本节将结束对初识C语言的概述,只追求大概,不求精细。
本节包括的内容有操作符,常见关键字,#define定义常量和宏,指针以及结构体。
操作符
首先第一部分操作符
分类如上,具体不再用文字阐述。
算术操作符
首先算术操作符,有除号值得一讲,若想得浮点数,两端操作数至少有一个为浮点数,否则就算变量用float定义也不行。
int main() { //除号任意两端有浮点数则,进行浮点数除法 //全为整数则进行整数除法 float a = 5 / 2; printf("%f\n", a);//2.0000 float b = 5.0 / 2; printf("%f\n", b);//2.5000 float c = 5 / 2.0; printf("%f\n", c);//2.5000 float d = 5.0 / 2.0; printf("%f\n", d);//2.5000 return 0; }
移位操作符
接下来是移位操作符,分为左移和右移,右移较复杂先不讲,先讲左移。按二进制位向左移动一位,即把32个bit的二进制序列写出来,整体向左移动一位,左侧移出去就删去,右侧补零。
当然如果你写的多的话就可以看出来左移一位即十进制数字乘以二。
具体看代码
int main() { //00000000 00000000 00000000 00001100 - 12 //00000000 00000000 00000000 00011000 - 24 int a = 12; int b = a << 1; printf("%d\n", b); //00000000 00000000 00000000 00000110 - 6 //00000000 00000000 00000000 00001100 - 12 int c = 6; int d = c << 1; printf("%d\n", d); //00000000 00000000 00000000 00000010 - 2 //00000000 00000000 00000000 00000100 - 4 int e = 2; int f = e << 1; printf("%d\n", f); //由2^0左移一位为2^1; //由2^1左移一位为2^2; //由2^2+2^3左移一位为2^3+2^4; //二进制左移一位即十进制乘以二 return 0; }
位操作符
接下来是位操作符,有按位与,按位异或和按位或,按位与和按位或是反义的。
具体方法是将两个操作数的二进制位写出来,相应位对比。
按位与:有0则0,全1则1。
按位异或:相同为0,相异为1。(异或嘛~)
按位或:有1则1,全0才0。
具体看代码
int main() { int a = 3; int b = 5; //00000000000000000000000000000011 - a //00000000000000000000000000000101 - b //00000000000000000000000000000001 - a & b //对应的二进制位有0就为0,全是1则为1 int c = a & b; printf("%d\n", c);//1 //00000000000000000000000000000011 - a //00000000000000000000000000000101 - b //00000000000000000000000000000110 - a ^ b //对应的二进制位相同为0,相异为1 int d = a ^ b; printf("%d\n", d);//6 //00000000000000000000000000000011 - a //00000000000000000000000000000101 - b //00000000000000000000000000000111 - a | b //对应二进制位有1就是1,全为0才得0 int e = a | b; printf("%d\n", e);//7 return 0; }
赋值操作符没什么好讲的,也就把a=a+1简写成了a+=1这样差不多的操作符。
单目操作符
接下来是单目操作符
逻辑反操作!
首当其冲是逻辑反操作!,这就涉及到了真假的问题。C语言中规定非0就是真,只有0是假。所以!上一个任意不为零的数都是0,但!0呢,规定!0就为1。
sizeof是个操作符,这也是很多人会忽略的一点。
按位取反~,经过上面移位和位操作符的讲解,应该不难得出按位取反的含义,就是把二进制位列出来然后1变0,0变1。
当然不止上面这么简单,正数是这样,那负数呢?
首先负整数时有符号的整数,二进制位最高位如果是0,则该数为正数,如果时1,则为负数。
其实计算机在内存中存储整数的时侯呀,存储的是二进制,这大家都知道。然而一个整数的二进制的表示形式有三种分别是 原码,反码,补码
如果是正数,那么原码反码补码相同,那如果是负数呢,它的原反补是需要计算的。
其次我们应该知道原反补是如何计算的。反码,原码符号位不变,其他位按位取反。补码,反码+1。
但是最重要也是最容易让初学者混淆的一点是,计算机存储整数时,往内存里存的是补码,而不是大多数人想象的原码,这就需要我们反过来计算原反补了。
可以以0为例,0的二进制位全为0,所以可以看成是个正数,所以其原反补相同。
如果我们想知道~0(对0按位取反)是个什么结果的话,
1.先对0的补码按位取反的~0的补码,
2.再反过来计算,补码-1得反码,
3.然后再符号位不变,其他按位取反得其原码,
4.这样就得到了~0的原码,就可计算其十进制数了
由此可得的重要结论,对一个数按位取反,反的是二进制位的补码!
