一、C语言概述

• 1.1 什么是C语言
• 1.2 为什么要学C语言
• • 1.2.1 C语言的特点
  • 1.2.2 C语言应用领域
  • 1.2.3 C语言的简洁
• 1.3 第一个C语言程序：HelloWorld
• • 1.3.1 编写C语言代码：hello.c
  • 1.3.2 通过gcc编译C代码
  • 1.3.3 代码分析
• 1.4 system函数
• 1.5 C语言编译过程
• • 1.5.1 C程序编译步骤
  • 1.5.2 gcc编译过程
• 1.6 CPU内部结构与寄存器(了解)
• • 1.6.1 64位和32位系统区别
  • 1.6.2 寄存器名字(了解)
  • 1.6.3 寄存器、缓存、内存三者关系
• 1.7 汇编语言(了解)：C语言嵌套汇编代码
• 1.8 集成开发环境IDE
• • 1.8.1 Qt Creator
  • 1.8.2 Microsoft Visual Studio

1.1 什么是C语言

人和人交换信息的工具：像英语、汉语等这样的自然语言，以沟通为目的。
人和计算机交流的工具：高级语言(C,C++,Java,python)→汇编语言→机器语言(只有0和1，因为电路只有高电平\通电和低电平\断电的状态)，以命令为目的。
语言有独特的语法规则和定义，双方必须遵循规则和定义才能实现真正交流。

1.2 为什么要学C语言

1.2.1 C语言的特点

优点：
①在高级语言中执行速度最快：能与底层直接交互的语言；
②编程自由，语法规则最简单；
③功能强大。
缺点：
①在高级语言中实现周期最长：C语言不像其他语言有丰富的函数库可以调用，很多函数需要自定义；
②过于自由，经验不足容易出现错；
③可移植性差。

1.2.2 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：
①任何设备(硬件)只要配置了微处理器(手机、微波炉等)，都是需要C语言技术
②嵌入式、操作系统、驱动程序、服务器(淘宝，12306)只能用C语言编写
③C语言可以专门针对某个主题写出功能强大的程序库(.dll动态库)
④C语言可以写出大型游戏的引擎和外挂(unity3D写的王者荣耀跟绝地求生)
⑤C语言可以写出另一个语言(python)
⑥可以写网站后台程序，绝大部分JavaScript、PHP和少量ASP、JSP
⑦高性能服务：开发apache、nginx、redis等高性能web服务器和数据库

1.2.3 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，却能完成无数功能：

1.3 第一个C语言程序：HelloWorld

1.3.1 编写C语言代码：hello.c

打开Visual Studio 2013→文件→新建→项目

点击Visual C++→Win32控制台应用程序→写名字和选择路径(写路径名字养成不要写带有中文名字的习惯)→确定


如果不选择空项目，头文件会编译失败，因为会产生其他头文件

找不到窗口的方法一

找不到窗口的方法二

右击源文件→添加→新建项

选择Visual C++→C++文件→名称后缀一定是.c不是.cpp(cpp是C++文件后缀，C语言的源文件扩展名必须是.c)

编写第一个C语言代码HelloWorld.c，ctrl+F5运行

#include <stdio.h>
int main(void){					//一个程序只有一个主函数，void可不写，表示无参数printf("hello world\n");	//除了字符串，其他都是英文符号下书写//{}{}{}{}					//空函数体，写入不会报错，无实际意义，可不写//;;;;;;;;;					//空语句，写入不会报错，无实际意义，可不写return 0;					//0表示函数的返回值，要和函数返回值类型对应
}

点击视图→错误列表→显示报错信息→双击报错信息→切换到报错位置

如果出现’\xxx’这种错误的，一般是因为输入非英语符号导致的错误

1.3.2 通过gcc编译C代码

1. gcc编译器介绍：
   编辑器(如vi、记事本)是用它来编辑代码，但电脑不懂代码，因此通过编译器把代码转成电脑能懂的语句(机器语言)，即用编辑器编写程序，由编译器编译后才可以运行
   gcc(GNU Compiler Collection，GNU编译器套件）由GNU开发的编程语言编译器。gcc原本作为GNU操作系统的官方编译器，现已被大多数类Unix操作系统(如Linux、BSD等)采纳为标准的编译器，gcc同样适用于微软的Windows。gcc最初用于编译C语言，随着项目发展，gcc也能够编译C、C++、Java、fortran、Object C、Object C++、Go语言
2. Windows平台下gcc环境配置：
   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。
   ①进入Qt安装目录：
   
   ②拷贝gcc所在的路径（不同安装目录有所差异）
   
   ③设置windows环境变量
   
   
   
   对于win7，双击Path后，把拷贝的路径追加到后面，路径之间用英文;分隔：
   
   如果是win10，界面做得友好一下，新建添加路径即可：
   
   ④测试gcc命令：win+R输入cmd打开界面，输入gcc –v，如果显示如下图所示，说明可以编译C文件。
   
   Windows平台下编译代码：
   
   

1.3.3 代码分析

1. #include
   #include表示导入一个文件，#include <stdio.h>导入stdio.h头文件。
   <>表示导入系统文件，“” 表示导入所有自定义文件(源文件、txt)。
   “” 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。

