Учебник Язык C с нуля для начинающих

Программа курса

1. 1 Основы C

   1. Что такое язык C и зачем он нужен

      Знакомство с языком C: история, область применения, почему он до сих пор фундамент всего системного программирования.

   2. Первая программа: компиляция и запуск

      Пишем и компилируем первую программу на C, разбираем main, include, printf и команду gcc по шагам.

   3. Переменные и базовые типы данных

      Целые, вещественные и символьные типы в C, объявление переменных, размеры типов и почему в C тип важен как нигде.

   4. Ввод-вывод: printf и scanf

      Форматированный вывод printf и ввод scanf, спецификаторы формата, главная опасность scanf и как читать данные безопасно.

2. 2 Операторы и управление

   1. Арифметические и логические операторы

      Операторы C: арифметика, целочисленное деление и остаток, сравнение, логика, инкремент. Главные ловушки приоритета и деления.

   2. Условные операторы: if, else, switch

      Ветвление в C: if/else if/else, тернарный оператор, switch с break. Почему отсутствие break приводит к проваливанию.

   3. Циклы: for, while, do-while

      Три вида циклов C, их устройство и выбор, операторы break и continue, классические ошибки вроде бесконечного цикла и off-by-one.

3. 3 Функции

   1. Объявление и вызов функций

      Функции в C: определение, параметры, возвращаемое значение, зачем нужны прототипы и как организован вызов.

   2. Передача аргументов: по значению

      Главный принцип C: аргументы передаются по значению (копией). Почему функция не может изменить переменную вызывающего без указателя.

   3. Область видимости и время жизни переменных

      Локальные, глобальные и static-переменные в C, разница между областью видимости и временем жизни, где живут переменные в памяти.

   4. Рекурсия в C

      Рекурсивные функции в C, базовый случай и шаг рекурсии, стек вызовов, опасность переполнения стека и когда рекурсия оправдана.

4. 4 Указатели

   1. Что такое указатель и адрес

      Указатели в C с нуля: адрес переменной, оператор &, разыменование *, объявление указателя. Самая важная тема языка.

   2. Указатели и функции: изменяем аргументы

      Передача указателей в функции, чтобы менять переменные вызывающего. Классический пример swap. Возврат нескольких значений через указатели.

   3. Указатели и арифметика адресов

      Арифметика указателей в C, как p+1 учитывает размер типа, связь указателей и массивов, проход по данным через указатель.

   4. Динамическая память: malloc и free

      Ручное управление памятью в C: malloc, calloc, realloc и free, куча против стека, утечки памяти и use-after-free.

5. 5 Массивы и строки

   1. Одномерные массивы

      Массивы в C: объявление, индексация, расположение в памяти, отсутствие проверки границ и как безопасно работать с длиной.

   2. Строки как массивы символов

      Строки в C — это массивы char с нуль-терминатором. Зачем нужен символ нуля, как устроены строковые литералы, чем опасны строки.

   3. Стандартные функции работы со строками

      Библиотека string.h: strlen, strcpy, strcat, strcmp и их безопасные версии. Почему strcpy опасна и чем её заменить.

   4. Многомерные массивы

      Двумерные массивы в C: объявление матриц, расположение по строкам в памяти, доступ по двум индексам, обход вложенными циклами.

6. 6 Структуры и память

   1. Структуры: объединяем данные

      Структуры struct в C: объявление, доступ к полям, расположение в памяти, выравнивание и padding, структуры как параметры функций.

   2. Указатели на структуры и оператор стрелки

      Указатели на структуры в C, оператор стрелки как сокращение для разыменования с полем, динамические структуры через malloc, основа связных структур данных.

   3. Перечисления, typedef и объединения

      Производные типы C: enum для именованных констант, typedef для псевдонимов типов, union для разделяемой памяти. Когда что применять.

   4. Управление памятью и безопасный C

      Итоговый урок: модель памяти C целиком, классы уязвимостей, инструменты valgrind и AddressSanitizer, чеклист безопасного программирования на C.