C语言基础

一段简单的代码分析

输出单词 Hello World
# include <stdio.h>
int main() { // 程序里面有且仅有一个主函数
    printf("Hello,World!\n");
    return 0;
}

程序的第一行 #include <stdio.h> 是预处理器指令，告诉 C 编译器在实际编译之前要包含 stdio.h 文件。

第二行 int main() 是主函数，程序在这里执行，C语言程序都是从 main 函数开始执行。

第三行 printf(...) 是 C 中另一个可用的函数，会在屏幕上显示消息 “Hello World”。

最后一行 return 0; 终止 main() 函数，并返回值 0 。

基础语法

英文分号 ; ,在 C 程序中，分号是语句结束符。也就是说，每个语句必须以分号结束。
C 语言中的注释有两种：以 // 开始的单行注释，这种注释可以单独占一行； /* */ 这种个数的注释可以单行或者多行；不能在注释内嵌套注释，注释也不能出现在字符串或字符值中。
C 标识符是用来标识变量、函数，或任何其它用户自定义项目的名称。
- 一个标识符以字母 A-Z 或 a-z 或下划线_ 开始，不能以数字开始，后面跟零个或多个字母、下划线和数字（0-9）。
- C 标识符内不允许出现标点符号，比如 @、$ 和 %。
- C 是区分大小写的编程语言。
C 语言自己保留的关键字，编写程序时不能与之重复，如变量定义 int/char/double 等保留字。
C 中的空格
- 只包含空格的行，被称为空白行，可能带有注释，C 编译器会完全忽略它。
- 在 C 中，空格用于描述空白符、制表符和注释。空格分割语句的各个部分，让编译器能识别语句中的某个元素（比如 int），在哪里结束，下一个元素从哪里开始。
- int age ,int 和 age 之间必须至少有一个空格字符（通常是一个空白符），这样编译器才能够区分它们。
- fruit = apples + oranges; // 获取水果的总数 fruit 和 =，或者 = 和 apples 之间的空格字符不是必需的，但是为了增强可读性，可以根据需要适当增加一些空格。
sizeof 获取存储字节：为了得到某个类型或某个变量在特定平台的准确大小，可以使用 sizeof 运算符。表示式 sizeof(type) 得到对象或类型的存储字节大小。，比如： sizeof(int)、sizeof(12)
void 类型用于指定没有可用的值。它通常用于以下三种情况：

1	函数返回值为空 C 中有各种函数都不返回值,不返回值的返回类型为空例如： void exit(int status);
2	函数参数为空 C 中有各种函数不接受任何参数。不带参数可以接受一个 void，可以直接不写。例如 int rand(void);
3	指针指向 void 类型为 void* 的指针代表对象的地址，而不是类型。例如，内存分配函数 void * malloc(size_tsize)；返回指向 void 的指针，可以转换为任意类型

变量

变量其实只不过是程序可操作的存储区的名称。C 中每个变量都有特定的类型，类型决定了变量的大小和布局，该范围内的值可以存储在内存中，运算符可应用于变量上。

变量的名称可以由字母、数字和下划线字符组成。它必须以字母或下划线开头。大写字母和小写字母是不同的，因为 C 是大小写敏感的。

变量定义：指定一个数据类型，并包含该类型的一个或多个变量的列表，如下所示：

type variable_list;

在这里 type 必须是一个有效的 c 数据类型，可以是 char、w_char、int、float、double 或任何用户自定义的对象, variable_list 可以由一个或多个标识符名称组成，多个标识符之间用逗号分割。下面列出几个有效的声明：

int i,j,k;

变量可以在声明的时候被初始化（指定一个初始值）。初始化器由一个等号，后跟一个常量表达式组成，如下所示：

type variable_name = value;

下面是几个实例：

int d = 3, f =5; // 定义并初始化整型变量 d 和 f
char x = 'x'; //字符型变量 x 的值为 x'

定义一维数组

type arrayName[arraySize]

定义枚举类型

枚举第一个元素默认为 0，可以赋其它值。

枚举元素的值默认在前一个元素基础上加1；

定义枚举变量
enum DAY {
    MON = 1,TUE,WED,THU,FRI,SAT,SUN
};

表达式

C 中有两种类型的表达式：

左值（lvalue）：指向内存位置的表达式被称为左值（lvalue）表达式。左值表达式可以出现在赋值号的左边或右边。

右值（rvalue）：术语右值（rvalue）指的是存储在内存中某些地址的数值。右值是不能对其进行赋值的表达式，也就是说，右值可以出现在赋值号的右边，但不能出现在赋值号的左边。

