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C语言概述

1.什么是C语言

C语言就是人和计算机交流的一种语言
语言是用来交流沟通的。有一方说，有另一方听，必须有两方参与，这是语言最重要的功能：

说的一方传递信息，听的一方接收信息；
说的一方下达指令，听的一方遵循命令做事情。

语言是人和人交流，C语言是人和机器交流。只是，人可以不听另外一个人，但是，计算机是无条件服从。
语言有独特的语法规则和定义，双方必须遵循这些规则和定义才能实现真正的交流。
最早的时候使用的是机器语言(01001)，后面发展为汇编语言,汇编语言相对于机器语言易懂一些，汇编语言依赖于寄存器，不同的机器可能没有寄存器。之后出现了高级语言
编译：将高级语言转换为计算机能够识别的二进制指令。

2.C语言特点

2.1优点

代码量小
执行速度快
功能强大
编程自由

2.2缺点

写代码实现周期长
可移植性差
过于自由,经验不足易出错
对平台库依赖较多

2.3C语言应用领域

C语言的应用极其广泛，从网站后台，到底层操作系统，从多媒体应用到大型网络游戏，均可使用C语言来开发：

C语言可以写网站后台程序
C语言可以专门针对某个主题写出功能强大的程序库
C语言可以写出大型游戏的引擎
C语言可以写出另一个语言来
C语言可以写操作系统和驱动程序，并且只能用C语言编写
任何设备只要配置了微处理器，就都支持C语言。从微波炉到手机，都是由C语言技术来推动的

2.4C语言简洁

C语言仅有32个关键字，9种控制语句，34种运算符，却能完成无数的功能：

3.书写第一个C语言程序

3.1 Visual Studio基础使用

使用Visual studio 2019集成开发环境,先创建项目,选择代码文件夹
解决方案资源管理器管理代码
创建的代码放在项目中,在解决方案资源管理器中的源文件中创建.C文件,源文件右击-->添加-->新建项-->选择C++-->更改文件后缀-->添加

书写第一个代码

// 预处理指令,在预编译时处理
// #include 包含stdio.h头文件
// stdio.h头文件包含了一些函数
// 两个//表示注释
// 符号与()结合,代表一个函数
// main() main函数也称作是主函数,整个程序中有且仅有一个main函数,程序从main函数开始执行
// int代表main函数结束之后的返回值类型,C语言中可以不写返回值,在C++中必须要写
// return代表结束这个函数,返回值,返回值的类型和函数定义时的返回值类型一致
// {}里面的是函数体,所有需要执行的代码必须写在{}中
// 每一条代码必须以分号(;)结尾
// printf是一个库函数,printf()就是函数调用
#include <stdio.h>   

int main()
{
	printf("Hello world\n");//打印到终端
	printf("Evan zhang");
	return 0;
}

执行代码,ctrl+F5

3.2 使用文本编辑器编写代码

C代码先编译后执行,首先将C代码保存,windows命令行界面下，默认是没有gcc编译器，我们需要配置一下环境。由于我们安装了Qt，Qt是一个集成开发环境，内部集成gcc编译器，配置一下环境变量即可使用gcc。
编译代码,安装Qt之后,在Qt安装目录(D:\Qt\Tools\mingw1120_64\bin)下,有gcc.exe是进行编译代码的
wind+R-->cmd-->打开终端,使用gcc -v查看gcc是否可用,如果找不到就说明没有配置环境变量
如果想让计算机能够执行gcc,比如让计算机能够找到gcc--就是配置环境变量(配置环境变量之后要重启终端)

windows中的几个命令

cls 清屏
dir 查看当前文件夹下有哪些文件

编译代码

gcc 文件绝对路径 -o 目标文件

上述方法要写路径,比较麻烦,可以在源代码文件夹下打开cmd,cmd直接切换到该目录下,这样就不用添加路径了

gcc 源文件 -o 编译文件名

直接使用编译后的文件进行执行代码

4.c语言编译步骤

C代码编译成可执行程序经过4步：
1）预处理：宏定义展开、头文件展开、条件编译等，同时将代码中的注释删除，这里并不会检查语法
2）编译：检查语法，将预处理后文件编译生成汇编文件
3）汇编：将汇编文件生成目标文件(二进制文件)
4）链接：C语言写的程序是需要依赖各种库的，所以编译之后还需要把库链接到最终的可执行程序中去