2. stdio.h
   std是一个标准库，i是input，o是output，.h是头文件，所以stdio.h是标准输入输出头文件。
   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。

3. main函数
   int作用:①定义整型变量；②定义函数的返回值是int型。
   程序有且只有一个主函数main()，程序是从main函数开始执行。
   ()里面表示参数数据类型和函数的参数，参数可有可无(void)，若有多个中间用逗号分隔(数据类型1 参数1，数据类型2 参数2……)。

4. {}
   {}叫函数体，又称代码体或者程序体，一个函数体内部可以有0条(空语句)、1条或多条语句。
   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。

5. 注释
   //两个反斜杠表示行注释，只能注释一行。
   /这是一个块注释，可以注释多行
   注释内容不参与程序编译/

6. printf函数
   printf是C语言库函数，功能是向标准输出设备打印字符串。

7. return语句
   return如果出现在其他函数中表示函数结束，如果出现在main函数中表示程序结束。所以return 0后面写的任何语句都不会执行。
   0表示函数的返回值，要和函数返回值类型对应。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，那么不写return语句。
   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。

1.4 system函数

#include <stdlib.h> //标准系统管理库
int system(const char *command); //鼠标触摸函数会有参数提示
功能：在已经运行的程序中执行另外一个外部程序
参数：外部可执行程序地址+名字
返回值：
成功：0
失败：任意数字

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>		//按ctrl+j可以代码自动填充提示
int main(){int a,b,c;a = system("dir");	//windows平台, 返回0b = system("ls");	//Linux平台命令，windows平台打开失败，返回非0任意数c = system("D:/QQ/Bin/QQScLauncher.exe");//启动QQ(带路径)，路径用双反斜杠\\或正斜杠/表示，因为反斜杠表示转义字符printf("a = %d,b = %d,c = %d\n",a,b,c);return 0;
}

1.5 C语言编译过程

1.5.1 C程序编译步骤

C代码编译成可执行程序经过4步：
1）预处理：宏定义展开(把宏定义的数值直接显示出来)、头文件展开(由于头文件封装成库，库里面很多函数，预处理后直接把#include的代码全部展开)、条件编译等()，同时将代码中的注释删除(变成空行)，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

1.5.2 gcc编译过程

1. 分步编译
   ①预处理：gcc -E hello.c -o hello.i (产生源码文件hello.i)
   例如：给代码加上常变量和注释
   
   CMD输入预处理命令，产生C/C++源码文件
   
   把#include <stdio.h>包装的库函数全部展开
   
   把文件拖到最后，发现头文件被封装的库函数取代，常变量被数值取代，注释也被删除变成空行。因为不检查语法，所以该步骤一定不报错
   
   ②编 译：gcc -S hello.i -o hello.s
   执行命令②，产生汇编语言文件，如果有语法错误，则报错，不产生汇编文件
   
   
   编 译：gcc -c hello.s -o hello.o
   产生目标文件hello.o，记事本打开是乱码的
   
   链 接：gcc hello.o -o hello
   

2) 一步编译
gcc hello.c -o demo（还是经过：预处理、编译、汇编、链接的过程）：

1.6 CPU内部结构与寄存器(了解)

1.6.1 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位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。

1.6.2 寄存器名字(了解)

1.6.3 寄存器、缓存、内存三者关系

按与CPU远近来分，离得最近是寄存器，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。

1.7 汇编语言(了解)：C语言嵌套汇编代码

#include <stdio.h>
int main(){int a;int b;int c;__asm{		//汇编语言的缩写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eaxmov c, eax	//eax的值放在c中}			//加断点方法：①在该行左边左击；②点击该行任意位置，按F9printf("%d\n",  c);return 0;
}

1.8 集成开发环境IDE

Linux用外部编辑器vim和gedit，然后手工gcc编译，最后手工运行。
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。集成代码编写、代码预处理、分析、编译、汇编、调试、链接、运行功能等一体化的开发软件服务套，把开发所需要的工具和步骤都放到一个程序进行。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。例如：Qt Creator、Microsoft Visual Studio、Keil uVision、IAR等。

1.8.1 Qt Creator

Qt Creator是跨平台的 Qt IDE， Qt Creator 是 Qt 被 Nokia 收购后推出的一款新的轻量级集成开发环境（IDE）。此 IDE 能够跨平台运行，支持的系统包括 Linux（32 位及 64 位）、Mac OS X 以及 Windows。根据官方描述，Qt Creator 的设计目标是使开发人员能够利用 Qt 这个应用程序框架更加快速及轻易的完成开发任务。QC常用快捷键如下：

1.8.2 Microsoft Visual Studio

Microsoft Visual Studio(简称VS)是美国微软公司的开发工具包系列产品。VS是一个基本完整的开发工具集，它包括了整个软件生命周期中所需要的大部分工具，如UML工具、代码管控工具、集成开发环境(IDE)等等,所写的目标代码适用于微软支持的所有平台。Visual Studio是目前最流行的Windows平台应用程序的集成开发环境。VS常用快捷键如下：

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