初识C语言

本章主要内容是对于接下来C语言的学习进行一个大致框架的介绍。本章的目的并不是一蹴而就的学会C语言的编程，而是开始学会认识C语言，开始看得懂，并不要求写懂C语言。只需要看过猪跑就行了，不要求吃猪肉。

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目录

1.数据结构

类型的使用

2. 变量、常量

2.1 定义变量的方法

2.2 变量的命名

2.3 变量的分类

2.4变量的使用

scanf

printf

2.5 变量的作用域和生命周期

作用域

生命周期

2.6 常量

3. 字符串+转义字符+注释

3.1 字符串

3.2 转义字符

4. 注释

5. 选择语句

6. 循环语句

7. 函数 

8. 数组

8.1 数组定义

8.2 数组的下标

8.3 数组的使用

9.操作符

算术操作符

移位操作符

位操作符

赋值操作符

单目操作符

关系操作符

逻辑操作符

逗号表达式

下标引用、函数调用和结构成员

10. 常见关键字

10.1 关键字 typedef

10.2 关键字static

10.2.1 修饰局部变量

10.2.2 修饰全局变量

10.2.3 修饰函数

11. #define 定义常量和宏

12. 指针

12.1 内存

12.2 指针变量的大小

13. 结构体

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1.数据结构

 为了表示生活中各种各样丰富的值，C语言的开发者为我们这些使用者设定了许多数据类型。

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

float            // 单精度浮点数

double        // 双精度浮点数

而不同的数据类型在被计算机存储的时候占据的内存是不一样的。

#include

int main ()

{

    printf ( "%d\n" , sizeof ( char ));             ------------->  1

    printf ( "%d\n" , sizeof ( short ));            ------------->  2

    printf ( "%d\n" , sizeof ( int ));                ------------->  4

    printf ( "%d\n" , sizeof ( long ));             ------------->  4

    printf ( "%d\n" , sizeof ( long long ));     ------------->  8

    printf ( "%d\n" , sizeof ( float ));             ------------->  4

    printf ( "%d\n" , sizeof ( double ));        ;------------->  8

    printf ( "%d\n" , sizeof ( long double )); ------------->  8

    return 0 ;

  而此刻，他们的单位是Byte，即字节。

}

单位：

众所周知，在正负电的交替下计算机的存储由0 1交替进行数据的存储。所以计算机识别的是二进制的数据。

所以，一个二进制的内存大小就是1bit即1比特。

• 1Byte=8bit---------->1B=8b

• KB = 1,024 Byte

• 1MB = 1,024 KB

• 1GB= 1,024MB = 1,048,576 (1024)KB

• 1TB= 1,024GB = 1,073,741,824 (1024)KB

• 即 b B KB MB GB TB PB

类型的使用

char ch = 'w' ;     

这里存储了一个字符，实际上计算机存储的是字符对应的ASCII码值.

int weight = 120 ;

int salary = 20000 ;

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2. 变量、常量

 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）。

 因此C语言中将   不变的值用 常量表示

                            变化的量用 变量表示

2.1 定义变量的方法

int age = 150 ;

float weight = 45.5f ;

注意编译器在识别时，55.5直接写出来是默认是double类型。

55.5f这个时候就是float类型。

char ch = 'w' ;                                                  

2.2 变量的命名

 只能由字母（包括大写和小写）、数字和下划线（ _ ）组成。

 不能以数字开头。

 长度不能超过 63 个字符。

 变量名中区分大小写的。

 变量名不能使用关键字

2.3 变量的分类

局部变量

全局变量

#include

int global = 2019 ; // 全局变量(包涵在大括号外的变量)

int main ()

{

    int local = 2018 ; // 局部变量（包含在大括号内的变量）

   //下面定义的global会不会有问题？

    int global = 2020 ; // 局部变量

    printf ( "global = %d\n" , global );

    return 0 ;

}

上面的局部变量global

总结：

al变量的定义其实没有什么问题的！

当局部变量和全局变量同名的时候，局部变量优先使用。

2.4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 ;

