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NCCL - New Concept C Language

《新概念C语言》Unit 1 视频学习课件

一对一远程视频辅导

开发环境选择

  • 推荐安装 Ubuntu Linux，并安装以下包

    • sudo apt-get install manpages-dev gcc make libc6-dev

  • 对于从来没有安装过 Ubuntu（包括虚拟机） 的初学者，最好的选择是

    • 直接通过 nitrous.io 网站来学习 Linux C 编程
    • 好处就是可以通过浏览器来获得 Linux 编程环境，无需安装Ubuntu操作系统，节省时间
    • 更有用的是只要能够上网的地方，就能获得C编程的环境，无需带虚拟机或双操作系统到处跑

  • 如果希望能够在 Windows 上使用 Gcc 开发工具，可以安装 MinGW，参考安装流程

  • 如果需要安装 VC6.0 ，可以到这里下载 http://see.xidian.edu.cn/cpp/html/1117.html

  • nitrous 浏览器登录界面如下

nitrous.io

Mac 苹果笔记本环境安装

Unit One

Unit 1 是《新概念C语言》系列课程的第一部分，共有24个Lesson，包含以下4个层次的学习内容：

  1. Beginning Lessons (Lesson 1-7)
    以变量为核心，运用循环语句和条件分支，讲解C程序的基本结构。

  2. Intermediate Lessons (Lesson 8-14)
    以数组为核心，分析常用数据结构(字符串，结构体，联合)，讲解C程序的函数设计。

  3. Advanced Lessons (Lesson 15-21)
    以指针为核心，结合二维数组，位操作和函数指针，讲解C程序的状态机编程思想。

  4. Homework Projects (Lesson 22-24)
    以任务为核心，通过趣味题，综合使用学习过的知识和技能，实现项目需求功能。

Beginning Lessons

Lesson 1 What is the simplest C program? 最简单的C程序

  • C 语言 Language
    • 高级语言 High-level Programming Language
    • 汇编语言 Assembly Language
    • 机器指令 Instructions
  • 编译器 Compiler
    • 汇编器 Assembler
  • 操作系统 OS
    • 加载器 Loader
    • 加载地址和执行地址 Load_Addr & Exec_Addr
  • 程序的执行 Program Execution
    • 进程的概念 Process
    • 执行流程 Execution Sequence

Lesson 2 Let's say hello to world 打印输出

  • 库函数 Library
    • libc & glibc
    • 系统调用 System Call
    • 库封装了系统调用
  • 链接器 Linker
    • 链接脚本 Link Script
    • 程序入口 Entry
    • 链接脚本决定了程序的执行地址
  • 程序的编译过程 Program compiling procedure
    • 预处理 Preprocessing cpp (.c -> .i)
    • 编译 Compilation cc1 (.i -> .s)
    • 汇编 Assembly as (.s -> .o)
    • 链接 Linking collect2 (.o -> .elf)
  • 虚拟地址 Vitual Memory Address
    • 进程独立的地址空间
    • 内存管理单元 MMU

Lesson 3 Count how many fingers do you have? 循环打印

  • while 循环 和 do-while 用法
    • 比较和跳转指令 Compare and Jump Instruction
    • do-while 比 while 有时更有用
  • 变量的初始化 Variable Initialization
    • 变量的存储布局 Data & BSS Section
    • 变量的取名规范 Naming
  • 相对跳转 Relative Jump
    • 位置无关代码 PIC (Position Independent Code)

Lesson 4 Judge a number odd or even 判断奇偶

  • 条件分支 Condition
    • 表达式求值 Expression Value
  • 编码风格 Coding Style
    • 标识符命名 symbol naming
    • 代码缩进 (如果你知道自己在做什么，三层就足够了)
  • 函数的传值和传址 Parameter's value and address
    • 程序二进制接口规范 ABI (Application Binary Interface)

Lesson 5 Summarize all numbers from 1 to 100 从1加到100求和

  • for 循环
    • 两种循环用法比较
  • 自动变量 auto variable
    • C 语言的发展变迁 Old Style C/C89/C99/GNU C
  • 预处理过程 Pre-compile
    • 条件编译
    • # 和 ## 的用法
  • DEBUG 调试宏
    • __func__, __FUNCTION__
    • __LINE__
    • args... 和 ##args 的用法

Lesson 6 Print 9*9 multiplication table 乘法表

  • 循环嵌套
    • 两重循环的典型用法
    • break 和 continue
  • 程序的调试
    • 编译时和运行时错误
  • 函数栈 Function Stack
    • 栈帧 Stack Frame

Lesson 7 Find the max prime number within 100 求100以内的最大素数

  • 循环中的条件分支
    • break 和 goto 用法
  • 数学库函数 math library
    • 静态链接和动态链接 static & dynamic linkage
  • 算法效率
    • 算法的时间复杂度分析 O(n)
  • 结构程序设计
    • 三种基本控制结构就可以写各种程序

Intermediate Lessons

Lesson 8 Find 9 in number 1 to 100 1到100有多少个9

基本概念讲解

  • 函数 Function
    • 函数的入口和出口
  • 分解和分层 stratify
    • 小即是美
  • 过程抽象和接口设计 Procedure Abstract
    • 可复用的代码 Reuse
    • 接口小巧、简洁和正交

Lesson 9 Convert a number to a string 整型转字符串

基本概念讲解

  • 字符数组 String and Character Array
    • 字符编码 ASCII 码表
  • 字符串逆序 String Reverse
    • 函数式宏定义 Function-like Macro

