2020年度鑽石C++C學習筆記（1）《博學谷》

1.C語言概述

2020年度鑽石C++C

1.1 什麼是C語言

一提到語言這個詞語，天然會想到的是像英語、漢語等這樣的天然語言，由於它是人和人交換信息不可缺乏的工具。

而今天計算機遍及了咱們生活的每個角落，除了人和人的相互交流以外，咱們必須和計算機角落。

用什麼的什麼樣的方式和計算機作最直接的交流呢？人們天然想到的是最古老也最方便的方式——語言，而C語言就是人和計算機交流的一種語言。

語言是用來交流溝通的。有一方說，有另外一方聽，必須有兩方參與，這是語言最重要的功能：
說的一方傳遞信息，聽的一方接收信息；
說的一方下達指令，聽的一方遵循命令作事情。2020年度鑽石C++C提娶碼：xb2k 

語言是人和人交流，C語V(cmL46679910)言是人和機器交流。只是，人能夠不聽另一我的，可是，計算機是無條件服從。

語言有獨特的語法規則和定義，雙方必須遵循這些規則和定義才能實現真正的交流。

1.2 爲何要學習C語言

1.2.1 C語言特色

1) 優勢
代碼量小
執行速度快
功能強大
編程自由

2) 缺點
寫代碼實現週期長
可移植性較差
過於自由，經驗不足易出錯
對平臺庫依賴較多

1.2.2 學習C語言理由

 

 

 

1.2.3 C語言應用領域

C語言的應用極其普遍，從網站後臺，到底層操做系統，從多媒體應用到大型網絡遊戲，都可使用C語言來開發：
C語言能夠寫網站後臺程序
C語言能夠專門針對某個主題寫出功能強大的程序庫
C語言能夠寫出大型遊戲的引擎
C語言能夠寫出另外一個語言來
C語言能夠寫操做系統和驅動程序，而且只能用C語言編寫
任何設備只要配置了微處理器，就都支持C語V(cmL46679910)言。從微波爐到手機，都是由C語言技術來推進的

 

 

 

1.2.4 C語言的簡潔

C語言僅有32個關鍵字，9種控制語句，34種運算符，卻能完成無數的功能：

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2.5 學習C語言的常見困惑

 

 

1.3 第一個C語言程序：HelloWorld

1.3.1 編寫C語言代碼：hello.c

#include <stdio.h>

int main()
{
//這是第一個C語言代碼
printf("hello world\n");
return 0;
}
C語言的源代碼文件是一個普通的文本文件，但擴展名必須是.c。

 

1.3.2 經過gcc編譯C代碼

1) gcc編譯器介紹
編輯器(如vi、記事本)是指我用它來寫程序的（編輯代碼），而咱們寫的代碼語句，電腦是不懂的，咱們須要把它轉成電腦能懂的語句，編譯器就是這樣的轉化工具。就是說，咱們用編輯器編寫程序，由編譯器編譯後才能夠運行！
編譯器是將易於編寫、閱讀和維護的高級計算機語言翻譯爲計算機能解讀、運行的低級機器語言的程序。
gcc（GNU Compiler Collection，GNU 編譯器套件），是由 GNU 開發的編程語言編譯器。gcc本來做爲GNU操做系統的官方編譯器，現已被大多數類Unix操做系統（如Linux、BSD、Mac OS X等）採納爲標準的編譯器，gcc一樣適用於微軟的Windows。

gcc最初用於編譯C語言，隨着項目的發展gcc已經成爲了可以編譯C、C++、Java、Ada、fortran、Object C、Object C++、Go語言的編譯器你們族。

編譯命令格式：
gcc [-option1] ... <filename>
g++ [-option1] ... <filename>
命令、選項和源文件之間使用空格分隔
一行命令中能夠有零個、一個或多個選項
文件名能夠包含文件的絕對路徑，也可使用相對路徑
若是命令中不包含輸出可執行文件的文件名，可執行文件的文件名會自動生成一個默認名，Linux平臺爲a.out，Windows平臺爲a.exe

gcc、g++編譯經常使用選項說明：
選項 含義
-o file 指定生成的輸出文件名爲file
-E 只進行預處理
-S(大寫) 只進行預處理和編譯
-c(小寫) 只進行預處理、編譯和彙編

