C語言是當前所有開發技術中使用較為廣泛的一門語言，從它誕生之日起就深受程序員的喜愛。隨著C語言的普及，后來的開發語言都或多或少地借鑒或遵循了它的一些模式。另外，C語言是計算機編程領域中使用最早的高級語言之一，它的出現推動了軟件行業的迅猛發展。本章將簡要介紹C語言的基本知識，為讀者學習后面的內容打下基礎。

1.1　計算機應用基礎

計算機(computer)是一種能接收和存儲信息，并按照內部存儲的程序對輸入的信息進行加工、處理，然后把處理結果進行輸出的高度自動化的電子設備。本節介紹計算機應用的基礎知識，為讀者學習后面的知識打下基礎。

1.1.1　中央處理器

中央處理器就是我們平常說的CPU(Central Processing Unit)，是一塊超大規模的集成電路，是計算機的運算核心和控制核心。它主要包括算術和邏輯單元(Arithmetic and Logic Unit，ALU)和控制單元(Control Unit，CU)兩大部件。此外，它還包括若干個寄存器和存儲器及彼此之間的數據、控制與狀態總線。它與內部存儲器和輸入/輸出設備合稱為電子計算機的三大核心部件。其功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數據。計算機的性能在很大程度上由CPU的性能所決定，而CPU的性能主要體現在運行程序的速度上。

1.1.2　位和字節

1．位

位(bit)又稱為比特，bit是Binary System的縮寫。在現實應用中，位有如下兩個含義。

(1)它是計算機專業術語，是信息量單位。二進制數的一位所包含的信息就是一位，如二進制數0100就有4位。在計算機應用中，二進制數“0”和“1”是構成信息的最小單位，稱作“位”或“比特”。

(2)二進制數字中的位是信息量的度量單位，為信息量的最小單位。數字化音響用電脈沖表達音頻信號，“1”代表有脈沖，“0”代表脈沖間隔。如果波形中每個點的信息用4位一組的編碼來表示，則每組編碼有4位。位數越多，表達的模擬信號就越精確，對音頻信號的還原能力越強。

2．字節

字節(Byte)，是計算機信息技術中用于存儲容量的一種計量單位，有時在一些計算機編程語言中也表示數據類型和語言字符。

在計算機應用中，由若干位組成1字節。字節由多少位組成取決于計算機的結構。通常來說，微型計算機的CPU多由8位組成1字節，并用此表示一個字符的代碼。構成1字節的8位被看作一個整體，字節是存儲信息的基本單位。在大多數情況下，計算機存儲單位的換算關系如下：

1B=8bit

1KB=1024B

1MB=1024KB

1GB=1024MB

在上述關系中各個單位的具體說明如下：

B：表示字節。

bit：表示位。

KB：表示千字節。

MB：表示兆字節。

GB：表示吉字節。

1.1.3　二進制

二進制是計算機技術中廣泛采用的一種數制，是使用0和1兩個數碼來表示的數。二進制的基數為2，進位規則是“逢二進一”，借位規則是“借一當二”，這是由18世紀德國數理哲學大師萊布尼茲發現的。當前的計算機系統使用的基本上都是二進制系統，數據在計算機中主要是以補碼的形式進行存儲的。計算機中的二進制是一個非常微小的開關，用“開”來表示1，用“關”來表示0。因為它只使用0、1兩個數字符號，所以非常簡單方便，易于用電子方式來實現。

下面介紹如何將十進制數轉換成二進制數。

(1)把正整數轉換成二進制。

轉換原則是除以2取余，然后倒序排列，高位補零。也就是說，將正的十進制數除以2，得到的商再除以2，依次類推，一直到商為0或1，然后在旁邊標出各步的余數，最后倒著寫出來，高位補零即可。例如，將十進制數字42轉換為二進制的步驟為：42除以2得到的余數連在一起為010101，然后將得到的余數倒著排一下就會得到數字42，所對應的二進制數是101010。但是因為在計算機內部表示數的字節單位是定長的(如8位、16位或32位)，所以當位數不夠時，需要在高位補零。十進制數42轉換成二進制數的結果是101010，它的前面缺少兩位，因此將十進制數42轉換成二進制數的最終結果是：00101010。

