电子设计大赛【C语言核心知识点】讲解

 目录

前言

1. 基础语法

2. 流程控制

3. 函数

4. 数组与字符串

5. 指针（核心重点）

6. 内存管理

7. 结构体与联合体

8. 文件操作

9. 预处理器

10. 高级特性

内存布局图解

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前言

在进行程序代码开发之前，需要掌握好C语言各个模块之间的内容。在TI开发板时，需要对C语言有更好的理解和应用，其中，主要考察的是对代码的操作和库函数的调用。因此，对于本次比赛内容，重新对C语言知识进行讲解。

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1. 基础语法

模块	内容	示例	要点
数据类型	基本类型、派生类型	int a; float b; char c;	内存占用：char(1B) int(4B) float(4B) double(8B)
变量与常量	变量声明/初始化、常量定义	const int MAX=100;	命名规则：字母/数字/下划线，区分大小写
运算符	算术、关系、逻辑、位运算	a & b; c << 2;	优先级：`() > ! > 算术 > 关系 > && >		> 赋值`
输入输出	printf()/scanf()	printf("%d,%f", num, f);	格式符：%d整型 %f浮点 %c字符

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2. 流程控制

类型	语法结构	示例	应用场景
条件语句	if-else switch-case

if(score>90) grade='A';
else if(score>60) grade='B';

| 多分支判断 |
| 循环结构 | for while do-while |

for(int i=0; i<10; i++){
    sum += i;
}

| 重复操作 |
| 跳转语句 | break continue goto |

while(1){
    if(error) break;
}

| 中断循环/函数返回 |

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3. 函数

模块	内容	示例	要点
函数定义	返回值类型、参数列表

int add(int a, int b) {
    return a+b;
}

| 需先声明后使用 |
| 参数传递 | 值传递、地址传递 |

void swap(int *x, int *y) {
    int t=*x; *x=*y; *y=t;
}

| 地址传递可修改实参 |
| 递归函数 | 函数调用自身 |

int factorial(int n) {
    if(n<=1) return 1;
    return n*factorial(n-1);
}

| 需有终止条件，栈空间有限 |
| 作用域 | 局部变量、全局变量 | static int count; | static延长生命周期，限制作用域 |

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4. 数组与字符串

类型	声明方式	操作	注意事项
一维数组	int arr[5];	索引访问：arr[0]=10;	下标从0开始，内存连续
多维数组	int matrix[3][3];	嵌套循环遍历	行优先存储
字符数组	char str[20];	strcpy(s1,s2); strlen(s);	以'\0'结尾
字符串函数	<string.h>库

strcat(s1,s2); // 拼接
strcmp(s1,s2); // 比较

| 注意缓冲区溢出风险 |

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5. 指针（核心重点）

概念	语法	示例	应用场景
基本指针	变量地址操作

int *p = &a;
*p = 20; // 修改a的值

| 间接访问变量 |
| 指针运算 | 算术运算、关系运算 | p++; p1-p2; | 数组遍历、内存操作 |
| 数组指针 | 指针与数组关系 |

int arr[5];
int *p = arr; // p等价&arr[0]

| 数组名是常量指针 |
| 函数指针 | 指向函数的指针 |

int (*funcPtr)(int);
funcPtr = &add;

| 回调函数、策略模式 |
| 多级指针 | 指针的指针 | int **pp = &p; | 动态二维数组 |

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6. 内存管理

操作	函数	示例	注意事项
静态分配	编译时分配	int arr[100];	栈空间有限(通常1-8MB)
动态分配	malloc/calloc

int *p = (int*)malloc(10*sizeof(int));

| 堆空间较大，需手动释放 |
| 内存释放 | free() | free(p); p=NULL; | 避免野指针 |
| 内存操作 | memset/memcpy |

memset(p, 0, 100); // 内存置0
memcpy(dest, src, size);

| 底层内存操作 |

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7. 结构体与联合体

类型	定义方式	特点	应用场景
结构体

struct Student {
    char name[20];
    int age;
};

| 不同数据类型的集合 | 数据封装 |
| 结构体指针 |

struct Student *s;
s->age = 20;

| 箭头运算符访问 | 动态结构体 |
| 联合体 |

union Data {
    int i;
    float f;
};

| 共享内存空间 | 节省内存、类型转换 |
| 枚举 |

enum Color {RED, GREEN=5, BLUE};

| 命名常量集合 | 状态机、选项设置 |

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8. 文件操作

操作	函数	模式	示例
打开文件	fopen()	"r"读 "w"写 "a"追加	FILE *fp = fopen("data.txt","r");
读写数据	fprintf/fscanf	格式化I/O

fprintf(fp, "%d", num);
fscanf(fp, "%d", &num);

| 字符I/O | fgetc/fputc | 单个字符 | ch = fgetc(fp); |
| 行I/O | fgets/fputs | 字符串 | fgets(buf, 100, fp); |
| 关闭文件 | fclose() | 释放资源 | fclose(fp); |

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9. 预处理器

指令	功能	示例	应用场景
宏定义	#define	#define PI 3.14159	常量定义、代码简化
条件编译	#ifdef/#endif

#ifdef DEBUG
    printf("Debug info");
#endif

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10. 高级特性

特性	说明	示例	应用
位字段	紧凑存储布尔值

struct {
    unsigned int isReady:1;
    unsigned int hasData:1;
} status;

| 硬件寄存器操作 |
| 可变参数 | 不定参数函数 |

#include <stdarg.h>
void func(int n, ...) {
    va_list args;
    va_start(args, n);
    int val = va_arg(args, int);
}

| printf()实现原理 |
| 内联函数 | inline关键字 | inline int max(int a, int b); | 减少函数调用开销 |
| 类型限定符 | const volatile | volatile int *reg; | 硬件编程、编译器优化控制 |

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内存布局图解

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|   代码区         | 程序指令（只读）
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|   静态数据区      | 全局/静态变量
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|       ↓ 堆       | 动态分配（malloc等）
|       ↑          |
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|       ↓ 栈       | 局部变量、函数调用
|       ↑          |
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|   命令行参数      | argc/argv
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