C語言學習總結(一) 基本語法

 

第一章--C語言的基本概念

                                                                                                                                                                                              丹尼斯 里奇

 

一、什么是C語言？

定義:是一個面向過程的計算機高級語言--不需要任何運行環境便能運行的程序語言；

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

 

二、什么是C程序？       

概念：有很多的函數（小程序段）構成，main函數為主函數-程序執行入口； 

C語言執行過程：程序編寫出來通過（編譯器）編譯連接后生成機器語言，計算機才可以執行。目前用的Clang編譯器是作者： 克里斯·拉特納（英語：Chris Lattner，1978年）

 

 

 

 

 

第二章--基本語法

（關鍵字、標識符、數據、注釋、常量、變量、printf/scanf、函數、進制）

 

一、什么是關鍵字？

概念：C語言本身提供的具有特殊功能的字符 (共32個)；

注意：全都是小寫字母，系統會自動高亮；

 

1-----------------------數據類型關鍵字

 

A.基本數據類型(5個)

• int :整型數據,通常為默認類型；
• float :單精度浮點型；
• double :雙精度浮點型；
• char :字符型類型數據,屬於整型數據的一種；
• void :空類型，聲明函數無返回值或無參數,聲明無類型指針,顯式丟棄運算結果 ；

B .類型修飾關鍵字(4個)

• short :修飾int,短整型數據,可省略被修飾的int；
• long :修飾int,長整形數據,可省略被修飾的int；
• signed :修飾整型數據,有符號數據類型；
• unsigned :修飾整型數據,無符號數據類型；

C .復雜類型關鍵字(5個)

• struct :結構體聲明；
• union :共用體聲明；
• enum :枚舉聲明；
• typedef :聲明類型別名；
• sizeof :得到特定類型或特定類型變量的大小； 

D .存儲級別關鍵字(6個)

• auto :指定為自動變量,由編譯器自動分配及釋放。通常在棧上分配
• static :指定為靜態變量,分配在靜態變量區,修飾函數時,指定函數作用域為文件內部
• register :指定為寄存器變量,建議編譯器將變量存儲到寄存器中使用,也可以修飾函數形參,建議編譯器通過寄存器而不是堆棧傳遞參數
• extern :指定對應變量為外部變量,即標示變量或者函數的定義在別的文件中,􏰀示編譯器遇到此變量和函數時在其他模塊中尋找其定義。
• const :與volatile合稱“cv特性”,指定變量不可被當前線程/進程改變(但有可能被系統或其他線程/進程改變)
• volatile :與const合稱“cv特性”,指定變量的值有可能會被系統或其他進程/線程改變, 強制編譯器每次從內存中取得該變量的值

 

 2-----------------------流程控制關鍵字

 

 

A .跳轉結構(4個)

• return :用在函數體中,返回特定值(或者是void值,即不返回值)
• continue :結束當前循環,開始下一輪循環
• break :跳出當前循環或switch結構
• goto :無條件跳轉語句

B .分支結構(5個)

• if :條件語句,后面不需要放分號
• else :條件語句否定分支(與if連用)
• switch :開關語句(多重分支語句)
• case :開關語句中的分支標記
• default :開關語句中的“其他”分支,可選。

C .循環結構(3個)

• for:循環結構,for(1;2;3)4;的執行順序為1->2->4->3->2...循環,其中2為循環條件;
• do :do循環結構,do 1 while(2); 的執行順序是1->2->1...循環,2為循環條件;
• while :while循環結構,while(1) 2; 的執行順序是1->2->1...循環,1為循環條件; 

 

 二、什么是標示符？

概念：在程序中自定義的一些符號和名稱；由26個英文字母的大小寫、10個阿拉伯數字0~9、下划線_,$組成；

注意：

• 1.不能以數字開頭
• 2不能與關鍵字重名
• 3.嚴格區分大小寫
• 4.起名要有意義
• 5.便於識別(駝峰命名) 

 

三、什么是數據？

概念：在計算機中的存儲形式，由二進制數0和1組成。例如文字、圖片、聲音；

注意：

1. 單位：1byte(字節)=8bit  1KB=1024byte  1MB(兆)=1024KB  1G=1024MB 1T=1024G；（最小單位為bit）
2. 分為靜態數據和動態數據；
3. 靜態數據：硬盤中存儲的內容，長期有效存在；
4. 動態數據：系統緩存當中的內容，一旦停電則會消失；