int main() { //整数在内存中存储的时候,存储的是二进制 //一个整数的二进制表示有3种形式:原码,反码,补码 //正整数:原码,反码,补码相同; //负整数:原码,反码,补码需计算; //有符号的整数,最高位是0,表示为正, // 最高位是1,表示为负; //eg: // int a = 1; //00000000000000000000000000000001 - 原码 //00000000000000000000000000000001 - 反码 //00000000000000000000000000000001 - 补码 // int a = -1; //10000000000000000000000000000001 - 原码 //11111111111111111111111111111110 - 反码 - 符号位不变,其他位按位取反 //11111111111111111111111111111111 - 补码 - 反码+1 //内存存储整数时,存储的是二进制的补码 //计算时也是从补码开始计算 //~按(二进制)位取反 int b = 0; printf("%d\n", ~b);//-1 //00000000000000000000000000000000 - 0的补码 //11111111111111111111111111111111 - ~0的补码 //11111111111111111111111111111110 - ~0的反码 //10000000000000000000000000000001 - ~0的原码 //故由0的补码得~0的补码,补码-1得反码,再(符号位不变)按位取反得原码; //最后原码代表的就是结果的二进制序列; return 0; }
操作符++,--
操作符++,--,值得一提。很多学校喜欢考各种各样的奇葩++--题,不同的编译器得到的结果可能不同,所以那就是道错题。
在真正编程时,使用++,--就老老实实使用。别搞别人看不懂的那一套,没意思的,实力不是靠那个体现出来的。就分为前置和后置,也就是先++,在使用,还是先使用,再++的区别。
int main() { int a = 2; //a = a + 1; //a += 1; //printf("%d\n", a); //前置++;后置++; int c = ++a;//前置++;先++,后使用 printf("++a=%d\n", c);//3 printf(" a=%d\n", a);//3 a = 2; int d = a++;//后置++;先使用,后++ printf("a++=%d\n", d);//2 printf(" a=%d\n", a);//3 a = 2; int e = --a;//前置--;先--,后使用 printf("--a=%d\n", e);//1 printf(" a=%d\n", a);//1 a = 2; int f = a--;//后置--;先使用,后-- printf("a--=%d\n", f);//2 printf(" a=%d\n", a);//1 return 0; }
取地址操作符和解引用操作符是一对,放在指针部分再讲。
关系操作符没什么好讲的,和数学上一个含义。
逻辑操作符
逻辑操作符嘛,就如同数学里的逻辑真假一样,逻辑与和逻辑或,分别是并且和或者的关系,他们两边分别是两个条件,如果两个都为真,逻辑与表达式就为真。如果两个有一个真的,逻辑或表达式就是真。
int main() { //逻辑与 - &&(并且) //逻辑或 - ||(或者) int a = 1; int b = 4; if ((a = 1) && (b = 4)) { printf("&&\n"); } if ((a = 3) || (b = 4)) { printf("||\n"); } return 0; }
条件操作符
条件操作符,x?y1:2,?的两边分别是两个条件,前面的成立则整个表达式的值为1,反正则2。
逗号表达式
逗号表达式,( , , ,) ,如这样的一个例子,每一个表达式都是一个算式,从左向右依次计算,最后一个表达式的结果作为整个逗号表达式的值。
//条件操作符(三目操作符) int main() { int a = 10; int b = 0; //if (a == 5) //{ // b = -6; //} //else //{ // b = 6; //} b = (a = 5) ? (6) : (-6); printf("%d\n", b); return 0; } //逗号表达式 //( , , ... , ); //表达式从左向右计算,整个表达式的结果为最后一个表达式的值 int main() { int a = 0; int b = 3; int c = -1; int d = (a = b - 5, b = a + c, c = a + b, c -= 5); printf("%d\n", d); return 0; }
OK,关于操作符的内容就先介绍到这儿。
下面是关键字的内容。
常见关键字
上图为常见关键字的思维导图,接下来请随我一同探讨。
这些是C语言里常见的各种关键词,下面将对其部分稍作讨论。
typedef
首先是typedef,翻译来就是类型重命名。顾名思义,就是将定义变量的类型的名字如int,char等,重新取个名字代替。当然一般用于非常长的类型名如unsigned int这样,或者是结构体类型。 如此之后就可以把unsigned int 改写成 unint了。
//typedef 变量类型重命名 typedef unsigned int unint;
extern
然后是extern,翻译过来就是外部的意思,故用于声明引用外部(其他.c文件)的文件或者是函数等,但由于函数自带外部链接属性,所以一般不用于声明外部函数。用法如extern int g_val;(g_val是外部的变量)
static
紧接着是static,它分别有修饰局部变量,修饰全局变量和修饰函数三种不同的用法,但个人认为修饰全局变量和函数的意义相同。
修饰局部变量
修饰局部变量时,使其出作用域不会被销毁,准确的来说就是延长了他的生命周期,但不影响作用域。
修饰全局变量和函数
修饰全局变量和函数时,会使其外部链接属性失效,也是就使其不可以再其他源文件中被使用。
