初始C语言

 基本了解C语言的基础知识，对C语言有一个大概的认识。

每个知识点就是简单认识，不做详细讲解

重点：

• 什么是C语言
• 第一个C语言程序
• 数据类型
• 变量、常量
• 字符串+转义字符+注释
• 选择语句
• 循环语句
• 函数
• 数组
• 操作符
• 常见关键字
• define 定义常量和宏
• 指针
• 结构体

1.什么是C语言？

        C语言是一门通用计算机编程语言，广泛应用于底层开发。C语言的设计目标是提供一种能以简易的方式编译、处理低级存储器、产生少量的机器码以及不需要任何运行环境支持便能运行的编程语言。

        尽管C语言提供了许多低级处理的功能，但仍然保持着良好跨平台的特性，以一个标准规格写出的C语言程序可在许多电脑平台上进行编译，甚至包含一些嵌入式处理器（单片机或称MCU）以及超级电脑等作业平台。

        二十世纪八十年代，为了避免各开发厂商用的C语言语法产生差异，由美国国家标准局为C语言制定了一套完整的美国国家标准语法，称为ANSI C，作为C语言最初的标准。 [1] 目前2011年12月8日，国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）发布的C11标准是C语言的第三个官方标准，也是C语言的最新标准，该标准更好的支持了汉字函数名和汉字标识符，一定程度上实现了汉字编程。

        C语言是一门面向过程的计算机编程语言，与C++，Java等面向对象的编程语言有所不同。

其编译器主要有Clang、GCC、WIN-TC、SUBLIME、MSVC、Turbo C等。

2.第一个C语言程序

#include <stdio.h>
//如果想在屏幕上打印数据，可以使用printf这个库函数
//printf是一个C语言编译器提供的库函数
//库函数的使用，要包含头文件
int main()
{
  printf("hello bit\n");
  printf("he he\n");
  return 0;
  //C语言有一个约定；
//返回0表示正常返回
//返回的是非0，表示异常返回
}
//解释：
//main函数是程序的入口
//一个工程中main函数有且仅有一个

3.数据类型

        为了描述一个对象，需要从各个方面来对该对象进行叙述，即不同的类型来不断对该对象进行贴的刻画。

描述整数：
char     //字符数据类型 - 1字节
short    //短整型 - 2字节
int     //整形 - 4字节
long     //长整型 - 4字节
long long  //更长的整形 - 8字节
描述小数：
float    //单精度浮点数 - 4字节
double    //双精度浮点数 - 8字节
//C语言有没有字符串类型？

计算机存储中的最小单元单位：bit（比特位）

8bit = 1byte（字节）、1024byte = 1KB、1024KB = 1MB、1024MB = 1TB、1024TB = 1PB

注意：存在这么多的类型，其实是为了更加丰富的表达生活中的各种值。

类型的使用：类型+变量名
char ch = 'w';//创建一个变量ch
//并赋予初始（字符）w
int weight = 120;
//创建并赋初值
int salary = 20000;

4.变量、常量

生活中的有些值是不变的（比如：圆周率，性别，身份证号码，血型等等）

有些值是可变的（比如：年龄，体重，薪资）。

不变的值，C语言中用常量的概念来表示，变的值C语言中用变量来表示。

4.1 定义变量的方法

int age = 150;
float weight = 45.5f;
//如果是 float weight = 45.5;
// 小数编译器中默认以为是double
//如果希望是float类型的
//应该在小数后面加上f
char ch = 'w';

4.2 变量的命名

• 只能由字母（包括大写和小写）、数字和下划线（ _ ）组成。
• 不能以数字开头。
• 长度不能超过63个字符。
• 变量名中区分大小写的。
• 变量名不能使用关键字

4.3 变量的分类

• 局部变量
• 全局变量

int global = 2019;//全局变量
int main()
{
int local = 2018;//局部变量
//当局部变量和全局变量同名的时候，局部变量优先使用
//下面定义的global会不会有问题？
int global = 2020;//局部变量
printf("global = %d\n", global);
//%d - 进行十进制数字的打印
return 0;
}