MB與Mb的區別：一般數據機及網絡通訊的傳輸速率都是以「bps」為單位。

大寫 B代表 Byte，小寫 b 代表 bit。如4Mbps 及 10Mbps 等等。以1M 寬帶為例，1Mbps 等如1 X 1024/8，亦即等如128 KB/s

10M 光纖下載速度=1秒鍾可以下載1.28MB(兆)的數據.---理論上

 

三（1）什么是數據的數據類型？

概念：有五大數據類型。基本類型、構造類型、指針類型、空類型、定義類型； 

 

空間占用：

 

 

注意：

• 1整型:用於表示整數,根據表示范圍的不同分為以下三種: 短整型(short) < 整型(int) < 長整型(long)；
• 2浮點型:用於表示小數，根據范圍和精度不同分為以下兩種: 單精度浮點數(float) 精度為7位< 雙精度浮點數(double) 精度為16位；
• 3字符型:用來􏰁述單個字符,char ；

 

四、什么是注釋？

概念：對代碼進行解釋說明，輔助調試代碼，不參加編譯

1. 單行注釋：//想注釋的內容 
2. 多行注釋：/*想注釋的內容*/

注意：

1. 只能在一句完整的代碼后面.不能在前面,或插在中間；
2. 多行注釋可以嵌套單行,但是不能嵌套多行； 

 

五、什么是常量？

概念：一些固定不變的量；

注意：數據不會改變！！

1)整型常量

• 二進制數： 0b開頭 0b00001010;
• 八進制數： 0開頭 012;
• 十進制數： 默認 10
• 十六進制： 0x 0xff01

2)實型常量

• 單精度:2.3f
• 雙精度:4.5 (默認)

3)字符型常量（單引號）

• 例如：'a'  ，' '， '$'， '\n'  (轉義字符)

4)字符串常量（雙引號）

• 例如："abc"， "a"， " "（空格）， ""（空字符串） 

 

五、什么是變量？

概念：表示一個需要經常改變或者不確定的數據，（變量在內存中代表了一塊內存區域）；

使用流程：定義——>初始化——>使用 

1.變量的定義(遵守標識符的命名規則):

       int a;
       int a,b,c;

變量定義后不賦值：這個變量的值是不確定的（1.隨機數 2.上個程序在內存中駐留的3.系統的）

2.變量的初始化

• 1)先定義,后初始化

                 int a;

                 a=10；

• 2)定義的的同時初始化

                 int a = -1;

• 3)使用其他的變量初始化

                 int a = 0; int b = a;

• 4)連續初始化

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

3.變量的使用(一般用於邏輯計算)

            int a =0;

            int b;

            b = a+10;

            a = b;

 

4、變量的作用域變量的使用范圍1.局部變量:概念：函數或者代碼塊中定義的變量作用域:從定義的“{”位置開始向下 遇到所在的塊的 “}” 結束 2.全局變量:概念：在函數的外部定義的變量特點： 

• 1.作用域是其所在位置之下的所有函數,都可以共享並改變. 
• 2.變量的使用遵循就近原則如果函數內有同名變量,那么用函數自已的. 
• 3.如果沒有初始化賦值,默認值是0; 

作用域:程序啟動創建,程序退出其才會銷毀

 

注意:

1. 創建一個變量相當於在內存中占用了一塊空間
2. 這個空間的大小是固定的,但里面的數據可以改變
3. 同一個作用域內不能有相同的變量名.
4. 塊的內部可以訪問全局變量
5. 在塊的外部不能訪問塊內部的局部變量
6. 塊的內部可以定義和全局變量同名的變量(互不干擾) 
7. 初始化時創建,在函數作用域執行完后失效,且內存空間釋放.

