C语言学习总结(一) 基本语法

 

第一章--C语言的基本概念

                                                                                                                                                                                              丹尼斯 里奇

 

一、什么是C语言？

定义:是一个面向过程的计算机高级语言--不需要任何运行环境便能运行的程序语言；

发展：目前是C11      ( K&R C—>ANSI C / C89标准—>C99标准——>C11标准);

 

二、什么是C程序？       

概念：有很多的函数（小程序段）构成，main函数为主函数-程序执行入口； 

C语言执行过程：程序编写出来通过（编译器）编译连接后生成机器语言，计算机才可以执行。目前用的Clang编译器是作者： 克里斯·拉特纳（英语：Chris Lattner，1978年）

 

 

 

 

 

第二章--基本语法

（关键字、标识符、数据、注释、常量、变量、printf/scanf、函数、进制）

 

一、什么是关键字？

概念：C语言本身提供的具有特殊功能的字符 (共32个)；

注意：全都是小写字母，系统会自动高亮；

 

1-----------------------数据类型关键字

 

A.基本数据类型(5个)

• int :整型数据,通常为默认类型；
• float :单精度浮点型；
• double :双精度浮点型；
• char :字符型类型数据,属于整型数据的一种；
• void :空类型，声明函数无返回值或无参数,声明无类型指针,显式丢弃运算结果 ；

B .类型修饰关键字(4个)

• short :修饰int,短整型数据,可省略被修饰的int；
• long :修饰int,长整形数据,可省略被修饰的int；
• signed :修饰整型数据,有符号数据类型；
• unsigned :修饰整型数据,无符号数据类型；

C .复杂类型关键字(5个)

• struct :结构体声明；
• union :共用体声明；
• enum :枚举声明；
• typedef :声明类型别名；
• sizeof :得到特定类型或特定类型变量的大小； 

D .存储级别关键字(6个)

• auto :指定为自动变量,由编译器自动分配及释放。通常在栈上分配
• static :指定为静态变量,分配在静态变量区,修饰函数时,指定函数作用域为文件内部
• register :指定为寄存器变量,建议编译器将变量存储到寄存器中使用,也可以修饰函数形参,建议编译器通过寄存器而不是堆栈传递参数
• extern :指定对应变量为外部变量,即标示变量或者函数的定义在别的文件中,􏰀示编译器遇到此变量和函数时在其他模块中寻找其定义。
• const :与volatile合称“cv特性”,指定变量不可被当前线程/进程改变(但有可能被系统或其他线程/进程改变)
• volatile :与const合称“cv特性”,指定变量的值有可能会被系统或其他进程/线程改变, 强制编译器每次从内存中取得该变量的值

 

 2-----------------------流程控制关键字

 

 

A .跳转结构(4个)

• return :用在函数体中,返回特定值(或者是void值,即不返回值)
• continue :结束当前循环,开始下一轮循环
• break :跳出当前循环或switch结构
• goto :无条件跳转语句

B .分支结构(5个)

• if :条件语句,后面不需要放分号
• else :条件语句否定分支(与if连用)
• switch :开关语句(多重分支语句)
• case :开关语句中的分支标记
• default :开关语句中的“其他”分支,可选。

C .循环结构(3个)

• for:循环结构,for(1;2;3)4;的执行顺序为1->2->4->3->2...循环,其中2为循环条件;
• do :do循环结构,do 1 while(2); 的执行顺序是1->2->1...循环,2为循环条件;
• while :while循环结构,while(1) 2; 的执行顺序是1->2->1...循环,1为循环条件; 

 

 二、什么是标示符？

概念：在程序中自定义的一些符号和名称；由26个英文字母的大小写、10个阿拉伯数字0~9、下划线_,$组成；

注意：

• 1.不能以数字开头
• 2不能与关键字重名
• 3.严格区分大小写
• 4.起名要有意义
• 5.便于识别(驼峰命名) 

 

三、什么是数据？

概念：在计算机中的存储形式，由二进制数0和1组成。例如文字、图片、声音；

注意：

1. 单位：1byte(字节)=8bit  1KB=1024byte  1MB(兆)=1024KB  1G=1024MB 1T=1024G；（最小单位为bit）
2. 分为静态数据和动态数据；
3. 静态数据：硬盘中存储的内容，长期有效存在；
4. 动态数据：系统缓存当中的内容，一旦停电则会消失；

