C语言复习第一周归纳总结（简介~switch开关语句）
一、C语言简介
1、 BCPL-> New B-> C-> UNIX-> Minx -> Linux->gcc
C语言诞生：1971~73年，美国贝尔实验室，肯.汤普逊和丹尼斯.里奇 （二选一：丹尼斯.里奇）
C是为了编写操作系统诞生的，天然适合对硬件编程，以运行速度快而闻名,而且C语言非常适合编写数据结构和算法 （早期C为科学家使用，且出现时间太早，所以为了运行快而将一些“人皆熟知”的规则要求不加约束，也是c比c++更松散的原因之一）
优点：语法简单，只有32个关键字，执行速度快能媲美汇编语言的执行速度，也适合用于实现算法
缺点：学习难度大，需要对内存，操作系统有一定的了解，由于出现早个人计算机还没有普及，所以在设计时没有为普通人考虑，有一些语法上的陷阱和缺陷，（如：数组越界访问，未初始化变量，内存泄漏，悬空指针（野指针），字符串处理问题，运算符优先级等）没有大型软件公司在背后支持，可用软件库比较少
C可参考教材《C语言三剑客》《C陷阱与缺陷》《C与指针》
C语法自由，自由意味着危险，而自由源于自律
C89语法标准，旧的系统中的默认标准
C99语法标准，对C语言的扩展和增强 -std=gnu99
C11语法标准，全新的升级
二、C语言第一个程序
#include
程序员所编写的代码都不是标准的c代码，需要一段程序翻译成标准c代码，负责翻译的程序叫预处理器，翻译的过程叫做预处理，被翻译的语句叫做预处理指令，以#开头的语句都是预处理指令 #include的功能就是把一个头文件导入（拷贝cp）到当前位置
#include
从系统指定的路径下查找并加载头文件
#include "xxx.h"
先从当前工作路径查找，如果找不到再从系统指定的路径查找并加
stdio.h
头文件：以.h结尾，里面存储的是一些辅助性的代码，绝大多数都是函数的声明
源文件：以.c结尾，里面存储的是实际的功能性的代码
C语言标准委员会为C语言以函数形式提供一些基础功能，这些函数都被封装在libc.so。 然后通过很多的头文件对不同功能的标准库函数进行了说明，stdio.h就是其中之一，常用：stdlib.h string.h
int main()
C语言中函数是管理代码的最小单位，一个函数就是一个功能的实现
main函数是程序的入口，有且只有一个
int 是一种数据类型，表示main函数的执行结果是一个整数值
return 的作用：
1、返回一个执行结果给函数的调用者
正数 出现异常(别人导致)
0 一切正常
负数 出现错误(自己导致)
echo $? 查看main函数的返回值
2、提前结束函数
main函数遇到return语句程序结束
main函数是由操作系统调用，所以它的返回值给了操作系统，反应了程序是如何结束的
{
printf("Hello World!\n");
return 0;
}
printf/scanf 是标准库的输出输入函数，一般用于调试代码
printf("---------\n");
xxxx
printf("---------\n");
转义字符：键盘上有一些不好直接表示的符号，通过一些特殊字符搭配来表示，这种字符搭配称为转移字符
\n 换行
\t 制表符，Tab键
\a 铃响
\b 光标后退一个字符 printf("\b \b") 退格效果
\r 光标回到行首
%% 显示一个%
\\ 显示一个\
注意：C语言是以分号作为一行代码的结束标志，使用大括号来划分代码
注意：必须使用英文输入法
三、编译器：
它是一个负责翻译代码的程序，它负责把人类能看懂的代码翻译成计算机能理解的二进制指令，它由 1预处理器、2编译器、3汇编器、4链接器组成，统称为编译器。 gcc是GNU组织为了编译Linux内核代码而开发一款C语言编译器，默认语法标准是C99或者C89
gcc编译器常用的参数：
-E 预处理
-S 生成汇编文件
-c 生成目标文件
-o 设置编译结果的名字
-I （大写i）设置要导入的头文件的路径
-l （小写L）设置要链接的库名，例如：使用sqrt、pow等数学函数时就需要链接数学库 -lm
-L 设置要链接的库的路径
-D 在编译时定义宏
-g 编译时添加调试信息，这样编译出的程序可以用gdb调试。
-Wall 显示所有警告，编译器会以更严格的标准检查代码
-Werror 把警告当错误处理
-std 指定编译器要遵循的语法标准，c89,c99,c11，当前系统默认的是c99标准
gcc编译器把C代码变成可执行程序的过程：
