比特初识C语言

初识C语言

基本了解C语言的基础知识，对C语言有个大概的认识

本章重点

• 什么是C语言
• 第一个C语言程序
• 数据类型
• 变量、常量
• 字符串+转义字符+注释
• 选择语句
• 循环语句
• 函数
• 数组
• 操作符
• 常见关键字
• define定义常量和宏
• 指针
• 结构体

1.什么是C语言

C语言是一门计算机语言

什么是计算机语言？

人和计算机交流的语言，如：C/C++/JAVA/python

语言的发展：

1. 早期计算机能识别的语言为二进制语言

   早期电脑为硬件->通电->正负电
   ​ 1 0

​ 二进制语言

2. 10100001 - ADD - 助记符 - 汇编语言

3. B语言

4. C语言、C++ 高级语言

​

C语言是一门通用过计算机编程语言，广泛应用于底层开发。C语言的设计目标是提供一种能以简易的方式编译、处理低级存储器、产生少量的机器码以及不需要任何运行环境支持便能运行的编程语言。

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)以及超级电脑等作业平台。

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。

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。

2.第一个C语言程序

1. 创建工程/新建项目

.c - 源文件

.h - 头文件head

2. 添加源文件

3. 写代码

#include

int main(){   //主函数-程序的入口-有且仅有一个
    //这里完成任务
    //在屏幕输出hello world
    printf("hello world\n");     //\n表示换行
    return 0;               //返回0
}

 //int 整型，放在main前面表示main函数调用之后返回一个整型值，与return 0呼应
 //main主函数-程序的入口，不能没有，有且仅有一个
 //也可以void main 
 
 //函数-printf-print function-打印函数
 //printf是库函数-C语言本身提供给我们使用的函数，需要#include调用函数
 //#include-包含一个叫stdio.h的文件
 //std-标准 standard  input output 

//return 0;    返回0，返回整数0

4. 编译运行

3.数据类型

char	字符数据类型
short	短整型
int	整型
long	长整型
long long	更长的整型
float	单精度浮点数
double	双精度浮点数（小数点后位数更多）

字符 - 用’ ‘表示 - 如’A’

如果要存储这个字符，需要向内存申请空间，即char ch=‘A’; //ch为变量名

char 变量名 =’A‘；

以字符的形式打印ch

>printf("%c\n", ch);  //%c - 打印字符格式的数据

创建整型变量

> int age=20;
> printf("%d\n",age);  //%d - 打印整型上十进制数据

int 整型

short 短整型

long 长整型

long num =100;
printf("%d\n",num);

单精度浮点数 float

float f=5.0;

printf(“%f\n”,f);

双精度浮点数 double

double d=3.14;

printf(“%lf\n”,d);

%d - 打印整型

%c - 打印字符

%f - 打印浮点数-打印小数

%p - 以地址的形式打印

%x - 打印16进制

• 为什么出现这么多的数据类型
• 每种类型的大小是多少

#include
int main()
{
	printf("%d\n",sizeof(char));  //sizeof ...的大小
    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));
    return 0;
}

char 1字节
short 2
int 4
long 4/8
long long 8
float 4
double 8

字节

计算机硬件 - 通电 - 正电 负电
​ 1 0
计算机识别0 1，需要存起来，在内存中存个1或者0的空间大小即为1个比特位

10进制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
二进制 0 1

计算机中的单位

bit - 比特位 一个比特位只能存放一个二进制位
byte - 字节 1byte=8bit
kb 1kb=1024byte
mb 1mb=1024kb
gb 1gb=1024mb
tb 1tb=1024gb
pb 1pb=1024tb

两个字节

00000000 00000000

00000000 00000001

00000000 00000010

00000000 00000011

…

11111111 11111111

共2¹⁶种 ，能表示0~2¹⁶-1 0~65535

#include
int main()
{
    short age=20;// 向内存申请两个字节=16bit位，用来存放20
    return 0;
}

c语言规定sizeof(long)>=sizeof(int)

