嵌入式C/C++语言：入门教程一（详细教程）

内容提要

• C语言概述
• 数据类型
• 常量

一、C语言概述

计算机基础

（一）、计算机组成

• 计算机：能进行计算以及逻辑处理的设备
• 硬件：组成计算机的物理部件（内存条，CPU，硬盘等）

开发中对于硬件的认知：

硬件包括：电子设备、单片机、嵌入式系统。

• 软件：计算机中运行的程序和数据

开发中对于软件的认知：

软件分为系统软件（OS）、应用软件、编译工具

计算机的六大部件：控制器、运算器、存储器、输入输出设备、**总线 **

• 运算器（Arithmetic and Logic Unit, ALU）

  核心功能是执行算术运算（加减乘除、浮点运算等）和逻辑运算（与、或、非、比较、移位等），是计算机处理数据的核心执行单元。

• 控制器（Control Unit, CU）

  计算机的 “指挥中枢”，负责从存储器中读取指令、解析指令，然后向其他部件发送控制信号，协调运算器、存储器、输入输出设备的工作时序，确保指令按顺序执行。

  现代计算机中，运算器 + 控制器 集成为 CPU（中央处理器）。

• 存储器（Memory）

  用于存储程序和数据，分为两个层级：

  • 内存储器（内存）：速度快、断电易失，临时存储运行中的程序和数据；
  • 外存储器（外存）：容量大、断电不失，长期存储文件和程序（如硬盘、SSD、U 盘）。

• 输入设备（Input Device）

  负责将外部的信息（数据、指令）输入到计算机中，常见设备：键盘、鼠标、扫描仪、麦克风、摄像头等。

• 输出设备（Output Device）

  负责将计算机处理后的结果以人类可识别的形式输出，常见设备：显示器、打印机、音箱、投影仪等。

• 总线（Bus）

  计算机各部件之间传输数据、地址和控制信号的公共 “通道”，相当于硬件系统的 “神经中枢”。

  按功能分为：数据总线（传数据）、地址总线（传内存地址）、控制总线（传控制信号）。

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（二）、计算机工作原理：

（三）、计算机语言

（四）、C语言特点

二、C语言程序的开发过程

（一）、开发的三个步骤

​ ①编辑：程序员编写源程序（.c文件）

​ ②编译：编译器将源代码转换成可执行的二进制文件

​ ③运行：操作系统加载并执行可执行程序（二进制指令文件）

（二）、C语言程序的编译过程

​ 编译实际上分为四个过程：

​ ① 预处理：处理宏定义（#define）、头文件（#include）、注释（将注释删掉）等，将头文件的内容直接拷贝到当前文件。

预处理是由 预处理器 完成的

​ ② 编译：对预处理后的代码进行语法分析，语义检查，生成汇编语言代码。

编译需要用到 编译器

​ ③ 汇编：将汇编代码转换为二进制代码，生成目标文件

汇编需要用到 汇编器

​ ④ 链接：将目标文件与系统库文件、其他目标文件合并、生成可执行文件。（就是将自己的东西和别人的东西结合起来）

链接需要用到 连接器

三、C语言程序的基本结构

一个简单的C语言程序

功能：在工作台输出hello word

#include <stdio.h> //引入输入输出标准库

//主函数有且仅有一个，作为程序的执行入口，这个函数会自动执行
int main()
{
//向控制台输出 hello world！ 需要引入 stdio.h 头文件 \\n为换行符
printf("hello world!\\n");
return 0;
}

结构分析：

• 注释：用于解释代码逻辑，仅给程序员阅读，预处理阶段会被删掉

• 预处理指令：以#开头，用于包含头文件、宏定义等（如：#include <stdio.h>,#define PI 3.14）

• 主函数（main函数）：程序的唯一入口，由操作系统通过程序启动机制自动调用，不能被用户自定义函数调用

• 函数组成：

  • 函数头：说明函数的返回值类型、函数名和形参列表（若无形参则括号内留空或写void，举例：main() ，main(void)
  • 函数体：用{}括起来，包含变量声明和语句执行的部分（语句已;结尾）

• 函数调用语句：调用已定义函数（如：printf()标准库中的输出函数

四、C语言编程的规范要求

C语言编程需要遵循一下规范，提升代码可读性和维护性：

• 缩进格式：推荐缩进4个字符，统一代码层级；
• 足够注释：对于关键代码（如：函数功能、复杂逻辑、变量含义）添加注释；
• 合适空行：预处理指令与函数、函数与函数之间、全局变量与函数之间添加空格，区分代码模块；
• {}对齐：C/C++中{和}各占一行，避免与Java风格混淆；

​ 不推荐（Java风格）

int fun(){
...
}

​ 推荐（C/C++风格）

int fun()
{
if (..)
{
for (;;)
{

}
}

if (..)
{
for (;;)
{

}
}
}

• 单句单行：不将多条语句写在同一行（for(;;)除外，因其语法要求连续分号）；

  int main()
  {
  //不推荐的写法
  printf("hell0\\n");printf("word\\n");
  int a = 10 ; int b = 20;

  //推荐写法
  for (;;)
  {
  ...
  }

  int a = 20;
  int b = 30;

  printf("hello\\n");
  }

• 标识符命名：函数名、变量名等都叫标识符，命名要见名之意，使用英文单词或短语，避免无意义字母（如：a,b)

  int main()
  {
  //不推荐的写法
  int a = 10;
  int b = 11;
  int c = 12;

  //推荐写法
  int age = 10;
  int height = 188;
  int weight = 190;
  }