预备知识

先补一下上一篇没提到的编程前基础知识吧，这部分穿插我自己的理解以及AI-generated content

进制转化

除基取余：用带余除法，除以基数（二进制基数为2），商进行同样操作，最后得到的所有余数倒序读，即是二进制数
乘积取整：遇到小数的情况，字面意思，乘以基数（2）之后去整数部分，新的小数部分采取同样操作知道没有小数部分，最后得到的整数部分正序读（但是不是所有小数都能转尽，如0.1）
八二互转：1位八进制数可以转为3位二进制数

二进制表示方式：原码、反码与补码 | 浮点数 | 字符编码

原码

首位表示正负，规定0为正1为负，那么用8位来表示一个数字可以如下
+5 = 0000 0101
-5 = 1000 0101 ← 最高位变 1，其余不变
缺点：
1.有两个0，正负各一个
2.符号位不能直接参与运算，得单独判断符号、比较大小、决定做加法还是减法，电路复杂

反码

正数同原码，负数取其相反数的全反，如下
+5 = 0000 0101
-5 = 1111 1010
优点：减法可以用加法替代了
缺点：还是有两个0，且多了循环进位，如5+（-5）=1 1111 1111

补码：现代计算机所使用的码

正数同原码，负数为反码+1
+5 = 0000 0101
-5 = 1111 1011
优点
1.只有一个0
2.加减法完全统一，溢出位直接舍弃，如5+（-5）=0
0000 0101

• 1111 1011

1 0000 0000 ← 最高位溢出丢弃

浮点数

本质是科学计数法的二进制版，由符号，指数，尾数组成，如1.0101*10²，其中符号为正（0），指数为2，尾数为1.0101
| 1 位 | 8 位 | 23 位 | ←float（32精度）
| 符号 | 指数 | 尾数 |
S E M
| 1 位 | 11 位 | 52 位 | ←double（64双精度）
| 符号 | 指数 | 尾数 |
S E M

指数位 E
指数不能直接存，要加一个偏移量（bias）：
float：偏移 127，实际指数 = E - 127
double：偏移 1023，实际指数 = E - 1023
为什么加偏移？为了让指数也能表示负数，且方便比较大小，避开全0和全1

尾数位 M
这里有个隐含的 1：
二进制科学计数法规范化后，尾数总是 1.xxxxx，所以开头的 1 不用存，只存小数点后的部分。
float 存 23 位，实际精度是 24 位（隐含的 1 + 23 位）。
double 存 52 位，实际精度是 53 位。

！！浮点数并不精确

很多十进制小数无法用二进制精确表示，如上面提到的0.1，0.1 的二进制是 0.0001100110011… 无限循环，只能截断存储，所以有误差
That’s why:

if(0.1+0.2==0.3)// ❌ 结果是 false！printf("相等\n");

right way:

if(fabs(a-b)<1e-9)// 差小于误差范围就算相等printf("相等\n");

编程中的实际影响
1.scanf 读 double 必须用 %lf
2.浮点数不能用 == 比较
3.大数 + 小数会"吃掉"小数，如double x = 1e20 ; x = x + 1.0;
x的值还是1e20
4.0.0有正负之分
1.0 / 0.0 // +∞
1.0 / -0.0 // -∞

字符编码

字符也是数字，用编码表把字符和数字对应起来，如’A’对应65

常用ASCⅡ编码表，char就是按ASCⅡ存的，需要记忆：
‘A’ = 65，‘a’ = 97，两者差 32
‘0’ = 48
缺点：
1.只有 128 个字符，只够英语用。
2.存不下中文、日文、阿拉伯文、emoji 等。
3.各国自己扩展（比如中文 GBK），但互相冲突，同一串字节在不同编码下意思不同，乱码由此而来。

另外的编码表还有Unicode（统一码、万国码）

关键点
1.Unicode 只是一张巨大的表，规定「哪个字符对应哪个编号」。
2.它不规定怎么存储！这是最容易搞混的地方。
3.编号范围：U+0000 到 U+10FFFF，能容纳 100 多万个字符。
4.兼容ASCⅡ，前128个码点与其相同

常见误区
1.「Unicode 是 2 字节」——错！
2.Unicode 只是编号表，不是存储格式。怎么存要看 UTF-8、UTF-16 等具体方案。常用的UTF-8 是 Unicode 的一种具体存储/编码方式

