Linux C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)（微課視頻版）
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Linux C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)(微課視頻版）
主 編：張同光
出版單位：清華大學(xué)出版社
ISBN：978-7-302-63876-6
ISBN：9787302638766
出版時(shí)間：2023.8
CIP：2023111899
定價(jià)：￥69.80
叢書名：清華開發(fā)者學(xué)堂
內(nèi) 容 簡(jiǎn) 介
本書以“學(xué)完C語(yǔ)言之后知道能做什么”為編寫目標(biāo)，共包括12章：Linux C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介、C語(yǔ)言基礎(chǔ)I、C語(yǔ)言基礎(chǔ)II、編譯與調(diào)試、鏈表、C標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)、Linux系統(tǒng)調(diào)用、Socket編程、Linux函數(shù)庫(kù)和進(jìn)程地址空間、Pthreads編程、GTK圖形界面編程、Linux內(nèi)核編程。其中，C語(yǔ)言基礎(chǔ)I、C語(yǔ)言基礎(chǔ)II、C標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)與Linux系統(tǒng)調(diào)用為本書最基礎(chǔ)最重要的4章，全面介紹了標(biāo)準(zhǔn)C的基本語(yǔ)法和Linux系統(tǒng)調(diào)用編程。其他章節(jié)告訴讀者C語(yǔ)言具體能做什么。本書堅(jiān)守“Talk is cheap, show me the code.”信條，通過(guò)正確無(wú)誤的示例代碼向讀者展示C語(yǔ)言的具體用法。本書內(nèi)容注重實(shí)用、結(jié)構(gòu)清晰、圖文并茂，力求做到使讀者在興趣中學(xué)習(xí)Linux C語(yǔ)言編程。
本書適合作為高等學(xué)校各專業(yè)的C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程教材，也可作為從事計(jì)算機(jī)相關(guān)工作的科技人員、計(jì)算機(jī)愛好者及各類自學(xué)人員的參考書。
前 言
C語(yǔ)言是目前最為流行的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言之一，是許多計(jì)算機(jī)專業(yè)人員和計(jì)算機(jī)愛好者學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的首選語(yǔ)言。但是，好多學(xué)過(guò)C語(yǔ)言的讀者在學(xué)習(xí)C語(yǔ)言之前以及學(xué)習(xí)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)問(wèn)：“學(xué)習(xí)C語(yǔ)言能做什么？”。學(xué)完C語(yǔ)言之后感慨道：“學(xué)完C語(yǔ)言之后仍然不知道能做什么”。其實(shí)，編者認(rèn)為學(xué)習(xí)C語(yǔ)言有兩個(gè)目標(biāo)，第一、為學(xué)習(xí)其他編程語(yǔ)言打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因?yàn)橛?jì)算機(jī)編程語(yǔ)言都是相通的，學(xué)好C語(yǔ)言再學(xué)習(xí)其他高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言會(huì)很容易。這也是好多C語(yǔ)言教材能夠達(dá)到的目標(biāo)。所以那些學(xué)完C語(yǔ)言之后仍然不知道能做什么的讀者已經(jīng)具備了計(jì)算機(jī)編程基礎(chǔ)了。本書的第2、3、6、7章可以達(dá)到該目標(biāo)。第二、真正使用C語(yǔ)言開發(fā)有實(shí)際意義的程序。這正是本書所追求的目標(biāo)。希望使用C語(yǔ)言開發(fā)有實(shí)際意義的程序，就要清楚目前C語(yǔ)言的真正應(yīng)用場(chǎng)景。目前市面上絕大多數(shù)操作系統(tǒng)都是用C語(yǔ)言編寫的。很多基礎(chǔ)軟件，如編譯器、數(shù)據(jù)庫(kù)、虛擬機(jī)、多媒體庫(kù)、圖形庫(kù)等，也都是用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的。