C语言程序设计教程电子书

前言

第1章 从问题到程序：计算思维初探

1.1 程序设计与计算思维

1.1.1 什么是计算思维

1.1.2 从现实问题到程序解决方案

1.2 C语言概述与开发环境搭建

1.2.1 C语言的历史、特点与应用领域

1.2.2 集成开发环境的安装与基本使用

1.3 第一个程序与程序调试初体验

1.3.1 “Hello，World！”程序的结构剖析

1.3.2 编译、链接与运行

1.3.3 使用调试器进行单步执行与变量观察

1.4 项目实践：顺序结构下printf（）的使用

1.4.1 输出“Welcome to You！”

1.4.2 用“＊”组成的三角图案

1.5 本章小结

1.6 习题

第2章 数据表示与运算：程序的基石

2.1 变量、常量与基本数据类型

2.1.1 标识符命名规则

2.1.2 整型、实型与字符型变量

2.1.3 常量的定义与使用

2.2 运算符与表达式

2.2.1 算术、赋值、关系与逻辑运算符

2.2.2 运算符的优先级与结合性

2.3 数据类型转换

2.3.1 自动类型转换

2.3.2 强制类型转换

2.4 项目实践：程序的基石

2.4.1 计算华氏温度

2.4.2 整数四则运算实现

2.4.3 计算存款利息

2.5 【工程师笔记】命名规范与代码可读性

2.6 本章小结

2.7 习题

第3章 分支结构：让选择成真

3.1 用if语句实现选择结构

3.1.1 if语句的基本形式

3.1.2 嵌套的if语句

3.2 用switch语句实现多分支选择结构

3.2.1 switch语句的基本形式

3.2.2 switch语句的执行过程

3.2.3 用switch和break语句实现选择结构

3.3 条件表达式构成的选择结构

3.4 项目实践：让选择成真

3.4.1 整数比较大小

3.4.2 高速公路超速处罚

3.5 本章小结

3.6 习题

第4章 循环结构：重复的力量

4.1 循环结构的基本概念

4.1.1 循环的必要性：为什么需要重复执行

4.1.2 循环的三要素

4.2 三种循环结构详解

4.2.1 for循环

4.2.2 while循环

4.2.3 do-while循环

4.3 循环控制语句

4.3.1 break语句

4.3.2 continue语句

4.3.3 循环控制语句的合理使用

4.4 循环嵌套与复杂模式

4.4.1 多重循环的概念与执行流程

4.4.2 经典循环模式：穷举、迭代、查找

4.4.3 循环嵌套的应用实例

4.5 项目实践

4.5.1 多项式求和

4.5.2 探寻小球运动轨迹

4.6 【调试侦探所】初访：死循环的成因与排查

4.7 本章小结

4.8 习题

第5章 模块化设计：函数

5.1 函数的基本概念

5.1.1 模块化编程思想

5.1.2 函数的定义与声明

5.1.3 函数的调用与返回

5.2 函数的参数传递

5.2.1 值传递

5.2.2 地址传递

5.3 变量的作用域与生存期

5.3.1 局部变量与全局变量

5.3.2 变量的存储类别：auto、static

5.3.3 不同存储类别变量的特性对比

5.4 函数的嵌套与递归调用

5.4.1 函数的嵌套调用

5.4.2 递归函数的基本原理

5.4.3 经典递归问题分析：阶乘、斐波那契数列

5.5 项目实践：基石的封装

5.5.1 找奇数并求累加和

5.5.2 输出水仙花数

5.6 【调试侦探所】参数传递误解导致的错误

5.7 本章小结

5.8 习题

第6章 批量数据的组织：数组

6.1 一维数组

6.1.1 为什么需要数组：处理批量数据

6.1.2 数组的定义、初始化和内存布局

6.2 一维数组的操作与应用

6.2.1 数组元素的访问与遍历

6.2.2 常见数组算法：查找、排序、统计

6.2.3 数组作为函数参数

6.3 字符数组与字符串

6.3.1 字符数组的特殊性

6.3.2 字符串的存储与处理

6.3.3 常用字符串处理函数

6.4 二维数组

6.4.1 二维数组的定义与初始化

6.4.2 二维数组的遍历与应用

6.4.3 二维数组与矩阵运算

6.5 项目实践：批量组织实现

6.5.1 寻找线性组织中的极值及下标

6.5.2 上三角矩阵的判断

6.6 【工程师笔记】

