2024-2025-1 20241413 《计算机基础与程序设计》第十一周学习总结

班级	https://edu.cnblogs.com/campus/besti/2024-2025-1-CFAP
作业要求	https://www.cnblogs.c
作业目标	计算机网络 网络拓扑 云计算 网络安全 Web HTML，CSS，Javascript XML
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教材学习内容总结
《计算机科学概论》第15、16章
第15章：操作系统
操作系统概念：介绍了操作系统（OS）的基本功能，包括进程管理、文件管理、内存管理、输入/输出（I/O）管理和用户界面。

进程管理：讨论了进程的概念、进程调度、进程同步、死锁和进程通信。

内存管理：涵盖了内存分配策略、虚拟内存、分页和分段技术。

文件管理：介绍了文件系统的设计、文件访问方法、文件存储和文件保护。

输入/输出（I/O）管理：探讨了I/O设备管理、缓冲、设备驱动程序和I/O处理。

现代操作系统：讨论了现代操作系统的特点，如多任务、多用户、分布式和网络操作系统。

操作系统设计和实现：概述了操作系统的设计原则和实现技术。

第16章：数据管理（数据库系统）
数据库系统概念：介绍了数据库系统的定义、数据库模型（如关系模型、对象模型）和数据库管理系统（DBMS）的功能。

关系数据库：深入探讨了关系数据库的基本概念，包括关系模型、关系代数、SQL语言和关系完整性。

数据库设计：讨论了数据库设计的过程，包括需求分析、概念性设计、逻辑设计和物理设计。

数据库应用开发：介绍了如何使用数据库系统来开发应用程序，包括数据库连接、事务处理和数据库编程接口。

数据库的高级主题：可能包括数据库的安全性、完整性、并发控制和恢复机制。

大数据和数据仓库：讨论了大数据的概念、数据仓库的架构和数据挖掘技术。

数据库的未来趋势：概述了数据库技术的未来发展方向，如云数据库、NoSQL数据库和新型数据库系统。

《C语言程序设计》第10章
第10章：字符串
字符串基础：

字符串定义：在C语言中，字符串被定义为字符数组，以空字符（'\0'）作为结束标志。
字符数组：字符串可以存储在字符数组中，数组的每个元素对应一个字符。
字符串字面量：

字符串字面量是双引号括起来的字符序列，自动在末尾添加空字符。
例如："Hello, World!" 是一个字符串字面量。
字符串处理函数：

C标准库提供了多种处理字符串的函数，如strcpy(), strncpy(), strcat(), strncat(), strcmp(), strncmp(), strlen(), strchr(), strrchr()等。
这些函数用于复制、连接、比较、查找字符串中的特定字符或子串、获取字符串长度等。
字符串数组和指针：

字符串可以通过指针来处理，指针指向字符串的第一个字符。
字符串数组是存储多个字符串的数组，每个字符串都是字符数组。
字符串和内存：

动态内存分配：使用malloc()或calloc()分配内存来创建可变长度的字符串。
内存释放：使用free()释放动态分配的内存。
字符串输入和输出：

使用scanf()和printf()函数进行字符串的输入和输出。
注意scanf()在读取字符串时可能会遇到问题，因为它会在遇到空格时停止读取。
字符串操作的注意事项：

缓冲区溢出：确保在复制或连接字符串时不会超出分配的内存空间。
空字符：始终在字符串的末尾保留空字符，以标识字符串的结束。
字符串的高级操作：

字符串分割：使用strtok()函数分割字符串。
字符串反转：编写函数来反转字符串。
字符串和字符处理技巧：

利用ASCII值进行字符比较和转换。
使用循环和条件语句处理字符串中的每个字符。
案例研究：

通过实际编程示例来展示字符串处理的应用，如字符串反转、模式匹配等。

教材学习中的问题与解决过程
1.什么时候会用到动态内存分配？
AI：动态内存分配在C语言中是一种重要的技术，它允许程序在运行时根据需要分配和释放内存。以下是一些常见的使用动态内存分配的场景：

