C语言项目实战50问

📚 共计 50 章节

C语言与嵌入式开发

从Hello World到点亮LED，理解程序在单片机上的运行本质。

嵌入式入门

变量与内存

深入理解变量的存储类型、作用域、生命周期以及内存四区模型。

内存作用域

指针的本质

指针就是地址，理解指针与数组、指针与函数、多级指针的底层逻辑。

数组与指针的纠缠

数组名是常量指针，指针运算与数组遍历，数组作为函数参数退化为指针。

字符串与字符指针

字符串的存储方式，字符数组与字符指针的区别，常用字符串函数实现。

字符串字符指针

结构体与内存对齐

结构体定义、初始化、嵌套，内存对齐规则与#pragma pack的使用。

结构体对齐

动态内存管理

malloc/calloc/realloc/free，内存泄漏、野指针、内存碎片问题。

动态内存泄漏

函数与函数指针

函数调用栈、递归、回调函数、函数指针数组实现状态机。

函数指针回调

预处理与宏

#define、#include、条件编译、#与##运算符、宏的陷阱。

位操作与嵌入式应用

位与、位或、位异或、取反、左移右移，寄存器位操作实战。

位操作寄存器

单向链表的创建、插入、删除、遍历，头节点与头指针。

双向链表、循环链表、内核链表实现。

双向链表循环

顺序栈、链式栈、循环队列、链式队列的实现与应用。

二叉树与递归

二叉树的创建、前中后序遍历、层序遍历、递归思想。

二叉树递归

排序算法（上）

冒泡、选择、插入排序，时间复杂度与稳定性分析。

排序算法（下）

快速排序、归并排序、堆排序，分治思想与递归实现。

高级排序分治

顺序查找、二分查找、哈希查找，哈希冲突解决。

文件操作（上）

fopen/fclose/fread/fwrite/fprintf/fscanf，文本与二进制文件。

文件IO标准库

文件操作（下）

文件随机读写、文件缓冲区、标准设备文件。

随机读写缓冲区

编译链接原理

预处理、编译、汇编、链接，静态库与动态库的制作。

Makefile与工程管理

Makefile语法、变量、自动推导、多目录工程构建。

GDB调试艺术

断点、单步、查看变量、调用栈、core dump分析。

代码风格与规范

命名规范、注释规范、代码布局、模块化设计。

模块化编程

头文件设计、源文件分离、static与extern的正确使用。

模块化static

状态机编程

有限状态机的C语言实现，事件驱动与状态转移表。

状态机事件驱动

环形缓冲区

生产者消费者模型，无锁环形缓冲区的实现。

缓冲区无锁

协议解析实战

串口通信协议，帧头帧尾校验，状态机解析。

CRC原理，CRC8/CRC16/CRC32的C语言实现。

cJSON库的使用，JSON的创建与解析。

INI配置文件解析

键值对解析，节区管理，读写实现。

日志系统设计

分级日志、时间戳、文件滚动、异步写入。

断言与错误处理

assert、errno、异常处理模式。

CUnit/Unity框架使用，测试用例编写，覆盖率。

坏味道识别，提取函数，消除重复，优化结构。

设计模式（上）

单例模式、工厂模式、观察者模式的C语言实现。

设计模式单例

设计模式（下）

策略模式、命令模式、适配器模式的C语言实现。

策略适配器

多线程基础

pthread创建、等待、退出，线程同步问题。

多线程pthread

互斥锁与条件变量

互斥锁、读写锁、条件变量的使用与死锁避免。

互斥锁条件变量

POSIX信号量，生产者消费者问题，哲学家就餐问题。

信号量同步

网络编程基础

socket、bind、listen、accept，TCP客户端服务器。

select、poll、epoll的原理与使用，高并发服务器。

非阻塞IO与异步IO

fcntl设置非阻塞，aio异步读写。

非阻塞异步

signal/sigaction，信号集，可重入函数。

信号可重入

定时器实现

alarm、setitimer、timerfd，时间轮算法。

定时器时间轮

内存池设计

固定大小内存池，伙伴算法，slab分配器思想。

原子操作与无锁编程

GCC原子内置函数，CAS操作，无锁队列。

原子操作无锁

C语言与硬件交互

寄存器映射、中断服务函数、volatile关键字。

Bootloader设计

启动流程、分区管理、固件升级。

Bootloader固件

RTOS任务管理

任务创建、调度、同步，FreeRTOS源码分析。

综合项目实战

智能家居网关，从需求分析到系统交付的全流程。

项目智能家居