说明：本文为个人学习总结，内容偏重基础与常见难点，仅供参考。

一、重点与难点

 指针本质：理解指针即内存地址，是C语言灵活性的核心。

 内存布局：理解栈（局部变量）、堆（动态分配）、全局区（全局与静态变量）的区别。

 结构体与位运算：掌握自定义数据类型与直接操作二进制位的能力。

 二、推荐书籍

 《C程序设计语言》

 《C和指针》

三、C程序结构

 一个C程序由头文件（.h） 和源文件（.c） 组成。（头文件要在调用函数之前）

 程序有且只有一个 `main()` 函数，是程序执行的入口。

 函数是实现逻辑的基本单元，包括：定义、声明、调用。

 变量命名规则：

   由字母、数字、下划线组成，首字符不能是数字。

   不能使用C语言关键字（如 int、if 等）。

   同一作用域内变量名不能重复。

四、变量与数据类型

基本类型（常见字节数，具体取决于系统）：

 char：1字节（字符）

 int：通常4字节（整型）

 long：通常4或8字节（长整型）

 float：4字节（单精度浮点）

 double：8字节（双精度浮点）

变量赋值方式：

1. 声明时赋值：int a = 10;

2. 先声明后赋值：int a; a = 10;

数据类型范围：

 可表示数值范围与字节数相关，一般为：

  范围 ≈ ±2^(字节数×8-1)

浮点数的二进制表示

一个浮点数可以表示为 (-1)^S * M * 2^E 的形式，其中：

• S 是符号位，决定了数值的正负。

• M 是尾数，代表数值的精度部分。

• E 是指数，决定了数值的大小范围。

例如，十进制数 4.25 在二进制中表示为 100.01，可以用二进制科学计数法表示为 1.0001 * 2^2。在这个例子中，尾数是 1.0001，指数是 2，符号位为 0（代表正数）。

浮点数存储细节

在单精度浮点数（float）中，总共有 32 位，分为三个部分：（约7位有效数）

• 符号位：1 位，表示数值的正负。

• 指数位：8 位，存放指数部分。指数位使用移位存储（移码）来表示正负。存放无符号整数

• 尾数位：23 位，存放尾数部分。由于二进制科学记数法的尾数总是以 1 开头，因此存储时省略这个 1，实际上可以存储 24 位的尾数。

在双精度浮点数（double）中，总共有 64 位，分为三个部分：（约16位有效数）

• 符号位：1 位，表示数值的正负。

• 指数位：11 位，存放指数部分。指数位使用移位存储（移码）来表示正负。存放无符号整数

• 尾数位：52 位，存放尾数部分。

对尾数的特殊处理

1. 隐藏高位1。

2.低位补0，补齐23位或52位。

移位存储（移码）

移位存储是一种存储指数的方法，它通过给每个数加上一个偏置值（bias）来存储。这种方法使得指数有大小顺序，便于计算机进行浮点数的加减法。例如，8 位有符号整型的表示范围是 [-127, 127]，在移位存储中，将每个数加上 127 作为偏置值存储。指数 + 偏移量 = 一个非负整数

在64位双精度类型中, 偏移量是1023。

浮点数精度丢失问题

由于计算机存储浮点数的位数是固定的，当转换十进制浮点数到二进制时，可能会出现无限循环的情况，导致精度丢失。例如，十进制的 0.6 转换为二进制时会无限循环，计算机只能表示它能表示的部分，因此有时候浮点数会出现精度丢失的问题。

五、运算符优先级

C语言运算符优先级和结合性一览表（从高到低，1 是最高，15 是最低）

优先级	运算符	名称或含义	使用形式	结合方向	说明
1	[]	数组下标	数组名[常量表达式]	左到右
	()	圆括号	(表达式) 函数名(形参表)
	.	成员选择（对象）	对象.成员名
	->	成员选择（指针）	对象指针->成员名
2	-	负号运算符	-表达式	右到左	单目运算符
	(类型)	强制类型转换	(数据类型)表达式
	++	自增运算符	++变量名 变量名++		单目运算符
	--	自减运算符	--变量名 变量名--		单目运算符
	*	取值运算符	*指针变量		单目运算符
	&	取地址运算符	&变量名		单目运算符
	!	逻辑非运算符	!表达式		单目运算符
	~	按位取反运算符	~表达式		单目运算符
	sizeof	长度运算符	sizeof(表达式)
3	/	除	表达式 / 表达式	左到右	双目运算符
	*	乘	表达式*表达式		双目运算符
	%	余数（取模）	整型表达式%整型表达式		双目运算符
4	+	加	表达式+表达式	左到右	双目运算符
	-	减	表达式-表达式		双目运算符
5	<<	左移	变量<<表达式	左到右	双目运算符
	>>	右移	变量>>表达式		双目运算符
6	>	大于	表达式>表达式	左到右	双目运算符
	>=	大于等于	表达式>=表达式		双目运算符
	<	小于	表达式<表达式		双目运算符
	<=	小于等于	表达式<=表达式		双目运算符
7	==	等于	表达式==表达式	左到右	双目运算符
	!=	不等于	表达式!= 表达式		双目运算符
8	&	按位与	表达式&表达式	左到右	双目运算符
9	^	按位异或	表达式^表达式	左到右	双目运算符
10	|	按位或	表达式|表达式	左到右	双目运算符
11	&&	逻辑与	表达式&&表达式	左到右	双目运算符
12	||	逻辑或	表达式||表达式	左到右	双目运算符
13	?:	条件运算符	表达式1? 表达式2: 表达式3	右到左	三目运算符
14	=	赋值运算符	变量=表达式	右到左
	/=	除后赋值	变量/=表达式
	*=	乘后赋值	变量*=表达式
	%=	取模后赋值	变量%=表达式
	+=	加后赋值	变量+=表达式
	-=	减后赋值	变量-=表达式
	<<=	左移后赋值	变量<<=表达式
	>>=	右移后赋值	变量>>=表达式
	&=	按位与后赋值	变量&=表达式
	^=	按位异或后赋值	变量^=表达式
	|=	按位或后赋值	变量|=表达式
15	,	逗号运算符	表达式,表达式,…	左到右

