初阶c语言

目录

入门知识点

1.数据的类型介绍

2.整形在数据中存储

 什么是大小端

为什么有大小端

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入门知识点

• signed 有符号的 unsigned 无符号的   
• struct 结构体关键字
• union联合体/共用体
• typedef类型重定义

static静态的

   static修饰的局部变量，局部变量的生命周期变长，和程序的生命周期一样，作用域不变。

   static修饰的全局变量，改变了变量的作用域，让静态的全局变量只能在自己所在的源文件内部使用。

   static修饰的函数，与static修饰的全局变量作用类似。

define 定义标识符常量 #define MAX 100

            定义宏 （有参数）

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

内存 一个内存单元是一个字节

            每个内存单元都要编号，就是地址

             一个地址指向一个字节，

            32位的机器就有32根地址线，32bit，所以需要4个 字节来存储，即指针大小是4个字节，每根地址线都能产生0或者1，就有2的32次方个地址，即相当于4G。

&取地址

用来存放地址的变量，指针变量

* 解引用操作符

指针大小 32bit---4byte 64bit---8byte

复杂对象（书）（人）----结构体---自己创造出来的一种类型

操作符 . 结构体变量.成员

操作符-> 结构体指针->成员

修改字符串用strcpy() 字符串放在数组中，数组名表示首元素地址，除了sizeof(数组名) 和&数组名

c语言是一门结构化的程序设计语言，有顺序结构，选择结构，循环结构。

在if else语句中，存在悬空else问题，else与它最近的else匹配。

if语句中，== 来判断相等，= 是用来赋值

  switch 多分支语句 switch()括号里是整型表达式

case 后面跟整型常量表达式，如果后面没有break，就继续向下执行，如果有break，就跳出switch。如要加上default，break。

break，永久终止循环，continue，终止本次循环

1. getchar()获取一个无符号字符
2. scanf()只能录入连续的字符串
3. get()输入有空格的字符串
4. 用循环 getchar()来消去缓冲区的 \n 

for循环

for（表达式1；表达式2；表达式3）

表达式1：初始化

表达式2：判断

表达式3：调整

循环中有continue 跳得调整部分

不可在循环体内修改循环变量，防止for循环失去控制。for循环的初始化，调整，判断可以省略

判断部分为0，为假，循环不进去

do while语句，循环至少执行一次

循环中有continue，跳到do

strcmp()用来比较字符串相等，头文件是string.h

返回<0 string1

判断闰年

    1.能被4整除并且不能被100整除

    2.能被400整除

go to 语句 不能跨函数跳转

i=a*b a和b中至少有一个数字＜＝开平方i

开平方i sqrt(i)

求绝对值 fabs()

x的n次方 pow(x,n)

头文件math.h

短整型：  short int  （2字节） （-32768~32767）
整型：    int        （2字节） （-32768~32767）
长整型：  long int   （4字节）（-2147483648~2147483647）
长长整型：long long  （8字节）-9223372036854775808～+9223372036854775807(约九百亿亿）
长长整型：__int64    （8字节）-9223372036854775808～+9223372036854775807
短整型：  unsigned short int （2字节） （0~65535）
整型：    unsigned int       （2字节） （0~65535）
长整型：  unsigned long int  （4字节） （0-4,294,967,295）
长长整型：unsigned long long  （8字节） 0～18446744073709551615
长长整型：unsigned __int64    （8字节） 0～18446744073709551615
字符型的大小

字符型：char （1字节） （-128~127）
字符型：unsigned  char （1字节） （0~255）
浮点型的大小

单精度型：float  （4字节）（3.4E-38～3.4E+38）（7位有效数字）
双精度型：double （8字节）（1.7E-308～1.7E+308）（16位有效数字）
长双精度型：long double （10字节）（19位有效数字）