总结：

        上面的局部变量global变量的定义其实没有什么问题的！

        当局部变量和全局变量同名的时候，局部变量优先使用。

变量的使用

#include <stdio.h>
int main()
{
int num1 = 0;//初始化
int num2 = 0;
int sum = 0;
printf("输入两个操作数:>");
//输入两个整数
scanf("%d %d", &num1, &num2);
//scanf 是C语言的函数
//scanf_s 是VS这个IDE提供的
//考虑到程序的可移植性在开头定义
//#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 
sum = num1 + num2;
//输出
printf("sum = %d\n", sum);
return 0;
}
//这里介绍一下输入，输出语句
//scanf - 输入函数
//printf - 输出函数

4.4 变量的作用域和生命周期

作用域：

        作用域（scope）是程序设计概念，通常来说，一段程序代码中所用到的名字并不总是有效/可用的而限定这个名字的可用性的代码范围就是这个名字的作用域。

1. 局部变量的作用域是变量所在的局部范围。
2. 全局变量的作用域是整个工程。

生命周期：

变量的生命周期指的是变量的创建到变量的销毁之间的一个时间段

1. 局部变量的生命周期是：进入作用域生命周期开始，出作用域生命周期结束。
2. 全局变量的生命周期是：整个程序的生命周期。

4.5 常量

C语言中的常量和变量的定义的形式有所差异。

C语言中的常量分为以下以下几种：

• 字面常量
• const 修饰的常变量
• #define 定义的标识符常量
• 枚举常量

//举例
enum Sex
{
MALE,
FEMALE = 5,
SECRET
};//输出的结果：0  5  6
//括号中的MALE,FEMALE,SECRET（可能的取值）是枚举常量
int main()
{
//1.  字面常量演示
3.14;//字面常量
1000;//字面常量

//2.  const 修饰的常变量
const float pai = 3.14f; 
//这里的pai是const修饰的常变量
//pai = 5.14;//是不能直接修改的！

//3.  #define的标识符常量 演示
#define MAX 100
printf("max = %d\n", MAX);

//4.  枚举常量演示
printf("%d\n", MALE);
printf("%d\n", FEMALE);
printf("%d\n", SECRET);
//注：枚举常量的默认是从0开始，依次向下递增1的
//如果中间元素被赋予了数值，则下一个跟着被赋予的数值往下递增
return 0;
}

注：

上面例子上的 pai 被称为 const 修饰的常变量， const 修饰的常变量在C语言中只是在语法层面限制了变量 pai 不能直接被改变，但是 pai 本质上还是一个变量的，所以叫常变量。

C99标准之前，不允许数组的大小使用变量指定，C99标准中，引入了变长数组的概念才可以使用。

vs2019种不支持C99标准

5.字符串+转义字符+注释

5.1 字符串

"hello world.\n"    'a'
//%c - 打印字符
//%s - 打印字符串
//%d - 有符号的整形

单引号引起的叫作字符，这种由双引号（Double Quote）引起来的一串字符称为字符串字面值（String Literal），或者简称字符，而且，每一个字符都对应这自己的ASC码值（对照ASC码表自行查看）。

strlen是string strlen的缩写，用来求字符串的长度（不计算\0），只关注字符串的长度

        arr2中用单引号来初始化字符串，里面没有\0，统计的是\0之前出现多少个字符，所以没有结束标志，生成的是随机值（遇见\0之前的字符个数，不确定，以为我们没有主动输入\0）。

注：

        字符串的结束标志是一个 \0 的转义字符。在计算字符串长度的时候 \0 是结束标志，不算作字符串内容。

#include <stdio.h>
//下面代码，打印结果是什么？为什么？（突出'\0'的重要性）
int main()
{
  char arr1[] = "abc";
  char arr2[] = {'a', 'b', 'c'};
  char arr3[] = {'a', 'b', 'c'， '\0'};
  printf("%s\n", arr1);
  printf("%s\n", arr2);
  printf("%s\n", arr3);
  return 0;
}