所以long可以是4也可以是8

4.变量、常量

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,变得值C语言中用变量来表示。

• 定义变量的方法

  int age=150;

  float weight=45.5f;

  char ch=‘w’;

• 变量的分类

  局部变量

  全局变量

  #include
  
  int num1=20;//全局变量-定义在代码块（{}）之外的变量
  
  int main()
  {
      int num2=10;//局部变量-定义在代码块（{}）内部的变量
      return 0;
  }
  

  局部变量和全局变量的名字建议不要相同，容易误会，产生bug

  当局部变量和全局变量的名字相同的时候，局部变量优先

• 变量的使用

  两个数的相加

  #include
  int main()
  {
      int num1=0;
      int num2=0;
      int sum=0;
      //输入数据—使用输入函数scanf
      scanf("%d%d",&num1,&num2);//&-取地址符号
      sum=num1+num2;
      printf("sum=%d\n",sum);
      return 0;
  }
  

  c语言语法规定，变量要定义在当前代码块的最前面

• 变量的作用域和生命周期

  作用域

  作用域( scope) , 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。

  哪里能用哪里就是作用域

  1. 局部变量的作用域是变量所在的局部范围
  2. 全局变量的作用域是整个工程

  extern global;

• 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的开始，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

常量

生活中不变的量

C语言中常量的分类：

• 字面常量
• const 修饰的常变量
• define定义的标识符常量
• 枚举常量

int main()
{
    //const - 常属性，值不再可以改变
    const int num=4;    //const修饰的常变量
                       //num是变量，但又有常属性，所以num为常变量 
    3;                  //字面常量 一个直接的值
    
    return 0；
}

#include
//#define定义的表示符常量
#define MAX 10; //定义了一个名为MAX的常量，值为10
int main()
{
    return 0;
}

//枚举常量
//枚举 - 一一列举
//如性别：男，女；三原色：红黄蓝；星期：1.2.3.4.5.6.7
//枚举关键字--enum
//以三原色为例
enum Color
{
    RED,          //0
    YELLOW,       //1
    BLUE          //2
};
//RED,YELLOW,BLUE - 枚举常量
int main()
{
    enum Color color=BLUE;//定义color变量为BLUE
    return 0；
}

枚举常量不能改，通过枚举类型创建的变量可以改

RED,YELLOW,BLUE不能改，color可以改

5.字符串+转义字符+注释

字符串

"hello world.\n"
 " "  //空字符串

这种由双引号（Double Quote)引起来的一串字符成为字符串字面值（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
int main()
{
    char arr1[]="abc";//这里用数组arr1存放了字符串abc
    char arr2[]={'a','b','c'};
    printf("%s\n",arr1);//会输出abc
    printf("%s\n",arr2);//可能会乱码 
                        //char arr2[]={'a','b','c',0};
    return 0;
}

“abc” - ‘a’ ‘b’ ‘c’ ‘\0’

\0 - 字符串的结束标志，如果没有结束标志可能会随机打印

数据在计算机上存储的时候，存储的是2进制，所以每个字符都有属于自己的一个编号，即ASCII编码。a-97;A-65

转义字符

转变原来的意思

int main()
{
    printf("abc\n");
    return 0;
}
//printf("abc\n")并不会输出"abc\n"，而是输出"abc",\n为换行
// \n即为转义字符

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-C5uzlcFZ-1688004325491)(C:\Users\张晓双\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220804163521477.png)]

#include
#include
int main()
{
    printf("%d\n",strlen("c:\test\32\test.c"));
    return 0;
}
//结果为13，分别为c : \t e s t \32 \t e s t . c
//  \32为八进制的数字
//32作为8进制代表的那个十进制数字，作为ASCII码值，对应的字符