乱码的根源：用 A 编码存，用 B 编码读。比如 UTF-8 的中文用 GBK 打开，就成了「锟斤拷」之类

冯·诺伊曼系统

运算器，控制器，储存器，输入设备，输出设备
别的懒得写的，查AI吧

指令、程序与程序设计语言

指令

指令：CPU 能直接识别并执行的最小操作命令，通常包含操作码与操作数
指令在内存里也是二进制

一台 CPU 能执行的所有指令的集合，叫指令系统，也叫指令集架构（ISA）
指令系统是硬件和软件的接口。编译器生成代码时，必须按目标 CPU 的指令系统来生成。

常见指令系统：x86、x86-64、ARM、RISC-V、MIPS

程序

程序 = 指令 + 数据，按一定顺序排列，用来完成某个任务
程序在内存里：
地址 内容
1000 指令1
1004 指令2
1008 指令3
…
2000 数据1
2004 数据2

程序 = 数据结构 + 算法
这是经典说法：
数据结构：数据怎么组织（数组、链表、树）
算法：怎么处理数据（步骤）

程序设计语言

1. 机器语言（第一代）
   直接是二进制：10110000 00000001
   优点：CPU 直接执行，最快。
   缺点：人看不懂、写起来痛苦、不可移植。

2. 汇编语言（第二代）
   用助记符代替二进制
   优点：比机器语言好读。
   缺点：还是和具体 CPU 绑定，可移植差。
   需要汇编程序翻译成机器码。

3. 高级语言（第三代及以后）
   接近自然语言和数学：
   优点：好写、好读、可移植。
   缺点：需要翻译成机器码。
   例子：C、C++、Java、Python、Go、JavaScript。

按执行方式分类
编译型 整体翻译成机器码，运行快 C、C++、Go
解释型 逐行解释执行，灵活但慢 Python、JavaScript
混合型 先编译成中间码，再解释/JIT Java、C#

按范式分类
面向过程：C、Pascal
面向对象：C++、Java、Python
函数式：Haskell、Lisp
逻辑式：Prolog

从源程序到可执行程序

hello.c → [预处理] → hello.i
→ [编译] → hello.s
→ [汇编] → hello.o
→ [链接] → hello (可执行文件)

1. 预处理（Preprocessing）
   工具：预处理器
   做什么：
   展开 #include（把头文件内容贴进来）
   展开 #define 宏
   处理 #ifdef 等条件编译
   去掉注释
   输入：hello.c → 输出：hello.i（还是文本）

2. 编译（Compilation）
   工具：编译器
   做什么：
   词法分析、语法分析、语义分析
   优化
   生成汇编代码
   输入：hello.i → 输出：hello.s（汇编文本）

3. 汇编（Assembly）
   工具：汇编器
   做什么：把汇编代码翻译成机器码，生成目标文件。
   输入：hello.s → 输出：hello.o（二进制目标文件）
   注意：.o 文件已经是机器码了，但还不能运行，因为里面调用的 printf 等还没接上。

4. 链接（Linking）
   工具：链接器
   做什么：
   把多个 .o 文件和库文件合并
   解决函数、变量的地址引用
   生成最终可执行文件
   输入：hello.o + 库 → 输出：hello（可执行文件）

上课时遇到的一些题目

判断（以下均为正确）

1.在 C 程序运行过程中，其值不能被改变的量称为常量，其值可以改变的量称为变量
2.在 C 程序中，APH 和 aph 代表不同的变量
3.实型数据不可以进行求余数运算 %
4.任何表达式语句都是表达式加分号组成的
5.合法的用户自定义标识符不能与 C 语言关键字重名，但可以和库函数名重名（但是会覆盖库函数名，不推荐）
6.数据类型限定了变量的取值范围，超出范围会出现数据溢出问题（如int只有32位）
7.C 语言标识符只能由字母、数字、下划线构成，不能含有空格，且数字不能放在首位
8.赋值表达式a=5本身有值，表达式的值就是 5
9.C 语言中变量必须先定义、后使用，未经定义的变量无法直接参与运算和赋值（虽然也可以用，但是规范如此，不声明会warning）
10.C 语言中空白字符（空格、换行）不可以随意添加，有时会影响程序语法正确性，例如int a b;就是语法错误
11.算法可以没有输入，但是一定要有输出（输入可以在内部规定，但是没有输出算法就没有意义）
12.else 的个数不能多于 if 的个数，且else对应的是上面距离它最近的未与else配对的if
13.C程序由函数组成
14.‘D’ - ‘A’ == ‘d’ - 'a’的值为1

