C语言综述

目录

1、开发环境的选择

2、c的概述

2.1、c语言的发展历史

2.2众多语言的特点

2.3、C语言的编程机制

2.4、编程规范

3、数据类型

3.1、基本数据类型

3.2、整型与浮点型

3.3、其他数据类型

4、位运算

4.1、位与字节的区别

4.2、二进制，八进制，十六进制

4.3、变量、常量

5、运算符与表达式

5.1、算术运算符

5.2、赋值运算符

5.3、关系运算符

5.4、逻辑运算符

5.5、三目运算符（条件运算符）

5.6、逗号运算符

5.7、 sizeof 运算符

5.8、 运算符的优先级

---

1、开发环境的选择

工预善其事，必先利其器，开发环境的选择就是学习工作的第一步。

1.1、在线编译工具
         https://tool.lu/coderunner
            支持几乎所有主流编程语言

         http://www.dooccn.com/cpp/
            支持多种语言编译

         http://www.tutorialspoint.com/compile_cpp11_online.php
            GNU中gcc编译

          https://mp.csdn.net/postedit/89355619
            编译器优化选项，适合多要求的在线编程任务。
    

1.2、本地编译工具

       Visual Studio
            各种功能都很全，包括常见的VB，C/C++，C#，Python开发等，软件都集成度很高，并且调试代码，项目管理都很方便
        

       Dev-c++
            安装包小，界面十分简洁。
默认语言好像是中文？对新手极度友好，默认字体和界面看着也比较舒服。

      Linux中的vim
            linux本身就安装vi和vim的编译器，linux如果需要更好的IDE，可以使用跨平台的IDE

      Qt
            Qt来写C/C++程序，他不仅有完善的IDE，方便的智能完成，还内嵌了gdb，调试起来很方便，感觉就和VS2005无异，更方便的是还集成了Git等版本控制插件，可以说是相当方便了。

2、c的概述

2.1、c语言的发展历史

 1967年，剑桥大学的 Martin Richards 对CPL语言进行了简化，于是产生了BCPL（Basic Combined Pogramming Language)语言。

1970年，美国贝尔实验室的 Ken Thompson，以BCPL语言为基础，设计出很简单且很接近硬件的B语言（取BCPL的首字母），并且他用B语言写了第一个UNIX操作系统。

1972年，美国贝尔实验室 在B语言的基础上最终设计出了一种新的语言，他取了BCPL的第二个字母作为这种语言的名字，这就是C语言。

1977年Dennis M.Ritchie发表了不依赖于具体机器系统的C语言编译文本为使UNIX操作系统推广。

1978年由美国电话电报公司(AT&T)贝尔实验室正式发表了C语言，1990年，国际标准化组织ISO接受了89 ANSI C 为I SO C 的标准（ISO98993-1990）c89。

1994年，ISO修订了C语言的标准。

1995年，ISO对C90做了一些修订，即“1995基准增补1（ISO/IEC/9899/AMD1:1995）”。

1999年，ISO有对C语言标准进行修订，在基本保留原来C语言特征的基础上，针对应该的需要，增加了一些功能，尤其是对C++中的一些功能，命名为ISO/IEC9899:1999，c99。

2001年和2004年先后进行了两次技术修正。目前流行的C语言编译系统大多是以ANSI C为基础进行开发的，但不同版本的C编译系统所实现的语言功能和语法规则有略有差别。

2.2众多语言的特点

C语言以其功能丰富、表达能力强、灵活方便、应用面广等特点迅速在全世界普及和推广，C语言贴近底层硬件因此执行效率高而且可移植性好，它是一种面向过程的编程思想，可以用来开发应用软件、驱动、操作系统等，C语言也是其它众多高级语言的鼻祖语言。

C++是C语言的超集，既保留了C语言的灵活性、便于移植等全部精华和特点，又添加了面向对象编程的支持，具有强大的编程功能，可方便地构造出模拟现实问题的实体和操作（class）；编写出的程序具有结构清晰可读性好、易于扩充、运行效率高等优良特性，适合于各种应用软件、系统软件的程序设计。（如浏览器，游戏引擎等贴近底层的编程） 

