c语言

c简介

C 语言是一种通用的、面向过程式的计算机程序设计语言。1972 年,为了移植与开发 UNIX 操作系统,丹尼斯·里奇在贝尔电话实验室设计开发了 C 语言。

C 语言是一种广泛使用的计算机语言,它与 Java 编程语言一样普及,二者在现代软件程序员之间都得到广泛使用。

当前最新的C语言标准为 C11 ,在它之前的C语言标准为 C99。

一个c的例子:

#include  //使用预编译#include引入stdio.h头文件(定义了标准输入输出)
int main()    //每个c程序中都必须写一个main函数
{
    /* 我的第一个 C 程序 */
    printf("Hello, World! \n");
    return 0;
    //0表示正常执行,1表示发生错误,当把返回值返回给系统时,系统收到1就中断,系统收到0就继续执行
}

c优点

1、c比较底层,所以高效

2、可以在多种计算机平台上编译

新特性

  • 对齐处理(Alignment)的标准化(包括_Alignas标志符,alignof运算符,aligned_alloc函数以及头文件)。
  • _Noreturn 函数标记,类似于 gcc 的 __attribute__((noreturn))。
  • _Generic 关键字。
  • 多线程(Multithreading)支持,包括:
    _Thread_local存储类型标识符,头文件,里面包含了线程的创建和管理函数。
    _Atomic类型修饰符和头文件。
  • 增强的Unicode的支持。基于C Unicode技术报告ISO/IEC TR 19769:2004,增强了对Unicode的支持。包括为UTF-16/UTF-32编码增加了char16_t和char32_t数据类型,提供了包含unicode字符串转换函数的头文件
  • 删除了 gets() 函数,使用一个新的更安全的函数gets_s()替代。
  • 增加了边界检查函数接口,定义了新的安全的函数,例如 fopen_s(),strcat_s() 等等。
  • 增加了更多浮点处理宏(宏)。
  • 匿名结构体/联合体支持。这个在gcc早已存在,C11将其引入标准。
  • 静态断言(Static assertions),_Static_assert(),在解释 #if 和 #error 之后被处理。
  • 新的 fopen() 模式,("…x")。类似 POSIX 中的 O_CREAT|O_EXCL,在文件锁中比较常用。
  • 新增 quick_exit() 函数作为第三种终止程序的方式。当 exit()失败时可以做最少的清理工作。

环境设置

本地环境设置

如果您想要设置 C 语言环境,您需要确保电脑上有以下两款可用的软件,文本编辑器和 C 编译器(GNU的gcc)

程序结构

C 程序主要包括以下部分:

  • 预处理器指令
  • 函数
  • 变量
  • 语句 & 表达式
  • 注释

编译 & 执行 C 程序

$ gcc hello.c

$ ./a.out

Hello, World!

基本语法

令牌(Tokens)

C 程序由各种令牌组成,令牌可以是关键字、标识符、常量、字符串值,或者是一个符号

注释

1、// 单行注释
2、/* 单行注释 */

3、/*

      多行注释

  */

标识符

C 标识符是用来标识变量、函数,或任何其他用户自定义项目的名称。一个标识符以字母 A-Z 或 a-z 或下划线 _ 开始,后跟零个或多个字母、下划线和数字(0-9)。

C 是区分大小写的编程语言。

C 中的空格

只包含空格的行,C 编译器会完全忽略它。

在 C 中,空格用于描述空白符、制表符、换行符和注释。空格分隔语句的各个部分,让编译器能识别语句中的某个元素(比如 int)在哪里结束,下一个元素在哪里开始。例如:

int size;

数据类型

在 C 语言中,数据类型指的是用于声明不同类型的变量或函数的一个广泛的系统。变量的类型决定了变量存储占用的空间以及如何解释存储的位模式。

C 中的类型可分为以下几种:

序号

类型与描述

1

基本类型:
它们是算术类型,包括两种类型:整数类型和浮点类型

2

枚举类型:
它们也是算术类型,被用来定义在程序中只能赋予其一定的离散整数值的变量。

3

void 类型:
类型说明符 void 表明没有可用的值。

4

派生类型:
它们包括:指针类型、数组类型、结构类型、共用体类型和函数类型。

 

