编程基础

# 编程基础

### 编程语言

我们也可以通过”语言“来控制计算机，让计算机为我们做事情，这样的语言就叫做编程语言（Programming Language）。

编程语言有很多种，常用的有C语言、C++、Java、C#、Python、PHP、JavaScript、Go语言、Objective-C、Swift、汇编语言等

这些具有特定含义的词汇、语句，按照特定的格式组织在一起，就构成了源代码（Source Code），也称源码或代码（Code）。

机器语言是电脑的CPU可直接解读的数据。机器码有时也被称为原生码（NativeCode），汇编语言指令地址寄存器，用助记符（Mnemonics）代替机器指令的操作码，高级语言相对于机器语言，是一种指令集的体系。这种指令集，称机器码（machine code），是电脑的CPU可直接解读的数据）而言。是高度封装了的编程语言。

程序是在内存中运行的，所谓内存，就是我们常说的内存条。

### C与C ++

C是面向过程，

C++ 主要是在C语言的基础上增加了面向对象和泛型的机制，提高了开发效率，以适用于大中型软件的编写。C，C++ 代码都是通过同一个编译器来编译，很难说C++是一门独立的语言还是对C的扩展。

### 进制的转换

#### 将十进制转换为二进制、八进制、十六进制

整数部分：除 N 取余，逆序排列

小数部分：乘 N 取整，顺序排列

#### 将二进制、八进制、十六进制转换为十进制

二进制、八进制和十六进制向十进制转换都非常容易，就是“按权相加”。所谓“权”，也即“位权”。

假设当前数字是 N 进制，那么：

对于整数部分，从右往左看，第 i 位的位权等于Ni-1

对于小数部分，恰好相反，要从左往右看，第 j 位的位权为N-j。

### 单位换算

1Byte = 8 Bit

1KB = 1024Byte = 2**10Byte

1MB = 1024KB = 2**20Byte

1GB = 1024MB = 2**30Byte

1TB = 1024GB = 2**40Byte

1PB = 1024TB = 2**50Byte

1EB = 1024PB = 2**60Byte

在内存中没有abc这样的字符，也没有gif、jpg这样的图片，只有0和1两个数字，计算机也只认识0和1。所以，计算机使用二进制，而不是我们熟悉的十进制，写入内存中的数据，都会被转换成0和1的组合。

### 软件的运行

对于读写速度，内存 > 固态硬盘 > 机械硬盘。机械硬盘是靠电机带动盘片转动来读写数据的，而内存条通过电路来读写数据，电机的转速肯定没有电的传输速度（几乎是光速）快。虽然固态硬盘也是通过电路来读写数据，但是因为与内存的控制方式不一样，速度也不及内存。

双击图标，操作系统就会知道你要运行这个软件，它会在硬盘中找到你安装的软件，将数据（安装的软件本质上就是很多数据的集合）复制到内存。CPU直接与内存打交道，它会读取内存中的数据进行处理，并将结果保存到内存。如果需要保存到硬盘，才会将内存中的数据复制到硬盘。

例如，打开Word文档，输入一些文字，虽然我们看到的不一样了，但是硬盘中的文档没有改变，新增的文字暂时保存到了内存，Ctrl+S才会保存到硬盘。因为内存断电后会丢失数据，所以如果你编辑完Word文档忘记保存就关机了，那么你将永远无法找回这些内容。

### 虚拟内存

操作系统（Operating System，简称 OS）为我们解决了这个问题：当程序运行需要的空间大于内存容量时，会将内存中暂时不用的数据再写回硬盘；需要这些数据时再从硬盘中读取，并将另外一部分不用的数据写入硬盘。这样，硬盘中就会有一部分空间用来存放内存中暂时不用的数据。这一部分空间就叫做虚拟内存（Virtual Memory）。

硬盘与内存进行读取、写入的交互，内存与CPU进行读取、写入的交互。

ASCII——编码专门针对英文的字符集

ASCII 是“American Standard Code for Information Interchange”的缩写，翻译过来是“美国信息交换标准代码”。看这个名字就知道，这套编码是美国人给自己设计的。C语言有时候使用 ASCII 编码，有时候却不是

标准 ASCII 编码共收录了 128 个字符，其中包含了 33 个控制字符（具有某些特殊功能但是无法显示的字符）和 95 个可显示字符。

被称为统一码，万国码的Unicode于1994年正式公布第一个版本，现在容纳100多万个符号Unicode是一套字符集

（字符集与字符码？）

Unicode有三种编码

UTF(Unicode transformation format Unicode 转换格式)

UTF-8 一种变长的编码方案，使用1-6个字节来存储

UTF-32 一种固定长度的编码方案，不管字符编号大小，始终以四个字节来存储

UTF-16 介于utf-8 utf-32之间，使用2/4来存储

以上三种，只有UTF8兼容ASCII