常量

整数常量可以是十进制、八进制或十六进制的常量。前缀指定基数：0x 或 0X 表示十六进制，0表示八进制，不带前缀则默认表示十进制。

浮点常量由整数部分、小数点、小数部分和指数部分组成。可以使用小数形式或者指数形式来表示浮点常量，如：

3.14159
314159E-5

字符常量是括在单引号中，可以是一个普通的字符（例如 'x'）、一个转义序列（例如 '\t'）。在 C 中，有一些特定的字符，当它们前面有反斜杠时，它们就具有特殊的含义，被用来表示如换行符（\n）或制表符（\t）

字符串的字面值或常量是括在双引号 "" 中的。一个字符串包含类似于字符常量的字符：普通字符、转义序列和通用的字符。

宏定义

#define 用来定义一个可以代替值的宏，语法格式如下：

# define 宏名称 值

例如

# define LENGTH 10 // 后续使用可用 LENGTH 代替 10 这个常量。

关键字

const 关键字

const 关键字定义一个只读的变量，本质是修改了变量的存储方式为只读。

const int LENGTH = 10;// 定义变量 LENGTH = 10 ,且只读，即无法修改 LENGTH 的值。

static 关键字

使用 static 修饰局部变量可以在函数调用之间保持局部变量的值，这种方式不推荐。

static 修饰符也可以应用于全局变量或函数。当 static 修饰全局变量或函数时，会使变量或函数的作用域限制在声明它的文件内。

避免被其它文件误用。

extern 关键字

extern 关键字用于提供一个全局变量的引用，全局变量对所有的程序文件都是可见的。

可以这么理解，extern 是用来在另一个文件中声明一个全局变量或函数。extern 修饰符通常用于当有两个或多个文件共享相同的全局变量或函数的时候

typedef 关键字

typedef 关键字为类型取一个新的名字。下面的实例为单字节数字定义了一个术语 BYTE： typedef unsigned char BYTE

在这个类型定义之后，标识符 BYTE 可以作为类型 unsigned char 的缩写，例如： BYTE b1,b2;

提示

#define 为值取一个名字，typedef 为类型取一个名字。

运算符

算数运算符

下表显示了 C 语言支持的所有算数运算符。假设变量 A 的值为 10，变量 B 的值为 20 ，则：

运算符	描述	实例
+	把两个操作数相加	A+B = 30
-	把两个操作数相减	A-B = -10
*	把两个操作数相乘	A*B = 200
÷	分子除以分母	B / A = 2
%	取模运算符，整除后的余数	B % A = 0
++	自增运算符，整数值增加 1	A++ 将得到 11
--	自减运算符，整数值减少 1	A-- 将得到 9

关系运算符

下表展示了 C 语言支持的所有关系运算符。假设变量 A 的值为 10，变量 B 的值为 20 ，则：

运算符	描述	实例
==	检查两个操作数的值是否相等，如果相等则条件为真	(A == B) 不为真
!=	检查两个操作数的值是否相等，如果不相等则条件为真	(A!=B)为真
>	检查左操作数的值是否大于右操作数，如果是则条件为真	(A>B 不为真)
<	检查左操作数的值是否小于右操作数的值，如果是则条件为真	(A<B) 为真
>=	检查左操作数的值是否大于等于右操作数的值，如果是则条件为真	(A >= B) 不为真
<=	检查左操作数的值是否小于等于右操作数的值，如果是则条件为真	(A <= B) 为真

逻辑运算符

下表显示了 C 语言支持的所有逻辑运算符。假设变量 A 的值为 1，变量 B 的值为 0，则：

运算符	描述	实例
&&	称为逻辑与运算符。如果两个操作数都为真，则为真	(A && B) 不为真
\|\|	称为逻辑或运算符，如果两个操作符中有一个为真，则条件为真	(A \|\| B)为真
!	称为逻辑非运算符，用来逆转操作数的逻辑状态。如果条件为真则逻辑非运算符将使其为假	!(A && B)为真

杂项运算符

下表列出了 C 语言支持的其它一些重要的运算符，包括 sizeof 和 ?:

运算符	描述	实例
sizeof()	返回变量的大小，字节大小	sizeof(a) 将返回 4，其中 a 是整数。
&	返回变量的地址，取地址符号	&a; 将给出变量的实际地址
*	指向一个变量	*a; 将指向一个变量
?	条件表达式	如果条件为真 ? 则值为 X : 否则值为 Y