数组类型和结构类型统称为聚合类型函数的类型指的是函数返回值的类型。在

整数类型

下表列出了关于标准整数类型的存储大小和值范围的细节:

类型

存储大小

值范围

char

1 字节

-128 到 127 或 0 到 255

unsigned char

1 字节

0 到 255

signed char

1 字节

-128 到 127

int

2 或 4 字节

-32,768 到 32,767 或 -2,147,483,648 到 2,147,483,647

unsigned int

2 或 4 字节

0 到 65,535 或 0 到 4,294,967,295

short

2 字节

-32,768 到 32,767

unsigned short

2 字节

0 到 65,535

long

4 字节

-2,147,483,648 到 2,147,483,647

unsigned long

4 字节

0 到 4,294,967,295

 

c语言中int类型可以是2字节也可以是4字节,因为是为了实现编译器的那些人可以把int变成对应CPU的的原生长度。

注意,各种类型的存储大小与系统位数有关,但目前通用的以64位系统为主。

为了得到某个类型或某个变量在特定平台上的准确大小,您可以使用 sizeof 运算符。表达式 sizeof(type) 得到对象或类型的存储字节大小。

浮点类型

下表列出了关于标准浮点类型的存储大小、值范围和精度的细节:

类型

存储大小

值范围

精度

float

4 字节

1.2E-38 到 3.4E+38

6 位小数

double

8 字节

2.3E-308 到 1.7E+308

15 位小数

long double

16 字节

3.4E-4932 到 1.1E+4932

19 位小数

头文件 float.h 定义了宏,在程序中可以使用这些值和其他有关实数二进制表示的细节。下面的实例将输出浮点类型占用的存储空间以及它的范围值:

实例

#include 
#include 
int main()
{
  printf("float 存储最大字节数 : %lu \n", sizeof(float));
   printf("float 最小值: %E\n", FLT_MIN );
   printf("float 最大值: %E\n", FLT_MAX );
   printf("精度值: %d\n", FLT_DIG );
   return 0;
}

%E 为以指数形式输出单、双精度实数,详细说明查看 C 库函数 - printf()。

当您在 Linux 上编译并执行上面的程序时,它会产生下列结果:

float 存储最大字节数 : 4

float 最小值: 1.175494E-38

float 最大值: 3.402823E+38

精度值: 6

常用基本数据类型占用空间(64位机器为例)

  •  char : 1个字节
  •  int :4个字节
  •  float:4个字节
  •  double:8个字节

整数

  •  a,默认为10进制 ,10 ,20。
  •  b,以0开头为8进制,045,021。
  •  c.,以0b开头为2进制,0b11101101。
  •  d,以0x开头为16进制,0x21458adf。

小数

单精度常量:2.3f 。

双精度常量:2.3,默认为双精

void 类型

void 类型指定没有可用的值。它通常用于以下三种情况下:

序号

类型与描述

1

函数返回为空
C 中有各种函数都不返回值,或者您可以说它们返回空。不返回值的函数的返回类型为空。例如 void exit (int status);

2

函数参数为空
C 中有各种函数不接受任何参数。不带参数的函数可以接受一个 void。例如 int rand(void);

3

指针指向 void
类型为 void * 的指针代表对象的地址,而不是类型。例如,内存分配函数 void *malloc( size_t size ); 返回指向 void 的指针,可以转换为任何数据类型。

C 变量

变量其实只不过是程序可操作的存储区的名称。C 中每个变量都有特定的类型类型决定了变量存储的大小和布局,该范围内的值都可以存储在内存中运算符应用于变量上

变量的名称可以由字母、数字和下划线字符组成。它必须以字母或下划线开头。大写字母和小写字母是不同的,因为 C 是大小写敏感的。基于前一章讲解的基本类型,有以下几种基本的变量类型:

类型 描述
char 通常是一个字节(八位)。这是一个整数类型。
int 对机器而言,整数的最自然的大小。
float

单精度浮点值。单精度是这样的格式,1位符号,8位指数,23位小数。

double

双精度浮点值。双精度是1位符号,11位指数,52位小数。

c语言_第1张图片

void 表示类型的缺失。

 