1、把程序员所编写的代码进行预处理
gcc -E hello.c 把预处理的结果显示到屏幕上
gcc -E hello.c -o hello.i 会生成以.i结尾的预处理文件
2、把预处理的结果翻译成汇编代码
gcc -S hello.i 会生成以.s结尾的汇编文件
3、把汇编代码翻译成二进制指令
gcc -c hello.s 会生成以.o结尾的目标文件
4、把若干个文件目标文件、库文件合并成可执行文件
gcc a.o b.o c.o ... 默认会生成a.out可执行文件，也可以使用-o指定可执行文件的名字。
gcc a.o b.o c.o -o hello
./hello 执行程序，也可以编译执行：gcc a.o b.o c.o && ./a.out
注意：gcc hello.c 就包含了以上四个步骤，了解这个步骤是我们后续学习预处理指令、多文件编 程、静态库、动态库的基础。
C语言中的文件类型：
.c 源文件 功能性代码
.h 头文件 对.c文件的说明
.i 预处理文件
.s 汇编文件
.o 目标文件
.h.gch 头文件的编译结果文件，用于检查自定义的头文件是否有语法错误，会被优先使用（建议立即删除）
.so 共享库文件
.a 静态库文件
四、C语言中得基本的数据类型
C语言为什么要把数据分为不同的类型：
1、现实中的数据就是自带类别属性
数据存储计算机中需要耗费存储空间(内存、硬盘)，在编程语言中把数据按照使用范围、特点划分为 不同的种类，解决什么问题使用什么类型的数据，这样可以
2、节约存储空间、提高运算速度。
存储空间的单位：
Bit 比特 存储一个二进制位，只能存储0或者1，计算机存储数据的最小单位
Byte 字节 存储八个二进制位，计算机存储数据的基本单位
Kb 1024字节
Mb 1024Kb
Gb 1024Mb
Tb 1024Gb
Pb 1024Tb
C语言中数据分为两大类别：自建(程序员自己设计的)、内建(C语言自带的)
sizeof:可以计算类型/变量所占内存字节数
整型：
signed有符号整型：
最高位的二进制用于表示正负，0代表正数，1代表负数。
由于有符号整型使用较多，所以编译器默认signed可以省略，不加就代表加。
类型名 字节数 数据范围
signed char 1 -128~127
signed short 2 -32768~32767
signed int 4 正负20亿
signed long 4(32位)/8(64位)
signed long long 8 正负9开头19位整数
注意：signed不加就代表加了
char == signed char
unsigned无符号整型：
所有的二进制位都用来表示数据，只能表示正数。
二进制最高位作为数据位
类型名 字节数 数据范围
unsigned char 1 0~255
unsigned short 2 0~65535
unsigned int 4 0~40亿
unsigned long 4(32位)/8(64位)
unsigned long long 8 0~1开头的20位整数
注意：由于定义无符号数据时比较麻烦，标准库中把这些类型重新定义成了新的类型名
需要包含头文件
uint8_t uint16_t uint32_t uint64_t
int8_t int16_t int32_t int64_t
浮点型：
float 4 单精度浮点型
double 8 双精度浮点型
long double 12(32位)/16(64位)
注意：采用科学计数法、在二进制与真实数据之间需要进行换算过程，因此浮点数的运算使用速度比整型要慢得多，所以编程时尽量使用整型
注意：大部分操作系统只对小数点后6位有效
小数点是浮动的，也就是带小数点的数据，采用科学计算数法存储，由符号位+指数域+小数域组成， 这种存储格式，运算速度慢、又不太准确，所以尽量少用。
模拟型：
字符型：char
字符就是图案或符号，字符在内存中依然存储成整数，需要显示成字符时，操作系统会根据ASCII码表中的对应关系把整数显示成对应的符号或图案
'\0' 0 特殊字符 空字符
'0' 48
'A' 65
'a' 97
char想要显示成整数时：%hhd
想要显示成字符时: %c
布尔型：bool
先有的C语言后有的bool类型，C语言中不可能有真正的布尔类型，都是在
bool ： true false
ASCLL
| 十进制 | 八进制 | 十六进制 | 字符 | 描述 |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 00 | NUL | |