2) Windows平臺下gcc環境配置
windows命令行界面下，默認是沒有gcc編V(cmL46679910)譯器，咱們須要配置一下環境。因爲咱們安裝了Qt，Qt是一個集成開發環境，內部集成gcc編譯器，配置一下環境變量便可使用gcc。

a)進入Qt安裝目錄：

b)拷貝gcc所在的路徑（不一樣安裝目錄有所差別）
C:\Qt\Qt5.5.0\Tools\mingw492_32\bin

c) 設置windows環境變量
計算機（右擊）－> 屬性：

 

若是是win7，雙擊Path後，把拷貝的路徑追加到後面，路徑之間須要英文」 ; 」分隔：

若是是win10，界面作得友好一下，新建添加路徑便可：

d)測試gcc命令：

 

3) Windows平臺下編譯代碼

 

1.3.3 代碼分析

1) include頭文件包含
#include的意思是頭文件包含，#include <stdio.h>表明包含stdio.h這個頭文件
使用C語言庫函數須要提早包含庫函數對應的頭文件，如這裏使用了printf()函數，須要包含stdio.h頭文件
能夠經過man 3 printf查看printf所需的頭文件

#include< > 與 #include ""的區別：
< > 表示系統直接按系統指定的目錄檢索
"" 表示系統先在 "" 指定的路徑(沒寫路徑表明當前路徑)查找頭文件，若是找不到，再按系統指定的目錄檢索

stdio.h是在操做系統的系統目錄下：

2) main函數
一個完整的C語言程序，是由一個、且只能有一個main()函數(又稱主函數，必須有)和若干個其餘函數結合而成（可選）。
main函數是C語言程序的入口，程序是從main函數開始執行。

3) {} 括號，程序體和代碼塊
{}叫代碼塊，一個代碼塊內部能夠有一條或者多條語句
C語言每句可執行代碼都是";"分號結尾
全部的#開頭的行，都表明預編譯指令，預編譯指令行結尾是沒有分號的
全部的可執行語句必須是在代碼塊裏面

4) 註釋
//叫行註釋，註釋的內容編譯器是忽略的，註釋主要的做用是在代碼中加一些說明和解釋，這樣有利於代碼的閱讀
/**/叫塊註釋
塊註釋是C語言標準的註釋方法
行註釋是從C++語言借鑑過來的

5) printf函數
printf是C語言庫函數，功能是向標準輸出設備輸出一個字符串
printf(「hello world\n」);//\n的意思是回車換行

6) return語句
return表明函數執行完畢，返回return表明函數的終止
若是main定義的時候前面是int，那麼return後面就須要寫一個整數；若是main定義的時候前面是void，那麼return後面什麼也不須要寫
在main函數中return 0表明程序執行成功，return -1表明程序執行失敗
int main()和void main()在C語言中是同樣的，但C++只接受int main這種定義方式

1.4 system函數

1.4.1 system函數的使用

#include <stdlib.h>
int system(const char *command);
功能：在已經運行的程序中執行另一個外部程序
參數：外部可執行程序名字
返回值：
成功：0
失敗：任意數字

示例代碼：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
//system("calc"); //windows平臺
system("ls"); //Linux平臺, 須要頭文件#include <stdlib.h>

return 0;
}

1.5 C語言編譯過程

1.5.1 C程序編譯步驟

C代碼編譯成可執行程序通過4步：
1）預處理：宏定義展開、頭文件展開、條件編譯等，同時將代碼中的註釋刪除，這裏並不會檢查語法
2）編譯：檢查語法，將預處理後文件編譯生成彙編文件
3）彙編：將彙編文件生成目標文件(二進制文件)
4）連接：C語言寫的程序是須要依賴各類庫的，因此編譯以後還須要把庫連接到最終的可執行程序中去

1.5.2 gcc編譯過程

1) 分步編譯
預處理：gcc -E hello.c -o hello.i
編 譯：gcc -S hello.i -o hello.s
匯 編：gcc -c hello.s -o hello.o
鏈 接：gcc hello.o -o hello

選項 含義
-E 只進行預處理
-S(大寫) 只進行預處理和編譯
-c(小寫) 只進行預處理、編譯和彙編
-o file 指定生成的輸出文件名爲 file

文件後綴 含義
.c C 語言文件
.i 預處理後的 C 語言文件
.s 編譯後的彙編文件
.o 編譯後的目標文件

 

