零基础学嵌入式 Day2

Day2

一.C语言开发环境搭建

编译器的选择：这里选用dev c++ 和keil-ARM

优点：简单易用、免费开源、中文支持、功能完整

如何正确显示中文

二.集成开发环境介绍

1. 什么是集成开发环境（IDE）？

集成开发环境，英文叫 Integrated Development Environment，简称 IDE。听起来很高大上，其实说白了就是把程序员需要的各种工具整合在一起的软件。

这就像一个多功能工具箱，里面有螺丝刀、扳手、锤子、钳子等各种工具。如果没有这个工具箱，我们修理东西时就要四处找工具，非常麻烦。IDE 就是程序员的工具箱，把编辑器、编译器、调试器等工具都集成在一个软件里，让我们能够在一个界面中完成编程的所有工作。

在没有 IDE 的时代，程序员需要用一个软件写代码，用另一个软件编译代码，再用第三个软件调试程序。这就像做饭时需要在不同的房间找锅、找铲子、找调料一样麻烦。IDE 的出现让编程变得简单多了，所有工具都在同一个界面中，随时可以使用。

1. Dev C++ 界面详细介绍
   当我们第一次打开 Dev C++ 时，看到的界面可能会让一些同学感到困惑。别担心，我们来详细了解一下这个界面的各个部分，就像熟悉一个新教室的布局一样。

菜单栏：位于窗口的最上方，包含了 “文件”、“编辑”、“搜索”、“查看”、“项目”、“运行”、“调试”、“工具”、“窗口”、“帮助” 等菜单。这就像教室里的各种设施标识，告诉我们每个功能在哪里。

• “文件” 菜单：用于新建、打开、保存文件，就像文件柜一样管理我们的程序文件。
• “编辑” 菜单：提供复制、粘贴、查找、替换等编辑功能，就像 Word 里的编辑功能。
• “运行” 菜单：包含编译和运行程序的命令，这是我们最常用的功能之一。

工具栏：位于菜单栏下方，是一排图标按钮。这些按钮是最常用功能的快捷方式，就像遥控器上的快捷键，让我们能够快速执行常用操作。比如新建文件的图标看起来像一张白纸，保存文件的图标是一个软盘，编译运行的图标是一个绿色的三角形。

编辑区：这是窗口中中央最大的区域，我们的代码就是在这里编写的。这就像作文本，我们在这里写我们的 C 语言程序。编辑区有很多贴心的功能：

• 行号显示：每一行代码前面都有行号，这样当程序出错时，我们能快速找到出错的位置。
• 语法高亮：不同类型的代码会显示成不同的颜色。比如关键字是蓝色的，字符串是红色的，注释是绿色的。这就像用不同颜色的笔做笔记一样，让代码更容易阅读。
• 自动缩进：当我们写代码时，编辑器会自动调整缩进，让代码看起来更整齐。

项目管理器：通常在左侧，显示当前项目的文件结构。对于简单的程序，我们可能只有一个文件，但当程序变得复杂时，可能会有很多文件，项目管理器帮助我们组织和管理这些文件。

关于正确显示中文

三.第一个c程序

1程序员的传统：打印Hello world

hello world打印成功标志着我们的开发环境已基本搭建成功

/*Hello World*/
#include <stdio.h>//printf的定义就在这个头文件中

int main() //int 是表示返回值的数据类型为整型 main是c语言程序起始的地方
{
printf("hello world\n");//main里使用了格式化打印函数printf \n指的是换行
	//  ;代表着一行代码结束，少分号会报错
    return 0;//返回值
}//花括号内指的是我们的函数体

四.数据类型

1.基本数据类型

数据类型类别	具体类型	功能与特点描述	数值范围 / 精度说明
有符号整型	int	最常用整型，类似 “长子”，整型家族代表	通常存储 -2147483648 到 2147483647 的整数（与计算机内部存储方式相关 ）
有符号整形	short	像 “小弟弟”，范围小但占内存少，嵌入式系统常用	通常是 -32768 到 32767
有符号整型	long	类似 “大哥哥”，范围比 int 大，不同系统大小有差异但至少和 int 一样大	无固定统一范围，至少与 int 范围一致
有符号整型	long long	如同 “超级大哥”，存极大整数	通常从 -9223372036854775808 到 9223372036854775807
无符号整型	unsigned + 上述整型（如 unsigned int 等）	表示 “无符号”，只能存非负整数（0 和正数 ），正数范围翻倍	以 unsigned int 为例，范围通常是 0 到 4294967295（原 int 正数范围基础上翻倍 ）
浮点型	float	单精度浮点数，像普通尺子测长度，精度有限但够用	约 6 - 7 位有效数字精度
浮点型	double	双精度浮点数，像精密游标卡尺，精度更高，处理小数常用	约 15 - 16 位有效数字精度
浮点型	long double	扩展精度浮点数，精度最高，不同系统具体实现有差异	无固定统一精度，依系统而定
字符型	char	存储单个字符（字母、数字、标点等 ），字符用单引号括起，内部以数字编码（ASCII 码 ）存储	字符如 ‘A’（对应 ASCII 码 65 ）、‘5’ 、‘!’ 等，依托 ASCII 码实现数字与字符映射，要用单引号括起来

