电子设计大赛【C语言核心知识点】讲解

前言

[1. 基础语法](#1. 基础语法)

[2. 流程控制](#2. 流程控制)

[3. 函数](#3. 函数)

[4. 数组与字符串](#4. 数组与字符串)

[5. 指针（核心重点）](#5. 指针（核心重点）)

[6. 内存管理](#6. 内存管理)

[7. 结构体与联合体](#7. 结构体与联合体)

[8. 文件操作](#8. 文件操作)

[9. 预处理器](#9. 预处理器)

[10. 高级特性](#10. 高级特性)

内存布局图解

前言

在进行程序代码开发之前，需要掌握好C语言各个模块之间的内容。在TI开发板时，需要对C语言有更好的理解和应用，其中，主要考察的是对代码的操作和库函数的调用。因此，对于本次比赛内容，重新对C语言知识进行讲解。

1. 基础语法

| 模块 | 内容 | 示例 | 要点 |
|-----------|----------------------|----------------------------|----------------------------------------------------|---|---------|
| 数据类型 | 基本类型、派生类型 | int a; float b; char c; | 内存占用：char(1B) int(4B) float(4B) double(8B) |
| 变量与常量 | 变量声明/初始化、常量定义 | const int MAX=100; | 命名规则：字母/数字/下划线，区分大小写 |
| 运算符 | 算术、关系、逻辑、位运算 | a & b; c << 2; | 优先级：`() > ! > 算术 > 关系 > && > | | > 赋值` |
| 输入输出 | printf()/scanf() | printf("%d,%f", num, f); | 格式符：%d整型 %f浮点 %c字符 |

2. 流程控制

类型	语法结构	示例	应用场景
条件语句	`if-else` `switch-case`

cpp 复制代码

if(score>90) grade='A';
else if(score>60) grade='B';

| 多分支判断 |

| 循环结构 | for while do-while |

cpp 复制代码

for(int i=0; i<10; i++){
    sum += i;
}

| 重复操作 |

| 跳转语句 | break continue goto |

cpp 复制代码

while(1){
    if(error) break;
}

| 中断循环/函数返回 |

3. 函数

模块	内容	示例	要点
函数定义	返回值类型、参数列表

cpp 复制代码

int add(int a, int b) {
    return a+b;
}

| 需先声明后使用 |

| 参数传递 | 值传递、地址传递 |

cpp 复制代码

void swap(int *x, int *y) {
    int t=*x; *x=*y; *y=t;
}

| 地址传递可修改实参 |

| 递归函数 | 函数调用自身 |

cpp 复制代码

int factorial(int n) {
    if(n<=1) return 1;
    return n*factorial(n-1);
}

| 需有终止条件，栈空间有限 |

4. 数组与字符串

类型	声明方式	操作	注意事项
一维数组	`int arr[5];`	索引访问：`arr[0]=10;`	下标从0开始，内存连续
多维数组	`int matrix[3][3];`	嵌套循环遍历	行优先存储
字符数组	`char str[20];`	`strcpy(s1,s2); strlen(s);`	以`'\0'`结尾
字符串函数	`<string.h>`库

cpp 复制代码

strcat(s1,s2); // 拼接
strcmp(s1,s2); // 比较

| 注意缓冲区溢出风险 |

5. 指针（核心重点）

概念	语法	示例	应用场景
基本指针	变量地址操作

cpp 复制代码

int *p = &a;
*p = 20; // 修改a的值

| 间接访问变量 |

| 数组指针 | 指针与数组关系 |

cpp 复制代码

int arr[5];
int *p = arr; // p等价&arr[0]

| 数组名是常量指针 |

| 函数指针 | 指向函数的指针 |

cpp 复制代码

int (*funcPtr)(int);
funcPtr = &add;

| 回调函数、策略模式 |

6. 内存管理

操作	函数	示例	注意事项
静态分配	编译时分配	`int arr[100];`	栈空间有限(通常1-8MB)
动态分配	`malloc/calloc`

cpp 复制代码

int *p = (int*)malloc(10*sizeof(int));

| 堆空间较大，需手动释放 |

| 内存操作 | memset/memcpy |

cpp 复制代码

memset(p, 0, 100); // 内存置0
memcpy(dest, src, size);

| 底层内存操作 |

7. 结构体与联合体

类型	定义方式	特点	应用场景
结构体

cpp 复制代码

struct Student {
    char name[20];
    int age;
};

| 不同数据类型的集合 | 数据封装 |

| 结构体指针 |

cpp 复制代码

struct Student *s;
s->age = 20;

| 箭头运算符访问 | 动态结构体 |

| 联合体 |

cpp 复制代码

union Data {
    int i;
    float f;
};

| 共享内存空间 | 节省内存、类型转换 |

| 枚举 |

cpp 复制代码

enum Color {RED, GREEN=5, BLUE};

| 命名常量集合 | 状态机、选项设置 |

8. 文件操作

操作	函数	模式	示例
打开文件	`fopen()`	`"r"`读 `"w"`写 `"a"`追加	`FILE *fp = fopen("data.txt","r");`
读写数据	`fprintf/fscanf`	格式化I/O

cpp 复制代码

fprintf(fp, "%d", num);
fscanf(fp, "%d", &num);

| 行I/O | fgets/fputs | 字符串 | fgets(buf, 100, fp); |

9. 预处理器

指令	功能	示例	应用场景
宏定义	`#define`	`#define PI 3.14159`	常量定义、代码简化
条件编译	`#ifdef/#endif`

cpp 复制代码

#ifdef DEBUG
    printf("Debug info");
#endif

10. 高级特性

特性	说明	示例	应用
位字段	紧凑存储布尔值

cpp 复制代码

struct {
    unsigned int isReady:1;
    unsigned int hasData:1;
} status;

| 硬件寄存器操作 |

| 可变参数 | 不定参数函数 |

cpp 复制代码

#include <stdarg.h>
void func(int n, ...) {
    va_list args;
    va_start(args, n);
    int val = va_arg(args, int);
}

| printf()实现原理 |

内存布局图解

+------------------+
| 代码区 | 程序指令（只读）
+------------------+
| 静态数据区 | 全局/静态变量
+------------------+
| ↓ 堆 | 动态分配（malloc等）
| ↑ |
+------------------+
| ↓ 栈 | 局部变量、函数调用
| ↑ |
+------------------+
| 命令行参数 | argc/argv
+------------------+