4.1分步编译

预处理：gcc -E hello.c -o hello.i
编  译：gcc -S hello.i -o hello.s
汇  编：gcc -c hello.s -o hello.o
链  接：gcc    hello.o -o hello

选项	含义
-E	只进行预处理
-S(大写)	只进行预处理和编译
-c(小写)	只进行预处理、编译和汇编
-o file	指定生成的输出文件名为 file

文件后缀	含义
.c	C 语言文件
.i	预处理后的 C 语言文件
.s	编译后的汇编文件
.o	编译后的目标文件

1. 预处理

include可以包含任何文件,可以是.h文件,也可以包含.c文件;.h文件是头文件

#include <stdio.h>
#include <a.c>

注释在编译完之后被删除,注释有两种方法,单行注释//,多行注释/**/
预处理时会将宏替换,将宏用后面的表达式进行替换
c语言每条语句都有分号,如果缺失分号,是可以进行预处理的,预处理的时候是不会检查语法错误的

#include <stdio.h>
#define PI 3.14 // #define表示定义一个宏
int main()
{
	printf("Hello world %lf\n",PI);//打印到终端
	printf("Evan zhang");
	return 0;
}

条件编译,可以用来注释,在编译的时候选择性的编译

#include <stdio.h>
#define PI 3.14 // #define表示定义一个宏
int main()
{
	#if 0   // 不成立,中间内容不进行编译,#if 1进行编译
	printf("Hello world %lf\n",PI);//打印到终端
	printf("Evan zhang");
	#endif
	return 0;
}

2. 编译
将预处理文件编译成汇编文件(.s文件),编译会检查语法错误

gcc -S hello.i -o hello.s

3. 汇编
将汇编文件转换为二进制文件(.o)

gcc -c hello.s -o hello.o

4. 链接
二进制文件是执行不了的,需要进行链接,链接需要设置运行的环境比如堆和栈的空间,还有一些库文件

gcc    hello.o -o hello

5.system库函数

作用:在程序中启动另外一个程序
参数:待启动程序的路径名(有些程序在环境变量中能找到,不用加路径)

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
	//system启动程序,如果这个程序系统在环境变量中能找到,不用加路径
	//如果环境变量中找不到,需要加路径
	//windows路径以\\或/进行分割
	//c语言中\表示转义字符,代表特殊含义
	system("D:\\LXmusic_install\\lx-music-desktop\\lx-music-desktop.exe");
	printf("Hello world\n");//打印到终端
	printf("Evan zhang");
        system("pause");  // pause程序的作用是等待用户输入任意按键
	return 0;
}

6.CPU内部结构与寄存器(了解)

6.1 64位和32位系统区别

寄存器是CPU内部最基本的存储单元
CPU对外是通过总线(地址、控制、数据)来和外部设备交互的，总线的宽度是8位，同时CPU的寄存器也是8位，那么这个CPU就叫8位CPU
如果总线是32位，寄存器也是32位的，那么这个CPU就是32位CPU
有一种CPU内部的寄存器是32位的，但总线是16位，准32为CPU
所有的64位CPU兼容32位的指令，32位要兼容16位的指令，所以在64位的CPU上是可以识别32位的指令
在64位的CPU构架上运行了64位的软件操作系统，那么这个系统是64位
在64位的CPU构架上，运行了32位的软件操作系统，那么这个系统就是32位
64位的软件不能运行在32位的CPU之上
GPU主要用于运算浮点型数字运算
64位的总线也不会访问到2^64次方的地址
寄存器就是存cpu运算所需要的数据

6.2寄存器名称

8位	16位	32位	64位
A	AX	EAX	RAX
B	BX	EBX	RBX
C	CX	ECX	RCX
D	DX	EDX	RDX

6.3寄存器\缓存\内存之间的关系

按与CPU远近来分，离得最近的是寄存器，然后缓存(CPU缓存)，最后内存。

CPU计算时，先预先把要用的数据从硬盘读到内存，然后再把即将要用的数据读到寄存器。于是 CPU<--->寄存器<--->内存，这就是它们之间的信息交换。

那为什么有缓存呢？因为如果经常操作内存中的同一址地的数据，就会影响速度。于是就在寄存器与内存之间设置一个缓存。

因为从缓存提取的速度远高于内存。当然缓存的价格肯定远远高于内存，不然的话，机器里就没有内存的存在。

由此可以看出，从远近来看：CPU〈---〉寄存器〈---> 缓存 <---> 内存。

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