很多流行的編程語(yǔ)言也是用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的，如Lua、Python腳本語(yǔ)言等。在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，比如固件、BSP、內(nèi)核驅(qū)動(dòng)等，除了少量的匯編代碼，大部分都是用C語(yǔ)言開發(fā)的。互聯(lián)網(wǎng)中的好多服務(wù)器程序也是用C語(yǔ)言開發(fā)的。總之，在整個(gè)計(jì)算機(jī)軟件世界中，C語(yǔ)言發(fā)揮著中流砥柱的作用。讀者可能對(duì)Linux不熟悉，但是，Linux早已深刻影響著我們生活的方方面面，從超級(jí)計(jì)算機(jī)、巨型機(jī)，到手機(jī)（Android），再到各種家電和嵌入式設(shè)備，內(nèi)部都運(yùn)行著Linux。另外，Linux支撐起了整個(gè)因特網(wǎng)。C語(yǔ)言和Linux操作系統(tǒng)有著密不可分的血緣關(guān)系，因此本書的主要目標(biāo)是幫助讀者掌握基于Linux的各種軟件的C語(yǔ)言開發(fā)方法。為讀者以后步入廣闊無(wú)垠的Linux世界打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。編者堅(jiān)信Linux之父、天才程序員Linus Torvalds所說(shuō)：“Talk is cheap, show me the code.”，本書所有示例代碼都是正確無(wú)誤的。考慮到有些讀者之前沒有接觸過(guò)Linux操作系統(tǒng)，因此，讀者可以根據(jù)本書的第一個(gè)視頻安裝Linux虛擬機(jī)，搭建好Linux C語(yǔ)言編程環(huán)境。
本書提供配套課件、教學(xué)大綱和習(xí)題參考答案等多種教學(xué)資源，還提供了94個(gè)微課視頻，讀者在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，掃描教學(xué)視頻二維碼可以觀看視頻。
《Linux C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)（微課視頻版）》 第1章 Linux C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 1 1.1 C語(yǔ)言 1 1.1.1 C語(yǔ)言簡(jiǎn)介 1 1.1.2 C語(yǔ)言發(fā)展歷史 1 1.1.3 C語(yǔ)言特點(diǎn) 2 1.2 Linux簡(jiǎn)介 3 1.3 Linux C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) 4 1.3.1 Linux應(yīng)用編程、系統(tǒng)編程和內(nèi)核編程 4 1.3.2 Linux圖形界面編程 4 1.4 Linux C語(yǔ)言編程環(huán)境 4 1.4.1 Ubuntu Linux虛擬機(jī) 4 1.4.2 gedit、vim和nano 5 1.4.3 C語(yǔ)言編譯器及集成開發(fā)環(huán)境 6 1.4.4 Hello World程序 6 1.5 習(xí)題 7 第2章 C語(yǔ)言基礎(chǔ)I 1 2.1 數(shù)據(jù) 1 2.1.1 數(shù)據(jù)類型 1 2.1.2 常量 3 2.1.3 變量和標(biāo)識(shí)符 4 2.1.4 數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換 5 2.1.5 轉(zhuǎn)義字符（轉(zhuǎn)義序列） 7 2.2 運(yùn)算符 8 2.2.1 運(yùn)算符和表達(dá)式 8 2.2.2 算術(shù)運(yùn)算 9 2.2.3 賦值運(yùn)算 10 2.2.4 關(guān)系運(yùn)算 10 2.2.5 邏輯運(yùn)算符 11 2.2.6 條件運(yùn)算符 11 2.2.7 逗號(hào)運(yùn)算符 11 2.2.8 sizeof運(yùn)算符與typedef類型聲明 12 2.2.9 位運(yùn)算 12 2.2.10 復(fù)合賦值運(yùn)算符 13 2.3 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì) 14 2.3.1 順序結(jié)構(gòu) 14 2.3.2 分支結(jié)構(gòu) 15 2.3.3 循環(huán)結(jié)構(gòu) 16 2.4 輸入輸出 20 2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)輸出函數(shù)printf 20 2.4.2 標(biāo)準(zhǔn)輸入函數(shù)scanf 22 2.5 