MB与Mb的区别：一般数据机及网络通讯的传输速率都是以「bps」为单位。

大写 B代表 Byte，小写 b 代表 bit。如4Mbps 及 10Mbps 等等。以1M 宽带为例，1Mbps 等如1 X 1024/8，亦即等如128 KB/s

10M 光纤下载速度=1秒钟可以下载1.28MB(兆)的数据.---理论上

 

三（1）什么是数据的数据类型？

概念：有五大数据类型。基本类型、构造类型、指针类型、空类型、定义类型； 

 

空间占用：

 

 

注意：

• 1整型:用于表示整数,根据表示范围的不同分为以下三种: 短整型(short) < 整型(int) < 长整型(long)；
• 2浮点型:用于表示小数，根据范围和精度不同分为以下两种: 单精度浮点数(float) 精度为7位< 双精度浮点数(double) 精度为16位；
• 3字符型:用来􏰁述单个字符,char ；

 

四、什么是注释？

概念：对代码进行解释说明，辅助调试代码，不参加编译

1. 单行注释：//想注释的内容 
2. 多行注释：/*想注释的内容*/

注意：

1. 只能在一句完整的代码后面.不能在前面,或插在中间；
2. 多行注释可以嵌套单行,但是不能嵌套多行； 

 

五、什么是常量？

概念：一些固定不变的量；

注意：数据不会改变！！

1)整型常量

• 二进制数： 0b开头 0b00001010;
• 八进制数： 0开头 012;
• 十进制数： 默认 10
• 十六进制： 0x 0xff01

2)实型常量

• 单精度:2.3f
• 双精度:4.5 (默认)

3)字符型常量（单引号）

• 例如：'a'  ，' '， '$'， '\n'  (转义字符)

4)字符串常量（双引号）

• 例如："abc"， "a"， " "（空格）， ""（空字符串） 

 

五、什么是变量？

概念：表示一个需要经常改变或者不确定的数据，（变量在内存中代表了一块内存区域）；

使用流程：定义——>初始化——>使用 

1.变量的定义(遵守标识符的命名规则):

       int a;
       int a,b,c;

变量定义后不赋值：这个变量的值是不确定的（1.随机数 2.上个程序在内存中驻留的3.系统的）

2.变量的初始化

• 1)先定义,后初始化

                 int a;

                 a=10；

• 2)定义的的同时初始化

                 int a = -1;

• 3)使用其他的变量初始化

                 int a = 0; int b = a;

• 4)连续初始化

             int a,b,c;
             a = b = c =10; 

3.变量的使用(一般用于逻辑计算)

            int a =0;

            int b;

            b = a+10;

            a = b;

 

4、变量的作用域变量的使用范围1.局部变量:概念：函数或者代码块中定义的变量作用域:从定义的“{”位置开始向下 遇到所在的块的 “}” 结束 2.全局变量:概念：在函数的外部定义的变量特点： 

• 1.作用域是其所在位置之下的所有函数,都可以共享并改变. 
• 2.变量的使用遵循就近原则如果函数内有同名变量,那么用函数自已的. 
• 3.如果没有初始化赋值,默认值是0; 

作用域:程序启动创建,程序退出其才会销毁

 

注意:

1. 创建一个变量相当于在内存中占用了一块空间
2. 这个空间的大小是固定的,但里面的数据可以改变
3. 同一个作用域内不能有相同的变量名.
4. 块的内部可以访问全局变量
5. 在块的外部不能访问块内部的局部变量
6. 块的内部可以定义和全局变量同名的变量(互不干扰) 
7. 初始化时创建,在函数作用域执行完后失效,且内存空间释放.