Java语言是一门面向对象编程语言，不仅吸收了C/C++语言的各种优点，还摒弃了C++里难以理解的多继承、指针等概念,Java语言作为静态面向对象编程语言的代表，极好地实现了面向对象理论，允许程序员以优雅的思维方式进行复杂的编程 。Java具有简单性、面向对象、分布式、健壮性、安全性、平台独立与可移植性、多线程、动态性等特点。Java一般编写桌面应用程序、Web应用程序、分布式系统和嵌入式系统应用程序等 。（如各种大型网站，金融，通讯等服务端应用）

Python是一种解释型、交互性、弱类型的脚本语言且支持面向对象的跨平台编程语言，相比其他编程语言（比如 Java）,Python 代码非常简单，上手非常容易，支持多种库。

2.3、C语言的编程机制

编辑-->预处理--->编译--->汇编--->链接

编辑：通过编译器，实现C代码的编写（Linux中的vi），即编辑器提供了编写C代码的平台。

预处理：处理和#号相关的代码
                (1)处理头文件
                    #include
                    将头文件展开3
                (2)将宏定义    #define N 10
                (3)将条件编译中满足的代码加入编译,不满足的代码不加入编译
                    #if
                    #else 
                    #endif

编译：将C语言代码编译成汇编代码。

汇编：将汇编代码编译生成二进制文件。

链接：将二进制文件与C语言库函数链接在一起生成一个可以被执行的二进制程序。

练习：gcc分步编译命令生成各个阶段的编译文件,并使用vim对这些文件完成查看

预处理：gcc -E hello.c -o hello.i

编译：gcc -S hello.c -o hello.s

汇编：gcc -c hello.c -o hello.o

链接： gcc hello.c -o hello

总结一下：计算机首先通过编译器将源代码转化成目标代码，然后再通过链接器将系统的标准启动代码、库代码和目标代码连接起来储存在同一个文件中形成可执行文件：

2.4、编程规范

1. 一个说明或一个语句占一行，例如：包含头文件、一个可执行语句结束都需要换行。

2. 函数体内的语句要有明显缩进，通常以按一下Tab键为一个缩进。

3. 括号要成对写，如果需要删除的话也要成对删除。

4. 当一句可执行语句结束的时候末尾需要有分号。

5. 代码中所有符号均为英文半角符号。

注释：多行注释/*  注释内容  */

           单行注释 //  注释内容

3、数据类型

3.1、基本数据类型

数据类型	名称	字节	应用	示例
char	字符型	1	存储字符	char ch='a'
int	整型	4	存储整数	int pb=22
float	单精度型	4	存储小数点后6位（默认）	float sum=1.16
double	双精度型	8	存储小输点后15位	double num=3.1415926

                      注：数据类型的字节数与编译器有关（上面默认32位）

3.2、整型与浮点型

       整型：不带小数的数字（int 、short int 、long int)

数据类型	名称	字节数	取值范围
int	整型	4	-2^31~2^31 - 1
short int	短整型（int可以省略）	4	-2^31~2^31-1
long int	长整型（int可以省略）	8	-2^63~2^63-1
unsigned int	无符号整型	4	0~2^32-1
unsigned short int	无符号短整型	4	0~2^32-1
unsigned long int	无符号长整型	8	0~2^64-1

   根据编译环境不同，所取范围有所差异，ANSI标准定义int 是占2字节，VC中占四字节。

       浮点型：带小数的数字（float 、double、 long double)

数据类型	名称	字节数	取值范围
float	单精度型	4	-2^31~2^31 - 1
double	双精度型	8	-2^63~2^63-1
long double	长双精度型	16	-2^127~2^127-1

#include 
#include 

int main(void)
{
	printf("sizeof char is %d\n", sizeof(char));
	printf("sizeof short is %d\n", sizeof(short));
	printf("sizeof int is %d\n", sizeof(int));
	printf("sizeof long is %d\n", sizeof(long));
	printf("sizeof float is %d\n", sizeof(float));
	printf("sizeof double is %d\n", sizeof(double));
	printf("sizeof bool is %d\n", sizeof(bool));

	return 0;
}

3.3、其他数据类型

泊尔类型bool
            #include
            bool 逻辑类型 1个字节  1 0   true false 
            在C语言中一个表达式最终的值为非0值即为真值

基本数据类型好文https://i.csdn.net/#/user-center/collection-list?type=1&spm=1000.2115.3001.7480