數(shù)組 24 2.5.1 一維數(shù)組 24 2.5.2 二維數(shù)組 26 2.5.3 一維字符數(shù)組 26 2.5.4 一維字符數(shù)組的輸入輸出 27 2.5.5 字符串處理函數(shù) 27 2.5.6 二維字符數(shù)組 29 2.6 習(xí)題 29 第3章 C語(yǔ)言基礎(chǔ)II 1 3.1 函數(shù) 1 3.1.1 C語(yǔ)言庫(kù)函數(shù) 1 3.1.2 函數(shù)定義和聲明 2 3.1.3 函數(shù)調(diào)用及參數(shù)傳遞 3 3.1.4 函數(shù)的嵌套與遞歸 6 3.1.5 回調(diào)函數(shù) 7 3.1.6 return語(yǔ)句 7 3.1.7 全局變量、局部變量和作用域 8 3.1.8 變量的存儲(chǔ)類別及生存期 8 3.1.9 內(nèi)部函數(shù)和外部函數(shù) 11 3.2 預(yù)處理 11 3.2.1 預(yù)處理的步驟 11 3.2.2 宏定義和內(nèi)聯(lián)函數(shù) 12 3.2.3 條件編譯 13 3.2.4 文件包含 14 3.3 指針 15 3.3.1 指針的基本運(yùn)算 15 3.3.2 指針與數(shù)組 18 3.3.3 指針與const限定符 21 3.3.4 指針與字符串 21 3.3.5 指針函數(shù)與函數(shù)指針 22 3.3.6 再講回調(diào)函數(shù) 23 3.3.7 可變參數(shù) 24 3.3.8 二級(jí)指針與多級(jí)指針 25 3.3.9 指針數(shù)組和數(shù)組指針 26 3.3.10 動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理 27 3.4 結(jié)構(gòu)體、共用體和枚舉 28 3.4.1 結(jié)構(gòu)體 28 3.4.2 位域 29 3.4.3 共用體 30 3.4.4 枚舉 31 3.5 零長(zhǎng)數(shù)組、變長(zhǎng)數(shù)組和動(dòng)態(tài)數(shù)組 32 3.6 編碼風(fēng)格與縮進(jìn)工具indent 34 3.7 習(xí)題 35 第4章 編譯與調(diào)試 1 4.1 gcc、make、Makefile、cmake和CMakeLists.txt 1 4.1.1 gcc 1 4.1.2 make和Makefile 2 4.1.3 cmake和CMakeLists.txt 8 4.2 完整的編譯過(guò)程 9 4.3 調(diào)試程序 10 4.3.1 調(diào)試（Debug）和GDB 10 4.3.2 測(cè)試用例 11 4.3.3 GDB啟動(dòng)程序 12 4.3.4 斷點(diǎn) 13 4.3.5 觀察點(diǎn) 14 4.3.6 捕捉點(diǎn) 15 4.3.7 信號(hào) 15 4.3.8 單步調(diào)試 15 4.3.9 打印輸出 16 4.3.10 函數(shù)棧幀 18 4.3.11 TUI窗口 19 4.3.12 函數(shù)跳轉(zhuǎn) 20 4.3.13 段錯(cuò)誤 20 4.3.14 coredump 20 4.3.15 調(diào)試正在運(yùn)行的程序 21 4.3.16 調(diào)試多進(jìn)程和多線程 22 4.3.17 gdb使用示例 24 4.4 習(xí)題 24 第5章 鏈表 1 5.1 單向鏈表 1 5.1.1 單鏈表結(jié)構(gòu)與鏈表結(jié)點(diǎn)類型 1 5.1.2 創(chuàng)建單鏈表 2 5.1.3 插入結(jié)點(diǎn) 3 5.1.4 刪除結(jié)點(diǎn) 3 5.1.5 讀取結(jié)點(diǎn) 4 5.1.6 查找結(jié)點(diǎn) 4 5.1.7 打印單鏈表 4 5.1.8 逆轉(zhuǎn)單鏈表 5 5.1.9 構(gòu)建單向循環(huán)鏈表 5 5.1.10 銷毀單鏈表 6 5.1.11 主函數(shù)及測(cè)試結(jié)果 6 5.2 雙向鏈表 7 5.2.1 雙鏈表結(jié)構(gòu)與鏈表結(jié)點(diǎn)類型 7 5.2.2 創(chuàng)建雙鏈表 8 5.2.3 插入結(jié)點(diǎn) 9 5.2.4 刪除結(jié)點(diǎn) 9 5.2.5 讀取結(jié)點(diǎn) 10 5.2.6 查找結(jié)點(diǎn) 10 5.2.7 打印雙鏈表 11 5.2.8 逆轉(zhuǎn)雙鏈表 11 5.2.9 構(gòu)建雙向循環(huán)鏈表 12 5.2.10 銷毀雙向循環(huán)鏈表 12 5.2.11 主函數(shù)及測(cè)試結(jié)果 13 5.3 內(nèi)核鏈表 14 5.3.1 list_head 14 5.3.2 offsetof、container_of和list_entry 14 5.3.3 鏈表初始化 