 

 

六、什么是printf函数？

概念：标准的输出函数

输出的原理 : printf把要输出的内容--->输出缓冲区-->输出到控制台

格式:printf("格式说明",变量列表)

常见的格式说明符:

%d 整型

%c 字符型

%s 字符串型

%f 浮点型 

%p 地址

用法：

int a=10；

printf（"hello world----%d"，a）；

 

七、什么是scanf函数？

概念：C语言中标准的输入函数 接收用户从键盘上输入的内容(阻塞式函数-等待用户的输入,如果不输入会一直等待)

格式:scanf("格式控制",地址列表)    

---地址怎么来的?    ---&-取地址符号 

用法：接受数字（单个/多个/数字字符混合型）

int a;

scanf("%d",&a);

 

 

 

八、什么是函数？

 

概念：组成C语言源程序的基本单位，完成特定功能的代码段.

            main（）为主函数：程序入口

优点：对一个功能进行封装，提高程序可读性、复用性，提高开发效率； 

定义： 

 

     返回值类型 函数名(形式参数类型 参数名1,……){

                  函数体；

                  //return （返回值）

}

 

函数定义到使用分三步:1、声明--->2、定义函数--->3、调用函数。 

 

一共四种类型：

1. 有参无返回值:void test(int x,float y){ }
2. 无参无返回值:void test1(){ }
3. 有参有返回值: int max(int x,int y){ return x>y?x:y; }
4. 无参有返回值: int test2(){ return 10;} 

 

1.函数的参数

1）形参和实参

形参:在定义函数的时候,函数名后面小括号中的参数 , 格式: 数据类型 变量 如:int x;

形参的作用域:只能在本函数中使用

实参:调用函数的时候传递的参数

max(56,78);

56、78就是两个实际参数

 

2)参数的传递的过程

   实参的值拷贝一份放到函数形参中

 

2、函数的返回值

概念：执行函数体中的程序段，最后获取的值并返回给主调函数，函数的返回值只能通过return 关键字进行返回

格式：return 表达式；/  return (表达式)；

注意：

1. return 0; return （a+b）; return a>b?a:b;

2. 返回值类型不定义默认是int.如果不需要具体返回值类型用void(return可以省略)；

3. 返回值类型要与返回值相同；

4. 是否要定义形参看是否有未知内容参与运算,调用时实参必须对应.参数传递的是值.；

5. 函数中可以有多个return ,但是只有一个起作用；

 

3、函数的调用

1)函数的声明:

由于程序是由上到下执行，编译器不知道我们是否已经定义了某个函数,为了防止编译器编译的时候报错(函数调用)所以,要告诉编译器,我已经定义了哪些函数

• 原则:

              在调用函数之前,进行该函数的声明

• 声明的方法:

              技巧:复制函数的头部,加上分号,写在调用调用方法之前

              int max(int x,int y);  //声明

              max(56,78);  //调用

 

2)函数的调用

定义：函数名(实参列表);

注意：

1)形参变量只有在被调用时才分配内存单元，在调用结束时,即刻释放所分配的内存单元。

2)实参可以是常量、变量、表达式、函数等,无论实参是何种类型的量,在进行函数调用时，它们都必须具有确定的值 。

3)实参和形参在数量上,类型上,顺序上应严格一致,否则会发生类型不匹配的错误。 

 

 

4、递归函数

概念：在函数中自己调用函数自己

• 能够进行递归的有两个条件:

               1)能够找到让问题的规模缩小的规律

               2)能够让递归结束的条件

• 递归函数的执行有两个阶段:

              1)递推阶段:问题规模缩小的过程

              2)回归迭代:迭代计算值得过程递归的

优点和缺点:

1. 优点是:遇到问题规模能够缩小,而且有规律的问题的时候,代码比较简洁
2. 缺点:消耗内存
3. 建议:在程序中不能用太多 

 

进制及内存分析 

二进制:0b或者0B开头  ----逢二进一   0101

八进制:0开头             ----逢八进一   01234567

十进制:直接写            ----逢十进一   0123456789

十六进制:0x或0X开头  ----逢十进一   0-9 A B C D E F (内存的地址格式) 

进制的打印输出: 

%o:表示输出不带符号八进制整数 

%x:表示输出不带符号十六进制整数 

%d:表示输出有符号十进制整数 

%u:表示输出不带符号十进制整数 

注意:

• 二进制不可以直接输出.
• 有符号与无符号区别:有符号可以有负数表现(如: - 2)  