未知大小的数据结构：

当你需要创建的数据结构的大小在编译时未知，或者取决于用户输入时，动态内存分配非常有用。例如，你可能需要根据用户输入创建一个大小可变的数组。
大型数据集：

对于处理大型数据集，如大型矩阵、图像处理或科学计算，可能需要的内存量很大，而且这些数据通常不会全部同时使用，动态内存分配可以更有效地管理这些资源。
对象池：

在需要频繁创建和销毁对象的场景下，使用动态内存分配可以避免频繁的内存分配和释放带来的性能损耗，通过对象池来重用已分配的内存。
缓存实现：

缓存经常需要根据实际使用情况动态调整大小，动态内存分配允许缓存在需要时增长，在不需要时缩小。
数据库和文件系统：

数据库和文件系统需要动态地存储和检索数据，这些数据的大小和数量往往是动态变化的。
网络编程：

在网络编程中，接收的数据包大小是未知的，因此需要动态分配内存来存储这些数据。
图形和游戏开发：

在图形和游戏开发中，对象的数量和复杂性可能会根据游戏的进程而变化，动态内存分配允许灵活地管理这些资源。
多线程和并发编程：

在多线程环境中，每个线程可能需要自己的数据副本，动态内存分配可以为每个线程分配独立的内存空间。
避免栈溢出：

栈空间有限，对于大型数据结构，使用堆上的动态内存分配可以避免栈溢出的问题。
资源管理：

在嵌入式系统或资源受限的环境中，动态内存分配可以帮助更精细地控制内存使用，优化资源利用。
灵活性和可扩展性：

动态内存分配提供了编写灵活和可扩展代码的能力，因为你可以根据程序运行时的需要来分配内存。
动态内存分配提供了极大的灵活性，但同时也带来了内存泄漏、野指针和内存碎片等潜在问题，因此在使用时需要谨慎管理内存。

2.gets和puts输入输出字符串时AI总会提醒会出现问题，他们是否是标准的用法？
在C语言中，gets 和 puts 确实是标准库函数，它们分别用于字符串的输入和输出。以下是它们的标准用法和一些相关的注意事项：

gets 函数：

gets 函数用于从标准输入（通常是键盘）读取一行字符串，并将其存储在指定的字符数组中。它的原型是 char *gets(char *str)，其中 str 是存储读入数据的缓冲区指针。
需要注意的是，gets 函数存在安全风险，因为它不检查目标缓冲区的大小，可能会导致缓冲区溢出。因此，在实际编程中，推荐使用 fgets 函数替代 gets，因为 fgets 允许指定最大读取字符数，从而避免缓冲区溢出问题。
puts 函数：

puts 函数用于向标准输出设备（通常是屏幕）输出一个字符串，并在字符串末尾自动添加一个换行符。它的原型是 int puts(const char *str)，其中 str 是要输出的字符串。
puts 函数在输出字符串时会自动添加换行符，因此不需要像 printf 那样手动添加 \n。
尽管 gets 和 puts 是C语言中的标准函数，但由于 gets 函数的安全问题，它已经在C11标准中被移除。因此，即使 gets 和 puts 是标准用法，出于安全考虑，gets 函数不推荐使用，而 puts 函数虽然仍然可用，但在输出时需要注意其自动添加换行符的特性。

3.为什么字符串复制不能直接两个字符串相等，还需要用strcpy函数？
在C语言中，字符串是字符数组的序列，以空字符（'\0'）作为结束标志。当你直接使用等号赋值操作符（=）来“复制”两个字符串时，实际上是进行的是指针赋值，而不是内容复制。这意味着两个指针指向的是同一块内存区域，它们共享相同的字符数组。这会导致几个问题：

内存泄漏：如果原始字符串是通过动态内存分配（如 malloc 或 calloc）创建的，那么直接赋值会导致无法释放原始内存，因为两个指针指向的是同一块内存。

修改问题：如果通过一个字符串指针修改了字符串内容（例如，使用 strcat 或直接通过索引赋值），那么另一个字符串也会显示相同的修改，因为它们指向的是同一块内存。

释放问题：如果使用其中一个指针释放了内存，那么另一个指针就会变成“野指针”，指向一个已经被释放的内存区域，这是非常危险的。

因此，为了确保每个字符串都有自己的独立内存区域，需要使用 strcpy 或其他类似的字符串复制函数来创建字符串内容的副本。strcpy 函数会将源字符串（包括空字符）复制到目标字符串，确保两个字符串是完全独立的。

