【C语言】总体脉络-知识框架

1.C语言的是什么？

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语言的目标是提供一种比较简易的方式进行编译的编程语言， 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语言程序可以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）。
C语言历史：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。后来又国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）发布C11，再后来的C99成为截至目前的C语言最新标准，，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。
和其他编程语言的区别：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。
主要编译器：Clang、GCC、WIN-TC、SUBLIME、MSVC、Turbo C等

2.第一个C语言程序：

#include //引用头文件，使我们可以使用C语言库本身提供函数，即库函数(被封包好的函数，具体实现无法看到，可以从msdn查内部原理）
int main()//main()是主函数
{
    printf("hello world\n");//printf()是输出函数，转义字符'\n'是换行的意思
    return 0;//使程序退出，0的意思是程序正常退出
}
//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

程序执行结果：

3、数据类型：

3.1整形：

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

3.2浮点型：

float //单精度浮点数
double //双精度浮点数

3.3字符串如何定义

C语言有没有字符串类型：
答案**：C语言本身没有字符串类型，在c语言程序中使用的字符串实际是字符数组（由多个字符组成）**
字符串的两种定义方式：

#include
int main()
{
	char string1[] = "abc";
	char string2[] = { 'a','b','c' };
	return 0;
}

两种定义方式的区别：

3.4各种数据类型的大小

• 为什么要有这么多种数据类型?

一方面是能够存储更加多样的数据，便于进行数据处理

另一方面的原因就是为了能够更好节约我们的内存空间

• 每种数据类型的大小是多少？
  利用sizeof库函数来计算，结果单位为字节

#include 
int main()
{
   printf("%d\n", sizeof(char));
   printf("%d\n", sizeof(short));
   printf("%d\n", sizeof(int));
   printf("%d\n", sizeof(long));
   printf("%d\n", sizeof(long long));
   printf("%d\n", sizeof(float));
   printf("%d\n", sizeof(double));
   printf("%d\n", sizeof(long double));
   return 0;
}

运行结果：

4、常量和变量

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常量:

（1）常量分类：

1. 字面常量
2. const修饰的常变量：同时具有常量和变量的性质，本质上是变量但值不可被修改，因此叫常变量
3. #define定义的标识符常量：具有全局性质
4. 枚举常量

（2）定义常量：

• 整形常量（整数）：int age =18;

• 浮点型常量（带有小数点的数）:float weight=62.5;

• 字符常量（包含普通字符，特殊字符，数字）:char ch=‘z’;

• 字符串常量:char string[]=" a,b,c";(本质上是定义字符数组来存放多个字符）

4.2 变量：

1变量类型（常用的）

（1)整形：short , int ,long int ,long long int,char
（2）浮点型：float，double

2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", &num1, &num2);
  sum = num1 + num2;
  printf("sum = %d\n", sum);
  return 0;
}

简述printf函数和scanf函数：

printf()函数：输出函数。在双引号内的将进行输出，而%就是控制变量的输出格式，即起到了格式控制的作用，比如%d就是将变量以整型的形式进行打印输出到屏幕上，%c则是以字符型的形式进行打印输出！在逗号后面的就是我们想要输出的变量，在这个地方需要大家进行注意，%格式控制一定要与后面的变量进行意义对应！

scanf()函数：输入函数。跟上面的一样，%也是进行格式控制，不过此处与printf的区别就是此处是进行输入的格式控制，比如%d，就是将我们的输入的内容以整型的形式存储到我们的变量中，此处与前面也一样，都要与逗号后面的变量进行严格的对应，但此处仍然有一个需要大家进行注意的点，比如我们在输入时，我们在%d %d两个%d中间有一个空格进行分隔，那么我们在通过键盘进行输入的时候也要在两个变量中间进行分隔，即我们的输入要与双引号之间的内容进行严格第对应！

4.3 变量作用域，生命周期

（1）作用域;(也就是变量的作用范围)

作用域（scope）是程序设计中的概念
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。

局部变量的作用域为该局部变量所在的局部范围
全局变量作用域为整个工程，可以是多个源文件（.c文件）中使用。

注：一个.c文件中定义的全局变量在另.c文件中使用时需要使用 extern进行一次声明

（2）生命周期：可以认为是变量存活的（有意义的）时间范围：

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

• 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。
• 全局变量的生命周期是：整个程序的生命周期（整个.c文件）。

