C语言入门高级教学（上）

导语

本篇博客主要是向大家初步介绍一下C语言的基础内容，并没有深入地去探究，只是让大家对c语言有一个初步的认识，为后期深入学习c语言打基础。由于作者本人也是一名初学者，因此难免会有错误的地方，希望读者谅解，能够指出我的错误。另外，由于c语言内容较多，所以分成两篇，希望这篇博客能对大家有所帮助。

目标

初步了解c语言的基础知识，对c语言有一个大概的认识。

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一,c语言简介

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。其实C并非初创的语言，其前身为B。它诞生于大名鼎鼎的贝尔实验室，一名叫KEN THOMPSON的技术人员用B发明游戏却玩不了->自己发明UNIX来玩->同事D.M.Ritchie也想玩->两人发明了C。当然作者发明的动机就是：改进B来玩游戏……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。 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。

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2，c语言的特点

• 简单紧凑，灵活方便
  c语言只有32个关键字，9种控制语句，程序书写自由。
• 运算符和数据结构丰富
  c共有34种运算符。c把括号，赋值，强制类型转化也作为运算符处理。可以实现其他高级语言难以实现的运算。c有多种数据结构，整形，实型，指针类型，结构体类型等等，并且引入了指针，使程序效率更高。
• 适用范围大，可移植性好
  c可以适用于多种操作系统，如DOS,UNIX,也适用于多种机型。
• c语言的语法限制不严格，程序自由度大
  一般的高级语言语法检查比较严格，而c语言允许程序编写者有较大的自由度。
• 缺点：c语言的错误不易察觉
  特别是使用指针中出现的错误往往不易察觉，有句话说得好，要想自由，就必须时刻保持警惕。

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二， 第一个c语言程序

#include//stdio.h称为头文件 包含头文件
//h=head,std=stdandard,i=input,o=output 标准输入输出函数
int main()//main函数是程序的入口，main函数有且仅有一个
{
	printf("Hello world\n");
	//c的输入输出函数printf()的作用是输出一个字符串
	//printf是c语言提供给我们的库函数，调用它，需要包含头文件
	return 0;// 返回一个整数0
	}

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三，数据类型

在程序的指导下，计算机可以做很多事，例如，数值计算，数据排序，拨打电话等等，要完成这些事情，程序需要使用数据，即承载数据的信息和字符，而这些数据有不同的类型。用生活中的事来举例。
人的姓名*** - 字符串
物品的价格23.5￥ - 浮点型
操场的长度400m - 整形

这里简单总结了一些常用的的数据结构

数据类型符号	数据类型	输出格式	字节
char	字符型	%c	1
short（int )	短整型	%d	2
int	整形	%d	4
long(int)	长整型	%d	4
long long	长长整形	%d	8
float	单精度浮点型	%f	4
double	双精度浮点型	%lf	8
long double	长双精度浮点型	%llf	8

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注意：sizeof是用来计算数据类型所占字节数的操作符

字节是什么呢？首先，计算机的所有指令和数据都是存在计算机的存储部件——内存中，内存中的存储单元是一个线性地址表，按字节进行编址，即每个字节的内存单元中都对应着一个唯一的地址。

下图是计算机中的内存大小的单位

有一些注意的地方，希望大家看一下（别问我为什么不敲，问就是懒）

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四， 常量和变量

我们可以观察到生活中有些值是不变的，比如圆周率，性别，身份证号，血型等等；而有些值是可以改变的，例如，人的身高，体重，年龄等等。对于不变的值，c语言用常量来表达，可变的数值，c语言用变量来表达。

1，定义变量的方法

#include
int main()
{
	int age = 18;
	float height = 1.75;
	char ch = "w";
	return 0;
}

2,变量的分类

• 局部变量
• 全局变量
  {}里面的变量是局部变量
  {}外面的变量是全局变量

#include
int age = 20;//全局变量
int main()
{
	int age = 18;//局部变量
	float height = 1.75;//局部变量
	printf("age = %d\n",age);//18
	return 0;
}

总结：上面的局部变量的定义其实没有什么问题，当局部变量和全局变量同名时，局部变量优先使用。

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3，变量的使用

#include 
int main()
{
int num1 = 0;//开辟一块内存空间
int num2 = 0;
int sum = 0;
printf("输入两个操作数:>");
scanf("%d %d", &num1, &num2);//scanf是c语言的标准输入函数
//代表输入两个整数，&为取地址操作符，将输入的数据存入num1,num2的内存空间
sum = num1 + num2;
printf("sum = %d\n", sum);
return 0;
}