2.构造数据类型

构造数据类型	概念描述	形象类比 / 示例
数组类型	由基本数据类型组合，可存储同类型数据，有一维、二维、多维等	一排储物柜，一维像一排柜子，二维像柜子矩阵（行和列 ），三维像立体柜子组合；如整型数组存一系列整数
指针类型	C 语言中重要概念，不直接存数据，存数据的内存地址	告诉朋友家的地址，而非搬房子，地址即数据在内存的 “地址”
结构体类型	把不同类型数据组合在一起	填写学生信息表，包含姓名（字符串）、年龄（整数）、身高（浮点数）等不同类型信息
联合体类型	允许不同类型数据共享同一块内存空间，同一时间只有一种数据用途	多功能房间，有时当卧室，有时当客厅，同一时间仅一种用途
枚举类型	表示一组有限的选择	一周七天、一年十二个月、交通灯三种颜色等，便于程序理解和维护

3.自定义数据类型

除了 C 语言提供的基本数据类型，我们还可以使用 typedef 关键字来定义自己的数据类型。这就像给数据类型起别名一样，让程序更容易理解。

比如，我们可以定义：

typedef int studentAge;  // 定义学生年龄类型
typedef float studentHeight;  // 定义学生身高类型

五.数据在内存中的存储

1.内存的基本概念

要理解数据在内存中的存储，我们首先要了解什么是内存。计算机的内存就像一个巨大的储物柜，有无数个小格子，每个格子都有一个唯一的编号（地址），可以存储一个字节的数据。

2. 字节和位的概念

在深入了解数据存储之前，我们需要理解两个基本概念：位（bit）和字节（byte）。

位（bit）是计算机中最小的数据单位，它只能存储 0 或 1 这两个值。这就像一个开关，只有 “开” 和 “关” 两种状态。位的英文 “bit” 实际上是 “binary digit”（二进制数字）的缩写。

字节（byte）由 8 个位组成，是计算机中基本的存储单位。一个字节可以存储 256 种不同的值（从 00000000 到 11111111，也就是十进制的 0 到 255）。为什么是 8 个位呢？这是历史上形成的标准，8 个位恰好可以表示一个英文字符。

3.不同数据类型的存储空间

不同的数据类型在内存中占用的空间是不同的，这就像不同大小的物品需要不同大小的盒子来装一样。

字符型（char）

char 类型通常占用 1 个字节的空间。一个字节的 8 个位可以表示 256 种不同的值，这足够表示所有的 ASCII 字符（包括大小写字母、数字、标点符号等）。

想象一下，我们用一个小盒子来装一个字符，这个盒子刚好够放下一个字符，不多不少。

整型

不同的整型占用不同的内存空间：

• short 通常占用 2 个字节（16 位），可以表示 65536 种不同的值。如果是有符号的，范围是 - 32768 到 32767；如果是无符号的，范围是 0 到 65535。
• int 在现代系统中通常占用 4 个字节（32 位），可以表示约 42 亿种不同的值。
• long 的大小取决于系统，在 32 位系统中通常是 4 个字节，在 64 位系统中通常是 8 个字节。
• long long 通常占用 8 个字节（64 位），可以表示非常大的数值范围。

这就像我们有不同大小的盒子：小盒子装小物品，大盒子装大物品。如果我们知道要装的物品不大，就不需要浪费空间使用大盒子。

浮点型

• float 通常占用 4 个字节，按照 IEEE 754 标准的单精度格式存储。
• double 通常占用 8 个字节，按照 IEEE 754 标准的双精度格式存储。

装小物品，大盒子装大物品。如果我们知道要装的物品不大，就不需要浪费空间使用大盒子。

浮点型

• float 通常占用 4 个字节，按照 IEEE 754 标准的单精度格式存储。
• double 通常占用 8 个字节，按照 IEEE 754 标准的双精度格式存储。

浮点数的存储比整数复杂得多，它分为三个部分：符号位、指数位和尾数位。这就像科学计数法一样，比如 3.14×10²，其中 3.14 是尾数，2 是指数，符号是正号。