判断语句

判断结构要求程序员指定一个或多个要评估或测试的条件，以及条件为真时要执行的语句（必需的）和条件为假时要执行的语句（可选的）。C 语言把任何非零或非空的值假定为 true，把零或 null 假定为 false

1. if语句
if(boolean_expression){
    //如果布尔表达式为真将执行的语句
}

2. if else 语句(扩展 if else if else)
if(boolean_expression){
    //如果布尔表达式为真将执行的语句
}

3. switch case 语句
switch(boolean_expression){
    case constant_expression:
        statement(s);
        break;
    case constant_expression:
        statement(s);
        break;
    // 可以有任意数量的 case 语句
    default： // 可选的
        statement(s);
}

循环语句

循环语句允许我们多次执行一个语句或语句组，C 语言提供了以下几种循环类型：

1. while 语句
while(condition){
    statement(s);
}

2. for 语句
for(init; condition; increment) {
     statement(s);
}

3. do while 语句 (至少保证执行一次循环体)
do {
    statement(s);
} while (condition);

break 语句

C 语言中的 break 语句有以下两种用法：

当 break 语句出现在一个循环内时，循环会立即终止，且程序流将继续执行紧接着循环的下一条语句
它可用于终止 switch 语句中的一个 case 。

如果使用的是嵌套循环（即一个循环内嵌套另一个循环），break 语句会停止执行最内层的循环，然后开始执行该块之后的下一行代码。

continue 语句

C 语言中的 continue 语句会跳过当前循环中的代码，强迫开始下一次循环。

对于 for 循环，continue 语句执行后自增语句仍然会执行。对于 while 和 do...while 循环，continue 语句重新执行语句判断条件。

goto 语句

C 语言中的 goto 语句允许把控制无条件转移到同一函数内的被标记的语句

C 作用域

局部变量：在某个函数或块内部声明的变量称为局部变量。它们只能被函数或该代码块内部的语句使用。局部变量在函数外部是不可知的。

全局变量是定义在函数外部，通常是在程序的顶部。全局变量在整个程序生命周期内都是有效的,在任意的函数内部能访问全局变量。全局变量可以被任何函数访问。也就是说，全局变量在声明后整个程序中都是可用的。

在程序中，局部变量和全局变量的名称可以相同，但是在函数内,如果两个名字相同,会使用局部变量，全局变量不会被使用。

C 内存管理

定义一个指针，必须使其指向某个存在的内存空间的地址，才能使用，否则使用野指针会造成段错误，内存分配与释放函数如下：

void free(void *addr); 该函数释放 addr 所指向的内存块，释放的是动态分配的内存空间。

void *malloc(int size); 在堆区分配一块指定大小为 size 的内存空间，用来存放数据，不会被初始化。

常用函数

下面是头文件 string.h 中定义函数，掌握以下常用的函数：

void *memcpy(void *dest,const void *src,size_t n): 从 src 复制 n 个字符到 dest 。
void *memset(void *str,int c,size_t n) 复制字符 c （一个无符号字符）到参数 str 所指向的字符串的前 n 个字符。
char *strcat(char *dest,const char *src): 把 src 所指向的字符串追加到 dest 所指向的字符串的结尾。
char *strncat(char *dest,const char *src,size_t n): 把 src 所指向的字符串追加到 dest 所指向的字符串的结尾，直到 n 字符长度为止。
char *strchr(const char *str,int c):在参数 str 所指向的字符串中搜索第一次出现字符 c （一个无符号字符）的位置。
int strcmp(const char *str1,const char *str2): 把 str1 所指向的字符串和 str2 所指向的字符串进行比较。
char strcpy(char *dest,const char *str): 把 src 所指向的字符串复制到 dest
size_t strlen(const char *str): 计算字符串 str 的长度，直到空结束字符，但不包括空结束字符

一段简单的代码分析​

基础语法​

变量​

定义一维数组​

定义枚举类型​

表达式​

常量​

宏定义​

关键字​

const 关键字​

static 关键字​

extern 关键字​

typedef 关键字​

运算符​

算数运算符​

关系运算符​

逻辑运算符​

杂项运算符​

判断语句​

循环语句​

break 语句​

continue 语句​

goto 语句​

C 作用域​

C 内存管理​

常用函数​