下面是一个使用 strcpy 的示例：

c

include <stdio.h>

include <string.h>

int main() {
char src[] = "Hello, World!";
char dest[20]; // 确保有足够的空间来存储复制的字符串

strcpy(dest, src); // 复制src到dest

printf("Source: %s\n", src);
printf("Destination: %s\n", dest);

return 0;

}
在这个示例中，dest 是一个足够大的字符数组，可以存储 src 的内容。使用 strcpy 函数后，dest 包含了 src 的一个副本，对 dest 的任何修改都不会影响到 src。

需要注意的是，使用 strcpy 时要确保目标字符串有足够的空间来存储源字符串，包括终止的空字符。如果目标空间不足，可能会导致缓冲区溢出，这是一个常见的安全问题。因此，在实际编程中，推荐使用 strncpy 函数，它允许指定最大复制的字符数，从而避免溢出。

基于AI的学习
Hi，我是 Kimi～
很高兴遇见你！你可以随时把网址🔗或者文件📃发给我，我来帮你看看

我学习了《C语言程序设计》第10章字符串的内容，请你以苏格拉底的方式，一次向我提问一个问题

当然可以，让我们开始苏格拉底式的对话。

问题1： 你能告诉我什么是字符串吗？

一串字符

问题2： 那么，这些字符是如何在计算机中存储的呢？

以字符类型的数组方式储存

问题3： 既然字符串是字符类型的数组，那么它们是如何表示字符串的结束呢？

结尾为\0表示字符串的结束

问题4： 这个特殊的字符，我们称之为空字符（null character），它在字符串中扮演着怎样的角色？

代表一个字符串的结束

问题5： 空字符（\0）在字符串中的作用是否仅限于表示结束？它是否还有其他的作用或含义？

我认为只代表字符串的结束

问题6： 非常好，那么在C语言中，当我们使用函数处理字符串时，这些函数是如何知道一个字符串何时结束的？它们是依赖于数组的长度吗？还是依赖于空字符？

这个问题可以帮助我们更深入地理解C语言中字符串处理的机制。

依赖于空字符

问题7： 既然C语言中的字符串处理函数依赖于空字符（\0）来识别字符串的结束，那么如果一个字符串数组中包含了空字符，这些函数会如何反应？它们会认为这是字符串的结束吗？

这个问题可以帮助我们理解字符串处理函数是如何区分字符串中的空字符和用来标识字符串结束的空字符。

会认为这是字符串的结束

问题8： 如果字符串处理函数会将遇到的空字符视为字符串的结束，那么在实际编程中，我们如何避免这种情况？或者说，我们如何确保函数正确地处理包含空字符的字符串？

这个问题引导我们思考如何在编程实践中处理包含特殊字符的字符串，这对于编写健壮的代码非常重要。

编程中给一个字符串赋值不是不用加\0吗？定义结束不是会自动加上\0吗

问题9： 你提到了在编程中给字符串赋值时不需要手动添加空字符（\0），这是在什么情况下成立的？所有的字符串赋值操作都不需要手动添加空字符吗？

这个问题旨在澄清字符串赋值和空字符添加的具体条件，以便更好地理解字符串的存储和处理。

你的回答呢

抱歉，让我们继续。

回答： 在C语言中，当你使用字符串字面量（例如 "hello"）来初始化一个字符数组时，编译器会自动在字符串的末尾添加一个空字符（\0）来表示字符串的结束。例如：

c
char str[] = "hello";
在这个例子中，str 实际上被存储为 h e l l o \0。编译器帮你处理了添加空字符的部分。

然而，如果你通过其他方式给字符串赋值，比如使用 scanf 或者字符串连接函数，你可能需要手动确保字符串以空字符结束。例如：

c
char str[6];
scanf("%5s", str); // 用户输入 "hello"，但不会包含空字符
str[5] = '\0'; // 需要手动添加空字符
在这种情况下，因为 scanf 只会读取到空格之前的字符，所以你需要手动在数组的最后一个位置添加空字符。

这样的处理确保了字符串的正确性和字符串处理函数的正常工作，因为这些函数通常依赖于空字符来判断字符串何时结束。