注释

1. 代码中有不需要的代码可以直接删除，也可以注释
2. 代码中有些代码比较难懂，可以加一下解释文字

注释风格：

1. /* xxxxxx */
   • 缺陷：不能嵌套注释
2. //xxxxxx
   • 可以注释一行也可以注释多行

6.选择语句

好好学习，好offer

不好好学习，卖红薯

#include
int main()
{
    int input =0;
    printf("你会去敲代码吗？（选择1或0）：");
    scanf("%d",&input);
    if(input==1)
    {
        printf("好offer");
	}else{
        printf("卖红薯");
    }
    return 0;
}

7.循环语句

• while循环
• do…while循环
• for循环

//whi1e循环的实例
#include 
int main()
{
	printf("敲一行代码%d\n",line);
	int line=0;
	while(1ine<= 20000)
    {
        ine++;
		printf("我要继续努力敲代码\n");
    }
	if(line> 20000)
		printf("好offer\n");
	return 0;
}

8.函数

#include
int main()
{
    int num1=10;
    int num2=20;
    int sum=0;
    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;
    retuen z;
}
int main()
{
    int num1=0;
    int num2=0;
    int sum=0;
    scanf("%d %d",&num1,num2);
    sum=ADD(num1,num2);
    printf("sum=%d\n",sum);
    return 0;
}

函数的特点就是简化代码，打码复用

9.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

数组的定义

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

数组的下标

C语言规定：数组的每个元素都有一个下标，下标从0开始

数组可以通过下标来访问

比如：

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

int arr[10]	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
下标	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9

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;
}

10.操作符

算数操作符

+ - * / %

位移操作符

>>  <<

###位操作符

&  ^  |

a=3 011

b=5 101

a&b（与） a|b（或） a^b（异或）

0 1 1 0 1 1 0 1 1

1 0 1 1 0 1 1 0 1

0 0 1 1 1 1 1 1 0

赋值操作符

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

单目操作符

!           逻辑反操作
 -           负值
 -           正值
&           取地址
sizeof      操作数的类型长度（以字节为单位）
~           对一个数的二进制按位取反
--          前置、后置--
++          前置、后置++
 -           间接访问操作符（解引用操作符）
(类型)       强制类型转换    int a=(int)3.14;

• a++ 后置++：先使用后++

• ++a 前置++：先++后使用

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
||      逻辑或

条件操作符

exp1 ? exp2 : exp3

int main()
{
    max=(a>b?a:b);
}

逗号表达式

exp1,exp2,exp3,...expN

下标引用、函数调用和结构成员

[] () . ->

11.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

auto-局部变量，通常省略

register-寄存器变量

union-联合体

认识即可

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

//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;
}

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，局部变量的生命周期变长
2. 修饰全局变量 - 称为静态全局变量，改变了变量的作用域，只能在源文件内部使用
3. 修饰函数 - 称为静态函数，改变了函数的链接属性，外部链接属性变成内部链接属性

修饰局部变量

//代码1
#include
void test()
{
    int i=0;
    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;
    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

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。

修饰全局变量

//代码1
//add.c
int g_val=2018;
//test.c
int main()
{
    printf("%d\n",g_val);
    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

一个全局变量被static修饰，似的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

修饰函数

//代码1
//add.c
int Add(int x,int y)
{
    return c+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 c+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

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

12.#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;
}

13.指针

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。

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

取出变量地址如下：

#include
int main()
{
    int num=10;
    #//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=#

指针的使用实例

#include
int main()
{
    int num=10;
    int *p=#
    *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;
}

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*));
}

结论：指针大小在32位平台是4字节，64位平台是8字节

14.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。

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
printf("name=%s age=%d sex=%s id=%s\n",s.name,s.age,s.sex,s.id);
struct Stu *ps=&s;
printf("name=%s age=%d sex=%s id=%s\n",ps->name,ps->age,ps->sex,ps->id);
//->操作符
//结构体变量.成员
//结构体指针->成员

//更改数组
include<stdio.h>//使用strcpy要用到这个库
strcpy(s.name, "李四");
printf("%s\n", s.name);