可以看出\0在字符串中的作用很重要，而且以字符串的形式输入（“ ”）时字符串中会自己隐藏放一个\0

5.2 转义字符

假如我们要在屏幕上打印一个目录： c:\code\test.c

我们该如何写代码？

#include <stdio.h>
int main()
{
printf("c:\code\test.c\n");
  return 0;
}

实际上程序运行的结果是这样的：

这里就不得不提一下转义字符了。转义字符顾名思义就是转变意思。

下面看一些转义字符。

#include <stdio.h>
int main()
{
  //问题1：在屏幕上打印一个单引号'，怎么做？
  //问题2：在屏幕上打印一个字符串，字符串的内容是一个双引号“，怎么做？
  printf("%c\n", '\'');
  printf("%s\n", "\"");
  return 0;
}

笔试题：

//程序输出什么？
#include <stdio.h>
int main()
{
  printf("%d\n", strlen("abcdef"));
  // \62被解析成一个转义字符
  printf("%d\n", strlen("c:\test\628\test.c"));//14
  return 0;
}

        在这里面用到了我们转义字符表中的转义字符的八进制表示，但是\628当中的\62是别转译为了八进制的ASC码值，8却没有。 为什么？因为在八进制当中只有0-7的数字，当你出现8这个数字的时候会被编译器自动的认为是另外的一个字符。

6.字符

1. 代码中有不需要的代码可以直接删除，也可以注释掉
2. 代码中有些代码比较难懂，可以加一下注释文字

比如：

#include <stdio.h>
int Add(int x, int y)
{
  return x+y;
}
/*C语言风格注释
int Sub(int x, int y)
{
  return x-y;
}
*/
int main()
{
  //C++注释风格
  //int a = 10;
  //调用Add函数，完成加法
  printf("%d\n", Add(1, 2));
  return 0;
}

注释有两种风格：

• C语言风格的注释 /*xxxxxx*/

• 缺陷：不能嵌套注释

• C++风格的注释 //xxxxxxxx

• 可以注释一行也可以注释多行

7.选择语句

C语言是结构化的程序设计语言！！！

如果你好好学习，校招时拿一个好offer，走上人生巅峰。

如果你不学习，毕业等于失业，回家卖红薯。

这就是选择！

#include <stdio.h>
int main()
{
  int coding = 0;
  printf("你会去敲代码吗？（选择1 or 0）:>");
  scanf("%d", &coding);
  if(coding == 1)
 {
   prinf("坚持，你会有好offer\n");
 }
  else
 {
   printf("放弃，回家卖红薯\n");
 }
  return 0;
}

8.循环语句

有些事必须一直做，比如大家，日复一日的学习。

C语言中如何实现循环呢？

1. while语句
2. for语句
3. do ... while语句

//while循环的实例
#include <stdio.h>
int main()
{
  printf("努力学习\n");
  int line = 0;
  while(line<=20000)
 {
    line++;
    printf("我要继续努力敲代码\n");
 }
  if(line>20000)
    printf("好offer\n");
  return 0;
}

9.函数

#include <stdio.h>
int main()
{
  int num1 = 0;
 int num2 = 0;
  int sum = 0;
  printf("输入两个操作数:>");
  scanf("%d %d", &num1, &num2);
  sum = num1 + num2;
  printf("sum = %d\n", sum);
  return 0;
}
上述代码，写成函数如下：
#include <stdio.h>
int Add(int x, int y)
{
 int z = x+y;
 return z;
}
int main()
{
  int num1 = 0;
 int num2 = 0;
  int sum = 0;
  printf("输入两个操作数:>");
  scanf("%d %d", &num1, &num2);
  sum = Add(num1, num2);
  printf("sum = %d\n", sum);
  return 0;
}

函数的特点就是简化代码，代码复用。

10.数组

要存储1-10的数字，怎么存储？

C语言中给了数组的定义：一组相同类型元素的集合

10.1 数组定义

int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};//定义一个整形数组，最多放10个元素

10.2 数组的下标

C语言规定：数组的每个元素都有一个下标，下标是从0开始的。

数组可以通过下标来访问的。

比如：

int arr[10] = {0};
//如果数组10个元素，下标的范围是0-9

10.3 数组的使用

#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 0;
int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
for(i=0; i<10; i++)
{
   printf("%d ", arr[i]);
}
printf("\n");
  return 0;
}