void test() { //修饰局部变量 //改变其生命周期,不影响作用域 static int a = 1; a++; printf("%d ", a); } int main() { int i = 0; while (i < 10) { test(); i++; } //static修饰全局变量 printf("%d\n", g_val); int a = 10; int b = 20; //static修饰的函数 int c = Add(a, b); printf("%d\n", c); return 0; }
//static修饰全局变量 //使其不可跨文件使用(外部链接属性失效) static int g_val = 2021; //static修饰的函数 //函数被static修饰,使其外部链接属性变内部链接属性 static int Add(int x, int y) { return x + y; }
其它
其它如,auto,goto,register,union,稍微了解一下。
#define定义常量和宏
定义常量
定义常量时,也是非常简单,例如:#define N 10; 就定义了一个不可被修改的常量其值为10。
定义宏
#define MAX(x,y) (x>y?x:y)
类似于函数,但又有别于函数,MAX(x,y)是宏,(x>y?x:y) 是宏体。MAX(x,y),像是函数名和传参放在一块,()就像是函数内容。
//定义常量 #define NUM 100 //定义宏 #define MAX(X,Y) (X>Y?X:Y) int main() { printf("%d\n", NUM); int a = 0; int b = 10; int c = MAX(a, b); //实际操作,替换宏体 //int c = (a > b ? a : b); printf("%d\n", c); return 0; }
指针
指针一直是我之前自学的时候最害怕的内容,但这次初识C语言让我消除了对指针的恐惧,一步步的了解指针。
指针嘛,指向变量的内存地址,故讲指针之前必须把内存搞清楚。
内存单元
为了可以有效使用内存,我们把内存划分了一个个小的内存单元,每个内存单元的大小为1byte。
我们需对内存进行编号,当然需要二进制位序列表示(默认我们是32位机器)。
每个二进制序列有32个bit,从数学全排列角度看,一共有2的32次方种排列可能(32个全0到32个全1)。
所以若想对其进行编号,不如一人一个码(一个内存单元用一个二进制序列表示)。并且我们把这些编号成为地址。
当然,二进制也可以转化为十进制或者十六进制,所以我们再调试时调用内存会看到自动显示为十进制数字。
我们了解了内存,现在我们看看如何取出内存的地址
int main() { int num = 1;//先创建一个变量 #//然后取出它的地址 printf("%p",&num);//最后以%p的形式打印地址 return 0; }
这样我们就得到了num的地址,以十六进制数字展示。
指针变量
我们讲清楚了内存,现在再来看看指针。
我们既然已经得到了地址,那我们如何去储存这些东西呢,这是程序员们就想到了一种东西叫指针变量,它用于存放地址。
关于该(指针)变量如何定义看下列代码。
#includeint main() { int num = 10; int *p = # *p = 20; return 0; }
上述代码中我们可以看到,指针变量的类型时 int * 。而有了指针变量后,在其前面加上*有个可以改变原变量的值。当然之所以是int*而不是char*,是因为原变量是int型的。
&取地址操作符,*解引用操作符
这里我们介绍一下,两个操作符分别是&取地址操作符和*解引用操作符。
&+变量名 可以取出变量的地址。
*+指针变量名 就可以把它当作原变量使用,通过这样就可以进行改变原变量的这样一系列的操作
可以说 pa = &a , *pa = a。
类型所占空间
那么我们既然知道了有种变量叫指针变量,那么他们的类型大小是多少呢?
答案是每种指针变量类型大小都为4个字节(32位机器),因为指针变量存放地址,地址为二进制序列,32个bit,正好占4个byte。当然64位机器就是8个字节。
结构体
结构体的出现使得C语言具有了描述复杂类型的能力。
C语言的类型int,char,float等可以描述很多东西,但是这毕竟太单一,使用结构体可以描述更复杂的对象。
比如最经典的例子,如学生,书籍等。
定义结构体
描述学生的信息有名字,性别,年龄,学号等,下面且与我一同欣赏如何定义学生结构体。(记得大括号后面有个分号,vs2019自动带上)
struct stu { char name[20];//姓名 int age;//年龄 char sex[5];//性别 char id[20];//学号 };
或者是针对书籍的描述,有书名,价格,作者名等
struct book { char name[20]; int price; char author[20]; };
注意,struct stu 这一整个相当于 int float double 。
这样我们就完成了结构体变量类型的定义。
下面我们定义一个个的学生(结构体)变量。
//创建结构体变量 struct stu s1 = {"芜湖大司马",40,"男","2020313222"}; struct stu s2 = {"lisa",22,"女","2020313232"}; struct book b1 = {"C语言详解",55,"谭浩强"};
使用结构体变量
创建好了我们如何去使用呢?最简单的输出方式,使用操作符 .
形式上是 结构体变量.成员名。
//输出1 printf("name: %s,age: %d,sex: %s,id: %s\n", s1.name, s1.age, s1.sex, s1.id); printf("书名: %s,价格: %d,作者: %s\n", b1.name, b1.price, b1.author);
既然这样可以的话,我们还可以定义指针变量代替变量名,用(*pb)代替b1。
struct book * pb = &b1; //先定义一下指针变量 printf("%s %d %s\n", (*pb).name, (*pb).price, (*pb).author); //指针变量解引用,就可以当作原变量使用
当然有更方便的操作符 ->,这样我们可以直接使用指针啦,如结构体指针->成员名。
struct book * pb = &b1; //别忘了定义指针 printf("%s %d %s\n", pb->name, pb->price, pb->author); //指针变量名直接加 —> 再加成员名
直到这里我们初识C语言的内容就讲完了,非常感谢您的观看,创作着实不易。
总结
本篇文章就到这里了,希望能给你带来帮助,也希望您能够多多关注脚本之家的更多内容!