| 1 | 1 | 01 | SOH | start of header |
| 2 | 2 | 02 | STX | start of text |
| 3 | 3 | 03 | ETX | end of text |
| 4 | 4 | 04 | EOT | end of transmission |
| 5 | 5 | 05 | ENQ | enquiry |
| 6 | 6 | 06 | ACK | acknowledge |
| 7 | 7 | 07 | BEL | bell |
| 8 | 10 | 08 | BS | backspace |
| 9 | 11 | 09 | HT | horizontal tab |
| 10 | 12 | 0A | LF | line feed |
| 11 | 13 | 0B | VT | vertical tab |
| 12 | 14 | 0C | FF | form feed |
| 13 | 15 | 0D | CR | carriage return |
| 14 | 16 | 0E | SO | shift out |
| 15 | 17 | 0F | SI | shift in |
| 16 | 20 | 10 | DLE | data link escape |
| 17 | 21 | 11 | DC1 | no assignment, but usually XON |
| 18 | 22 | 12 | DC2 | |
| 19 | 23 | 13 | DC3 | no assignment, but usually XOFF |
| 20 | 24 | 14 | DC4 | |
| 21 | 25 | 15 | NAK | negative acknowledge |
| 22 | 26 | 16 | SYN | synchronous idle |
| 23 | 27 | 17 | ETB | end of transmission block |
| 24 | 30 | 18 | CAN | cancel |
| 25 | 31 | 19 | EM | end of medium |
| 26 | 32 | 1A | SUB | substitute |
| 27 | 33 | 1B | ESC | escape |
| 28 | 34 | 1C | FS | file seperator |
| 29 | 35 | 1D | GS | group seperator |
| 30 | 36 | 1E | RS | record seperator |
| 31 | 37 | 1F | US | unit seperator |
| 32 | 40 | 20 | SPC | space |
| 33 | 41 | 21 | ! | |
| 34 | 42 | 22 | " | |
| 35 | 43 | 23 | # | |
| 36 | 44 | 24 | $ | |
| 37 | 45 | 25 | % | |
| 38 | 46 | 26 | & | |
| 39 | 47 | 27 | ' | |
| 40 | 50 | 28 | ( | |
| 41 | 51 | 29 | ) | |
| 42 | 52 | 2A | * | |
| 43 | 53 | 2B | + | |
| 44 | 54 | 2C | , | |
| 45 | 55 | 2D | - | |
| 46 | 56 | 2E | . | |
| 47 | 57 | 2F | / | |
| 48 | 60 | 30 | 0 | |
| 49 | 61 | 31 | 1 | |
| 50 | 62 | 32 | 2 | |
| 51 | 63 | 33 | 3 | |
| 52 | 64 | 34 | 4 | |
| 53 | 65 | 35 | 5 | |
| 54 | 66 | 36 | 6 | |
| 55 | 67 | 37 | 7 | |
| 56 | 70 | 38 | 8 | |
| 57 | 71 | 39 | 9 | |
| 58 | 72 | 3A | : | |
| 59 | 73 | 3B | ; | |
| 60 | 74 | 3C | < | |
| 61 | 75 | 3D | = | |