}

// 这里介绍一下输入，输出语句

//scanf

//printf

scanf

scanf的返回值是 读取到的数据个数，如果读取失败那么返回EOF。

C语言中有     #define  EOF  -1

那么此时就可以用该函数的返回值进行重复输入

while(scanf("%d",&d)!=EOF)

{

scanf("%d",&d);

}

一般编译器按住Ctrl+Z就可以停止输入，而VS需要按三次。       

printf

printf的返回值是打印的数据个数。

%c   字符      

%d   整型      %02d前面空两格，用2填充。

%s  字符串

%f   浮点型    %.2f保留两位小数。

%p  地址       以16进制的方式表示地址

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2.5 变量的作用域和生命周期

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（就是一个大括号内）

2. 全局变量的作用域是整个工程。（不同文件之间可以用外部声明语句）extern int g_val;

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

1. 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。

2. 全局变量的生命周期是：整个程序的生命周期。

2.6 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(就是具有常属性，但是其本质还是变量)

#define 定义的标识符常量（相当于给一个常量取一个名字）

枚举常量（ // 注：枚举常量的默认是从 0 开始，依次向下递增 1 的 ）

#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

    3.14 ; // 字面常量

    1000 ; // 字面常量

   

    //const 修饰的常变量

    const float pai = 3.14f ;   // 这里的 pai 是 const 修饰的常变量

    pai = 5.14 ; // 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 );

  printf ( "%d\n" , FEMALE );

    printf ( "%d\n" , SECRET );

    // 注：枚举常量的默认是从 0 开始，依次向下递增 1 的

   //注：枚举常量可以初始化，但是不能在主函数中赋值

    return 0 ;

}

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3. 字符串+转义字符+注释

3.1 字符串

"hello word\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：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。

#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 ;

}

#include

int main ()

{

printf ( "c:\code\test.c\n" );

    return 0 ;

}

3.2 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，防止它被解释为一个转义序列符
\a	警告字符，蜂鸣
\b	退格符 //往回退一格，相当于 BackSpace
\f	进纸符
\n	换行
\r	回车
\t	水平制表符 // TAB 相当于两个或四个空格，在strlen中相当于一个字符。
\v	垂直制表符
\ddd	d d d 表示 1~3 个八进制的数字。 如： \130 表示字符 X
\xdd	d d 表示 2个十六进制数字。如： \x30 表示字符 0

#include

int main ()

{

    // 问题 1 ：在屏幕上打印一个单引号 ' ，怎么做？

    // 问题 2 ：在屏幕上打印一个字符串，字符串的内容是一个双引号 “ ，怎么做？

    printf ( "%c\n" , '\'' );

    printf ( "%s\n" , "\"" );

    return 0 ;

}

// 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 ;

}

4. 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

#include

int Add ( int x , int y )

{

    return x + y ;

}

/*C 语言风格注释

int Sub(int x, int y)

{

    return x-y;

}

*/

int main ()

{

    //C++ 注释风格

    //int a = 10;

    // 调用 Add 函数，完成加法

    printf ( "%d\n" , Add ( 1 , 2 ));

    return 0 ;

}

比如：

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

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5. 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，回家卖红薯。

这就是选择！

#include

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，回家卖红薯 \n" );

  }

    return 0 ;

}

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6. 循环语句

有些事必须一直做，比如大家，日复一日的学习。

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 ()

{

    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 ;

}

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7. 函数 

#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 ;

}

上述代码，写成函数如下：

#include

int Add ( int x , int y )

{

  int z = x + y ;

  return z ;

}

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 = Add ( num1 , num2 );

    printf ( "sum = %d\n" , sum );

    return 0 ;

}

int arr [ 10 ] = { 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 }; // 定义一个整形数组，最多放 10 个元素

函数的特点就是简化代码，代码复用。

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8. 数组

要存储 1-10 的数字，怎么存储？

C 语言中给了数组的定义：一组相同类型元素的集合

8.1 数组定义

int arr [ 10 ] = { 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 }; // 定义一个整形数组，最多放 10 个元素

