C学习笔记【day01】

C++ DAY01

就业方向

前端开发工程师
分为B/S,C/S模式

C/S方向有两个，一个是金融方向客户端，一个是游戏方向客户端

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B/S模式和C/S模式区别

B/S不需下载客户端，浏览器就是一个客户端。操作简单，传输数据不方便，系统更新较为容易。

C/S需要独立安装客户段。操作复杂，数据文件保存至本地，传输数据比较少，系统每次升级都需要重新下载资源。

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后端开发工程师为主要的就业方向

大数据就业方向目前比较好的三个方向：推荐，广告，搜索，图像处理，AI。

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嵌入式开发工程师

需要懂硬件（需要学会数电和模电）

C语言学习

C语言影响力

1.在所有的高级编程语言中，C语言的效率是最高的。C语言可以嵌入汇编代码

2.当今的网络世界就是建立在C语言之上的，例如操作系统（Linux全部是由C语言编写的），高性能服务器Nginx（在服务器段一统天下，完全是由C语言编写），缓存中间件（Redis全部是由C语言写的），网络协议，硬件驱动等。

3.C语言影响力后来大多数的编程语言，C++、Java(C+±-)、C#、GO、Rust

4.TIOBE指数

C语言发展历史

C语言的作者 ：Dennish Ritch,Ken Thompson,

1.C语言虽然是一门高级语言，但是对硬件底层要求较高，可以操作底层硬件，而且性能非常高。但是这也有局限性，它不检查数组越界情况，而且没有try_catch机制。

2.C语言和汇编语言有比较强的对应关系。

VS基本操作

LNK0000：像这样的是链接阶段发生错误。（函数名写错了，没有包含对应的头文件，此处只能是C语言环境下出现，C++环境下暂未发现）

error C0000：编译发生错误

调试界面窗口布局

调试程序关键步骤：打断点（关键点）

内存存储单位

在计算机内部，信息都是采用二进制的形式进行存储，运算，处理和传输的。信息的存储单位有位，字节和字等几种。

基本存储单元

位（bit）:二进制数中的一个数位，可以是0或1，是计算机中数据的最小单位。

字节（Byte,B）:计算机中数据的基本单位，每8位组成一个字节。一个ASCII码用一个字节表示，一个汉字用两个字节表示。

字（Word）:两个字节称为一个字。汉字的存储单位都是一个字。

扩展存储单位

KB：1KB=2¹⁰Byte

MB：1MB=2¹⁰KB

GB：1GB=2¹⁰MB

在调试程序的过程中，我们可以查看内存地址。

VScode中内存窗口界面是小段表示法进行显示的。

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小端表示法：低地址存放低有效位

大端表示法：高地址存放低有效位

如何生成程序

从源代码生成可执行程序包含预处理，编译，汇编和链接。

​ 预处理：在主函数执行之前，主要处理源代码文件中以"#"开始的预编译命令。将源码文件*.c和头文件 *.h编译成一个*.i文件。

​ 编译 ：将*.i文件进行编译，然后生成一个汇编语言*.s文件。

​ 汇编：将汇编文件*.s转换为二进制的目标代码*.o

​ 链接：将所有的*.o文件链接成一个可执行文件。

下图为广义上的编译：

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下图为连接：

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预处理过程

预处理指令主要分为宏定义，文件包含，条件编译等

宏定义分为两种，第一种是无参宏定义，其定义的一般形式为：

#define 标识符 字符串

其中，’#'表示一条预处理命令，'define’为宏定义命令，'标识符’为符号常量，即宏名。'字符串’可以是常数，表达式，字符串等。

第二种是带参宏定义，其定义的一般形式为：

#define 宏名（形参表）字符串

注意事项：1.整个宏函数的表达式需要用括号括住。

​ 2.左括号应该紧贴宏函数的名称。

​ 3.带参数的宏在定义的过程时要把每个参数都要添加括号。

​ 4.警惕宏函数导致的多次副作用。

​ 5.定义完备的多语句宏函数。（主要使用do…while循环）

宏定义的原理是简单的文本替换。

文件包含命令行的一般形式为：

#include"文件名"

