初识C语言（C语言笔记，简述C语言的部分知识点）

 一、什么是C语言

C语言是一门面向过程的计算机编程语言，最常见用于底层开发。所谓计算机就是由应用软件、操作系统、驱动层、硬件等组成，在操作系统（含操作系统）之下的部分都叫做底层（下层）。 

C语言是一门国际上最通用的计算机语言，为了避免因为各开发厂商根据自己的需求而构建不同的C语言体系，所以美国国家标准局制定了一套完整的美国国家标准C语言语法，为ANSI C，作为C语言最初的标准。现在最常用的C语言国际标准为c89和c90，最新的C语言标准为c11；

主流的编译器主要有Clang、GCC、WIN-TC、MSVC等

注：什么是编译？

c/c++是编译型计算机语言，编译是一个对代码进行处理的动作。一个test.c文件通过编译、链接后形成可执行文件test.exe。

二、第一个C语言程序

2.1 编译器

推荐使用vs，附：vs2022安装使用教程

2.2 第一个C语言程序的书写及注意事项

第一步：打开VS；

第二步：创建项目；

（1）创建新项目；

（2）选择空项目

        ①修改项目名称（有条理性）

        ②修改文件地址（自己创建一个专门的文件夹，路径不要出现中文名）

        ③完成；

第三步：创建源文件（.c文件）

（1）右击源文件；

（2）添加新建项——选择c++文件，将名称改为xxx.c形式；

第四步：写代码

#include

//main函数是程序的入口，一个工程中main函数有且只有一个
int main(){
  printf("hello world");
  return 0;
}

注：使用vs编译器时，由于对于vs编译器来说scanf（输入函数）和printf（输出函数）都是不安全的函数，所以在运行过程当中，会出现函数报错的现象，因此需要在代码的最开头使用宏定义（#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS） 来防止运行报错。

解决办法：

通过：Microsoft Visual Studio\2022\Community\Common7\IDE\VC\VCProjectItems找到一个叫做newc++file.cpp文件（直接通过文件夹查找也行），将此文件复制到桌面，通过记事本打开，将#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS粘贴进去，保存后关闭（使用管理员权限）。将修改过的文件重新粘贴回去，替换原来的文件。

原理：

vs每次创建源文件的时候，都会先拷贝一份newc++file.cpp中的内容，所以修改此文件，即可完成输入输出不报错处理；

三、数据类型

数据类型	名称	大小	打印	数据量	数据率
char	字符型	1B	%c	bit	bit/s
short	短整型	2B	%hd	1Byte=8bit	1Kb/s=1000b/s
int	整型	4B	%d	1KB=1024B	1Mb/s=1000Kb/s
long	长整型	4B	%ld	1MB=1024KB	1Gb/s=1000Mb/s
long long	更长的整型	8B		1GB=1024MB	1Tb/s=1000Gb/s
float	单精度浮点型	4B	%f	1TB=1024GB
double	双精度浮点型	8B	%lf	数据类型大小	sizeof（int）

（1）以上表格打印整数类型均为十进制、无符号形式输出，如果想要了解更多，可以参考C语言类型输出语句；

（2）数据类型：定义变量/常量/数组等等；申请形式：数据类型 变量名/常量名/数组名=xxx（值）。

（3）数据类型有两种，一种是系统内置的数据类型，比如说char，int等；还有一种是自定义的数据类型，比如说枚举常量。

四、常量、变量

4.1 变量与常量

对于固定不变的值，我们直接定义常量：数据类型 常量名=xxx（值）；

对于可以改变的值，我们直接定义变量：数据类型 变量名=xxx（值）；

4.2 变量

4.2.1 局部变量与全局变量

 变量分为全局变量和局部变量，相同级别的变量不能重复定义；

当全局变量和局部变量名字重复的情况下，局部变量优先级更高；

int main(){
  int num1=0;
  int num2=0;
  scanf("%d %d",&num1,&num2);
  int sum=num1+num2;
  printf("%d\n",sum);
  return 0;
}