8.2 数组的下标

C语言规定：数组的每个元素都有一个下标，下标是从0开始的。数组可以通过下标来访问的。

比如：int arr[10] = {0};//如果数组10个元素，下标的范围是0-9

8.3 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 ;

}

注：C99前 数组的定义不能用变量

        C99后，引入数组增长，可以用变量定义数组，但是此时无法进行数组初始化。

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9.操作符

在初识C语言中，只是简单的介绍。

算术操作符

+      -       *      /      %

注：% 取余，但是无法对浮点型取余

        /   除法    1、计算结果是整除后面的商

                        2、除法  分为  整数除法

                                                 浮点数除法：除数和被除数之间至少有一个浮点数

移位操作符

>>       <<

位移操作符移动的是二进制，操作的也是二进制

位操作符

&        ^          |

赋值操作符

=    +=   -=    *=   /=   &=    ^ =     |=     >>=   <<=

单目操作符

只有一个操作数的

!               逻辑反操作    //if（a），a为真进入if ; if(!a),a为假进入if；

-               负值

+              正值

&              取地址

sizeof       操作数的类型长度（以字节为单位） //他不是函数

~              对一个数的二进制按位取反

--              前置、后置 --

++            前置、后置 ++ //前置++，先++再使用；后置++，先使用后++

*               间接访问操作符 ( 解引用操作符 )

( 类型 )       强制类型转换

关系操作符

>

>=

<

<=

!=   用于测试 “ 不相等 ”

==       用于测试 “ 相等 ”

逻辑操作符

&&         逻辑与   并且，两个操作数都为真，才为真；只要有一个为假，则为假；

||            逻辑或    或者，只要有一个操作数为真，就为真；

逗号表达式

exp1, exp2, exp3, …expN

真，执行， 不执行

假，不执行，执行

下标引用、函数调用和结构成员

[]  ()  .   ->

   [] 下标引用操作符

（）函数调用操作符，定义时不是，只有调用时是。

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10. 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

C 语言提供了丰富的关键字，这些关键字都是语言本身预先设定好的，用户自己是不能创造关键字的。

注：在初识C语言中只简单介绍几个；

10.1 关键字 typedef

typedef 顾名思义是类型定义，这里应该理解为类型重命名。

比如：

//将unsigned int 重命名为uint_32, 所以uint_32也是一个类型名

typedef unsigned int uint_32 ;

int main ()

{

    // 观察 num1 和 num2, 这两个变量的类型是一样的

    unsigned int num1 = 0 ;

    uint_32 num2 = 0 ;

    return 0 ;

}

注：相当于给类型标识符重新起了一个名字。

10.2 关键字static

在 C 语言中：

static 是用来修饰变量和函数的

1. 修饰局部变量 - 称为静态局部变量

2. 修饰全局变量 - 称为静态全局变量

3. 修饰函数 - 称为静态函数

首先，先说明一下C语言中的内存存储方式

可以把内存存储看为3个大区域

栈区	局部变量 形式变量 临时作用的变量都在栈区	特点：进入作用域创建，出了作用域销毁。
堆区	动态内存分配 malloc calloc realloc free
静态区	全局变量 静态变量	特点：创建好后，直到程序结束才销毁

10.2.1 修饰局部变量

   //代码1

#include

void test ()

{

    int i = 0 ;         //每一次都是一个全新的i

    i ++ ;

    printf ( "%d " , i );

}

int main ()

{

int i = 0 ;

    for ( i = 0 ; i < 10 ; i ++ )

  {

        test ();

  }

    return 0 ;

}

//代码2

#include

void test ()

{

    //static修饰局部变量

    static int i = 0 ;       //每一次都是同一个i

    i ++ ;

    printf ( "%d " , i );

}

int main ()

{

int i = 0 ;

    for ( i = 0 ; i < 10 ; i ++ )

  {

        test ();

  }

    return 0 ;

}  

对比代码 1 和代码 2 的效果理解 static 修饰局部变量的意义。

本来一个局部变量是存放在栈区的，如果被static修饰后，就存放在静态区（存储位置改变）

static修饰局部变量改变了变量的存储类型，使得这个静态变量的生命周期变长了，但是依旧只能在特定的作用域作用

结论：

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作用域依然存在，到程序结束，生命周期才结束。

10.2.2 修饰全局变量

// 代码 1

//add.c

int g_val = 2018 ;