进制互换  

三个要素:

数位(0-7)、

基数(每一位能取值的个数)、

位权(数码*基数^数位)、 101 = 1*2^0+0*2^1+1*2^2

数码(每一位是1还是0)

转换:有得时候转换为人能识别的数制,要操作计算机写计算机能够识别的语言(二进制)

10 -> 2 : 除2取余法,把10进制数除以2,然后取得余数的序列,再倒序

2 -> 10 : 所有位的位权相加 101 = 1*2^0+0*2^1+1*2^2

2 --> 16 : 4合1法, 整数部分从右向左 4位结合成一位,小数部分从左向右4位结合1位, 不足部分补0

16 -->2: 1拆4法, 16进制的1位拆成二进制的4位

2-->8 8-->2:3合1 :1拆3

 

8 --> 10 : 8--> 2 --> 10

16 --> 10: 16 -->2 -->10

3、原码、反码和补码

1)机器码、真值

一个数的二进制的表示 机器码

把一个数的二进制转换为10进值得值 真值

2)计算数据的存储 

存储的时数的补码 数是有正负性

正数:最高位 用0表示符号位

负数:最高位 用1表示符号位

3)原码、反码、补码: 

正数:就是其二进制表示                [phone]

负数:二进制的最高位是1              -1 11111110

反码: 

正数:就是其二进制表示                [phone]

负数:符号位不变,其他位逐位取反    -1 11111110

补码:
正数:就是其二进制表示               [phone]

负数:反码+1                             -1 11111111

注意:补码的真值不等于原码的真值的

4、为什么要使用补码?

主要是位了优化计算机中的减法

5、补码的深入讲解

1-1 = 1+(-1)  

数据取值范围 

一.基本数据类型取值范围---超出取值范围数据会定义失败.

 

内存管理

内存分为5大区域

栈区 -- 存放局部变量

堆区 -- 程序运行过程中,动态分配的内存

BSS区 -- 未初始化的全局变量和静态变量

数据段 -- 已经初始化的全局变量和静态变量

代码段 -- 程序编译产生的二进制的数据

4、动态内存管理

1) malloc

(void *)malloc(size) //动态的向内存申请连续的size个字节

返回的是新申请的内存空间的首地址

int *p = (int *)malloc(100); //p是在栈区 malloc(100) 在堆区

malloc不会把新申请的空间初始化

memset(p,0,100); //全部初始化为0

2) calloc

calloc 可以向堆区连续申请多个少

长度为指定长度的空间

int *p = (int *)calloc(5,4); //申请5个长度为4的空间 calloc可以把新申请的空间初始化0

注意:判断一个空间是否申请成功

if(p!=NULL){

//只有申请成功了,才能操作

}
3) realloc

重新改变一块内存空间的大小 p = (int *)realloc(p,size);

4) free

释放我们指定的内存空间

free(p); //p是我们新申请的内存单元 free后,p是一个野指针

如果不释放,造成内存的泄露

 

位运算 

一,是什么? 

是直接对整数在内存中的二进制位进行操作的方法(只能操作整形数据) 

二,有什么用? 

直接通过操作二进制的位来实现运算,高效 

 三,怎么用? 

&与运算:对应两个二进位均为1时，结果位才为1，否则为0。(有假为假==0) 

|或运算:对应的两个二进位有一个为1时，结果位就为1，否则为0。(有真为真==1) 

^ 异或运算:对应的二进位不同时为1，否则为0。(不同为真==1,相同为假==0) 

注意:1.相同整数相^的结果是0.2.一个数^另一数两次结果不变3.整数相^跟顺序无关 

~ 取反运算:对整数的各二进位进行取反，包括符号位（0变1，1变0,真假互换） 

<< 左移:把整数的各二进位全部左移n位，高位丢弃(包括符号位)，低位补0。 

左移n位其实就是乘以2的n次方(但移动后符号位变化除外,符号位改变则正负改变)  

>> 右移:把整数的各二进位全部右移n位,符号位不变。高位的空缺是正数补0; 

是负数高位是补0或是补1 取决于编译系统的规定;右移n位其实就是除以2的n次方