4.2.2 变量的作用域

（1）作用域是程序设计概念，通常来说，一段程序代码所用的名字并不总是有效的。而限定这个名字的代码范围就是这个名字的作用域；

（2）局部变量的作用域：变量所在的代码块内（离得最近的一个{}中）；

（3）全局变量的作用域：整个工程（如果来自不同的文件，需要用“extern 数据类型 变量名”来引用全局变量）；

4.2.3 变量的生命周期

（1）变量的生命周期指的是从变量的创建到销毁之间的一个时间段；

（2）局部变量的生命周期：从进入作用域时生命周期开始，到出作用域时生命周期结束；

（3）全局变量的生命周期：整个程序的生命周期；

4.3 常量的类别

4.3.1 字面常量

直接能从字面上看出来的叫做字面常量

int main(){
  printf("0101001");//直接能从字面上看出来的叫做字面常量
  return 0;
}

4.3.2 以const修饰的常变量 

 以const修饰的常变量在C语言中只是在语法层面上限制了变量无法直接被修改，但是本质上还是一个变量，只是具有常量的属性，所以被称为常变量

int main(){
  const int a=0101001;//用const修饰的常变量一般情况下不可修改；
  printf("%d\n",a);
  return 0;
}

4.3.3 以define定义的标识符常量 

define定义的标识符常量格式为：#define 常量名 值（无需；）

#define MAX 100
#define STR "abcdefg"
int main(){
  printf("%d\n",MAX);
  printf("%s\n",STR);
  RETURN 0;
}

4.3.4 枚举常量 

枚举常量：生活中可以一一列举出来保持不变的值；

enum Color{//三原色
  RED,
  GREEN,
  BLUE
};
int main(){
  enum Color a=RED;
  return 0;
}

五、字符串、转义字符、注释

5.1 字符串

在C语言中，由双引号引起来的一串字符称为字符串字面值/字符串；在C语言中用字符数组存储字符串；

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这个转义字符是结束标志，不算做字符串的内容；（计算字符串长度的函数：strlen（）——需要引用头文件）

int main(){
  char arr1[]="abc";
  char arr2[]={'a','b','c'};
  char arr3[]={'a','b','c','\0'};
  printf("%s\n",arr1);//abc
  printf("%s\n",arr2);//abc烫烫烫烫烫abc（未接收到\0，因此乱码）
  printf("%s\n",arr3);//abc
  return 0；
}

 在计算机语言当中，底层的逻辑是二进制的语言，但我们通过键盘输入的并不是二进制的语言，是因为编译器通过ASCII码表查询了ASCII码值（输入的二进制数字转换为十进制）所对应的字符，从而读取。

完整的ASCII码表的链接参考：ASCII码表完整版

5.2 转义字符

 在c语言中，有一些字符通过 \ 的转义序列符，更改了他们原本所有的含义，从而获得了新的功能，这种字符我们称之为转义字符； 

转义字符	释义
\?	在书写连续多个问号的时候使用，防止被解析为三字母符
\"	用于表示一个字符串内部的双引号
\\	用于表示一个反斜杠，防止被解析为一个转义序列符
\ddd	ddd表示1~3个八进制数字，如：\130（打印结果是这个八进制数字在ASCII对应的结果）
\xdd	dd表示2个十六进制数字，如：\x30
转义字符	释义	转义字符	释义	转义字符	释义
\a	警告字符，蜂鸣	\t	水平制表符	\v	垂直制表符
\b	退格符	\f	进纸符	\n	换行
\'	用于表示字符常量’			\r	回车

 5.3 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.代码中有些代码对于自己和阅读者来说比较复杂，可以通过注释来解释和记忆；

3.在C语言中有（/*...*/）和（//）两种方式注释；

六、选择循环语句、函数和数组

6.1 选择语句与循环语句

C语言是结构化的程序设计语言，分为三种结构：顺序结构，选择结构，循环结构；

C语言中的选择结构有：if...else语句；switch语句；

C语言中的循环结构有：while语句、do...while语句、for循环语句；

6.2 函数

函数就是为了简化函数，提高代码的复用率。C语言中的将一段实现同一个功能的代码封装成函数，这样在需要这个功能的时候，可以直接函数调用，而无需书写全部过程，提高了代码的复用率。例如：将“求两个函数的和”封装成一个函数Add，这样以后在求两数之和时，可以直接调用Add函数。

int Add(int x,int y){
  return x+y;//将x+y作为Add的结果返回出去；也叫返回值；
}

int main(){
  int a,b;
  scanf("%d %d",&a,&b);//scanf为输入函数，&为取地址符，输入需要，输出不需要。
  int c=Add(a,b);//接收到Add的返回值a+b；
  printf("%d\n",c);
  return 0;
}

