7     double num2 = 333.333333333;
  8     printf("num = %f\n",num);
  9     printf("num = %lf\n",num2);
 10     return 0;
 11 }                
 运行结果如下:
 num = 333.333344
 num = 333.333333


7,常量 :其值在程序运行期间不能被改变的数据
(1)整形常量
           十进制:89 
           八进制:067
           十六进制 :0x123
           无符号长整型: 56UL
           长整型:78L
           
(2)浮点型常量
           单精度:
           双精度:
(3)字符常量
            'a' ,'\0' ,'\n'
(4)字符串常量
            "wangjia"
(5)宏常量
         格式: #define  宏名  常量值
         注意:宏只是一种替换
        
        
  1 #include <stdio.h>
  2 
  3 #define Func(x)  ((x) * (x))
  4 int main(int argc, const char *argv[])
  5 {
  6 
  7     //printf("请输入一个数字:\n");
  8     //scanf("%d",&num);
  9     int ret = Func(4+6);                                                    
 10     printf("%d\n",ret);
 11     return 0;
 12 }
 
 总结:书写宏常量时,一定记得加括号!!
  
 8,变量:其值在程序运行期间可以被改变的数据
 变量的定义:
 格式: 
      存储类型  数据类型  变量名;
      分析: 
           存储类型: 标志着开辟空间的位置
           数据类型: 决定了开辟空间所占字节的大小
           变量名:   标志着空间的名字
           
    局部变量:定义在大括号之内的变量
    全局变量:定义在大括号之外的变量
    
    思考: 
        (1) 局部变量在没有被初始化时,其值为:随机值
              全局变量在没有被初始化时,其值为: 0
        (2)局部变量和全局变量能否重名?
             可以。
             答:当全局和局部重名时,如果局部变量的生命周期没有结束,则优先使用的是局部变量
             
存储类型: 
        auto,register,static,extern
(1)auto: 
        被auto修饰的变量称为自动变量,可以修饰局部变量,存储在栈区
(2)register: 
        被register修饰的变量称为寄存器变量,可以修饰局部变量,存储在寄存器中
        注意:编译器已经被优化过,会自动识别一些可能会被频繁使用到的变量吗,优先
              将其存储在寄存器中,但是如果寄存器放不下,则会存储在栈区
(3)static:
        被static修饰的变量称为静态变量,可以修饰全局变量,局部变量以及函数,存储在静态区
        static修饰局部变量:表示可以延长该变量的生命周期,意味着被static修饰的局部变量只会被初始化一次。
        static修饰全局变量:表示隐藏,只能在本文件内使用,不能被外部调用
        static修饰函数:表示隐藏,只能在本文件内使用,不能被外部调用

(4)extern:
          从外部调用一个全局变量或者函数


初始化 和 赋值:

初始化:在定义变量的同时给其赋值

int a = 90; //初始化

int b;
b = 89;//赋值


生命周期&作用域

生命周期:
        概念:变量的产生到释放
作用域:
        概念: 使用的范围

局部变量:
         声明周期:从定义开始,到模块括号内
         作用域:整个模块括号内有效。
全局变量: 
         声明周期:从定义开始,到整个程序
         作用域: 作用于整个源程序。
static修饰的局部变量:
         声明周期: 从定义开始,到整个程序 
         作用域:整个模块括号内有效。
static修饰的全局变量:
         生命周期:从定义开始,到整个程序
         作用域:之能在本文件内使用。
         
         
总结: 
    (1)除了被register以及static修饰的局部变量之外,均存储在栈区
    (2)被static修饰的变量存储在静态区(具体存储在.bss还是.data依赖于有没有被初始化)
    (3)static既可以修饰全局变量,局部变量,还可以修饰函数。


    
9,数据类型的转换:
(1)强制类型转换:(由人为自动转换的)
                 格式: 
                      (数据类型)变量名;
                      注意:数据类型指的是目的类型
                      
                      总结:强转不会引起原变量数据类型的改变!!!
                      
(2)隐式类型转换:(编译器自动转换的)
注意观察图解!

案例:
  1 #include <stdio.h>
  2 
  3 int main(int argc, const char *argv[])
  4 {
  5     int a = -8;
  6     unsigned int b = 6;
  7     printf("a = %u\n",a);                                                   
  8     if( a+b > 0)
  9     {
 10         printf("change to unsigned int!\n");
 11     }   
 12     else
 13     {
 14         printf("change to signed int!\n");
 15     }   
 16     return 0;
 17 }   
运行结果如下:
a = 4294967288
change to unsigned int!

这篇关于C补习------>第二天,计算机的基本结构、程序的了解、C库、数据表示、数据类型、常变量、数据类型的转换的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对大家有所帮助,也希望大家多多支持为之网!