【C语言初阶】初识c语言

目录

1.什么是c语言

（1） 语言组成

（2）关键字

（3）语法结构

（4）函数

（5）运算符号

2.第一个c语言程序

3.基本数据类型

4.变量和常量

（1）变量

定义变量的方法

变量的分类

变量的使用

变量的作用域和生命周期

（2）常量

5.字符串+转义字符+注释

字符串

转义字符

注释

---

1.什么是c语言

C语言是一门面向过程的计算机编程语言，与C++、Java等面向对象编程语言有所不同。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、仅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。C语言描述问题比汇编语言迅速、工作量小、可读性好、易于调试、修改和移植，而代码质量与汇编语言相当。C语言一般只比汇编语言代码生成的目标程序效率低10%-20%。因此，C语言可以编写系统软件。

---

（1） 语言组成

数据类型

C的数据类型包括：整型（short、int、long、long long）、字符型（char）、实型或浮点型（单精度float和双精度double）、枚举类型（enum）、数组类型、结构体类型（struct）、共用体类型（union）、指针类型和空类型（void）。

常量与变量

常量其值不可改变，符号常量名通常用大写。

变量是以某标识符为名字，其值可以改变的量。标识符是以字母或下划线开头的一串由字母、数字或下划线构成的序列，请注意第一个字符必须为字母或下划线，否则为不合法的变量名。变量在编译时为其分配相应存储单元。

数组

如果一个变量名后面跟着一个有数字的中括号，这个声明就是数组声明。字符串也是一种数组。它们以ASCII的NULL作为数组的结束。要特别注意的是，中括号内的索引值是从0算起的。

指针

如果一个变量声明时在前面使用*号，表明这是个指针型变量。换句话说，该变量存储一个地址，而*（此处特指单目运算符*，下同。C语言中另有双目运算符*）则是取内容操作符，意思是取这个内存地址里存储的内容。指针是C语言区别于其他同时代高级语言的主要特征之一。

指针不仅可以是变量的地址，还可以是数组、数组元素、函数的地址。通过指针作为形式参数可以在函数的调用过程得到一个以上的返回值，不同于return（z）这样的仅能得到一个返回值。

指针是一把双刃剑，许多操作可以通过指针自然的表达，但是不正确的或者过分的使用指针又会给程序带来大量潜在的错误。

字符串

C语言的字符串其实就是以'\0'字符结尾的char型数组，使用字符型并不需要引用库，但是使用字符串就需要C标准库里面的一些用于对字符串进行操作的函数。它们不同于字符数组。使用这些函数需要引用头文件。

文件输入/输出

在C语言中，输入和输出是经由标准库中的一组函数来实现的。在ANSI C中，这些函数被定义在头文件中。

标准输入/输出

有三个标准输入/输出是标准I/O库预先定义的：

stdin标准输入

stdout标准输出

stderr输入输出错误

运算

C语言的运算非常灵活，功能十分丰富，运算种类远多于其它程序设计语言。在表达式方面较其它程序语言更为简洁，如自加、自减、逗号运算和三目运算使表达式更为简单，但初学者往往会觉的这种表达式难读，关键原因就是对运算符和运算顺序理解不透不全。当多种不同运算组成一个运算表达式，即一个运算式中出现多种运算符时，运算的优先顺序和结合规则就会显得十分重要。