 

 

六、什么是printf函數？

概念：標准的輸出函數

輸出的原理 : printf把要輸出的內容--->輸出緩沖區-->輸出到控制台

格式:printf("格式說明",變量列表)

常見的格式說明符:

%d 整型

%c 字符型

%s 字符串型

%f 浮點型 

%p 地址

用法：

int a=10；

printf（"hello world----%d"，a）；

 

七、什么是scanf函數？

概念：C語言中標准的輸入函數 接收用戶從鍵盤上輸入的內容(阻塞式函數-等待用戶的輸入,如果不輸入會一直等待)

格式:scanf("格式控制",地址列表)    

---地址怎么來的?    ---&-取地址符號 

用法：接受數字（單個/多個/數字字符混合型）

int a;

scanf("%d",&a);

 

 

 

八、什么是函數？

 

概念：組成C語言源程序的基本單位，完成特定功能的代碼段.

            main（）為主函數：程序入口

優點：對一個功能進行封裝，提高程序可讀性、復用性，提高開發效率； 

定義： 

 

     返回值類型 函數名(形式參數類型 參數名1,……){

                  函數體；

                  //return （返回值）

}

 

函數定義到使用分三步:1、聲明--->2、定義函數--->3、調用函數。 

 

一共四種類型：

1. 有參無返回值:void test(int x,float y){ }
2. 無參無返回值:void test1(){ }
3. 有參有返回值: int max(int x,int y){ return x>y?x:y; }
4. 無參有返回值: int test2(){ return 10;} 

 

1.函數的參數

1）形參和實參

形參:在定義函數的時候,函數名后面小括號中的參數 , 格式: 數據類型 變量 如:int x;

形參的作用域:只能在本函數中使用

實參:調用函數的時候傳遞的參數

max(56,78);

56、78就是兩個實際參數

 

2)參數的傳遞的過程

   實參的值拷貝一份放到函數形參中

 

2、函數的返回值

概念：執行函數體中的程序段，最后獲取的值並返回給主調函數，函數的返回值只能通過return 關鍵字進行返回

格式：return 表達式；/  return (表達式)；

注意：

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

2. 返回值類型不定義默認是int.如果不需要具體返回值類型用void(return可以省略)；

3. 返回值類型要與返回值相同；

4. 是否要定義形參看是否有未知內容參與運算,調用時實參必須對應.參數傳遞的是值.；

5. 函數中可以有多個return ,但是只有一個起作用；

 

3、函數的調用

1)函數的聲明:

由於程序是由上到下執行，編譯器不知道我們是否已經定義了某個函數,為了防止編譯器編譯的時候報錯(函數調用)所以,要告訴編譯器,我已經定義了哪些函數

• 原則:

              在調用函數之前,進行該函數的聲明

• 聲明的方法:

              技巧:復制函數的頭部,加上分號,寫在調用調用方法之前

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

              max(56,78);  //調用

 

2)函數的調用

定義：函數名(實參列表);

注意：

1)形參變量只有在被調用時才分配內存單元，在調用結束時,即刻釋放所分配的內存單元。

2)實參可以是常量、變量、表達式、函數等,無論實參是何種類型的量,在進行函數調用時，它們都必須具有確定的值 。

3)實參和形參在數量上,類型上,順序上應嚴格一致,否則會發生類型不匹配的錯誤。 

 

 

4、遞歸函數

概念：在函數中自己調用函數自己

• 能夠進行遞歸的有兩個條件:

               1)能夠找到讓問題的規模縮小的規律

               2)能夠讓遞歸結束的條件

• 遞歸函數的執行有兩個階段:

              1)遞推階段:問題規模縮小的過程

              2)回歸迭代:迭代計算值得過程遞歸的

優點和缺點:

1. 優點是:遇到問題規模能夠縮小,而且有規律的問題的時候,代碼比較簡潔
2. 缺點:消耗內存
3. 建議:在程序中不能用太多 

 

進制及內存分析 

二進制:0b或者0B開頭  ----逢二進一   0101

八進制:0開頭             ----逢八進一   01234567

十進制:直接寫            ----逢十進一   0123456789

十六進制:0x或0X開頭  ----逢十進一   0-9 A B C D E F (內存的地址格式) 

進制的打印輸出: 

%o:表示輸出不帶符號八進制整數 

%x:表示輸出不帶符號十六進制整數 

%d:表示輸出有符號十進制整數 

%u:表示輸出不帶符號十進制整數 

注意:

• 二進制不可以直接輸出.
• 有符號與無符號區別:有符號可以有負數表現(如: - 2)  

進制互換  

三個要素:

數位(0-7)、

基數(每一位能取值的個數)、

位權(數碼*基數^數位)、 101 = 1*2^0+0*2^1+1*2^2

數碼(每一位是1還是0)

轉換:有得時候轉換為人能識別的數制,要操作計算機寫計算機能夠識別的語言(二進制)

10 -> 2 : 除2取余法,把10進制數除以2,然后取得余數的序列,再倒序

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

2 --> 16 : 4合1法, 整數部分從右向左 4位結合成一位,小數部分從左向右4位結合1位, 不足部分補0

16 -->2: 1拆4法, 16進制的1位拆成二進制的4位

2-->8 8-->2:3合1 :1拆3

 

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

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

3、原碼、反碼和補碼

1)機器碼、真值

一個數的二進制的表示 機器碼

把一個數的二進制轉換為10進值得值 真值

2)計算數據的存儲 

存儲的時數的補碼 數是有正負性

正數:最高位 用0表示符號位

負數:最高位 用1表示符號位

3)原碼、反碼、補碼: 

正數:就是其二進制表示                [phone]

負數:二進制的最高位是1              -1 11111110

反碼: 

正數:就是其二進制表示                [phone]

負數:符號位不變,其他位逐位取反    -1 11111110

補碼:
正數:就是其二進制表示               [phone]

負數:反碼+1                             -1 11111111

注意:補碼的真值不等於原碼的真值的

4、為什么要使用補碼?

主要是位了優化計算機中的減法

5、補碼的深入講解

1-1 = 1+(-1)  

數據取值范圍 

一.基本數據類型取值范圍---超出取值范圍數據會定義失敗.

 

內存管理

內存分為5大區域

棧區 -- 存放局部變量

堆區 -- 程序運行過程中,動態分配的內存

BSS區 -- 未初始化的全局變量和靜態變量

數據段 -- 已經初始化的全局變量和靜態變量

代碼段 -- 程序編譯產生的二進制的數據

4、動態內存管理

1) malloc

(void *)malloc(size) //動態的向內存申請連續的size個字節

返回的是新申請的內存空間的首地址

int *p = (int *)malloc(100); //p是在棧區 malloc(100) 在堆區

malloc不會把新申請的空間初始化

memset(p,0,100); //全部初始化為0

2) calloc

calloc 可以向堆區連續申請多個少

長度為指定長度的空間

int *p = (int *)calloc(5,4); //申請5個長度為4的空間 calloc可以把新申請的空間初始化0

注意:判斷一個空間是否申請成功

if(p!=NULL){

//只有申請成功了,才能操作

}
3) realloc

重新改變一塊內存空間的大小 p = (int *)realloc(p,size);

4) free

釋放我們指定的內存空間

free(p); //p是我們新申請的內存單元 free后,p是一個野指針

如果不釋放,造成內存的泄露

 

位運算 

一,是什么? 

是直接對整數在內存中的二進制位進行操作的方法(只能操作整形數據) 

二,有什么用? 

直接通過操作二進制的位來實現運算,高效 

 三,怎么用? 

&與運算:對應兩個二進位均為1時，結果位才為1，否則為0。(有假為假==0) 

|或運算:對應的兩個二進位有一個為1時，結果位就為1，否則為0。(有真為真==1) 

^ 異或運算:對應的二進位不同時為1，否則為0。(不同為真==1,相同為假==0) 

注意:1.相同整數相^的結果是0.2.一個數^另一數兩次結果不變3.整數相^跟順序無關 

~ 取反運算:對整數的各二進位進行取反，包括符號位（0變1，1變0,真假互換） 

<< 左移:把整數的各二進位全部左移n位，高位丟棄(包括符號位)，低位補0。 

左移n位其實就是乘以2的n次方(但移動后符號位變化除外,符號位改變則正負改變)  

>> 右移:把整數的各二進位全部右移n位,符號位不變。高位的空缺是正數補0; 

是負數高位是補0或是補1 取決於編譯系統的規定;右移n位其實就是除以2的n次方