文件是后缀名为"*.h"的头文件。文件包含命令把指定头文件插入该命令行位置取代该命令行，从而把指定文件和当前源程序文件连接成一个源文件。原理是将对应头文件的内容copy到对应的位置。

带参数的宏定义分行的话，加一个反斜杠

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[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Ma9bErsx-1648645301393)(C:\Users\leo\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220314160713059.png)]

宏函数相较于普通函数优点在于以下几个方面：

1.宏函数在预处理阶段时展开，只占用编译时间，函数调用会占用运行时间（分配单元，保存寄存器的值，值传递，保存下一条指令的地址，返回），每次执行都要载入，所以执行相对宏较慢。

2.在函数调用时，先求出实参表达式的值，然后带入形参。而使用带参的宏只是简单的字符替换，执行效率较高。

3.函数调用是在程序运行时处理的，分配临时的内存单元；宏展开是在编译时进行的，在展开时不分配内存单元，不进行值传递。

编译

把C语言源代码翻译成汇编代码。godbolt

汇编和链接

汇编将汇编语言翻译成机器语言，生成目标文件。

链接将库函数文件和操作系统的引导代码以及目标文件链接在一起，生成可执行文件。

进程的虚拟内存空间（重点）

进程：进程是程序的基本执行实体，是线程的容器，是正在运行的程序。

​ 进程的虚拟内存空间包含内核，栈，堆，数据段，代码段。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ut1MxTkd-1648645301394)(C:\Users\leo\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220314163004093.png)]

变量和常量

变量：在程序运行期间可以发生改变的量。变量的本质就是一块内存空间。

思考：

1.如何引用这块内存区域？通过变量名引用。

2.这块内存区域有多大？以及如何解释这片内存区域的数据？通过变量类型

3.这片内存区域表示怎样的数据？通过值的概念进行解释。

变量的三要素：变量名，变量类型，值。

常量：在程序的执行期间不可以发生改变的量。

常量表达式：在编译期间可以直接求值的表达式。（constexpr）

常量和常量表达式之间的区别？

常量表达式可以用于指定数组的长度，还可以用于switch语句的标签

标识符和关键字

标识符（identifer）：为变量，宏，函数等起的名字。

关键字：对C语言有特殊意义的名称，称为关键字。

规则：1.标识符中只能包含字母，数字和下划线

​ 2.不能以数字开头

规范：单词与单词之间以下划线分割。驼峰。好的标识符，见名知义

注意事项：1.标识符是区分大小写的

​ 2.标识符与关键字不能冲突。

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格式化输入和输出

计算机包含哪几个部分

冯·诺伊曼体系结构（存储程序型计算机）：输入设备，运算器，存储器，控制器，输出设备

最简单的计算机包含：输入设备、运算器、输出设备

输入和输出模型（重点）

核心矛盾：CPU，内存，I/O设备在处理数据时存在速度差异

比喻：CPU一天，内存一年（10**2）；内存一天，I/O十年（10**3）

cpu,内存：高速缓存（cache)

内存，I/O设备：缓冲区（buffer）,缓存（Radis）

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-6Yp3q9fi-1648645301395)(C:\Users\leo\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220314174322640.png)]

体系结构（存储程序型计算机）：输入设备，运算器，存储器，控制器，输出设备

最简单的计算机包含：输入设备、运算器、输出设备

输入和输出模型（重点）

核心矛盾：CPU，内存，I/O设备在处理数据时存在速度差异

比喻：CPU一天，内存一年（10**2）；内存一天，I/O十年（10**3）

cpu,内存：高速缓存（cache)

内存，I/O设备：缓冲区（buffer）,缓存（Radis）

[外链图片转存中…(img-6Yp3q9fi-1648645301395)]