15 5.3.4 插入結(jié)點(diǎn) 16 5.3.5 刪除結(jié)點(diǎn) 16 5.3.6 替換結(jié)點(diǎn) 17 5.3.7 移動(dòng)結(jié)點(diǎn) 17 5.3.8 判斷函數(shù) 17 5.3.9 合并結(jié)點(diǎn) 18 5.3.10 遍歷鏈表 19 5.3.11 用戶空間使用內(nèi)核鏈表 19 5.4 習(xí)題 20 第6章 C標(biāo)準(zhǔn)庫(kù) 1 6.1 C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)和glibc 1 6.2 標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出函數(shù)庫(kù)（stdio.h） 3 6.2.1 fopen/fclose 3 6.2.2 stdin/stdout/stderr 5 6.2.3 errno與perror函數(shù) 6 6.2.4 以字節(jié)為單位的I/O函數(shù) 7 6.2.5 以字符串為單位的I/O函數(shù) 9 6.2.6 以記錄為單位的I/O函數(shù) 10 6.2.7 格式化讀寫文件 11 6.2.8 操作讀寫位置的函數(shù) 12 6.2.9 FILE結(jié)構(gòu)體及I/O緩沖區(qū) 14 6.3 標(biāo)準(zhǔn)工具函數(shù)庫(kù)（stdlib.h） 18 6.3.1 動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配與釋放 18 6.3.2 整數(shù)算術(shù) 20 6.3.3 隨機(jī)數(shù) 20 6.3.4 數(shù)值字符串轉(zhuǎn)換 21 6.3.5 寬字符和多字節(jié)字符轉(zhuǎn)換 23 6.4 字符串處理函數(shù)庫(kù)（string.h） 26 6.4.1 內(nèi)存賦值 26 6.4.2 取字符串的長(zhǎng)度 27 6.4.3 復(fù)制字符串 27 6.4.4 比較字符串 28 6.4.5 搜索字符串 29 6.4.6 連接字符串 30 6.4.7 分割字符串 31 6.4.8 本地函數(shù) 32 6.5 字符處理函數(shù)庫(kù)（ctype.h） 34 6.6 數(shù)學(xué)函數(shù)庫(kù)（math.h） 35 6.7 學(xué)生信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 37 6.7.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 37 6.7.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 38 6.7.3 函數(shù)設(shè)計(jì) 38 6.7.4 參考程序 40 6.7.5 運(yùn)行結(jié)果 43 6.8 習(xí)題 44 第7章 Linux系統(tǒng)調(diào)用 1 7.1 C庫(kù)函數(shù)和Linux系統(tǒng)調(diào)用 1 7.2 Linux中使用系統(tǒng)調(diào)用的三種方法 2 7.2.1 通過(guò)glibc封裝的庫(kù)函數(shù) 2 7.2.2 使用syscall直接調(diào)用 3 7.2.3 通過(guò)CPU指令調(diào)用 3 7.3 Linux系統(tǒng)調(diào)用編程：進(jìn)程管理 4 7.4 Linux系統(tǒng)調(diào)用編程：進(jìn)程間通信 6 7.5 Linux系統(tǒng)調(diào)用編程：exec函數(shù)族 9 7.6 Linux系統(tǒng)調(diào)用編程：文件管理 12 7.7 習(xí)題 19 第8章 Socket編程 1 8.1 Socket基本概念 1 8.1.1 Socket是什么 1 8.1.2 網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序與主機(jī)字節(jié)序 2 8.1.3 Socket地址結(jié)構(gòu) 3 8.1.4 地址轉(zhuǎn)換函數(shù) 5 8.1.5 C/S架構(gòu) 6 8.2 Socket相關(guān)函數(shù) 7 8.2.1 socket函數(shù) 7 8.2.2 bind函數(shù) 7 8.2.3 listen/connect函數(shù) 7 8.2.4 accept函數(shù) 8 8.2.5 網(wǎng)絡(luò)I/O函數(shù) 9 8.2.6 close函數(shù) 11 8.2.7 getsockopt和setsockopt函數(shù) 11 8.2.8 select函數(shù) 13 8.2.9 poll函數(shù) 14 8.2.10 