(2)把負整數轉換成二進制。

轉換原則是先將對應的正整數轉換成二進制，最后對二進制數取反，最后將結果加1。以十進制負整數?42為例，將42的二進制形式(00101010)取反得到的結果是11010101，然后再加1的結果是11010110。所以負整數?42轉成二進制數的最終結果是：11010110。

(3)把二進制整數轉換成十進制。

轉換原則是先將二進制數補齊位數。如果首位是0則代表它是正整數；如果首位是1則代表它是負整數。先看首位是0的正整數，補齊位數以后，得到n×2m的計算結果。其中，上標m表示二進制數字的位數，n表示二進制的某個位數。對于二進制數中的各位分別計算n×2m，然后將計算結果相加得到值的就為十進制數。比如將二進制數1010轉換為十進制數的過程如下。

二進制 1 0 1 0

補齊位數 0 0 0 0 1 0 1 0

計算n×2m0×27　 0×26　 0×25 0×24 1×23 0×22 1×21 0×20

計算結果 0 0 0 0 8 0 2 0

各位求和結果 10

所以將二進制數1010轉換為十進制數的結果是10。

如果要轉換的二進制數補足位數后首位為1，那么表示這個二進制數是負整數。此時，就需要先取反，然后再進行換算：例如二進制數11101011的首位為1，這時應先取反得到00010100，然后按照上面的計算過程得出10100對應的十進制數20，所以二進制數11101011對應的十進制數為?20。

1.1.4　編碼格式

1．ASCII碼

ASCII(American Standard Code for Information Interchange，美國信息交換標準代碼)，是基于拉丁字母的一套計算機編碼系統，主要用于表示現代英語和其他西歐語言。ASCII碼是現今最通用的單字節編碼系統，并等同于國際標準ISO/IEC 646。

一個英文字母(不分大小寫)占1字節空間，一個中文漢字占2字節空間。一個二進制數字序列在計算機中為一個數字單元，一般為8位二進制數。它的最小值為0，最大值為255。例如，一個ASCII碼就是1字節。

2．Unicode編碼

Unicode(又稱為統一碼、萬國碼、單一碼)是計算機科學領域里的一項業界標準，包括字符集、編碼方案等。Unicode編碼是為了解決傳統字符編碼方案的局限性而產生的，它為每種語言中的每個字符都設定了統一并且唯一的二進制編碼，以滿足跨語言和跨平臺進行文本轉換、處理的要求。

最初Unicode編碼的長度是固定的16位，也就是2字節代表一個字符，這樣可以表示65536個字符。顯然，若要表示各種語言中的所有字符，這是遠遠不夠的。Unicode 4.0規范考慮到了這種情況，定義了一組附加字符編碼。附加字符編碼采用兩個16位來表示，這樣最多可以定義1 048 576個附加字符。目前，Unicode 4.0規范只定義了45 960個附加字符。

Unicode只是一個編碼規范。目前實際實現的Unicode編碼只要有3種：UTF-8、UCS-2和UTF-16。3種Unicode字符集之間可以按照相關規范進行轉換。

3．UTF-8編碼

UTF-8(8-bit Unicode Transformation Format)是一種針對Unicode的可變長度的字符編碼，又稱為萬國碼。UTF-8由Ken Thompson于1992年創建，現在已經將它標準化為RFC 3629。UTF-8用1～6字節編碼Unicode字符。在網頁上它可以統一頁面顯示中文簡體/繁體及其他語言(如英文、日文、韓文)。一個UTF-8編碼的英文字符占用1字節；一個UTF-8編碼的中文(含繁體)字符少數情況下占用3字節，多數情況下占用4字節；一個UTF-8編碼的數字占用1字節。

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內容提要

本書循序漸進、由淺入深地講解了C語言開發的技術。全書共25章。本書不僅介紹了C語言的基礎和核心知識(如開發工具、語法、運算符、表達式、輸入/輸出、流程控制、數組、字符串、函數)，還講解了C語言中的重點和難點(如指針、結構體、共用體和枚舉、鏈表、位運算、預編譯、文件操作、調試、內存管理、高級編程技術、算法、數據結構、網絡編程技術等)。此外，本書還通過4個綜合實例，介紹了C語言在綜合項目中的應用。全書內容以“技術解惑”和“范例演練”貫穿全書，引領讀者全面掌握C語言。

本書不但適用C語言的初學者，也適合有一定C語言基礎的讀者學習。

總結

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