同一优先级的运算符，运算次序由结合方向所决定。

口诀：括号最强，算术 > 比较 > 逻辑 > 赋值。

六、输入输出

 scanf("%d", &a); —— & 为取地址符

 printf 格式：

   %d：有符号整数

   %u：无符号整数

   %f：浮点

   %lf：双精度浮点

   %c：字符，(在 %c前加空格会跳过空白字符(包括换行符和空格)，确保每次读取的都是字母）

   %s：字符串

   %p：指针地址

七、随机数生成

#include <stdlib.h>        （先导入库文件）

#include <time.h>

srand(time(NULL));  // 初始化随机种子

int num = rand();   // 生成随机数        （这相当一个数）

八、原码、反码、补码

 原码：符号位 + 绝对值二进制

 反码：正数同原码；负数符号位不变，其余取反

 补码：正数同原码；负数为反码 + 1 ；补码的反码 + 1是原码

计算机中整数以补码形式存储。

九、数组与指针

 数组长度：sizeof(arr) / sizeof(arr[0])

 指针运算：

   指针 ± 整数：移动若干元素

   指针不能对整数做乘除法，可以做加减法（进行步进移动）

   指针 − 指针：得到元素个数间隔

   指针与指针之间不能做加、乘、除法，可以做减法（得到间隔步长）

十、指针进阶

 数组指针：指向数组的指针         数据类型（*指针名）[一维数组长度]

  int (*p)[5];

 指针数组：元素是指针的数组         数据类型* 指针名[几个一维数组]

  int *arr[5];

 函数指针：指向函数的指针         返回值类型（*指针名）（形参类型）=函数名

  int (*func)(int, int);

 函数指针数组：存储多个函数指针 

 返回值类型（*指针名[几个函数]）（形参类型）={函数名，函数名}      

 调用函数指针数组：（指针名[第几个数组-1]）（实参）

只有形参完全相同而且返回值也要一样的函数，才能放到同一个函数指针数组当中

  int (*funcArr[3])(int);

在C语言中，.和->都是用来访问结构体成员的运算符，但使用场景不同：

点运算符  .

用于：结构体变量本身（不是指针）

语法： 结构体变量.成员名

箭头运算符   ->

用于：指向结构体的指针

语法： 结构体指针->成员名

等价于： (*结构体指针).成员名

口诀：普通变量用点  .      指针变量用箭头    ->

 十一、动态内存管理

动态内存分配   #include<stdlib.h>

malloc           memory allocation（内存分配）                    申请空间（连续）

calloc           contiguous allocation （连续分配）           申请空间+数据初始化

realloc                 re-allcation（重新分配）                           修改空间大小

free                          free （释放，自由）                            释放空间

例如：

#include <stdlib.h>

void *malloc(size_t size);    // 分配未初始化内存

void *calloc(size_t num, size_t size); // 分配并初始化为0

void *realloc(void *ptr, size_t size); // 调整已分配内存大小

void free(void *ptr);         // 释放内存

使用后务必 `free()`，防止内存泄漏

十二、位运算

 `&`：与（同1为1）

 `|`：或（有1为1）

 `^`：异或（相同为0，不同为1）

 `~`：取反

 `<<`：左移（相当于乘2）

 `>>`：右移（相当于除2）

十三、结束语句

1.break语句

在C语言中，可以使用break语句进行结束循环操作.

使用break语句时注意以下几点：

在没有循环结构的情况下，break不能用在单独的if-else语句中。

在多层循环中，一个break语句只跳出当前循环。

2.continue语句

在C语言中，可以使用continue语句进行中断后继续操作

continue语句的作用是结束本次循环开始执行下一次循环。

break语句与continue语句的区别是:

break是跳出当前整个循环，continue是结束本次循环开始下一次循环。

十四、其他重要概念

 static：修饰局部变量可延长其生命周期至程序结束。

 sizeof()：获取变量或类型所占字节数。

 枚举：enum Season {Spring, Summer, Autumn, Winter};

 可变参数函数：需包含 <stdarg.h>，使用 va_list 系列宏。