6.3 数组

数组是一组相同数据类型元素的集合；

创建数组的方式：数据类型 数组名[数组容量]={元素1，元素2，...，元素n}；

数组元素的下标：数组在申请元素的时候是连续的，有下标进行指向，数组的下标是从0开始的，也就是说第一个元素的下标是0，以此类推；

int main(){
int arr[]={a,b,c,d,e,f,g};
  for(int i=0;i<7;i++}//for(初始条件;循环条件;附加条件）{};i++的意思就是i=i+1;
  {
    printf("%d\n",arr[i];
  }
  return 0;
}

七、操作符

7.1 算术、移位、位、赋值操作符

算术操作符	+（加）	-（减）	*（乘）	/（除）	%（取模）
移位操作符	>>和<<	左移和右移，和二进制运算有关
位操作符	&、|、^	按位与、按位或、按位异或
赋值操作符	=	-=	+=	/=	%=
	&=(类推)	>>=(类推)	i+=1相当于i=i+1

int main(){
  int a=7/2;//结果为3，因为在C语言中的，当除号的两端都是整数的时候，执行的是整数除法
  float b=7/2.0;//只要两端有一个浮点数，就执行浮点数除法；
  int c=7%2;//取模；取模操作符的两个操作数只能是整数；
  printf("%d\n",a);//结果为3；
  printf("%.1f\n",b);//.1f的意思就是保留一位小数，.2f同理；
  printf("%d\n",c);//1
  return 0;
}

7.2 单目操作符

只有一个操作数的操作符叫做单目操作符；

！	逻辑反操作	-	负值	+	正值	&	取地址符
sizeof	操作数类型大小			~	对一个数的二进制按位取反
++	前置、后置++			--	前置、后置--
*	解引用操作符			（类型）	强制类型转换

int main(){
  int a=10;
  int b=a++;//先使用，后++；相当于b=a;a=a+1;
  int c=++a;//先++，后使用；相当于a=a+1;c=a;
  printf("%d %d\n",a,b);//a=11;b=10
  printf("%d %d\n",a,c);//a=12;c=12
  return 0;
}

（1）强制类型转换的格式：数据类型 变量名=（需要强制转换的类型）值；如果把浮点数进行强制类型转换成整数，则舍弃小数部分；

（2）sizeof是获取操作数的类型大小，可以对操作数使用，也可以对操作数的数据类型使用。如果对数组使用，则可以获取数组的大小。

（3）可以通过sizeof（arr）获取整个数组的大小，通过sizeof（arr[0]）获取单个元素的大小，通过sizeof（arr）/sizeof（arr[0]）获取数组元素的个数；

7.3 关系操作符（均用于判断大小/是否相等）

>	大于	<	小于	!=	不等于
>=	大于等于	<=	小于等于	==	等于

7.4 其他操作符

（1）逻辑操作符：（&&）逻辑与操作符；（||）逻辑或操作符；

（2）条件操作符：exp1？exp2:exp3——是一个三目操作符，如果表达式为真，则取exp2的值；如果表达式为假，则取exp3的值；

（3）逗号操作符：用于逗号表达式，逗号表达式就是用逗号隔开的一串表达式，特点是从左向右依次计算，整个表达式的结果是最后一个表达式的结果；

八、常用关键字、define定义常量和宏

8.1 常用关键字简介

关键字是C语言本身内置的，这些关键字都是语言本身预先设定好的，用户是不能自己创建关键字的；

char	short	int	long	float	double
for	while	do while	break	continue	goto
switch	case	default	const(常属性)	static(静态的)	enum(枚举)
extern：声明外部符号		signed：有符号的		unsigned：无符号的
register：寄存器		struct：结构体		union：联合体（共用体）
return：函数返回值		sizeof：计算大小（用%zu打印）		typedef：类型重命名
void：代表无（函数的返回值，函数参数）

变量命名的规则：

（1）变量的命名必须有意义（练习除外），比如提到年龄，一般都要用age；

（2）变量命名只能由字母、下划线和数字组成，不能有特殊字符，且不能以数字开头；

（3）变量的命名不能是关键字：但是可以进行大小写变化，比如For就可以；

8.2 特殊关键字讲解

8.2.1 关键字typedef

typedef是类型定义，主要指的是类型的重新定义。比如在定义无符号数时使用unsigned int太过于麻烦，可以使用（typedef unsigned int uint；）来重新定义类型，之后在定义无符号数时就可以直接用uint来定义了。