| 62 | 76 | 3E | > | |
| 63 | 77 | 3F | ? | |
| 64 | 100 | 40 | @ | |
| 65 | 101 | 41 | A | |
| 66 | 102 | 42 | B | |
| 67 | 103 | 43 | C | |
| 68 | 104 | 44 | D | |
| 69 | 105 | 45 | E | |
| 70 | 106 | 46 | F | |
| 71 | 107 | 47 | G | |
| 72 | 110 | 48 | H | |
| 73 | 111 | 49 | I | |
| 74 | 112 | 4A | J | |
| 75 | 113 | 4B | K | |
| 76 | 114 | 4C | L | |
| 77 | 115 | 4D | M | |
| 78 | 116 | 4E | N | |
| 79 | 117 | 4F | O | |
| 80 | 120 | 50 | P | |
| 81 | 121 | 51 | Q | |
| 82 | 122 | 52 | R | |
| 83 | 123 | 53 | S | |
| 84 | 124 | 54 | T | |
| 85 | 125 | 55 | U | |
| 86 | 126 | 56 | V | |
| 87 | 127 | 57 | W | |
| 88 | 130 | 58 | X | |
| 89 | 131 | 59 | Y | |
| 90 | 132 | 5A | Z | |
| 91 | 133 | 5B | [ | |
| 92 | 134 | 5C | \ | |
| 93 | 135 | 5D | ] | |
| 94 | 136 | 5E | ^ | |
| 95 | 137 | 5F | _ | |
| 96 | 140 | 60 | ` | |
| 97 | 141 | 61 | a | |
| 98 | 142 | 62 | b | |
| 99 | 143 | 63 | c | |
| 100 | 144 | 64 | d | |
| 101 | 145 | 65 | e | |
| 102 | 146 | 66 | f | |
| 103 | 147 | 67 | g | |
| 104 | 150 | 68 | h | |
| 105 | 151 | 69 | i | |
| 106 | 152 | 6A | j | |
| 107 | 153 | 6B | k | |
| 108 | 154 | 6C | l | |
| 109 | 155 | 6D | m | |
| 110 | 156 | 6E | n | |
| 111 | 157 | 6F | o | |
| 112 | 160 | 70 | p | |
| 113 | 161 | 71 | q | |
| 114 | 162 | 72 | r | |
| 115 | 163 | 73 | s | |
| 116 | 164 | 74 | t | |
| 117 | 165 | 75 | u | |
| 118 | 166 | 76 | v | |
| 119 | 167 | 77 | w | |
| 120 | 170 | 78 | x | |
| 121 | 171 | 79 | y | |
| 122 | 172 | 7A | z | |
| 123 | 173 | 7B | { | |
| 124 | 174 | 7C | | | |
| 125 | 175 | 7D | } | |
| 126 | 176 | 7E | ~ | |
| 127 | 177 | 7F | DEL | delete |
五、变量与常量
什么是变量：在程序运行期间值可以发生变化的叫做变量，相当于存放数据的盒子
定义变量： 【类型名 变量名】；
int num;
1、变量的所占用的内存字节数、存储数据的范围、使用的规则都由变量的类型决定。
2、变量的定义就是操作系统把一个标识符与内存建议映射关系，操作系统不会对这个内存进行初始化， 所以变量的默认值是不确定的，我们要对一些特殊用途的变量进行初始化，比如：计数、求和、平均、 累加。
3、所定义的变量，出了它所在的大括号就不能再使用了。
取名规则：
1、由字母、数字、下划线组成
2、不能以数字开头
3、不能与C语言32个关键字重名
4、见名知意(功能、类型、范围...)
