linux C编程一站式学习

### Linux C编程一站式学习知识点概览 #### 一、C语言入门 **1.1 程序的基本概念** - **程序与编程语言**: 计算机程序是为解决特定问题而编写的一系列指令集合。C语言是一种广泛使用的高级编程语言，具有高效性和灵活性。 - **自然语言与形式语言**: 自然语言指人类日常交流的语言，形式语言则是有严格语法规则的语言，如编程语言。C语言属于后者。 - **程序的调试**: 调试是查找并修正程序中的错误或缺陷的过程。常用工具包括gdb等。 - **第一个程序**: 通过编写简单的“Hello World”程序来熟悉C语言的基础语法。 **1.2 常量、变量和表达式** - **常量**: 不可更改的数值，如整数、浮点数等。 - **变量**: 存储数据的容器，其值可以改变。 - **赋值**: 将一个值赋给变量的操作。 - **表达式**: 由变量、常量和操作符组成的计算单元。 - **字符类型与字符编码**: 字符在计算机中以特定编码表示，如ASCII或Unicode。 **1.3 简单函数** - **数学函数**: 提供标准数学运算功能的标准库函数。 - **自定义函数**: 用户定义的功能模块，用于封装代码，实现特定任务。 - **形参与实参**: 形参是在函数定义时声明的参数，实参是在调用函数时传递的值。 - **局部变量与全局变量**: 局部变量仅在函数内部有效，全局变量在整个程序范围内都可访问。 **1.4 分支语句** - **if语句**: 根据条件选择是否执行一段代码。 - **if/else语句**: 根据条件选择执行其中一条路径。 - **布尔代数**: 描述逻辑运算的数学理论。 - **switch语句**: 根据不同的条件执行不同的代码块。 **1.5 深入理解函数** - **return语句**: 函数结束并返回值给调用者。 - **增量式开发**: 逐步构建程序的方法。 - **递归**: 函数调用自身的方式解决问题。 **1.6 循环语句** - **while语句**: 当条件为真时重复执行一段代码。 - **do/while语句**: 至少执行一次循环体，然后根据条件决定是否继续。 - **for语句**: 控制循环次数的循环结构。 - **break和continue语句**: 控制循环流程的关键词。 - **嵌套循环**: 一个循环内部包含另一个循环。 - **goto语句**: 无条件跳转到指定标签处。 **1.7 结构体** - **复合数据类型**: 包含多种不同类型数据的数据结构。 - **数据抽象**: 封装数据及对其操作的细节。 - **数据类型标志**: 用于标识不同类型的标签。 - **嵌套结构体**: 在一个结构体中包含其他结构体成员。 **1.8 数组** - **数组的基本操作**: 创建、访问、修改等。 - **数组应用实例**: 统计随机数、绘制直方图等。 - **字符串**: 字符数组的一种特殊应用。 - **多维数组**: 多个维度的数组，用于表示表格或矩阵等数据结构。 **1.9 编码风格** - **缩进与空白**: 保持代码格式清晰易读。 - **注释**: 说明代码意图或功能。 - **标识符命名**: 采用有意义的名字命名变量和函数。 - **函数**: 遵循良好的函数设计原则。 - **indent工具**: 自动化代码格式化工具。 **1.10 gdb** - **单步执行与跟踪函数调用**: 步骤式执行程序。 - **断点**: 设置暂停点以检查程序状态。 - **观察点**: 监视变量的变化。 - **段错误**: 处理非法内存访问等问题。 **1.11 排序与查找** - **算法的概念**: 解决问题的有限步骤序列。 - **插入排序**: 简单排序算法。 - **算法的时间复杂度分析**: 衡量算法效率。 - **归并排序**: 高效的排序算法。 - **线性查找**: 最简单的查找方法。 - **折半查找**: 适用于有序数组的快速查找方法。 **1.12 栈与队列** - **数据结构的概念**: 存储和组织数据的方式。 - **堆栈**: 后进先出（LIFO）的数据结构。 - **深度优先搜索**: 图搜索算法之一。 - **队列与广度优先搜索**: 先进先出（FIFO）的数据结构。 - **环形队列**: 优化内存使用的队列实现。 **1.13 本阶段总结** - **C语言基本语法**: 包括数据类型、运算符、控制结构等。 - **思维方法与编程思想**: 问题分解、模块化设计等。 - **调试方法**: 使用调试工具和技术进行错误定位。 #### 二、C语言本质 **2.1 计算机中数的表示** - **为什么计算机用二进制计数**: 二进制数字易于硬件实现。 - **不同进制之间的换算**: 如二进制到十进制的转换。 - **整数的加减运算**: 位级操作实现。 - **浮点数**: IEEE 754标准下的表示方式。 **2.2 数据类型详解** - **整型**: 包括short、int、long等。 - **浮点型**: float和double类型。 - **类型转换**: 显式或隐式的类型变化过程。 - **Integer Promotion**: 整数提升机制。 - **Usual Arithmetic Conversion**: 运算符两边类型转换规则。 - **由赋值产生的类型转换**: 变量赋值时自动进行的转换。 - **强制类型转换**: 显式使用类型转换运算符。 - **编译器如何处理类型转换**: 根据上下文自动调整。 **2.3 运算符详解** - **位运算**: 位级操作符，如按位与(&)、或(|)、异或(^)等。 - **按位与、或、异或、取反运算**: 位级逻辑运算。 - **移位运算**: 左移和右移操作。 - **掩码**: 用于选择位或设置位。 - **异或运算的一些特性**: 如交换律等。 - **其它运算符**: 复合赋值、条件、逗号运算符等。 - **复合赋值运算符**: 如+=、-=等。 - **条件运算符**: ? : 用于条件表达式。 - **逗号运算符**: 执行多个表达式。 - **sizeof运算符与typedef类型声明**: 获取类型大小及类型别名。 - **SideEffect与SequencePoint**: 顺序点和副作用的概念。 **2.4 计算机体系结构基础** - **内存与地址**: 内存模型和地址空间。 - **CPU**: 中央处理器的基本原理。 - **设备**: 输入输出设备及其接口。 - **MMU**: 内存管理单元的作用。 - **Memory Hierarchy**: 不同层级的存储器及其特点。 **2.5 x86汇编程序基础** - **最简单的汇编程序**: 汇编语言入门示例。 - **x86的寄存器**: EAX、EBX等通用寄存器。 - **第二个汇编程序**: 更复杂的示例。 - **寻址方式**: 直接、间接等多种方式。 - **ELF文件**: 执行文件和链接格式文件。 - **目标文件**: .o文件。 - **可执行文件**: 可直接运行的二进制文件。 **2.6 汇编与C之间的关系** - **函数调用**: 参数传递、返回值等。 - **main函数和启动例程**: 程序入口点及初始化过程。 - **变量的存储布局**: 栈、堆和静态区等。 - **结构体和联合体**: C语言中的复合数据类型。 - **C内联汇编**: 在C代码中嵌入汇编指令。 - **volatile限定符**: 表明变量可能被外部修改。 **2.7 链接详解** - **多目标文件的链接**: 多个.o文件合并成一个可执行文件。 - **定义和声明**: 全局变量和函数的定义与声明。 - **extern和static关键字**: 控制符号的可见性。 - **头文件**: 包含函数声明和类型定义的文件。 - **定义和声明的详细规则**: 解析链接时遇到的问题。 - **静态库**: 包含多个目标文件的归档文件。 - **共享库**: - **编译、链接、运行**: 不同阶段的处理方式。 - **动态链接的过程**: 加载时或运行时解析依赖。 - **共享库的命名惯例**: 如libXXX.so.X等。 - **虚拟内存管理**: 内存映射、页面置换等技术。 **2.8 预处理** - **预处理的步骤**: 包括宏替换、文件包含等。 - **宏定义**: - **函数式宏定义**: 带参数的宏。 - **内联函数**: 替代宏的更安全选项。 - **#、##运算符和可变参数**: 高级宏技巧。 - **宏展开的步骤**: 宏替换的规则。 - **条件预处理指示**: #ifdef、#ifndef等。 - **其它预处理特性**: 如#define、#include等指令的使用。