计算机课程序设计基础

计算机课程序设计基础日期：目录CATALOGUE02.编程语言与编译器04.程序控制结构05.数组与指针01.计算机基础知识03.编程基础知识06.算法与程序执行计算机基础知识01输出设备将计算机处理的结果转化为人们能识别的形式，如显示器、打印机等。控制器控制计算机各部分协调工作，从存储器中取指令并执行。输入设备将外部信息转化为计算机能识别的形式，如键盘、鼠标等。存储器存放程序和数据，分为内存和外存，内存速度快但容量小，外存速度慢但容量大。运算器算术逻辑单元（ALU），进行算术和逻辑运算。计算机硬件组成及关系进制转换方法十进制转二进制除2取余法，将十进制数除以2，记录余数，再将商继续除以2，直到商为0，将余数逆序排列即可得到二进制数。二进制转十进制按权展开法，将二进制数从右向左按位权值相乘并求和，即可得到十进制数。其他进制转换可以先将其他进制数转换为十进制数，再将十进制数转换为目标进制数。整数的原码、反码和补码原码将十进制数的绝对值转换为二进制数，最高位为符号位（0为正，1为负）。反码补码正数的反码与其原码相同，负数的反码是将原码除符号位外的各位取反（0变1，1变0）。正数的补码与其原码相同，负数的补码是在反码的基础上加1。补码是计算机中实际存储和运算的编码方式。123编程语言与编译器02C语言提供了基本的数据类型，如整型、浮点型、字符型等，以及构造类型如数组、结构体、枚举等。C语言提供了顺序、选择和循环三种基本控制结构，通过它们可以实现复杂的程序逻辑。C语言支持函数定义和调用，可以实现模块化编程，提高代码的重用性和可维护性。C语言具有指针类型，可以直接操作内存地址，但也需要手动管理内存，容易出错。C语言基本语法与特点数据类型控制结构函数与模块化指针与内存管理C语言特性C是C语言的超集，支持面向对象编程、泛型编程等特性，具有更强的表达能力和更高的运行效率。继承与多态C支持类之间的继承关系，子类可以继承父类的属性和方法，实现代码的复用。多态则允许不同类的对象通过相同的接口进行操作，提高了程序的灵活性和可扩展性。类与对象C中的类是一种自定义的数据类型，它封装了数据成员和成员函数，实现了代码的重用和模块化。对象则是类的实例，通过对象可以访问类的成员。STL库与模板STL是C标准模板库，提供了一系列通用的数据结构和算法，可以大大提高编程效率。模板则是一种参数化的类型定义，可以实现类型无关的代码复用。C语言特性与面向对象编程编辑使用文本编辑器（如VisualStudio、Notepad等）编写源代码文件。将多个目标文件以及所需的库文件连接成可执行程序，这一步由链接器完成。使用编译器（如GCC、Clang等）将源代码文件编译成目标文件，这一步会进行语法检查、语义分析、优化等操作。在操作系统中运行生成的可执行程序，得到程序输出结果或与用户进行交互。程序的编辑、编译、连接和运行编译连接运行常用编译器的使用GCC编译器GCC是一种开源的编译器，支持C、C等多种编程语言，广泛应用于Unix/Linux系统。使用GCC编译C程序可以使用命令行方式或集成开发环境（IDE）。VisualStudio编译器Clang编译器VisualStudio是微软开发的集成开发环境，内置了功能强大的C编译器。使用VisualStudio可以方便地进行代码的编写、调试、测试等操作，适用于Windows平台的开发。Clang是LLVM项目的一部分，提供了一种现代化的编译器前端，支持C、C等多种编程语言。Clang具有快速的编译速度、友好的错误提示和可扩展性等特点，逐渐成为越来越多开发者的选择。123编程基础知识03在程序执行过程中，其值不发生变化的量称为常量。例如，圆周率π、重力加速度g等。常量可以是数值常量，也可以是字符常量或布尔常量。常量在程序执行过程中，其值可以改变的量称为变量。变量通常用于存储程序的中间结果或数据。变量名通常由字母、数字和下划线组成，并且不能以数字开头。变量常量与变量的概念整数类型用于存储实数值，即带有小数部分的数值。