4、位运算

4.1、位与字节的区别

     1字节（byte) = 8比特（bit)

 （1）、比特 :
　　计算机专业术语，是信息量单位，是由英文BIT音译而来。二进制数的一位所包含的信息就是一比特，如二进制数0101就是4比特。 
　　二进制数字中的位，信息量的度量单位，为信息量的最小单位,，只有两种状态：0和1。数字化音响中用电脉冲表达音频信号，“1”代表有脉冲，“0”代表脉冲间隔。如果波形上每个点的信息比特数越高，表达模拟信号就越精确，对音频信号信号还原能力越强。

（2）、字节：

        字节是二进制数据的单位。一个字节通常8位长。但是，一些老型号计算机结构使用不同的长度。为了避免混乱，在大多数国际文献中，使用词代替byte。在多数的计算机系统中，一个字节是一个8位长的数据单位，大多数的计算机用一个字节表示一个字符、数字或其他字符。一个字节也可以表示一系列二进制位。

（3）、字长：

 计算机的每个字所包含的位数称为字长，计算的字长是指它一次可处理的二进制数字的数目。一般地，大型计算机的字长为32-64位，小型计算机为12-32位，而微型计算机为4-16位。字长是衡量计算机性能的一个重要因素

         

4.2、二进制，八进制，十六进制

       进制：进制也就是进位计数制，是人为定义的带进位的计数方法，对于任何一种进制---X进制，就表示每一位上的数运算时都是逢X进一位。二进制就是逢二进一 ，十进制是逢十进一，以此类推，x进制就是逢x进位。

十进制D	二进制B	八进制O	十六进制H
0	0000	0	00
1	0001	1	01
2	0010	2	02
3	0011	3	03
4	0100	4	04
5	0101	5	05
6	0110	6	06
7	0111	7	07
8	1000	10	08
9	1001	11	09
10	1010	12	0A
11	1011	13	0B
12	1100	14	0C
13	1101	15	0D
14	1110	16	0E
15	1111	17	0F

  基础位运算功能：

(1)清位：
unsigned char code = 0xfe(十六进制) ; //1111 1110(二进制)
将该数的第2和第3位清0:
code &= ~(1 << 2 | 1 << 3);
首先剖析一下为什么实现了位清0功能:
1 << 2 ---> 4(十进制) ---> 0100(二进制) ---> 0x4(十六进制)
1 << 3 ---> 8 ---> 1000 ---> 0x8
(1 << 2 | 1 << 3) ---> 相当于  
  0100 
| 1000 
--------
  1100 
  
~(1 << 2 | 1 << 3) ----> 相当于 
~(0100 | 1000) ---> ~(1100) ---> 0000 
也就是0xfe的第二位和第三位被清除了，但是第一位没有被清除，所以它还是1哦，也就是0xfe--->1111 1110--->此时应当是1111 0010--->后面的低四位是0010
接下来：
code &= ~(1 << 2 | 1 << 3); 也很简单：
----> code = code & (~(1 << 2 | 1 << 3)) 
  1111 1110
& 1111 0010
-------------
  1111 0010
在这里，就实现了一个清位的操作。
 

(2)置位：
unsigned char code = 0x34(十六进制); //0011 0100(二进制)
将该数的第1位和第7位置1

code |= (1 << 1 | 1 << 7);
首先剖析以下为什么实现了置位的功能:
1 << 1 ---> 2 ---->  0000 0010(二进制) ----> 0x2(十六进制)
1 << 7 ---> 128 ---> 1000 0000(二进制) ----> 0x80(十六进制)
所以 (1 << 1 | 1 << 7):
0000 0010
| 1000 0000
----------------
1000 0010

code |= (1 << 1 | 1 << 7);也很简单；
-----> code = code | (1 << 1 | 1 << 7);

   0011 0100 
|  1000 0010
------------------
       1011 0110

(3)取反:
unsigned char code = 0xff ;
code = ~code ;
~(0xff) ---> ~(1111 1111) ----> 0