Lesson 10 Josephus ring 约瑟夫环

基本概念讲解

  • 整型数组 Array
    • 数组的初始化
  • 数据结构和算法 DS & AL
    • 数据驱动编程 Data-Driven
    • 数据压倒一切，编程的核心是数据结构，而不是算法
  • 链表思想 Link List
    • 算法优化 Optimization

Lesson 11 Calculate the distance between 2 points 求两个坐标点之间的距离

基本概念讲解

  • 结构体 Struct
    • 结构体初始化
  • 数组和结构体
    • 数组名参数的传址调用
    • 结构体参数的传值调用
  • 复杂类型声明 typedef
    • 预处理和编译时 Pre-compile & Compiling time
    • typedef 背后编译器的处理过程
  • C99 中结构体的扩展用法
    • 驱动内核模块编写

Lesson 12 Does your machine use little-endian? 判断机器存储是否小尾端

基本概念讲解

  • 联合 Union
    • 存储分配
  • 结构体空洞 Struct Hole
    • 对齐和填充 Alignment & Padding
  • 数据的存储表示 Complements
    • 原码，反码和补码

Lesson 13 Sorry, your car is restricted today 对不起，你的车今天限行

基本概念讲解

  • 分支语句 Switch
  • 枚举用法 enum
    • 枚举类型的初始化
  • 增量式开发 Incremental Development
    • 步步为营而不是一蹴而就
  • 预定义宏的用法
    • __DATE__
    • __TIME__

Lesson 14 Is there a way out? 判断地图上某点是否有出路

基本概念讲解

  • 二维数组
    • 循环和分支
  • 逻辑表达式 Logical Expression
    • 或 ||
    • 与 &&
  • 随机数生成 Random
    • 时间种子 Time seed

Advanced Lessons

Lesson 15 Count bit 1 in a number 统计一个数二进制表示中1的个数

基本概念讲解

  • 位操作
    • 移位 >>
    • 与 &
  • 异或操作：
    • 按位加法
  • 算法效率
    • 过早优化是万恶之源
    • 先求运行，再求正确，最后求快
  • 位域操作
    • 通过位域实现位操作
    • 嵌入式编程中的寄存器配置

Lesson 16 How to strcpy 字符串拷贝

基本概念讲解

  • 指针
    • 计算机存储体系
  • 动态内存分配 Memory Allocate
    • heap & stack
  • assert 宏
    • 三元表达式
  • 寻址和访存
    • 内存对齐
    • 防止编译器优化 volatile

Lesson 17 Count words in an artitle 统计单词个数

基本概念讲解

  • 指针数组
    • 和二维数组的比较
  • 动态内存分配
    • malloc & free
  • 递归 Recursive
    • 循环和递归
  • 变量的生存期和作用域
    • static 用法
  • 状态机思想的简单应用
    • state machine

Lesson 18 My printf 实现 printf

基本概念讲解

  • 字符指针数组
  • 可变长度参数的函数实现
    • 字符串常量 const char *
    • ... 可变参数的用法
  • 栈帧的应用
    • va_list
    • va_start
    • va_arg
    • va_end

Lesson 19 Shell command parser 命令解释器

基本概念讲解

  • 函数指针
    • 回调函数 Call-Back Function
  • main 参数 argc, argv
    • 字符指针数组 vs 指针的指针
  • 进程的环境变量
    • 进程栈空间布局
  • 函数指针数组
    • 结构体数组
  • 策略和机制分离
    • 高内聚低耦合原则

Lesson 20 Preprocessor 预处理器实现

基本概念讲解

  • C语言去注释问题
    • 状态的变迁 20.1
    • 状态机编程模型1(if-else) 20.2
  • 去多余空格问题
    • Unix 编程艺术之表示原则: 把知识叠入数据以求逻辑质朴而健壮。
    • 字节流处理: 重定向和管道
    • 状态机编程模型2(状态迁移表和函数指针数组) 20.3
  • 宏定义替换问题
    • #define
    • 状态机的设计思路和设计过程 20.4
    • 状态机的编程实现过程 20.5
  • 条件编译问题
    • #if/#endif
    • 实现代码分析 20.6

Lesson 21 Lexical analysis 词法分析器实现

基本概念讲解

  • flex 词法分析器生成工具

    • lex.l 文件介绍
    • yy_nxt 数组
    • yy_accept 数组

  • 词法分析器实现

    • 如何使用 yy_nxt 和 yy_accept
    • 词法匹配时的状态判别

Homework Projects

The next 3 lessons are projects you should do it by yourself.

Lesson 22 Guess number in my hand 猜数游戏

问题描述

猜数游戏：电脑随机产生4位数，然后用户输入4位数，电脑告诉你是?A?B，请你最后猜出电脑的4位数是多少？ (4位数字互不重复，A表示位置和数字都对，B表示位置不对，数字对)

Lesson 23 Five-Chess game 五子棋

问题描述

五子棋：在一个9x9的棋盘上通过两人对弈的形式，依次在棋盘上放置两种颜色的棋子，哪一方先让五个棋子形成一条直线（包括横、竖、对角线3个方向），即为获胜。 (实现一个计算机下棋算法，让你的同组成员无法胜出，则算你赢)

Lesson 24 Build a simple Search Engenine 简单搜索引擎

问题描述

简单搜索引擎：从网页文件中抓取正文文本 (例如 "<p>hello, lumit.</p>" )，搜索是否存在用户输入的关键字 lumit，并返回相关段落正文。 同时从网页文件中抓取超链接URL (例如 <a href="http://www.lumit.org">lumit - let us make it together.</a> )，并下载相关网页文件。依此递归。