---

（2）关键字

关键字又称为保留字，就是已被C语言本身使用，不能作其它用途使用的字。例如关键字不能用作变量名、函数名等标识符。

数据类型关键字

short：修饰int，短整型数据，可省略被修饰的int。

long：修饰int，长整型数据，可省略被修饰的int。

long long：修饰int，超长整型数据，可省略被修饰的int。

signed：修饰整型数据，有符号数据类型。

unsigned：修饰整型数据，无符号数据类型。

restrict：用于限定和约束指针，并表明指针是访问一个数据对象的初始且唯一的方式。

复杂类型关键字

struct：结构体声明。

union：联合体声明。

enum：枚举声明。

typedef：声明类型别名。

sizeof：得到特定类型或特定类型变量的大小。

inline:内联函数用于取代宏定义，会在任何调用它的地方展开。

存储级别关键字

auto：指定为自动变量，由编译器自动分配及释放。通常在栈上分配。与static相反。当变量未指定时默认为auto。

static：指定为静态变量，分配在静态变量区，修饰函数时，指定函数作用域为文件内部。

register：指定为寄存器变量，建议编译器将变量存储到寄存器中使用，也可以修饰函数形参，建议编译器通过寄存器而不是堆栈传递参数。

extern：指定对应变量为外部变量，即标示变量或者函数的定义在别的文件中，提示编译器遇到此变量和函数时在其他模块中寻找其定义。

const：指定变量不可被当前线程改变（但有可能被系统或其他线程改变）。

volatile：指定变量的值有可能会被系统或其他线程改变，强制编译器每次从内存中取得该变量的值，阻止编译器把该变量优化成寄存器变量。

流程控制关键字

跳转结构

return：用在函数体中，返回特定值（如果是void类型，则不返回函数值）。（K&R时期引入）

continue：结束当前循环，开始下一轮循环。

break：跳出当前循环或switch结构。

goto：无条件跳转语句。

分支结构

if：条件语句，后面不需要放分号。

else：条件语句否定分支（与if连用）。

switch：开关语句（多重分支语句）。

case：开关语句中的分支标记，与switch连用。

default：开关语句中的“其他”分支，可选。

---

（3）语法结构

顺序结构

顺序结构的程序设计是最简单的，只要按照解决问题的顺序写出相应的语句就行，它的执行顺序是自上而下，依次执行。

例如：a=3，b=5，现交换a、b的值，这个问题就好像交换两个杯子里面的水，这当然要用到第三个杯子，假如第三个杯子是c，那么正确的程序为：c=a;a=b;b=c，执行结果是a=5,b=c=3，如果改变其顺序，写成：a=b;c=a;b=c；则执行结果就变成a=b=c=5，不能达到预期的目的，初学者最容易犯这种错误。顺序结构可以独立使用构成一个简单的完整程序，常见的输入、计算、输出三步曲的程序就是顺序结构，例如计算圆的面积，其程序的语句顺序就是输入圆的半径r，计算s=3.14159*r*r，输出圆的面积s。不过大多数情况下顺序结构都是作为程序的一部分，与其它结构一起构成一个复杂的程序，例如分支结构中的复合语句、循环结构中的循环体等。

选择结构

顺序结构的程序虽然能解决计算、输出等问题，但不能做判断再选择。对于要先做判断再选择的问题就要使用选择结构。选择结构的执行是依据一定的条件选择执行路径，而不是严格按照语句出现的物理顺序。选择结构的程序设计方法的关键在于构造合适的分支条件和分析程序流程，根据不同的程序流程选择适当的选择语句。选择结构适合于带有逻辑或关系比较等条件判断的计算，设计这类程序时往往都要先绘制其程序流程图，然后根据程序流程写出源程序，这样做把程序设计分析与语言分开，使得问题简单化，易于理解。程序流程图是根据解题分析所绘制的程序执行流程图。

循环结构

循环结构可以减少源程序重复书写的工作量，用来描述重复执行某段算法的问题，这是程序设计中最能发挥计算机特长的程序结构，C语言中提供四种循环，即goto循环、while循环、do while循环和for循环。四种循环可以用来处理同一问题，一般情况下它们可以互相代替换，但一般不提倡用goto循环，因为强制改变程序的顺序经常会给程序的运行带来不可预料的错误。

特别要注意在循环体内应包含趋于结束的语句（即循环变量值的改变），否则就可能成了一个死循环，这是初学者的一个常见错误。

三个循环的异同点：用while和do while循环时，循环变量的初始化的操作应在循环体之前，而for循环一般在语句1中进行的；while循环和for循环都是先判断表达式，后执行循环体，而do while循环是先执行循环体后判断表达式，也就是说do while的循环体最少被执行一次，而while循环和for就可能一次都不执行。另外还要注意的是这三种循环都可以用break语句跳出循环，用continue语句结束本次循环，而goto语句与if构成的循环，是不能用break和continue语句进行控制的。

顺序结构、分支结构和循环结构并不彼此孤立的，在循环中可以有分支、顺序结构，分支中也可以有循环、顺序结构，其实不管哪种结构，均可广义的把它们看成一个语句。在实际编程过程中常将这三种结构相互结合以实现各种算法，设计出相应程序，但是要编程的问题较大，编写出的程序就往往很长、结构重复多，造成可读性差，难以理解，解决这个问题的方法是将C程序设计成模块化结构。

 

• for循环

for循环结构是c语言中最具有特色的循环语句，使用最为灵活方便，它的一般形式为：

for（表达式1;表达式2;表达式3）循环体语句。（其中；不能省略）

表达式1为初值表达式，用于在循环开始前为循环变量赋初值。

表达式2是循环控制逻辑表达式，它控制循环执行的条件，决定循环的次数。

表达式3为循环控制变量修改表达式，它使for循环趋向结束。

循环体语句是在循环控制条件成立的情况下被反复执行的语句。

但是在整个for循环过程中，表达式1只计算一次，表达式2和表达式3则可能计算多次，也可能一次也不计算。循环体可能多次执行，也可能一次都不执行。

先执行表达式2，然后执行循环结构，最后表达式3，一直这样循环下去。

for循环语句是c语言种功能最为强大的语句，甚至在一定程度上可以代替其他的循环语句。

• do  while循环

do循环结构，do 1 while(2);的执行顺序是1->2->1...循环，2为循环条件。

• while循环

while循环结构，while(1) 2;的执行顺序是1->2->1...循环，1为循环条件

以上循环语句，当循环条件表达式为真则继续循环，为假则跳出循环。

（4）函数

C程序是由一组变量或是函数的外部对象组成的。函数是一个自我包含的完成一定相关功能的执行代码段。我们可以把函数看成一个“黑盒子”，你只要将数据送进去就能得到结果，而函数内部究竟是如何工作的，外部程序是不知道的。外部程序所知道的仅限于输入给函数什么以及函数输出什么。函数提供了编制程序的手段，使之容易读、写、理解、排除错误、修改和维护。