4.3、变量、常量

  局部变量与全局变量

C语言中的变量，按作用域范围可分为两种，即局部变量和全局变量。

       局部变量也称为内部变量。局部变量是在函数内作定义说明的。其作用域仅限于函数内， 离开该函数后再使用这种变量是非法的。在复合语句中也可定义变量，其作用域只在复合语句范围内。
       全局变量也称为外部变量，它是在函数外部定义的变量。它不属于哪一个函数，它属于一个源程序文件，其作用域是整个源程序。

变量:在程序运行过程中,值能够发生改变的量
 注意:
    （1）变量要先定义再使用
    （2）变量的定义是为变量开辟存储空间 

    1.变量的定义:
        数据类型 变量名;
        数据类型:基本数据类型、构造数据类型
                 char int short long float double bool 
        变量名:
            1.只能由字母、数字、下划线构成
            2.不能以数字开头
            3.作用域范围内变量名不能重名
            4.变量名不能与关键字重名
            5.变量名不要与库函数重名
            
        变量作用域:
            变量能够使用的范围
            变量的作用域位于定义该变量最近的大括号内
        
        变量生存周期:
            变量从分配空间到空间被回收的整个过程
            执行到变量定义被分配存储空间
            变量作用域结束回收变量存储空间

    2.变量的初始化:
        未经初始化的变量为随机值（为内存中的随机值），因此变量最好都初始化。
        初始化:定义变量时给变量初值,成为对变量的初始化。

        变量赋值的两种方式：

     （1）、先声明再赋值

                int a;//先声明

                a=100;//再赋值
       (2)、声明的同时赋值
      
                int  a = 100, b = 200, c = 300;  初始化 != 赋值

   3.整形变量:
        用来存放整形数据的变量
        int Num;
        
        注意:
            1.变量Num占4字节空间
            2.Num变量只能存放int值域范围之内的数据,
              超过值域范围值会发生错误
            3.Num中数据的存储按照signed int存储(补码)
        
    4.字符型变量:
        char ch;

    5.浮点型变量:
        float    f;
        double     d;

        在生活中很多信息适合用浮点类型数据表示，如：人的体重，商品的价格，圆周率等

#include 

int a=20;//全局变量
int main(void)
{
	float f=1.34;
	double d=3.1415
	int b=10;//局部变量 
	char ch;//定义一个名为ch的字符变量
	ch='a';//给ch变量赋值
	
	printf("%c\n",m);//打印变量 
	printf("%d %d\n",a,b); 	
	return 0;
}

重点：类型转换:
    1.显示类型转换(强制类型转换)
        (数据类型)变量名
        
        将变量强制转化为数据类型一次
        
    2.隐式类型转换
        混合数据类型计算时的隐式转换原则
        
        两种不同类型数据进行数据运算和数据处理时需转换为同一
        类型再进行数据处理
 

      转换原则:
            1.低精度向高精度转换
            2.同种类型所占字节空间越大精度越高
            3.浮点型精度 > 整形精度
            4.无符号精度 > 有符号精度
            5.char类型和short类型数据进行处理时转换为int类型
            6.float类型数据处理时转换为double类型

常量：程序运行过程中,值不会发生改变的量
        1.整形常量(默认为signed int类型)
            123
            123u    unsigned int 
            123U    unsigned int 
            123l    long
            123L    long 
            123UL    unsigned long 
            123ul   unsigned long 
        
        2.浮点型常量(默认为double类型)
            3.1415
            3.1415f        float
            
            3.1415e-19
            3.1415E-19
            
        3.字符常量
            'a'
            'b'        
            'A'
            'B'  
            '\n'    换行符
            '\r'    回车符
            '\b'    退格符
            '\t'    横向制表符
            '\v'    纵向制表符 
            '\a'    响铃
            '\0'    \0字符(字符串结束的标志)
            '\\'
            ' '
            '\''    '字符 
            '0'        字符0 
            '1'        字符1 
            '9'        字符9 
            '\050'    八进制50对应的字符 
            '\121'    八进制121对应的字符
            '\x15'    十六进制15对应的字符
            
            
            ASCII在32号以前的字符,用于通信控制、终端控制,不能在终端显示
                        如果强行打印将会出现乱码
            ASCII码在32号以后的均为能够在终端界面显示的ASCII字符
            
            注意:
                0 '0' '\0'
                0:数字0,内存空间存储0 
                '0':字符0,内存空间存储48对应的二进制
                '\0':字符\0,内存空间存储0,为数字0对应的ASCII形式
                