这里可能会遇到如下问题：

解决方法请点击下面的链接
https://editor.csdn.net/md/?articleId=124087600

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4， 变量的作用域和生命周期

int main()
{
	{
		int a = 0;
		a = 12;
		printf("%d\n", a);
	}
	printf("%d\n", a);//报错：a是未定义的标识符
	//a只在他所在的作用域{}中有效，一旦出{}，a的内存空间就被释放
	return 0;
}

int main()
{
	int a = 0;
	{
		a = 12;
		printf("%d\n", a);
	}
	printf("%d\n", a);//正常
	return 0;
}

这里有一个特殊情况
a如果在别的源文件中定义，我们同样也可以使用，不过需要声明是来自外部的符号，用extern关键字来声明。
综上结论如下：
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。
3. 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。
4. 全局变量的生命周期是：整个程序的生命周期。

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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:可以一一列举的常量

#include 
//举例
enum Sex
{
MALE,
FEMALE,
SECRET
};
//括号中的MALE,FEMALE,SECRET是枚举常量
int main()
{
//字面常量演示
6.66;//字面常量
1000;//字面常量
//const 修饰的常变量
const float x = 4.4f; //这里的x是const修饰的常变量
x = 5.4;//是不能直接修改的！
//#define的标识符常量 演示
#define MAX 100
printf("max = %d\n", MAX);
//枚举常量演示
printf("%d\n", MALE);//0
printf("%d\n", FEMALE);//1
printf("%d\n", SECRET);//2
return 0;
}
//注：枚举常量的默认是从0开始，依次向下递增1的

注意：
上面例子上的 x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 x 不能直接被改变，但是 x本质上还是一个变量的，所以叫常变量。

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五，字符串

"Hello world!\n"

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），或者简称字符串。
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。

我们看下面的代码：

arr1是以字符串来初始化，而字符串的结束标志为’\0’,所以我们在定义字符串时，系统默认末尾会添加一个’\0’（隐藏起来了）,而arr2是以单个字符来初始化的，系统不会默认添加’\0’。但是有些小伙伴就会有疑问了，为啥arr2的输出有问题。我们继续往下康康。

首先我们需要了解数组在内存中存储的方式

我们把字符串存入内存中，但是内存是非常大的，内存给arr1分配了一块空间，给arr2分配了一块空间。而在它附近有很多的内存空间，里面存有一些数据，上面讲到’\0’是字符串结束的标志，所以arr1打印完就停止了，但是arr2没有规定字符串长度，也没有’\0’,所以他会继续往附近的内存访问，直到遇到’\0’才会停止访问。

看上面的图片，因为没有’\0’,arr2会继续访问附近的内存，知道访问到有’\0’的内存，所以arr2的长度远远大于arr1。
我们再看一段代码：

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[] = "bit";
char arr2[] = {'b', 'i', 't'};
char arr3[] = {'b', 'i', 't'， '\0'};
char arr4[3] = {'b','i','t'};
char arr5[4] = {'b','i','t'};
char arr6[7] = {'h','e','l','l','o'};
char arr7[3] = {'h','e','l','l','o'};
printf("%s\n", arr1);
printf("%s\n", arr2);
printf("%s\n", arr3);
printf("%s\n", arr4);
printf("%s\n", arr5);
printf("%s\n", arr6);
printf("%s\n", arr7);
return 0;
}

另外，对于数组初始化的下标问题（下标就是arr[]中的数字）也要注意，初始化时，如果数组下标小于字符个数，编译器会直接报错，如arr7。初始化时，注意’\0’也是字符，如果不把’\0’算上，如arr4,arr4会像arr3一样，继续访问，直到遇到’\0’。如果初始化时，数组下标超过了(字符个数+’\0’),则编译器默认其余元素为’\0’。大家应该明白了吧。

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转义字符

加入我们要在屏幕上打印一个目录： c:\code\test\245.c
我们该如何写代码？

#include 
int main()
{
printf("c:\code\test\245.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。

转义字符	释义
\？	在书写连续多个问号时使用，防止他们被解析成三字母词
\’	用于表示字符常量’
\’’	用于表示一个字符串内部的双引号
\\	用于表示一个反斜杠，防止他被解析成一个转义字符
\a	警告字符，蜂鸣
\b	退格符
\f	进纸符
\n	换行符
\r	回车符
\t	水平制表符
\v	垂直制表符
\ddd	用于表示1~3个8进制数字 如：\130
\xdd	用于表示2个16进制数字 如：\x30