浮点类型分为单精度和双精度两种，双精度类型比单精度类型存储范围更大、精度更高。浮点类型字符类型用于存储整数值，包括正整数、负整数和零。在计算机中，整数通常以二进制形式存储。用于存储逻辑值，即真或假。布尔类型通常用于条件判断和控制语句中。用于存储单个字符，如字母、数字或符号。字符在计算机中通常以字符编码（如ASCII码）的形式存储。基本数据类型及存储方式布尔类型算术运算符关系运算符用于执行基本的算术运算，如加（+）、减（-）、乘（*）、除（/）和取余（%）。用于比较两个值的大小关系，如大于（>）、小于（<）、等于（==）、不等于（!=）等。运算符与表达式的用法逻辑运算符用于连接多个条件语句，并返回布尔值。常见的逻辑运算符有逻辑与（&&）、逻辑或（||）和逻辑非（！）。赋值运算符用于将值赋给变量，包括简单赋值（=）、加赋值（+=）、减赋值（-=）等。程序控制结构04顺序结构根据条件选择执行路径，包括if语句、switch语句等。选择结构循环结构根据条件重复执行某段代码，包括while循环、for循环等。按照语句在程序中出现的先后顺序逐条执行。顺序、选择、循环结构关系运算符用于比较两个值的大小关系，包括大于、小于、等于等。逻辑运算符用于连接多个条件表达式，包括与、或、非等。关系与逻辑运算符用于实现选择结构，根据条件执行不同代码块。if语句用于实现多路分支，根据表达式的值选择执行不同代码块。switch语句if语句与switch语句的使用数组与指针05数组的概念与应用数组的定义与特性数组是一种数据结构，由相同类型的元素按顺序存储，可以通过索引访问。它具有随机访问和批量处理数据的特性。数组的遍历与操作数组的应用场景通过循环结构可以遍历数组中的每个元素，进行批量赋值、修改和访问。同时，数组也支持排序、查找和矩阵运算等操作。数组在计算机科学中有着广泛的应用，如存储数据、实现矩阵运算、排序算法、查找算法等。123字符串与字符数组字符串的概念与表示字符串是由零个或多个字符组成的序列，通常用字符数组来表示。在C语言中，字符串以空字符'0'结尾，以标识字符串的结束。030201字符串的操作函数常见的字符串操作函数包括strlen（求字符串长度）、strcpy（字符串拷贝）、strcat（字符串连接）等。这些函数可以方便地对字符串进行各种操作。字符数组的应用字符数组主要用于存储和处理字符串，如存储用户输入的文本信息、实现文本处理等。同时，字符数组也可以作为函数的参数进行传递和操作。指针的定义与用途指针是C语言中的一个重要概念，它表示内存地址。通过指针，我们可以直接访问和修改内存中的数据。同时，指针还可以用于动态分配内存和传递函数参数等。指针的操作与运算指针可以进行赋值、比较、算术运算等操作。通过指针运算，我们可以访问数组的元素、遍历链表、实现动态内存分配等。但是，指针运算也容易导致内存泄漏和程序崩溃等问题，因此需要谨慎使用。指针与数组的关系在C语言中，数组名可以被解释为指向数组首元素的指针。通过指针，我们可以方便地访问和修改数组中的元素。同时，指针也可以用于遍历数组和传递数组参数等场景。但是，需要注意指针与数组之间的区别和联系，以避免出现错误。指针的概念与操作算法与程序执行06算法是解题方案的准确而完整的描述，是一系列解决问题的清晰指令，代表着用系统的方法描述解决问题的策略机制。算法的概念与表示算法定义能够对一定规范的输入，在有限时间内获得所要求的输出。算法的优劣可以用空间复杂度与时间复杂度来衡量。算法特性算法是计算机科学的基础，是软件开发和程序设计的核心。优秀的算法可以提高程序的效率，降低资源消耗。算法重要性程序的执行过程编译过程将高级语言编写的源代码转换为计算机能够识别的机器语言，包括词法分析、语法分析、优化等步骤。链接过程将编译后产生的目标文件与所需的库文件进行链接，形成可执行文件。链接分为静态链接和动态链接两种。执行过程可执行文件被加载到内存中，由操作系统进行管理和执行。执行过程中，程序将按照指定的逻辑和算法进行操作，处