同理，type也常用于结构体定义，基本格式是：typedef 结构体名{}重定义名。之后在定义结构体时可以使用重定义名来定义了。

8.2.2 关键字static

作用：修饰变量和函数

（1）静态局部变量——用static关键字修饰局部变量

局部变量在进入函数时候创建，在出函数的时候销毁；使用static关键字对局部变量进行修饰后，在出了作用域的时候不会被销毁；

本质上：一般情况下局部变量的存储位置是在栈区中，用static关键字修饰局部变量后，改变了局部变量的存储位置，放入静态区中，从而起到保护的作用；

（2）静态全局变量——用static关键字修饰的全局变量

全局变量定义后可以在其他源文件中使用，只要用（extern 数据类型 变量名）的方式进行链接就可以了，这得益于全局变量的外部链接属性；

但是用static修饰全局变量的时候，这个全局变量的外部链接属性就变成了内部链接属性，其他源文件就不能再使用这个全局变量了。

（3）静态函数——用static关键字修饰函数

类比于静态全局变量，用static关键字修饰函数时，函数的外部链接属性变成了内部链接属性，其他源文件无法使用这个函数。

register——寄存器关键字——创建寄存器变量——register 数据类型 变量名=值；

只是建议将此变量放入寄存器中，以在大量使用时提高运行速度。（了解即可，无需掌握）

8.3 define定义常量和宏 

#define MAX 1000   //define定义标识符常量；
#define ADD(x,y) ((x)+(y))//宏名（宏的参数，是无类型的） （宏体）
#include
int main(){
  int sum=ADD(2,3);
  printf("sum=%d\n",sum);
  return 0;
}

define不是一个关键字，而是一个预处理指令 

九、指针

9.1 内存

内存是电脑上非常重要的存储器，计算机中程序的运行都是在内存上运行的。为了有效的进行内存的使用，会把内存划分为一个个较小的内存单元，每个内存单元的大小为1个字节。另外，为了有效的进行访问内存单元，会对内存单元进行编号，也就是所谓的内存单元的地址。

9.2 指针与指针变量

计算机对内存单元进行编号之后，对于我们来说内存的编号 = 地址 = 指针；所以当我们创建一个变量用于存放内存单元的地址，也就是指针的时候，我们就把这个变量称之为指针变量。

int main(){
int a=10;//向内存申请4个字节，存储10；
printf("%p\n",&a);// &是取地址操作符；
int* p=&a;//p就是指针变量，int代表的是指针变量p所指的内存中的值的数据类型，*是指针变量的标志
*p=20;// *是解引用操作符，意思是通过p中存放的地址，找到p所指向的对象，*p就是p指向的对象
printf("%d\n",a);//也就是说，*p和a指的是同一个值，在某种意义上来说是等同的。
return 0;

对于指针变量来说，指针变量所存放的地址是那个变量/数组的首地址。

9.3 指针变量的大小

（1）不管是什么类型的指针，都是在创建指针变量，指针变量就是用来存放地址的。

（2）指针变量的大小取决于一个地址存放的时候需要多大的空间；

比如：在32位机器上，存放地址需要32个bit位，也就是4个byte，所以指针变量的大小是4个字节。换到64位机器上，也就是8个字节，即指针变量大小是8个字节。

十、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。

对于人来说，需要姓名、性别、年龄等信息来描述一个人的具体信息，而普通的数据类型无法对这一类的集合进行描述，因此C语言就给予了自定义类型的能力，而自定义类型中有一种叫做：结构体，通过关键字struct来实现；

结构体就是把一些单一类型的值组合在一起的行为；

struct Stu//学生
{//成员
	char name[20];
	int age;
	char sex[10];
	char tele[12];
};

void print(struct Stu* ps)
{
	printf("%s %d %s %s\n", (*ps).name, (*ps).age, (*ps).sex, (*ps).tele);
	printf("%s %d %s %s\n", ps->name, ps->age, ps->sex, ps->tele);
	//结构体指针变量->成员名
}

int main()
{
	struct Stu s = {"张三",20,"男","18133442636"};
	printf("%s %d %s %s\n", s.name, s.age, s.sex, s.tele);
	print(&s);
	return 0;
}