2) 一步編譯
gcc hello.c -o demo（V(cmL46679910)仍是通過：預處理、編譯、彙編、連接的過程）：

 

1.5.3 查找程序所依賴的動態庫

 

Windows平臺下，須要相應軟件(Depends.exe)：

 

1.6 CPU內部結構與寄存器(瞭解)

1.6.1 64位和32位系統區別

寄存器是CPU內部最基本的存儲單元
CPU對外是經過總線(地址、控制、數據)來和外部設備交互的，總線的寬度是8位，同時CPU的寄存器也是8位，那麼這個CPU就叫8位CPU
若是總線是32位，寄存器也是32位的，那麼這個CPU就是32位CPU
有一種CPU內部的寄存器是32位的，但總線是16位，準32爲CPU
全部的64位CPU兼容32位的指令，32位要兼容16位的指令，因此在64位的CPU上是能夠識別32位的指令
在64位的CPU構架上運行了64位的軟件操做系統，那麼這個系統是64位
在64位的CPU構架上，運行了32位的軟件操做系統，那麼這個系統就是32位
64位的軟件不能運行在32位的CPU之上

1.6.2 寄存器名字(瞭解)

8位 16位 32位 64位
A AX EAX RAX
B BX EBX RBX
C CX ECX RCX
D DX EDX RDX

1.6.3 寄存器、緩存、內存三者關係

按與CPU遠近來分，離得最近的是寄存器，而後緩存(CPU緩存)，最後內存。

CPU計算時，先預先把要用的數據從硬盤讀到內存，而後再把即將要用的數據讀到寄存器。因而 CPU<--->寄存器<--->內存，這就是它們之間的信息交換。

那爲何有緩存呢？由於若是常常操做內存中的同一址地的數據，就會影響速度。因而就在寄存器與內存之間設置一個緩存。

由於從緩存提取的速度遠高於內存。固然緩存的價格確定遠遠高於內存，否則的話，機器裏就沒有內存的存在。

由此能夠看出，從遠近來看：CPU〈---〉寄存器〈---> 緩存 <---> 內存。

 

1.7 彙編語言

1.7.1 VS中C語言嵌套匯編代碼(瞭解)

#include <stdio.h>

int main()
{
//定義整型變量a, b, c
int a;
int b;
int c;

__asm
{
mov a, 3 //3的值放在a對應內存的位置
mov b, 4 //4的值放在b對應內存的位置
mov eax, a //把a內存的值放在eax寄存器
add eax, b //eax和b相加，結果放在eax
mov c, eax //eax的值放在c中
}

printf("%d\n", c);//把c的值輸出

return 0;//成功完成
}

1.7.2 VS反彙編

#include <stdio.h>

int main()
{
//定義整型變量a, b, c
int a;
int b;
int c;

a = 3;
b = 4;
c = a + b;

printf("%d\n", c);//把c的值輸出

return 0;//成功完成
}

1)設置斷點F9

2)選擇反彙編按鈕

3)根據彙編代碼分析程序

1.8 集成開發環境IDE

集成開發環境（IDE，Integrated Development Environment ）是用於提供程序開發環境的應用程序，通常包括代碼編輯器、編譯器、調試器和圖形用戶界面工具。集成了代碼編寫功能、分析功能、編譯功能、調試功能等一體化的開發軟件服務套。全部具有這一特性的軟件或者軟件套（組）均可以叫集成開發環境。

1.8.1 Qt Creator

Qt Creator是跨平臺的 Qt IDE， Qt Creator 是 Qt 被 Nokia 收購後推出的一款新的輕量級集成開發環境（IDE）。此 IDE 可以跨平臺運行，支持的系統包括 Linux（32 位及 64 位）、Mac OS XV(cmL46679910) 以及 Windows。根據官方描述，Qt Creator 的設計目標是使開發人員可以利用 Qt 這個應用程序框架更加快速及輕易的完成開發任務。

快捷鍵 含義Ctrl + i 自動格式化代碼Ctrl + / 註釋/取消註釋Alt + Enter 自動完成類函數定義F4 .h 文件和對應.cpp 文件切換F9 設置斷點F5 調試運行Ctrl + r 編譯，但不調試運行Ctrl + b 編譯，不運行F10 next調試F11 step調試