//test.c

int main ()

{

    printf ( "%d\n" , g_val );  //全局变量具有外部连接属性，在其他源文件中依旧可以使用。

    return 0 ;

}

// 代码 2

//add.c

static int g_val = 2018 ;

//test.c

int main ()

{

    printf ( "%d\n" , g_val );

    return 0 ;

}

代码 1 正常，代码 2 在编译的时候会出现连接性错误。

结论：

一个全局变量被 static 修饰，使得这个全局变量只能在本源文件内使用，不能在其他源文件内使

用

//改变了全局变量的外部链接属性，由外部连接属性变为了内部连接属性。作用范围变小了，但是存储位置不变

10.2.3 修饰函数

// 代码 1

//add.c

int Add ( int x , int y )

{

    return x + y ;

}

//test.c

int main ()

{

    printf ( "%d\n" , Add ( 2 , 3 ));

    return 0 ;

}

// 代码 2

//add.c

static int Add ( int x , int y )

{

    return x + y ;

}

//test.c

int main ()

{

    printf ( "%d\n" , Add ( 2 , 3 ));

    return 0 ;

}

代码 1 正常，代码 2 在编译的时候会出现连接性错误

结论：

一个函数被 static 修饰，使得这个函数只能在本源文件内使用，不能在其他源文件内使用。

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11. #define 定义常量和宏

//define 定义标识符常量，相当于给常量取了一个名字。

#define MAX 1000

//define 定义宏

#define ADD (x, y) ((x)+(y))

            名字 参数   宏实现体

#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 ;

}

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12. 指针

12.1 内存

内存是电脑上特别重要的存储器，计算机中程序的运行都是在内存中进行的 。

所以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 。

为了能够有效的访问到内存的每个单元，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 。

内存
一个字节	OXFFFFFFFF
一个字节	OXFFFFFFFE
一个字节	OXFFFFFFFD
.................................	.......................
一个字节	OX00000001

变量是创建内存中的（在内存中分配空间的），每个内存单元都有地址，所以变量也是有地址的。

取出变量地址如下：

#include

int main ()

{

int num = 10 ;

& num ; // 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（较小的地址）

printf ( "%p\n" , & num ); // 打印地址， %p 是以地址的形式打印

return 0 ;

}

 那地址如何存储，需要定义指针变量。

int num = 10 ;

int * p ; //p 为一个整形指针变量

p = & num ;

指针的使用实例：

#include

int main ()

{

int num = 10 ;

int * p = & num ;

* p = 20 ;

    return 0 ;

}

以整形指针举例，可以推广到其他类型，如：

#include

int main()

{

char ch = 'w';

char* pc = &ch;

*pc = 'q';

printf("%c\n", ch);

   return 0;

}

12.2 指针变量的大小

#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）

//64 位平台下地址是 64 个 bit 位（即 8 个字节）

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 ：

指针大小在32位平台是4个字节，64位平台是8个字节。

总结：

实质上指针是什么呢？

首先，他是一个变量。

什么类型的变量？

用于存放内存地址的变量

有什么特别的用处？

这里不多说，就可引用 *号来表示出内存中所存放的内容。

13. 结构体

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。

这里只能使用结构体来描述了。

例如：

struct Stu

{

    char name [ 20 ]; // 名字

    int age ;       // 年龄

    char sex [ 5 ];   // 性别

    char id [ 15 ] ； // 学号

};

结构体的初始化：

// 打印结构体信息

struct Stu s = { " 张三 " ， 20 ， " 男 " ， "20180101" };

//. 为结构成员访问操作符 （结构体变量）

printf ( "name = %s age = %d sex = %s id = %s\n" , s . name , s . age , s . sex , s . id );

//-> 操作符 （结构体指针）

struct Stu * ps = & s ;

printf ( "name = %s age = %d sex = %s id = %s\n" , ps -> name , ps -> age , ps -> sex , ps -

> id );