C 语言也允许定义各种其他类型的变量,比如枚举、指针、数组、结构、共用体等等,这将会在后续的章节中进行讲解,本章节我们先讲解基本变量类型。

C 中的变量定义

变量定义就是告诉编译器在何处创建变量的存储,以及如何创建变量的存储。变量定义指定一个数据类型,并包含了该类型的一个或多个变量的列表,如下所示:

type variable_list;

在这里,type 必须是一个有效的 C 数据类型,可以是 char、w_char、int、float、double 或任何用户自定义的对象,variable_list 可以由一个或多个标识符名称组成,多个标识符之间用逗号分隔。下面列出几个有效的声明:

int    i, j, k;
char   c, ch;
float  f, salary;
double d;

行 int i, j, k; 声明并定义了变量 i、j 和 k,这指示编译器创建类型为 int 的名为 i、j、k 的变量。

变量可以在声明的时候被初始化(指定一个初始值)。初始化器由一个等号,后跟一个常量表达式组成,如下所示:

type variable_name = value;

下面列举几个实例:

extern int d = 3, f = 5;    // d 和 f 的声明与初始化
int d = 3, f = 5;           // 定义并初始化 d 和 f
byte z = 22;                // 定义并初始化 z
char x = 'x';               // 变量 x 的值为 'x'

不带初始化的定义:带有静态存储持续时间的变量会被隐式初始化为 NULL(所有字节的值都是 0),其他所有变量的初始值是未定义的。

C 中的变量声明

变量声明向编译器保证变量以指定的类型和名称存在,这样编译器在不需要知道变量完整细节的情况下也能继续进一步的编译。变量声明只在编译时有它的意义,在程序连接时编译器需要实际的变量声明。

变量的声明有两种情况:

  • 1、一种是需要建立存储空间的。例如:int a 在声明的时候就已经建立了存储空间。
  • 2、另一种是不需要建立存储空间的,通过使用extern关键字声明变量名而不定义它。 例如:extern int a 其中变量 a 可以在别的文件中定义的。
  • 除非有extern关键字,否则都是变量的定义。
extern int i; //声明,不是定义
int i; //声明,也是定义

实例

尝试下面的实例,其中,变量在头部就已经被声明,但是定义与初始化在主函数内:

实例

#include // 函数外定义变量 x 和 y int x; int y; int addtwonum() { // 函数内声明变量 x 和 y 为外部变量 extern int x; extern int y; // 给外部变量(全局变量)x 和 y 赋值 x = 1; y = 2; return x+y; } int main() { int result; // 调用函数 addtwonum result = addtwonum(); printf("result 为: %d",result); return 0; }

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

result 为: 3

如果需要在一个源文件中引用另外一个源文件中定义的变量,我们只需在引用的文件中将变量加上 extern 关键字的声明即可。

addtwonum.c 文件代码:

#include /*外部变量声明*/ extern int x ; extern int y ; int addtwonum() { return x+y; }

test.c 文件代码:

#include /*定义两个全局变量*/ int x=1; int y=2; int addtwonum(); int main(void) { int result; result = addtwonum(); printf("result 为: %d\n",result); return 0; }

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

$ gcc addtwonum.c test.c -o main
$ ./main
result 为: 3

C 中的左值(Lvalues)和右值(Rvalues)

C 中有两种类型的表达式:

  1. 左值(lvalue):指向内存位置的表达式被称为左值(lvalue)表达式。左值可以出现在赋值号的左边或右边。
  2. 右值(rvalue):术语右值(rvalue)指的是存储在内存中某些地址的数值。右值是不能对其进行赋值的表达式,也就是说,右值可以出现在赋值号的右边,但不能出现在赋值号的左边。

变量是左值,因此可以出现在赋值号的左边。数值型的字面值是右值,因此不能被赋值,不能出现在赋值号的左边。下面是一个有效的语句:

int g = 20;

但是下面这个就不是一个有效的语句,会生成编译时错误:

10 = 20;

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