1.数据的类型介绍

基本类型
char       //字符数据类型
shout      //短整形
int        //整形
long       //长整型
long long  //更长整形
float      //单精度浮点数
double     //双精度浮点数
float      //双精度浮点数
类型的意义：
使用这个类型开辟内存空间的大小（大小决定了使用的范围）
如何看待内存空间的视角
1.1类型的基本归类
整形家族
char 
​        char //char为char时，无法确定是有符号还是无符号
​        unsigned char
​        signed char
short
​        unsigned short  =  short
​        signed short
int
​        unsigned int
​        signed int
long
​        unsigned long
​        signed long
数值：
当在特别的使用环境，使用特定的类型

有些数值，只有正数，没有负数（身高）
有些数值，有负数也有正数（温度）
浮点型家族
float
double
构造类型
数组类型

   char arr[6];
   char arr[5];
   int arr[5];
   ```
结构体类型 struct

枚举类型 enum

联合类型 union

指针类型
int *pi;
char *pc;
float* pf;
void* pv;
空类型
void表示空类型

通常用于函数的返回类型，函数的参数、指针类型

int a=10;
void* p1 = &a;
//void空类型的指针可以接收所有的类型的地址
//当需要用的时候调用即可

2.整形在数据中存储

2.1原码、反码、补码
三种表示方法均有符号位和数值位，符号位都是用0表示“正”，用1表示“负”，而数值位

正数：原码、反码、补码相同

负数：

反码：符号位不变，其它位按位取反

补码：符号位不变，其它位按位取反，在加1（反码加1）

代码展示

int main()
{
    int a = 30;
    //00000000 00000000 00000000 00011110  - 30原码
    //00000000 00000000 00000000 00011110  - 30反码
    //00000000 00000000 00000000 00011110  - 30原码
    
    int b = -30;
    //10000000 00000000 00000000 00011110  - -30原码
    //11111111 11111111 11111111 11100001  - -30反码
    //11111111 11111111 11111111 11100010  - -30补码
 
    return 0;
}

内存展示

对于整形来说：数据内存中存储的是补码

为什么？

在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。原因在于，使用补码，可以将符号位和数值域统一处理；

同时，加减也可以统一处理（CPU只有加法器）此外，补码与原码相互转换，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路。

原码到补码：一种方式

补码到原码：两种方式

补码-1，取反得到原码

补码取反，加1得到原码

char类型的应用

int main()
{
    char a = -1;
    //10000000 00000000 00000000 00000001  -  -1原码
    //11111111 11111111 11111111 11111110  -  -1反码
    //11111111 11111111 11111111 11111111  -  -1补码
    //此为char类型，变量中只能存放一个字节，发生截段
    //11111111  -  a
    //输出是以%d的形式输出，需要发生整形提升----按照符号位提升
    //11111111 11111111 11111111 11111111  -   a整形提升  - 补码
    //10000000 00000000 00000000 00000001  -   原码
 
    signed char b = -1;
    //b为有符号char类型，与a相同，输出为
    //10000000 00000000 00000000 00000001  -   b原码
 
    unsigned char c = -1;
    //10000000 00000000 00000000 00000001  -  -1原码
    //11111111 11111111 11111111 11111110  -  -1反码
    //11111111 11111111 11111111 11111111  -  -1补码
    //此为char类型，变量中只能存放一个字节，发生截段
    //11111111  - c
    //c为无符号char类型，输出为%d，发生整形提升时----提升直接补0
    //00000000 00000000 00000000 11111111  -  c原码
 
    printf("a=%d b=%d c=%d\n", a, b, c);
 
    return 0;
}

结果：

char类型有符号和无符号范围 

 应用：

int main()
{
    signed char a = -128;
    //10000000  -128补码
    //char类型接收一个字节 10000000 截段
    
    signed char b = -127;
    //10000001  -127补码
 
    printf("%d", a);
    //输出为%d，需要发生整形提升