5、字符常量+ 字符串+ 转义字符

5.1字符常量（5种）

字符包含

（1）普通字符类型：字母a,b,c…

（2）特殊字符类型:# $ % ^ & * (

（3）数字类型:1 2 3 4

注：字符型数字和常量型数字不完全相同

（4）不可见字符：转义字符\n ,\t, \r

5.2 字符串

（1）字符串定义：

由双引号“”引起来的一串字符（以上4种）

（2）一串字符串的结束标志是’ \0 '，但不算做字符串内容

#include 
//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'};
    printf("%s\n", arr1);
    printf("%s\n", arr2);
    printf("%s\n", arr3);
    return 0;
}

打印结果：

我们可以看到，我们在输出arr2时出现了乱码形式，为什么会出现这种情况呢？

因为在arr2中并不包含字符串的结束标志即’\0’，所以会出现上面的乱码！

注意：
1、在我们用printf()函数以字符串形式进行输出时，只有遇到’\0’时才会停止输出！
2、我们在使用上面arr1这种形式进行定义字符串时，在""里面的字符串中就已经自动包含了字符串的结束标志即’\0’！
3、当我们在使用{}字符串的定义的 方式时我们一定要记得加上字符串的结束标志，虽然我们有时候用不到，但这却是我们必须要做的，这也是一个合格的程序员必备的素养，当然，有的时候确实并不需要加上，在新手期间，

（3）计算字符串长度：

使用库函数 strlen(字符串)，注意要引用头文件#include

一道笔试题计算字符串长度

//程序输出什么？
#include 
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"));
  return 0;
}

输出结果：

strlen()函数，这个函数的作用是求字符串的长度，当遇到字符串的结束标志时将停止，但是需要注意一点，就是字符串的结束标志’\0’本身并不作为字符串长度的一部分（’0不属于字符串的内容）。
上面这一段代码，strlen()括号中的字符串内容为abcdef还有字符串的结束标志’\0’，但是由于字符串的结束标志并不作为字符串长度的一部分，所以字符串的长度为6。
下一段代码，下面有转义字符，了解过转义字符后，此处需要给大家明确一个概念，***转义字符被我们看作成是一个字符，即使它的形式是\后面跟了1个或者多个字符，但strlen()函数只把它看成是一个字符。***所以为什么我们的编译器给出上面的结果也就不难理解了，在上面的结果也就不难理解了，\t是一个转义字符，\62也是一个转义字符，为什么8不跟着一块呢？因为\后面跟的是八进制，即只包含0到7的数字，不能包含8，所以8不被包含在内！后面还有已给\t也是一个转义字符！最终得出14的结果！

5.3 转义字符

引入：

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

实际打印结果:

此处就涉及到了转义字符；
转义字符含义就是转变了原来普通字符的含义：比如上面用到了\t，\n
下表是一些C语言中的转义字符：

基础阶段常用的有：

• \n:换行

• \t：水平制表符，相当于Tab键

6、 常用语句（选择分支语句和循环语句）

（1）选择语句（分支语句）

选择语句如何理解理解：

选择是什么？
如果你好好学习，校招时拿一个好offer，走上人生巅峰，你女朋友继续陪在你的身边！
如果你不学习，毕业等于失业，你女朋友跟你分手了！
这就是选择！

#include 
int main()
{
  int code = 0;
  printf("你会去敲代码吗？（选择1 or 0）:");
  scanf("%d", &coding);
  if (coding == 1)
   { 
      printf("坚持，你会有好offer，女朋友陪在你身边\n");
   }
  else
  {
     printf("毕业即失业，女朋友跟你分手\n");
  }
 return 0;
}

运行结果：
选择1：
选择0：

三种选择语句

• （1）if
• （2）if else
• （3）switch分支

（2） 循环语句

如何理解循环语句

C语言如何实现循环？

1. while语句
2. do while 语句
3. for语句

while语句样例：

#include 
int main()
{
    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;
}

6、 函数

（1） 函数的含义：

执行一定任务后得到一个结果返回值（类比数学中函数概念）

（2） 函数的构成：

1 调用函数返回值的类型 2 函数名 3（形式参数）

{

​ 函数内容（作用）

}

7 数组：

7.1 数组应用于：

存放多个（一组）相同数据类型的元素时候使用

7.2 数组定义：

数组类型 数组名 [ ]={初始化}

不完全初始化时候自动补0

7.3 数组的访问：

用下标访问，下标从0开始，最多存放数和方括号内数字相同

7.4数组的使用：

#include 
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;
}

输出结果：注意循环从0-10

8 操作符（运算符）

8.1常用操作符

1算数操作符: + - * / %

2关系操作符： > >= < <= == !==

3赋值操作符：=， =+， -=， /=，等

4逻辑操作符: && (且） ||（或）

5条件操作符（三目操作符）:表达式1？ 表达式2 ： 表达式3 （（表达式1成立执行表达式2，否则执行3）

6 单目操作符：只有一个操作数

8.2 不常用操作符

7移位操作符号（了解）：>>（右移操作符） <<(左移操作符)

