程序设计入门——C语言
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程序设计入门——C语言
一、程序设计与C语言
1.计算机和编程语言
1.计算机与编程语言:计算机怎么做事情的,编程语言是什么
- 人做事情：只需要被告诉要做什么事——what to do
- 计算机做事：需要被告诉如何去做这件事情——how to do
我们要让计算机做计算，就需要找出计算的步骤，然后用编程语言写出来。计算机做的所有事情都叫做计算。计算的步骤就是算法。
计算机只能看懂机器语言，如二进制、十六进制，
程序代码是告诉计算机做这件事情的步骤，
计算的步骤就是算法。
2.计算机的思维方式:重复是计算机最擅长的
计算机解方程，最初就是枚举，比如计算x-5=0时，计算机就从x=0，1，2这样一直代入式子中，直到代入5时成立，就算出来了。现在的计算机都是懂得用公式的，比如解一元二次方程，直接套入公式求解出来。只有那些没有通用公式的才得用数值代入法求解。
程序的执行：
- 解释：借助一个程序，那个程序能试图理解你的程序，然后按照你的要求执行
- 编译：借助一个程序，就像一个翻译，把你的程序翻译成计算机真正能懂的语言——机器语言——写的程序，然后，这个机器语言写的程序就能直接执行了
对于编程语言来说，语言本身是没有解释和编译的区分的，任何语言既可以解释执行也可以编译执行，只是传统和常用的习惯而已，也有人做了C语言的解释器。
2.C语言
1.为什么是C
C语言在工业界有重要的地位，在很多领域无可替代，几乎所有和硬件打交道的地方都得要用C语言。
2.简单历史
C语言是伴随着Unix一起起来的，作为一个有着40多年历史的语言，它是当代很多新兴语言的基础参考体系，但是它也无可避免地带着1970年代的时代烙印。今天的编程语言，基本上都是一家主持的，标准统一，编译运行环境单纯。而C语言只有所谓的标准，每个实现C语言编译器和运行库的厂家都在往里面加入自己的方言。
二、计算
部分运算的需要：
- 有办法输入数字
- 有地方放输入的数字
- 输入的数字能参与运算
1.变量
1.变量定义：变量是做什么的，如何定义一个变量
变量是一个保存数据的地方，当我们需要在程序里保存数据时，比如计算找零时要记录用户输入的价格，就需要一个变量来保存它。用一个变量保存了数据，它才能参加到后面的计算中，比如计算找零。
变量定义的一般形式：
<类型名称> <变量名称>；
如：Int price; int amount; int price,amount;
变量的名称叫“标识符”，意思是用来识别这个和那个的不同的名字。
- 标识符只能由字母、数字、下划线组成
- 数字不能放在第一位
- C语言中的关键字/保留字（如int、cin等）不能用做标识符
2.变量赋值与初始化，以及如何读输入的数字
int price=0; price=0是一个式子，这里的“=”是一个赋值运算符，表示将“=”右边的值赋给左边的变量。
3.关于scanf
C、C++的输入是以行为单位进行的，而行的结束的标志就是你按下了回车键。在按下回车之前，程序不会读到任何东西。
scanf("%d,%lf",&a,&b)； scanf("%d %lf",&a,&b)；
scanf双引号里面的东西不能随便写，是严格一一对应的，中间用逗号隔开，在黑窗输入时数值之间就以逗号隔开，中间用空格隔开，在黑窗输入时数值之间就以空格隔开。或者直接输入一个回车一下。
4.常量vs变量：不变的量是常量
const int AMOUNT=100;
定义常量的好处：
- 常量的变量名一般默认为全大写字母，看到变量名易于理解其含义，如：AMOUNT
- 易于修改，需要更换不同值时，只需要把最前面定义的常量值修改即可
2.数据类型
浮点数：整数运算的结果只有整数部分，不然就要用浮点数
10和10.0在C中是完全不同的数，10.0是浮点数。
浮点数是带小数点的数值，浮点这个词的本意就是指小数点是浮动的，意思是小数点在这个数的第几位是可以变动的，浮点数是计算机内部表达非整数（包括分数、无理数）的一种方式。定点数是确定的在一个数的第几位，比如永远在一个数的第四位或者第五位。浮点和定点都是计算机中表达有小数点的数的方式。C语言中用浮点数来表达所有的带小数点的数。
运算符两边只要有一边是浮点数，结果就是浮点数。
double 双精度浮点数，用scanf输入是%lf,用printf输出是%lf或%f