    //11111111 11111111 11111111 10000000  -128补码
    //10000000 00000000 00000000 10000000  -128原码
 
    printf("%d", a);
    //10000001  -127补码 整形提升
    //11111111 11111111 11111111 10000001  -127补码
    //10000000 00000000 00000000 01111111  -127原码
 
    return 0;
}

signed char类型的最大最小值可以画作一个圆

当存储的数值超过一个字节能存储的最大值时，发生溢出，但读取数值时还是读取一个字节内的，从而进入循环。

2.2大小端介绍
1个数值超过一个字节了，要存储到内存中，就有顺序的问题

是将低位字节存储到高地址还是低地址？

 什么是大小端

大端（存储）模式：指数据的低位字节内容保存在内存的高地址中，而数据的高位字节内容，保存在内存的低地址中；

小端（存储）模式：指数据的低位字节内容保存在内存的低地址中，而数据的高位字节内容，保存在内存的高地址处；

VS采用小端存储方式

int main()
{
    int a = 0x11223344;
 
    return 0;
}

 内存展示：

 写程序证明
方法1：

//取整形变量第一个字节的值
int a = 0x000001;
char* b=(char*)&a;
printf("%d",*b);

方法2：

int check_sys()
{
    int i = 1;
    return (*(char*)&i);
}
 
int main()
{
    int ret = check_sys();
    if (ret == 1)
    {
        printf("小端存储\n");
    }
    else
    {
        printf("大端存储\n");
    }
    return 0;
}

为什么有大小端

为什么会有大小端模式之分呢？这是因为在计算机系统中，我们是以字节为单位的，每个地址单元 都对应着一个字节，一个字节为8 bit。但是在C语言中除了8 bit的char之外，还有16 bit的short 型，32 bit的long型（要看具体的编译器），另外，对于位数大于8位的处理器，例如16位或者32 位的处理器，由于寄存器宽度大于一个字节，那么必然存在着一个如何将多个字节安排的问题。因 此就导致了大端存储模式和小端存储模式。

例如：一个 16bit 的 short 型 x ，在内存中的地址为 0x0010 ， x 的值为 0x1122 ，那么 0x11 为 高字节， 0x22 为低字节。对于大端模式，就将 0x11 放在低地址中，即 0x0010 中， 0x22 放在高 地址中，即 0x0011 中。小端模式，刚好相反。我们常用的 X86 结构是小端模式，而 KEIL C51 则 为大端模式。很多的ARM，DSP都为小端模式。有些ARM处理器还可以由硬件来选择是大端模式 还是小端模式

2.3练习
%u：打印无符号整形，认为内存存放的补码对应的是一个无符号数
%d：打印有符号整形，认为内存存放的补码对应的是一个有符号数

练习一：

int main()
{
    char a = -127;
    //10000000 00000000 00000000 01111111  -127原码
    //11111111 11111111 11111111 10000001  -127补码
    //截段
    //10000001  -127补码
    
 
    char b = 128;
    //00000000 00000000 00000000 10000000  128原码
    //截段
    //10000000  128原码
 
    printf("%u\n", a);
    //输出为整形大小，发生整形提升，最高位为符号位，按符号位提升
    //11111111 11111111 11111111 10000001  -127补码
    //输出为%u形式，为无符号，补码和原码的相同
    
    printf("%u\n", b);
    //输出为整形大小，发生整形提升，最高位为符号位，按符号位提升
    //11111111 11111111 11111111 10000000  128补码
    //输出为%u形式，为无符号，补码和原码的相同
    return 0;
}

练习二：

int main()
{
    unsigned int i;
    for (i = 9; i >= 0; i--)
    {
        printf("%u\n", i);
    }
    //当i=0时，i--，i==-1
    //10000000 00000000 00000000 00000001  -1的原码
    //11111111 11111111 11111111 11111111  -1的补码
    //%u为无符号整形输出，补码与原码相同，不需要再转换为原码
    //此时-i=4,294,967,295，进入死循环
    return 0;
}

练习三：

int main()
{
    char a[1000];
    int i;
    for (i = 0; i < 1000; i++)
    {
        a[i] = -1 - i;
    }
    //char类型的范围为-128~127；
    //i=0时，a[i] = -1;
    //i=127时， a[i] = -128;到达char类型的最小值
    //i=128时，a[i] = -129;
    //10000001  -129的原码
    //01111111  -129的补码，char类型只接收一个字节，接收此字节最高位为0，看作正数，整形提升后得此数为127
    //i=129时，a[i] = -130;实际为126
    //当i=255时，a[i] = -256;实际为0
｝