11.操作符

算术操作符

+ - * / %

/ (除号)两端的操作数如果都是整数，执行的是整数除法，至少有一个操作数是浮点数执行的才是浮点数的除法

% 操作符关注的是除法后的余数，操作符的两个操作数必须是整数,如果 a % n = x ，x的取值范围为（0 到 n-1）。

位移操作符（二进制位）

>>

位操作符

& ^ |

赋值操作符

= += -= *= /= &= ^= |= >>=

单目操作符（只有一个操作数）

!      逻辑反操作（C语言里面0表示假，非0表示真）

- 负值

+ 正值

&      取地址

sizeof    操作数的类型长度（以字节为单位）

~      对一个数的二进制按位取反

--      前置、后置--

++      前置、后置++

* 间接访问操作符(解引用操作符)

(类型)    强制类型转换

关系操作符

=赋值
<
<=
!=  用于测试“不相等”
==    用于测试“相等”

逻辑操作符

&&   逻辑与 - 并且

||      逻辑或 - 或者

条件操作（三目操作符）

exp1 ? exp2 : exp3

逗号表达式

exp1, exp2, exp3, …expN

下标引用、函数调用和结构成员

[] () . ->

12.常见关键字

auto  break  case  char  const  continue  default  do  double else  enum

extern float  for  goto  if  int  long  register   return  short  signed

 sizeof  static struct  switch  typedef union  unsigned  void  volatile  while

C语言提供了丰富的关键字，这些关键字都是语言本身预先设定好的，用户自己是不能创造关键字的。

注：关键字，先介绍下面几个

12.1 关键字typedef

typedef 顾名思义是类型定义，这里应该理解为类型重命名。

比如：

//将unsigned int 重命名为uint_32, 所以uint_32也是一个类型名
typedef unsigned int uint_32;
int main()
{
  //观察num1和num2,这两个变量的类型是一样的
  unsigned int num1 = 0;
  uint_32 num2 = 0;
  return 0;
}

12.2 关键字static

在C语言中：

static是用来修饰变量和函数的

1. 修饰局部变量-称为静态局部变量
2. 修饰全局变量-称为静态全局变量
3. 修饰函数-称为静态函数

12.2.1 修饰局部变量

普通的局部变量是放在内存的栈区上面的，进入局部范围，变量创建，出了局部范围变量销毁。

当static修饰局部变量的时候，局部变量是在静态区开辟空间的，这时候的局部变量，出了作用域变量不销毁，下次进去作用域，使用的是上一次遗留的数据。（改变了存储的位置，由栈区 -> 静态区，使得变量的生命周期发生了变化。）

//代码1
#include <stdio.h>
void test()
{
  int i = 0;
  i++;
  printf("%d ", i);
}
int main()
{
int i = 0;
  for(i=0; i<10; i++)
 {
    test();
 }
  return 0;
}
//代码2
#include <stdio.h>
void test()
{
  //static修饰局部变量
  static int i = 0;
  i++;
  printf("%d ", i);
}
int main()
{
    int i = 0;
  for(i=0; i<10; i++)
 {
    test();
 }
  return 0;
}

对比代码1和代码2的效果理解static修饰局部变量的意义。

结论：

        static修饰局部变量改变了变量的生命周期

        让静态局部变量出了作用域依然存在，到程序结束，生命周期才结束。

12.2.2 修饰全局变量

        全局变量是具有外部链接属性的，如果全局变量被static修饰，外部链接属性就变成了内部链接属性，其他源文件就没法再通过链接找到这个符号的。

//代码1
//add.c
int g_val = 2018;
//test.c
int main()
{
  printf("%d\n", g_val);
  return 0;
}
//代码2
//add.c
static int g_val = 2018;
//test.c
int main()
{
  printf("%d\n", g_val);
  return 0;
}

​

代码1正常，代码2在编译的时候会出现连接性错误。

结论：

        一个全局变量被static修饰，使得这个全局变量只能在本源文件内使用，不能在其他源文件内使用。

12.2.3 修饰函数

        函数是具有外部链接属性的，其他源文件想使用函数，需要正确的声明就可以。

        但是函数被static修饰，外部链接属性就变成了内部链接属性，这个时候函数只能在自己所在的.c文件内部使用，不能在外部使用。

//代码1
//add.c
int Add(int x, int y)
{
  return c+y;
}
//test.c
int main()
{
  printf("%d\n", Add(2, 3));
  return 0;
  }
//代码2
//add.c
static int Add(int x, int y)
{
  return c+y;
}
//test.c
int main()
{
  printf("%d\n", Add(2, 3));
  return 0;
}

        代码1正常，代码2在编译的时候会出现连接性错误.