单精度浮点数8位有效数字，双精度浮点数16位有效数字，当小数过长超过有效位数时，会按照四舍五入自动进位，%f和%lf都是默认输出小数点后6位，如果需要多输出，强指定就可以了，如 printf（“%.15lf”，a）;可以输出小数点后15位。
3.表达式
1.表达式：运算符和算子，取余计算，程序就是数据加计算
- 运算符（ooerator）是指进行运算的动作，比如加法运算符“+”，减法运算符“-”
- 算子（operand）是指参与运算的值，这个值可能是常数，也可能是变量，还可能是一个方法的返回值
运算符“%”是取余
2.运算符优先级：优先级、结合关系、赋值运算符
就是正常的先算乘除取余，后算加减，但要注意单目运算，单目±自右向左，如单目不变：a *+b、单目取负：a *-b。3 *+5=15,3 *-5=-15，3±5=-2
赋值运算也是自右向左，a=b=6→a=(b=6)，赋值优先级比所有四则运算都低
单目运算符优先级高于双目运算符
3.交换变量：如何交换两个变量的值，顺便看下Dev的调试功能
交换两变量的值可以引入中间变量
4.复合赋值和递增递减：这是两类有历史也有争议的运算符
- 复合赋值：+=、-=、*=、/=
- 递增递减：++、–，有前缀后缀两种形式，作用效果是先使用再加减还是先加减再使用
三、判断与循环
1.判断
1.做判断：if语句根据条件决定做不做
取决于小括号里面是0还是1
2.判断的条件：关系运算，做比较的运算符
当两个值的关系符合关系运算符的预期时，关系运算的结果为1，否则为0
所有的关系运算符的优先级都比算术运算的低，但是比赋值运算高（7>=3+4、int r=a>0）
判断是否相等的==和!=的优先级比其他关系符还低
3.找零计算器：判断，注释，流程图
4.否则的话：如果条件不成立呢？
写代码，有的时候我们更看重的是，你能不能让更多的人读懂你的代码
5.if语句再探：if和else后面也可以没有{}而是一条语句
但是建议一句话也写上大括号{}
2.循环
1.循环：有些事情就得用循环才能解决
2.while循环：就像if一样，条件满足就不断地做后面的句子
输出调试法比较适合调试交互复杂的程序，但是在最后提交代码时，记得把调试代码注释掉。
3.do-while循环：不管三七二十一，先做循环内的句
4.for循环
for循环像一个计数循环：先设定一个计数器并初始赋值，然后在计数器到达某值之前，重复执行循环体。每执行一轮循环，计数器值以一定步进行调整，如+1
5.循环的选择
for(初始动作；条件；每轮的动作){
}
for中的每一个表达式都是可以省略的，for(;条件;) == while(条件)
如果有固定次数，用for；
如果必须执行一次，用do_while;
其他情况用while
四、进一步的判断与循环
1.逻辑类型和运算
1.逻辑类型
布尔类型bool，布尔型变量在C++11里面可以不用写头文件
2.逻辑运算
优先级 ! > && > ||
所学运算符的优先级：
3.条件运算和逗号运算
a=(条件)?条件满足时的值:条件不满足时的值;
我们不希望你使用嵌套的条件表达式，即一个式子好几个问号。
逗号运算符基本只在for中使用，如：for(i=0,j=10;i<j;i++,j–)
这样一想，也便于助记If、for、while的（）里面的条件之间都是用分号；隔开
i=(3+4,5+6);→i=11
2.级联和嵌套的判断
1.嵌套的if-else
else总是和最近的那个if匹配，在if或else后面总是用大括号，即使只有一条语句。
2.级联的if-else
}else if(){
}//else if中间有空格
3.多路分支
switch-case
4.循环的例子
1.循环计算
2.算平均数
3.猜数
4.整数求逆
5.判断和循环常见的错误
- if 忘了大括号。永远在if和else后面加上大括号，哪怕就一句。
- if 后面加分号。
- 错误使用==和=。
风格是三观，大公司会有自己的规范要求，进了企业按照要求做就好
五、循环控制
1.循环控制
break：跳出循环，即离开循环
continue：跳过循环，即跳过这一轮循环，进行下一轮循环
2.多重循环
1.嵌套的循环：在循环里面还是循环
2.从嵌套的循环中跳出：break只能跳出其所在的循环
跳出多重循环可以采用 接力break，设置exit变量
3.循环应用
1.前n项求和
1-1/2+1/3-1/4+…+1/n