下列哪些是正确的变量名：
printf （o） scanf （o） bool （o） static （x） 1num （x） num%2 （x）
特殊的合法的变量名： bool，printf，true，flase
非法变量名举例： 1num、 *num、 auto
32关键字：
数据类型关键字（12个）：
int, char, short, long, signed, unsigned, float, double, struct, union, enum, void
控制语句关键字（12个）
1、循环控制（5个）：
for,do,while,break,continue
2、条件语句（3个）：
if,else,goto
3、开关语句（3个）：
switch,case,default
4、返回语句（1个）：
return
存储类型关键字（5个）：
auto,extern,register,static,typedef
其他关键字（3个）：
const,sizeof,volatile
注意：变量的初始值默认是随机的，为了安全起见，一般会在定义时初始化为0
变量的使用：
赋值： 变量名 = val;
num = 0；// 被赋值、存储数据，相当是个容器
参与运算： 变量名*10;
num*3/4; // 参与运算，此时变量名就代表它存储的数据
变量的输出：
int printf(const char *format, ...);
功能：c标准库函数，把若干数据输出到终端
format： 提示信息+变量的类型信息+转义字符
...： 若干个变量名，变量名之间有逗号分隔
返回值： printf输出到终端上的字符个数
在C语言中使用占位符来表示变量的类型：
%hhd %hd %d %ld %lld 有符号整型的占位符
%hhu %hu %u %lu %llu 无符号整型的占位符
%f %lf %Lf 浮点型的占位符
%c 字符型的占位符
bool布尔类型是用来逻辑运算的，不参与输入、输出，如果要强行输出，把它当整型即可。
输入：
int scanf(const char *format, ...);
功能：从终端读取数据赋值给变量
format：占位符，提示信息和转义字符不要使用
...：若干个变量的地址，&变量名可以计算出变量的地址
返回值：成功读取数据的变量个数
错误的使用案例： scanf("%d\n",&num);
改正（输入不需要“\n”）： scanf("%d",&num);
六、常量
常量就是程序运行过程中不能改变的量，C语言的常量有：字面值常量、宏常量、枚举常量。
10 默认int
10l long
10ll long long
10u unsigned int
10lu unsigned long
10llu unsigned long long
3.14 默认double
3.14f float
3.14l long double
‘A' char
案例：定义一个表示100年总共有几秒的宏常量(忽略闰平年)
#defind SEC 3600*24*365*100u
数据的格式化输出
%nd 显示n个字符宽度，不足时补空格，右对齐
%-nd 显示n个字符宽度，不足时补空格，左对齐
%0nd 显示n个字符宽度，不足时补0，右对齐
%n.mf 显示n个字符宽度(小数点也算一位)，不足时补空格，右对齐，m表示小数点后显示的位数(四舍五入)
%g 不显示小数点后多余的0
七、运算符
| 优先级 | 操作符 | |||
|---|---|---|---|---|
| 1 | () | [] | -> | . |
| :: | ||||
| ! | ~ | ++ | -- | |
| 2 | - (unary) | * (dereference) | ||
| & (address of) | sizeof | |||
| 3 | ->* | .* | ||
| 4 | * (multiply) | / | % | |
| 5 | + | - | ||
| 6 | << | >> | ||
| 7 | < | <= | > | >= |
| 8 | == | != | ||
| 9 | & (bitwise AND) | |||
| 10 | ^ | |||
| 11 | | | |||
| 12 | && | |||
| 13 | || | |||
| 14 | ? : | |||
| 15 | = | += | -= | etc. |
| 16 | , | |||
自变运算符：
前自变： ++/--i 变量的值立即加1或减1。
后自变： i++/-- 变量的值加1或减1，下一行代码有效。
注意：不要在复杂表达式中过度使用自变运算符，不同的编译器对它的运算规则不同，编译器会把合适的后自变优化成前自变。
算术运算符：
+ 加
- 减
* 乘
/ 除 进行除法运算得到的结果是商
% 求余 进行除法运算得到的结果是余数
注意1： 整数/整数 计算的结果没有小数点，例如：3/5 的结果是1。
