第一章 C语言概述

第一节 计算机语言

• 认识编程语言

• C语言概述

1.1.1 认识编程语言

说明：一种人造语言，设计用来编写计算机程序，以便人类能够精确地向计算机发出指令并控制其行为。

分类：

①机器语言：

描述：是最底层的计算机语言，由二进制码构成，每一个二进制序列对应着计算机硬件执行的特定指令。

优缺点：编写困难且易出错，执行速度快。

②汇编语言：

描述：是对机器语言的抽象，使用助记符代替二进制指令，使得指令更容易记忆和书写。

优缺点：比机器语言更易于阅读和编写，需要经过汇编器转换，因此依赖于具体的硬件平台。

③高级语言：

描述：这一语言远离了底层硬件细节，更加接近人类自然语言和逻辑思维的表达。并且具有更强的可移植性，即通过编译器或解释器将其转化为目标计算机可执行的形式，使得同一段代码可以在不同类型的计算机上运行。

内容：C、C++、Java、Python、PHP、Go、Pascal、Visual Basic等多种语言。

1.1.2 C语言概述

描述：一种结构化、面向过程的高级编程语言。

由来：由贝尔实验室的丹尼斯·里奇在1970年代初期设计并实现，目的是改进早期的B语言，并用于重新编写UNIX操作系统。

特点：

①高效性：编译后的代码接近机器语言，执行速度快，占用资源相对较少。

②灵活性：允许程序员对内存进行直接操作，这对于硬件相关的编程极其有用。

③可移植性：语言标准相对稳定，只要遵守ANSI C或ISO C标准，跨平台编写只需要很少的修改就能编译运行。

④系统编程能力：与底层硬件的紧密关系，它常被用来开发操作系统内核、设备驱动程序以及其他系统软件。

⑤丰富的数据类型：C语言支持多种数据类型，包括基本类型、复杂类型、指针类型和函数指针等。

⑥模块化：支持函数的封装和调用，通过模块化设计可以构建复杂的程序结构。

⑦编译模型：C语言是静态类型、编译型语言，先通过编译器将源代码编译成目标文件，然后链接生成可执行文件。

缺点：

①安全性：C语言没有内置的安全机制，不当使用可能导致安全漏洞，如缓冲区溢出等问题。

②内存管理：手动管理内存增加了程序员的责任，同时也带来了潜在的错误风险。

③学习曲线：对于初学者来说，C语言的某些概念（如指针、内存分配）可能较难掌握。

④缺乏高级特性：与一些现代编程语言相比，C语言缺少诸如面向对象编程、异常处理等高级特性。

应用场景：操作系统、编译器、数据库系统、嵌入式系统、驱动程序开发以及游戏引擎等领域。