8位操作符：(1)&:按位与 (2) |:按位或 (3)^ :按位异或

9逗号操作符

10下标引用操作符：[ ]

11函数调用操作符：（）比如printf/scanf后面的（）

9 C语言常见关键字

• 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

9.1关键字注意事项

(1)由C语言本身提供，不可修改自创
(2)关键字不能作为变量名

9.2 不太常用的关键字

auto：局部变量都应该有被修饰，被省略了

enum:枚举

extern：声明外部定义

goto：

register: 寄存器关键字，修饰的变量建议放在寄存器中

signed: 有符号的(分正负)

unsigned:无符号的

static:静态的，C语言种用来修饰变量和函数

（1）修饰局部变量：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局部范围依然存在，到程序结束，生命周期才结束。（本质是改变了变量的存储类型）

（2）修饰全局变量：被static修饰的全局变量只能在所在源文件内部使用，其他源文件不能使用（即使声明）

（3）修饰函数：类似修饰全局变量，被static修饰的函数不再能被另一.c源文件使用（即使声明）//改变了连接属性，由外部连接属性变为内部连接属性

struct:结构体

typedef: 类型重定义（自定义类型名字），写在主函数之前
typedef 顾名思义是类型定义，这里应该理解为类型重命名。

typedef unsigned int uint_32;
int main()
{
  //观察num1和num2,这两个变量的类型是一样的(把unsigned int重命名了为unit_32）
   unsigned int num1 = 0;
   uint_32 num2 = 0;
   return 0;
}

union：联合体（共用体）

void:空

volatile:暂时没用到

注：define和 include是预处理指令，不是关键字

10.define定义常量和宏

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

输出结果：

11. 指针

11.1 内存：

（1）内存含义：

• 内存是电脑种重要的存储器，计算机中程序的运行都是在内存中进行的 电脑内存一般是8G/16G，用于临时储存CPU运算数据，
• 因此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(byte)。
• 为了能够有效的访问到内存中的每个内存单元，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。
  
  创建的变量是在内存中创建的（在内存中分配空间），每个内存单元都有地址，因此所有被创建后的变量也都有地址

那么如何找出（取出）变量的地址呢？

#include 
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（较小地址）
  printf("%p\n", &num);//打印地址，%p是以地址的形式打印
  return 0;
}

地址的存储：变量的地址存储需要指针变量

int num = 10;
int *p;//p为一个整形指针变量
p = #

（2）内存如何编号：

32位/64位机器：32根/64根地址线（物理意义上的线）

通电时候–正电为1，负电为0

电信号转化为0和1的二进制序列的数字信号

因此32位机器产生的二进制序列可能性：一共是2^32个（都可以作为地址编号）

11.2 指针变量：

（1）指针变量作用：

用于存放变量的地址（一个编号）

（2）指针变量的使用：

#include 
int main()
{
   int num = 10;
  int* p = #//指针变量p存放变量num的地址
   *p = 20;//对指针变量p解引用找到num
   return 0;
}

注意：指针变量p存放的变量第一字节的地址
由整形指针变量可以推广

（3）*指针变量（解引用）：

通过指针变量存放的地址找到某变量

（4）指针变量大小：

由机器位数决定，与数据类型无关

#include 
//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）：x86
//64位平台下地址是64个bit位（即8个字节）: x64
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：指针变量在32位机器上是4字节，在64位机器上是8字节

12. 结构体

12.1结构体作用：

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。 这时候只能使用结构体来描述。

struct Stu
{
  char name[20];//名字
   int age;      //年龄
   char sex[5];  //性别
   char id[15]； //学号
};

12.2结构体构成：

struct 结构体名
{
数据1
数据2
…

}

12.3结构体初始化

//打印结构体信息
struct Stu s = { "法外狂徒"， 20， "男"， "20180101" };
//.为结构成员访问操作符
printf("name = %s age = %d sex = %s id = %s\n", s.name, s.age, s.sex, s.id);
//->操作符
struct Stu* ps = &s;
printf("name = %s age = %d sex = %s id = %s\n", ps->name, ps->age, ps->sex, ps -
 id);

13.其他：

13.1数据存放的形式：

栈区：局部变量，函数参数（临时的）

堆区：动态的内存分配

静态区：全局变量，static修饰的静态变量

13.2 注释

（1）注释作用：

解释复杂代码，方便阅读

（2）注释方法：

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

尊重原创，本文参照链接巨佬的文章及个人搜集整合
http://t.csdn.cn/4qlie