注意2： /和% 都是进行除法运算，/结果是商，%结果是余数，它们除数不可以为零，会出现浮点数例外的错误(核心已转储)，该错误会让程序立即结束。
关系运算符：
> 大于
>= 大于等于
< 小于
<= 小于等于
== 相等
!= 不相等
注意1： 它们运算结果是逻辑值，C语言中的逻辑值是用0(假)和1(真)模拟的，计算出的结果还能进行数学运 算。
注意2： 与数学中的用法不同，10 < x < 100，在数学中表示是x的取值范围，但在C语言中它就是需要运算的 表达式，会先计算 10 < x 得到0|1，然后再把这个结果与100比较，所以该表达的结果永远是真。
注意3： 使用==运算符时，非常容易出错误，容易漏写一个=，该错误编译器检查不出，阅读代码也很难查出 来，所以在使用==时，把常量放在左边，变量写右边，这样当漏写=时，编译器会报错误。
逻辑运算符:
&& 与 双目运算符，左右两边都是真，结果才是真
|| 或 双目运算符，左右两边只要有一个是真，结果就是真
! 非 单运算符，只针对右边的运算对象，求反，如果运算对象是真，结果就是假，如果运算对象是假， 结果就是真
注意： ! 比 &&、|| 的运算优先级高
&& 和 || 的短路特性：
当左边的值已经可以确定运算结果时，右边的不再计算，适当的使用可以实现精简的if结构，也可以借助短路特性，实现简单的单分支效果 ，能看懂即可，建议不要这样写，因为它会影响代码的可读性。
三目运算符：
[A] ? [B] : [C];
它的运算对象有三个，所以叫三目运算符，先把[A]转换成逻辑值，为真执行[B]，为假执行[C]，相当 于精简的 if else 结构。
注意： 与 if else 不同的是三目运算符必须有运算结果，所以它里面不能使用流程控制语句，比如：return、 break、continue。
赋值运算符：
= += *= /= %=... 是变量先运行后赋值的一种精简写法
a += b; 等价 a = a + b;
a *= b; 等价 a = a * b;
注意：赋值运算符的运算结果是右边赋的数据
位运算符：
& | ~ ^ << >>
字节数运算符：
sizeof它不是函数，是C语言的32个关键字之一，它能计算出数据在内存需要占用的内存字节数，如果运算对象不是表达式，它可以不使用小括号。 注意： sizeof(表达式)不会执行小括号里表达式，它只是推算表达式的执行结果是什么类型，然后计算出该类 型在内存中占用多少个字节。
八、类型转换
前提：只有相同类型的数据才能进行运算，如果类型不相同的数据需要先转换成相同的类型才能运算
自动类型转换(隐式类型转换)：
转换规则：以不丢失数据为基础，可以适当地牺牲一些空间
1、字节少的向字节多的转
2、有符号的向无符号的转
3、整型向浮点型转（int -> float）
特殊特例：当运算对象类型只是 char或者short，且类型不同，编译器会做类型提升，提升为int再运算
强制类型转换：
(新类型名)数据;
有丢失数据的风险，但是需要使用时还是得用
九、if语句
代码的默认执行流程是从上到下，逐步、逐条执行的，if语句可以根据判断条件选择让代码是否执行，改变了代码 的默认执行流程，所以这种语句也叫流程控制语句。
if分支语句
if(表达式) // 单分支语句
{
// 当条件为真时，执行此处代码，如果此处代码只有一行，大括号可以省略，但在商业项目中建 议不要省略，因为这样会影响代码的可扩展性
}
if(表达式) // 双分支语句
{
// 表达式的值为真(非0)，则执行此处代码
}
else
{
// 表达式的值为假(0)，则执行此处代码
}
if(表达式1) // 多分支语句
{
// 表达式1的值为真(非0)，则执行此处代码
}
else if(表达式2)
{
// 表达式2的值为真，则执行此处代码
}
...
else
{
// 所有表达式都为假，最后执行此处代码
}
十、switch开关语句
1、switch小括号中的数据可以是变量或表达式，但结果必须是整数型，case后面的数据必须是整数型常量。
2、把switch小括号中的数据与case后的数据进行对比，如果相同则打开执行开关。
3、当执行开关处于打开状态时，case后面的语句就会被执行，如果执行开关不关闭，之后case、 default后面的语句也会被执行。
4、break语句可以关闭执行开关，如果每个case后都break语句，就形成了多分支结构。
5、default无论写在任何位置，都是等所有的case没有匹配成功后，才打开执行开开关，就相当于多 分支if语句最后的else，可以有也可以没有。
switch (数据)
{ case v1: 语句1; break;
case v2: 语句2; break;
case v3: 语句3; break;
...
default: 语句; break;
}
注意： case n1 ... n3:
表示在范围[n1,n3]内，会打开case开关，但是这属于GNU编译器的特有语法，不建议使用