epoll函數(shù) 14 8.3 基于TCP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)程序 16 8.3.1 簡(jiǎn)單C/S應(yīng)用程序的設(shè)計(jì) 16 8.3.2 交互式C/S應(yīng)用程序的設(shè)計(jì) 19 8.3.3 簡(jiǎn)單聊天室應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)（select） 21 8.3.4 聊天室應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)（select） 25 8.3.5 簡(jiǎn)單C/S應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)（epoll） 31 8.4 基于UDP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)程序 33 8.4.1 簡(jiǎn)單C/S應(yīng)用程序的設(shè)計(jì) 33 8.4.2 簡(jiǎn)單聊天室應(yīng)用程序的設(shè)計(jì) 35 8.5 原始套接字編程 38 8.6 UNIX Domain Socket 41 8.7 習(xí)題 43 第9章 Linux函數(shù)庫(kù)和進(jìn)程地址空間 1 9.1 靜態(tài)庫(kù)和共享庫(kù) 1 9.2 函數(shù)庫(kù)的制作和使用 2 9.2.1 靜態(tài)庫(kù)的制作和使用 3 9.2.2 共享庫(kù)的制作和使用 4 9.3 顯式鏈接共享庫(kù) 7 9.4 進(jìn)程地址空間 9 9.4.1 32位系統(tǒng)的進(jìn)程地址空間 10 9.4.2 64位系統(tǒng)的進(jìn)程地址空間 13 9.4.3 查看進(jìn)程地址空間 14 9.4.4 編程驗(yàn)證進(jìn)程地址空間布局 17 9.5 動(dòng)態(tài)鏈接過(guò)程 19 9.5.1 ELF文件格式 20 9.5.2 加載解釋器 22 9.5.3 運(yùn)行解釋器 23 9.6 習(xí)題 29 第10章 Pthreads編程 1 10.1 Pthreads概述 1 10.1.1 Linux進(jìn)程和線程 1 10.1.2 Linux線程模型 2 10.1.3 Pthreads概述 2 10.2 Pthreads函數(shù) 3 10.2.1 創(chuàng)建線程 3 10.2.2 終止線程 3 10.2.3 線程的結(jié)合和分離 4 10.2.4 線程屬性 7 10.2.5 自動(dòng)清理線程資源 13 10.2.6 線程同步與互斥 14 10.3 Pthreads編程示例 21 10.3.1 讀者寫者 21 10.3.2 生產(chǎn)者消費(fèi)者 24 10.3.3 哲學(xué)家就餐 25 10.4 習(xí)題 27 第11章 GTK圖形界面編程 1 11.1 GTK簡(jiǎn)介 1 11.2 GLib簡(jiǎn)介 2 11.3 信號(hào)和回調(diào)函數(shù) 7 11.4 GTK控件 9 11.4.1 非容器控件 9 11.4.2 容器控件 9 11.5 GTK圖形界面編程 10 11.5.1 Hello World 10 11.5.2 GtkGrid 11 11.5.3 Custom Drawing 13 11.5.4 GtkBuilder創(chuàng)建界面 16 11.5.5 Cambalache 18 11.6 GTK圖形界面聊天室 21 11.6.1 聊天室服務(wù)器端 21 11.6.2 聊天室客戶端 25 11.6.3 測(cè)試 32 11.7 習(xí)題 34 第12章 Linux內(nèi)核編程 1 12.1 Linux內(nèi)核編程簡(jiǎn)介 1 12.2 LKM編程：Hello World 1 12.2.1 LKM簽名驗(yàn)證 1 12.2.2 Hello World模塊的編寫和運(yùn)行 3 12.2.3 模塊參數(shù)和模塊導(dǎo)出符號(hào) 6 12.3 Linux驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì) 9 12.3.1 Linux驅(qū)動(dòng)程序簡(jiǎn)介 9 12.3.2 字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 10 12.3.3 虛擬網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序 14 12.4 習(xí)題 18 附錄1 ASCII碼表 附錄2 資源及學(xué)習(xí)網(wǎng)站 參考文獻(xiàn)
浙公網(wǎng)安備 33010602011771號(hào)