C程序中函数的数目实际上是不限的，如果说有什么限制的话，那就是，一个C程序中必须至少有一个函数，而且其中必须有一个并且仅有一个以main为名的函数，这个函数称为主函数，整个程序从这个主函数开始执行。

C语言程序鼓励和提倡人们把一个大问题划分成一个个子问题，对应于解决一个子问题编制一个函数，因此，C语言程序一般是由大量的小函数而不是由少量大函数构成的，即所谓“小函数构成大程序”。这样的好处是让各部分相互充分独立，并且任务单一。因而这些充分独立的小模块也可以作为一种固定规格的小“构件”，用来构成新的大程序。

C语言发展的那么多年来，用C语言开发的系统和程序浩如烟海。在发展的同时也积累了很多能直接使用的库函数。

ANSIIC提供了标准c语言库函数。

（5）运算符号

比较特别的是，位右移（>>）运算符可以是算术（左端补最高有效位）或是逻辑（左端补0）位移。例如，将11100011右移3比特位，算术右移后成为11111100，逻辑右移则为00011100。因算术比特位右移较适于处理带负号整数，所以几乎所有的编译器都是算术比特右移。

运算符的优先级从高到低大致是：单目运算符、算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、条件运算符、赋值运算符（=）和逗号运算符。

---

2.第一个c语言程序

#include 
int main()
{
    printf("hello world\n");
    printf("he he\n");
    return 0;
}
//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.基本数据类型

char        //字符数据类型
short       //短整型
int         //整形
long        //长整型
long long   //更长的整形
float       //单精度浮点数
double      //双精度浮点数

那么每种类型的大小就是：

 

4.变量和常量

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语言用常量表示，会变的量用变量表示；

（1）变量

定义变量的方法

char ch='a';
int age=20;
float high=180.5;

变量的分类

• 局部变量
• 全局变量

#include 
int global = 2019;//全局变量
int main()
{
    int local = 2018;//局部变量
    int global = 2020;//局部变量
    printf("global = %d\n", global);
    return 0;
}

值得注意的是，当局部变量和全局变量同名时，局部变量优先使用。

变量的使用

#include 
int main()
{
    int num1 = 0;
    int num2 = 0;
    int sum = 0;
    printf("输入两个操作数:>");
    scanf("%d %d", &a, &b);
    sum = num1 + num2;
    printf("sum = %d\n", sum);
    return 0;
}

变量的作用域和生命周期

作用域，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。

（2）常量

 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 

#include 
enum Sex
{
 MALE,
 FEMALE,
 SECRET
};
//括号中的MALE,FEMALE,SECRET是枚举常量
int main()
{
    3.14;//字面常量
    1000;//字面常量
    const float pai = 3.14;   //const 修饰的常量
    pai = 5.14;
 #define MAX 100            //#define的标识符常量    
    return 0;
}

5.字符串+转义字符+注释

• 字符串

"hello world!\n"

注意：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。 

接下来展示'\0'的重要性：

这里的arr1为字符串数组，“bit”中本身含有‘\0’,所以能打印bit。

arr2为字符数组，没有‘\0’，所以打印不会结束，bit之后是文字。

而arr3则有‘\0’,所以能打印bit。

• 转义字符

假如我们要在屏幕上打印一个目录： c:\program\test.c ,我们该如何写代码？

#include 
int main()
{
 printf("c:\program\test.c\n");
    return 0;
}

这是我们认为的；但打印出来是：

这里就得介绍一下转义字符：

注意：

1. 区分，斜杠："/" 与 反斜杠："\" ,此处不可互换

2. \xhh 十六进制转义不限制字符个数 '\x000000000000F' == '\xF' ；

所以正确写法应该是：

在屏幕上打印一个单引号和双引号：

printf("%c",'\'');//打印字符的单引号
printf("%s","\"");//打印字符串的双引号

下面来看一个转义字符的应用：

注意：这里的“：”号算一个字符，“\t”算一个字符，“\32”是8进制所代表的字符，而8进制只有0到7，没有8，所以“\328”算为两个字符，结果为14.

• 注释

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

c语言注释风格：

/* xxxxxx*/

缺点：不能嵌套注释。

c++语言注释风格：

// xxxxxx//

可以注释一行也可以注释多行。

---

谢谢大家的阅读，请一键三连，给我最大的支持！！