            结论:
                0 == '\0'
                0和'\0'值相同,类型有所区别
                
                0、'\0' != '0'
                '0'表示一个字符,ASCII码值为48与0、'\0'不等价
                
        4.字符串常量
            "abc" = 'a' + 'b' + 'c' + '\0'
            字符串末尾一定存在一个用来标识字符串结尾的\0字符
        
            注意:
            'a'和"a"区别:
            'a':字符常量,由'a'构成
            "a":字符串类型,由'a'和'\0'构成
            
            "ab\0":'a''b''\0''\0'
            "ab123":'a''b''1''2''3''\0'
            "ab\123":'a''b''\123''\0'
            "zhangsan say:\"hello world\"\n"

       5.标识常量

，         用一个标识符来表示一个常量，称之为符号常量。符号常量在使用之前必须先定义，其 一般形式为：

         #define 标识符 常量值（宏定义）；

#include 

#define PI 3.1415//宏定义常量3.1415被PI代替

int main(void)
{
	int r=3;
	float sum=0;
	
	sum =1.0*PI*r*r;
	printf("半径为3的圆面积为%lf\n",sum);
	
	return 0;
}

//半径为3的圆面积为28.273500

5、运算符与表达式

5.1、算术运算符

名称	运算符号	例子
加法	+	1+2=3
减法	-	6-3=3
乘法	*	3*9=27
除法	/	18/2=9
取余	%	8%2=0
自增	++	int a =1; a++
自减	--	int b =9; b--;

int main(void)
{
	int a=6,b=2;
	
	printf("%d\n",a+b);//加法 8
	printf("%d\n",a-b);//减法 4
	printf("%d\n",a*b);//乘法 12
	printf("%d\n",a/b);//除法 3
	printf("%d\n",a%b);//取余 0
	printf("%d\n",++a);//自增 7
	printf("%d\n",--b);//自减 1
	
	return 0;
} 

5.2、赋值运算符

运算符	功能	例子
=	赋值功能，将=右边的操作数赋值给左边操作数	a=3
+=	将左操作数加上右操作再赋值给左操作数	b += 6; b=b+6;
-=	将左操作数减去右操作再赋值给左操作数	c  -=5;  c=c-5;
*=	将左操作数乘上右操作再赋值给左操作数	d *=3; d=d*3;
/=	将左操作数除去右操作再赋值给左操作数	e /=2; e= e/2;
%=	将左操作数取余右操作再赋值给左操作数	f %=4; f=f%4;
&=	将左操作数与上右操作再赋值给左操作数	g &= 2; g= g&2;
|=	将左操作数或上右操作再赋值给左操作数	h |= 1;  h = h|1;

注意:
            1.大数据放入小空间,直接截取数据低位
            2.小数据放入大空间,有符号数补符号位，无符号数补0 
            3.如果赋值运算符左右两边空间一致,直接拷贝

#include 

int main(void)
{
	int a=3,b=2,c=10,d=6,e=8,f=9,g=3,h=6;
	
	printf("a=%d\n",a);
	printf("b=%d\n",b +=6);
	printf("c=%d\n",c -=5);
	printf("d=%d\n",d *=3);
	printf("e=%d\n",e /=2);
	printf("f=%d\n",f %=4);
	printf("g=%d\n",g &=2);
	printf("h=%d\n",h |=1);

	return 0;
 } 

a=3
b=8
c=5
d=18
e=4
f=1
g=2
h=7

5.3、关系运算符

运算符	功能	例子
==	相等	1==2； false 0
!=	不相等	1 != 2;   true 1
>	大于	4 > 5;  false 0
<	小于	3 < 6;  true 1
>=	大于等于	4  >=  3; true  1
<=	小于等于	8  <=  5;  false 0