前面的大家认识一下就行了，现在着重讲解一下后两个。
八进制130转十进制：
18² + 38¹ + 08º = 64 + 22 + 0 = 88
十六进制x30转十进制 ：
016º+ 3*16¹ = 48+ 0 = 48

int main()
{
	printf("%c\n",'\130');
	printf("%c\n",'\x30');
	return 0;

这段代码的意思是八进制数130转成十进制数88所代表的字符，十六进制x30转十进制数48所代表的字符。由于计算机只能识别二进制的指令，所以数据是以二进制的补码存储在内存中的。所以早期的科学家想出了一个办法，用二进制数代替字符。及字符本质上也是一个数字，每个字符都有唯一一个与之对应的整数。不同编号代表不同的字符，这种编号就叫做ASCII编码。
ASCII编码表：

//程序输出什么？
#include 
int main()
{
printf("%d\n", strlen("abcdef"));//6
// strlen是c语言的库函数，作用是计算字符的个数（不算'\0'欧）
//所以上面打印的结果是6
//请大家看一下，下面这个会打印什么结果，答案放到结尾
printf("%d\n", strlen("c:\test\628\test.c"));
return 0;
}

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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
   比如：

/*
typedef 类型定义 ，类型重命名
typedef unsigned int u_int;
*/
int main()
{
	typedef unsigned int num = 100;
	u_int num2 = 100;
	return 0;
}

int main()
{
	int a = 10;//%p用来打印地址
	printf("%p\n",&a);
	int* pa = &a;//pa用来存放地址，在c语言中叫指针变量
	//*说明pa是指针变量
 
	char ch = 'w';
	char* pc = &ch;
	return 0;
}

注释有两种风格：

• C语言风格的注释 /xxxxxx/
  缺点：不能嵌套注释
• C++风格的注释 //xxxxxxxx
  优点：可以注释一行也可以注释多行

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六，选择语句

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，回家种地。
这就是选择！

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，回家种地\n");
}
return 0;
}

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循环语句

有些事必须一直做，比如大家要吃饭睡觉，比如大家日复一日的学习，才能有好offer。
还比如：

C语言中如何实现循环呢？
while语句-讲解
for语句（后期讲）
do … while语句（后期讲）

//while循环的实例
#include 
int main()
{
printf("好好学习计算机和编程\n");
int line = 0;
while(line <= 100000)//不满足条件，就一直进入循环
{
line++;
printf("我要继续努力敲代码\n");
}
//if(line > 100000)可有可无
printf("好offer\n");//满足条件跳出循环
return 0;
}

注意：一定要有跳出循环的条件，并且随着程序的执行，不断地接近跳出的条件,不能让程序陷入死循环。

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七， 函数

#include
int main()
{
	int a = 0;
	int b = 0;
	int max = 0;
	if(a > b)
	max = a;
	else
	max = b;
	printf("max = %d\n",max);
	return 0;
}
//函数形式如下：
#include
//int—函数返回类型 get_max-函数名 int x,int y-函数参数
//定义函数
int get_max(int x, int y)//形式参数
{
	int z;
	if (x < y)
		z = y;
	else
		z = x;
	return z;
}
int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	//调用函数
	int max = get_max(a, b);//实际参数
	printf("max = %d\n",max);
	return 0;
}

我们来分析一下函数的调用过程，我们输入a和b的值,通过调用函数，把值传递给形式参数，然后函数返回一个值，再赋值给max,然后打印它。
`
通过调用函数，可以简化代码。
让我看看有没有人把\628当作八进制的，注意八进制没有8，只有0~7，十六进制也没有16，只有0 ~15，注意是0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F(10=A,11=B,12=C,13=D,14=E,15=F)。但是\62仍然是八进制数，第三位是隐藏的’\0’,所以’\62’是一个转义字符。

结语

首先恭喜大家选择学习c语言，俗话说，c生万物，他甚至是其他c语言的母语，比如Java就是c语言编写的，怎么样，厉害吧，并且几乎所有的操作系统都是用c语言编写的，例如windows(真牛逼)。由于c语言是一个面向过成的语言，所以他会面向程序执行流程思考，有助于我们深入了解计算机的低层开发，说这么多，就是想表达c语言很好，希望大家能坚持下去，不断学习，俗话说，行百里者半九十，坚持下去，会有意想不到的惊喜。