选择

题目：以下不属于 C 语言基本数据类型作用的是__D____。
A. 规定变量内存占用大小
B. 限定变量取值范围
C. 确定数据存储精度
D. 提高程序运行速度

作业：计算油费

现在90号汽油6.95元/升、93号汽油7.44元/升、97号汽油7.93元/升。为吸引顾客，某自动加油站推出了“自助服务”和“协助服务”两个服务等级，分别可得到5%和3%的折扣。

本题要求编写程序，根据输入顾客的加油量a，汽油品种b（90、93或97）和服务类型c（m - 自助，e - 协助），计算并输出应付款。

输入格式：
输入在一行中给出两个整数和一个字符，分别表示顾客的加油量a，汽油品种b（90、93或97）和服务类型c（m - 自助，e - 协助）。

输出格式：
在一行中输出应付款额，保留小数点后2位。

#include<stdio.h>intmain(){inta,b;charc;doubleprice,unit;scanf("%d %d %c",&a,&b,&c);switch(b){case90:unit=6.95;switch(c){case'm':price=a*0.95*unit;break;case'e':price=a*0.97*unit;}break;case93:unit=7.44;switch(c){case'm':price=a*0.95*unit;break;case'e':price=a*0.97*unit;}break;case97:unit=7.93;switch(c){case'm':price=a*0.95*unit;break;case'e':price=a*0.97*unit;}break;}printf("%.2f",price);return0;}

知识点碎碎念

1.getchar与putchar
getchar()： 从标准输入（键盘）读入一个字符，返回它的 ASCII 码（int 类型，不是char），没有参数
getchar 是行缓冲的：你输入的内容会先存在缓冲区，按回车后才真正被读取，且会读取缓冲区最前面的字符（FIFO，先进先出的队列）
putchar()： 把一个字符写到标准输出（屏幕），括号里面可以填单字符如’A’，可以填int，转换为ASCⅡ所对应的字符
经典用法
1）.回显输入

intc;while((c=getchar())!=EOF){putchar(c);}

2）.统计字符数

intc,count=0;while((c=getchar())!=EOF){count++;}printf("共 %d 个字符\n",count);

3）.清空缓冲区

while(getchar()!='\n');//空循环体

常见错误：
1）.getchar 返回值用 char 接 → 可能无法正确判断 EOF，用 int。
2）.忘记 EOF 判断 → 读到结束还在处理。
3）.scanf 后直接 getchar → 读到残留的 ‘\n’。
4）.putchar 传字符串 → putchar(“A”) 是错的，要传字符 putchar(‘A’)。
5）.getchar 一次只读一个字符 → 想读整行要循环

2.switch
形式：
switch (表达式) {
case 值1:
语句;
break;
case 值2:
语句;
break;
…
default:
语句;
break;
}
注意switch只能判断整型数，case后面只能是常量
执行逻辑：算出 表达式 的值，然后跳转到匹配的 case 开始执行，直到遇到 break 或 switch 结束
break 用来结束整个 switch。如果没有 break，会"穿透"到下一个 case 继续执行，易错：漏写break导致穿透。但是要可以故意不写break，以执行多重判断

default分支：default 处理所有 case 都不匹配的情况，相当于 else
可以不加default，但是推荐加，应对考虑外情况

与if的区别：
判断"等于某个具体值"且分支多 → 用 switch。
判断范围、复杂逻辑（> < && ||）→ 用 if。

3.%nd，n为某个数字
如果数字本身位数 ＜ 指定宽度 2：左边补空格，凑够 2 位
printf(“%2d”,5); → 输出： 5（前面有 1 个空格）
如果数字本身位数 ＞ 指定宽度 2：不受 2 限制，原样全部输出，不会截断！
printf(“%2d”,123); → 输出：123（3 位 > 2，直接输出）
只是最小宽度，数字长于宽度就原样输出！
区分：
%2d：最小宽度 2，不够左边补空格
%-2d：负号 = 左对齐，不够宽度右边补空格
printf(“%-2d”,5); → 5 （5 后面带空格）

4.测试用例：一组“输入数据 + 预期输出结果”的组合，用来测试程序是否符合期望