#include 

int main(void)
{
	int num1=5,num2=9;
	int result=0;
	result = num1 == num2;
	printf("result == %d\n",result);
	result = num1 != num2;
	printf("result != %d\n",result);
	result = num1 > num2;
	printf("result > %d\n" ,result);
	result = num1 < num2;
	printf("result < %d\n" ,result);
	result = num1 >= num2;
	printf("result >= %d\n" ,result);
	result = num1 <= num2;
	printf("result <= %d\n" ,result);
	return 0;
}

result == 0
result != 1
result > 0
result < 1
result >= 0
result <= 1

5.4、逻辑运算符

运算符	功能	例子
&&	逻辑与，同真为真	1 && 1，真
||	逻辑或，有真为真	0 || 1， 真
！	逻辑非，否定	！真， 假

#include 

int main(void)
{
	int x=1,y=1,z=0;
	int result=0;
	
	result = x&&y;
	printf("&& %d\n",result);
	result = x||z;
	printf("|| %d\n",result);
	result = !x;
	printf("! %d",result);
	return 0;
}

&& 1
|| 1
! 0

5.5、三目运算符（条件运算符）

语法：

         表达式1 ？表达式2 ： 表达式3

语义：

         先执行表达式1，如果表达式1结果为真，那么执行表达式2，如果表达式1结果为假，那么执行表达式3.

#include 

int main(void)
{
	int a=2,b=6,c=0;
	c=(a>b)?a:b;
	printf("c %d\n",c);
	c=(a

c 6
c 2

5.6、逗号运算符

  逗号运算符（分隔符） 表达式取最后一个值返回。

特点：优先级最低；自左往右执行表达式；返回值为表达式最后一个；

#include 

int main(void)
{
	int a=(1,2,3);
	printf("a=%d",a);
	return 0;
}
//a=3

5.7、 sizeof 运算符

sizeof是c中的关键字，它用来计算变量（或数据类型） 获得数据类型/变量在内存中所占的字节数。

  ex:   sizeof (数据类型/变量名) 

#include 

int main(void)
{
	printf("sizeof char is %d\n", sizeof(char));
	printf("sizeof int is %d\n", sizeof(int));
	printf("sizeof float is %d\n", sizeof(float));


	return 0;
}

5.8、 运算符的优先级

        1.单目运算符、双目运算符、三目运算符
            单目运算符 > 双目运算符 > 三目运算符 > 赋值运算符 > 逗号运算符

      简单记忆：！> 算术运算符 > 关系运算符  >  && >>  ||  >  逻辑运算符  > 逗号运算符
            
            双目运算符:
                1.算数运算符  
                2.移位运算符  
                3.关系运算符  
                4.位运算符    
                5.逻辑运算符          

C语言中优先级口诀：单算移关与，异或逻条赋   

■“单”表示单目运算符：逻辑非(!),按位取反(~),自增(++),自减(--),取地址(&),取值(*)；

■“算”表示算术运算符：乘、除和求余(*,/,%)级别高于加减(+,-)；

■“移”表示按位左移(<<)和位右移(>>)；

■“关”表示关系运算符：大小关系(>,>=,<,<=)级别高于相等不相等关系(==,!=)；

■“与”表示按位与(&)；

■“异”表示按位异或(^)；

■“或”表示按位或(|)；

■“逻”表示逻辑运算符：逻辑与(&&)级别高于逻辑或(||)；

■“条”表示条件运算符(? :)；

■“赋”表示赋值运算符(=,+=,-=,*=,/=,%=,>>=,<<=,&=,^=, |=,!=)；

◆另，逗号运算符(,) 级别最低，口诀中没有表述，需另加记忆..

#include 

int main(void)
{
	int a=10,b=20,c=0;
	c= a + a*b;
	printf("c=%d\n",c);
	c= ++a*2 + b*a;
	printf("c=%d\n",c);
	return 0;
}

c=210
c=242
算术运算符中乘法优先级大于加法优先级；++运算符优先级大于算术运算符优先级

#include 

int main(void)
{
   int a=1,b=2,c=3;
   printf("%d\n",a < b ? b > c ? 9: 7 :a-b);
 
   return 0;
}
//条件运算符嵌套使用

7
等价于ac?9:7):a-b。

#include 

int main(void)
{
	int a=30,b=90;
	int res=0;
	
	res=a > b ? a++ : b--;
	printf("a=%d b=%d res=%d",a,b,res);
	return 0;
}

a=30  b=89  res=90

参考文章：

(154条消息) C语言中的运算符大全（内附优先级表）_「已注销」的博客-CSDN博客_c语言运算符优先级表

(154条消息) c语言入门这一篇就够了-学习笔记(一万字)_天涯明月笙的博客-CSDN博客_c语言