找规律，可以先设置sign=1，然后每次循环都改变sign的正负号
2.求最大公约数
可以用辗转相除法
3.整数分解
六、数组与函数
1.数组
1.初试数组
2.定义数组
类型 数组名[元素数量]；
int grades[100];double weight[20];
数组是一种容器，用来存放东西，特点是：其中所有的元素具有相同的数据类型；一旦创建，不能改变大小；
数组越界，指针问题有点儿玄学，所以一定要规范
数组下标从0开始，是为了方便制作C的编译器，而后随着C语言的影响扩散开来。
长度为0的数组可以存在，但是无用。
3.用数组做散列计算
2.函数的定义与使用
1.初见函数
代码复制是程序质量不良的表现。因为将来如果需要维护修改复制的代码，就可能要维护很多处。把重复部分作出一个函数来，就可以在各种地方使用它。
2.函数的定义和使用
3.从函数中返回
return:
一个函数可以出现多个return，但尽量只在最后用一个，因为不符合单一出口准则。
3.函数的参数和变量
1.函数原型
函数头加上分号就是函数原型
养成习惯把自定义函数写在上面，因为C的编译器是自上而下分析你的代码
2.参数传递
3.本地变量/局部变量
生存期、作用域：
- 生存期：什么时候这个变量开始出现了，到什么时候它消亡了
- 作用域：在（代码的）什么范围内可以访问这个变量（这个变量可以起作用）
- 对于本地变量，这两个问题的答案是统一的：大括号内——块
4.杂事
4.二维数组
二维数组初始化
七、数组运算
1.数组运算
1.数组运算
数组初始化为0可以直接 int a[]={0};
数组大小=sizeof(a)/sizeof(a[0])；
sizeof 是一个运算符，给出某个类型或变量在内存中所占据的字节数，如sizeof(int)、sizeof(i)
在初始化数组的最后一个元素后面加一个逗号，不会影响编译，但方便后来人添加数据，这是一种古老的，口耳相传的传统，有没有逗号体现出你有没有读过七八十年代的计算机书，可以用它装一装…
数组之间不能直接赋值，必须遍历。
数组作为函数参数时，必须再用另一个参数来传入数组大小
2.数组例子：素数
判断一个数x是否为素数的方法：
- 从2到x-1测试是否有整除
- 去掉偶数，从3到x-1，每次+2
- 无需到x-1，到sqrt(x)就够了
- 判断能否被已知的且<x的素数整除
不断向数组写入数据：prime[count++]=i；
2.搜索
1.线性搜索
一专多能是不好的代码
2.搜索的例子
3.二分搜索
需要是有序数组，时间复杂度为log2(n)
3.排序初步
选择排序
八、指针与字符串
1.指针
1.取地址运算：&运算符取得变量的地址
& 不能对没有地址的东西取地址，如 a+b、a++、++a 等。
2.指针：指针变量就是记录地址的变量
学计算机，一定要有一个非常强大的心理状态，计算机的所有东西，都是人做出来的，别人能想得出来的，我也一定能想得出来，在计算机里头，没有任何黑魔法，所有的东西，只不过是我现在不知道而已，总有一天，我会把所有的细节所有的内部的东西全都搞明白。
把地址交给一个整数是不靠谱的，因为整数和地址不见得永远是相同的类型，指针变量就是保存地址的变量。
int* p,q;和int *p,q;一样，都是定义了一个指针 *p和一个整数q
3.指针与数组：为什么数组传进函数后的sizeof不对了
2.字符类型
1.字符类型
字符型（char）用于储存字符（character），如英文字母或标点。严格来说，char 其实也是整数类型（integer type），因为 char 类型储存的实际上是整数，而不是字符。计算机使用特定的整数编码来表示特定的字符。美国普遍使用的编码是 ASCII。
char是一种整数，也是一种特殊的类型：字符。字符面量用单引号表示，如：‘a’，‘1’。‘’也是一个字符。scanf和printf里面用%c来输入输出字符。一个字符加一个数字得到ASCII码表中那个数之后的一个字符。
2.逃逸字符
黑窗 shell
3.字符串
1.字符串
人眼的横向距离是有限的，16:9看电影很舒服，看代码更适合转过来，所以代码不宜写太长，但应注意，Tab键缩进也会读成空格：
C语言出现在1970年代的早期，在80年代开始，计算机才更多地投入做信息处理，信息处理和数值处理的最大不同就在于处理对象。在C语言的年代更多地要处理数字，而80年代以后，计算机更多地处理文字，所以新的语言会更关心处理文字的能力。