6.6.1 数组越界访问的危害与防范

6.6.2 数组长度的管理与维护技巧

6.7 本章小结

6.8 习题

第7章 内存的精确访问：指针

7.1 指针的基本概念

7.1.1 地址与指针：内存访问的基础

7.1.2 指针变量的定义与初始化

7.1.3 指针运算符：&和＊

7.2 指针的运算与应用

7.2.1 指针的算术运算

7.2.2 指针与数组的关系

7.2.3 通过指针访问数组元素

7.3 指针作为函数参数

7.3.1 使用指针实现引用传递

7.3.2 指针参数的应用实例

7.3.3 常量指针与指针常量

7.4 指针与字符串

7.4.1 字符指针与字符串常量

7.4.2 指针操作字符串的优势

7.4.3 常见的字符串指针操作函数

7.5 项目实践：神奇的钥匙

7.5.1 公共空间极值存放

7.5.2 逆序遍历线性单元

7.6 【调试侦探所】野指针与非法内存访问

7.7 本章小结

7.8 习题

第8章 自定义数据类型：结构体

8.1 结构体的基本概念

8.1.1 为什么需要结构体：表示复杂实体

8.1.2 结构体类型的定义

8.1.3 结构体变量的声明与初始化

8.2 结构体的操作

8.2.1 结构体成员的访问

8.2.2 结构体变量的赋值与比较

8.2.3 结构体作为函数参数

8.3 结构体数组与指针

8.3.1 结构体数组的定义与使用

8.3.2 指向结构体的指针

8.3.3 指针访问结构体成员

8.4 其他自定义数据类型简介

8.4.1 共用体的概念与特点

8.4.2 枚举类型的定义与使用

8.5 项目实践：抽象结构实现

8.5.1 职工工资的计算

8.5.2 查找书籍

8.6 【工程师笔记】

8.6.1 结构体内存对齐的原理与影响

8.6.2 大型结构体传递的性能考虑

8.7 本章小结

8.8 习题

第9章 动态内存管理

9.1 动态内存分配的必要性

9.1.1 静态内存分配的局限性

9.1.2 动态内存分配的应用场景

9.2 动态内存管理函数

9.2.1 malloc函数：内存分配

9.2.2 calloc函数：分配并初始化

9.2.3 realloc函数：调整内存大小

9.2.4 free函数：内存释放

9.3 动态数组的实现

9.3.1 一维动态数组

9.3.2 二维动态数组

9.3.3 动态数组的扩展与收缩

9.4 动态内存管理的常见问题

9.4.1 内存泄漏及其检测

9.4.2 重复释放与野指针

9.4.3 内存分配失败的处理

9.5 【调试侦探所】内存泄漏追踪

9.6 本章小结

9.7 习题

第10章 数据的长期记忆：文件操作

10.1 文件的基本概念

10.1.1 文件与流

10.1.2 文本文件与二进制文件

10.1.3 文件指针与文件位置

10.2 文件的打开与关闭

10.2.1 文件打开模式

10.2.2 文件打开失败的处理

10.2.3 正确关闭文件的重要性

10.3 文件的顺序读写

10.3.1 字符读写函数：fgetc、fputc

10.3.2 字符串读写函数：fgets、fputs

10.3.3 格式化读写函数：fscanf、fprintf

10.3.4 数据块读写函数：fread、fwrite

10.4 文件的随机访问

10.4.1 文件位置定位函数

10.4.2 随机访问的应用场景

10.5 【调试侦探所】文件操作常见错误

10.6 本章小结

10.7 习题

第11章 综合与展望：构建完整系统

11.1 多文件编程与工程管理

11.1.1 头文件的作用与编写规范

11.1.2 多文件项目的组织方式

11.1.3 编译多个源文件

11.2 从模块到系统的整合思维

11.2.1 系统架构设计的基本考虑

11.2.2 模块接口设计与耦合度控制

11.2.3 系统集成与测试策略

11.3 编码规范与工程素养

11.3.1 良好的代码风格

11.3.2 注释的合理使用

11.3.3 版本控制初步概念

11.4 C语言应用领域拓展

11.4.1 嵌入式系统开发

11.4.2 操作系统与系统编程

11.4.3 高性能计算与算法实现

11.5 【综合项目指引】学生成绩管理系统完整架构

11.6 【工程师笔记】

11.7 本章小结

11.8 习题

参考文献

高等学校计算机专业系列教材