结论：

        一个函数被static修饰，使得这个函数只能在本源文件内使用，不能在其他源文件内使用。

13. #define定义常量和宏

宏的参数是无类型检查的

//define定义标识符常量
#define MAX 1000
//define定义宏
#define ADD(x, y) ((x)+(y))
#include <stdio.h>
int main()
{
  int sum = ADD(2, 3);
  printf("sum = %d\n", sum);
 
  sum = 10*ADD(2, 3);
  printf("sum = %d\n", sum);
 
  return 0;
}

14. 指针

14.1 内存

        内存是电脑上特别重要的存储器，计算机中程序的运行都是在内存中进行的 。

        所以为了有效的使用内存，就把内存划分成一个个小的内存单元，每个内存单元的大小是1个字节。

        为了能够有效的访问到内存的每个单元，就给内存单元进行了编号，这些编号被称为该内存单元的地址(也叫指针)。

        变量是创建内存中的（在内存中分配空间的），每个内存单元都有地址，所以变量也是有地址的。

&（变量名）取出的其实是该变量的第一个字节的地址

#include <stdio.h>
int main()
{
int num = 10;
#//取出num的地址
  //注：这里num的4个字节，每个字节都有地址，取出的是第一个字节的地址（较小的地址）
printf("%p\n", &num);//打印地址，%p是以地址的形式打印
return 0;
}

那地址如何存储，需要定义指针变量。

int num = 10;
int *p;//p为一个整形指针变量
p = #//int*整体是个类型
//*说明p是指针  前面的int说明p这个指针指向的对象是int类型的

（1）指针其实就是地址，地址就是内存单元的编号

（2）把地址进行存储的时候，就可以放到一个变量中，这个变量就是【指针变量】

        口头语中说的指针，一般指的是指针变量。

指针的使用实例：

#include <stdio.h>
int main()
{
int num = 10;
int *p = #
*p = 20;//*是解引用操作符，*p就是通过p中存放的地址，找到p指向的空间
  return 0;
}

以整形指针举例，可以推广到其他类型，如：

#include <stdio.h>
int main()
{
char ch = 'w';
char* pc = &ch;
*pc = 'q';
printf("%c\n", ch);
  return 0;
}

14.2 指针变量的大小

#include <stdio.h>
//指针变量的大小取决于地址的大小
//32位平台下地址是32个bit位（即4个字节）
//64位平台下地址是64个bit位（即8个字节）
int main()
{
  printf("%d\n", sizeof(char *));
  printf("%d\n", sizeof(short *));
  printf("%d\n", sizeof(int *));
  printf("%d\n", sizeof(double *));
  return 0;
}

结论：指针大小在32位平台是4个字节，64位平台是8个字节。%zu是专门用来打印sizeof 的返回值的格式。

15. 结构体

结构体是C语言中特别重要的知识点，结构体使得C语言有能力描述复杂类型。

比如描述学生，学生包含： 名字+年龄+性别+学号 这几项信息。

这里只能使用结构体来描述了。

例如：

//struct（结构体关键字） Stu（结构体标签）
struct Stu
{
  char name[20];//名字
  int age;    //年龄
  char sex[5];  //性别
  char id[15]； //学号
};

结构体的初始化：

//打印结构体信息
struct Stu s = {"张三"， 20， "男"， "20180101"};
//.为结构成员访问操作符
//用法：结构体变量.结构体成员
printf("name = %s age = %d sex = %s id = %s\n", s.name, s.age, s.sex, s.id);
//->操作符
//用法是  结构体指针->结构体成员
struct Stu *ps = &s;
printf("name = %s age = %d sex = %s id = %s\n", ps->name, ps->age, ps->sex, ps-
>id);

​