C语言学习笔记
C语言第一个程序
#include <stdio.h>
程序员所编写的代码都不是标准的C代码,需要一段程序翻译成标准C代码,负责翻译的程序叫做预处理器,
翻译的过程叫做预处理,被翻译的语句叫做预处理指令,以#靠开头一段语句都是预处理指令
#include的功能是把一个头文件导入(拷贝)到当前位置
#include <xxx.h>
从系统指定的路径下查找并加载头文件
#include "xxx.h"
先从当前工作路径查找,如果找不到再从系统指定路径查找并加载
stdio.h
头文件:以.h结尾,里面存储的是一些辅助性的代码,绝大多数都是函数的声明
源文件:以.c结尾,里面存储的是实际的功能性的代码
C语言标准委员会为C语言以函数形式提供的一些基础功能,这些函数都被封装在libc.so(标准C库)
然后通过很多的头文件对不同功能的标准库函数进行了说明,stdio.h就是其中之一,常用:stdlib.h
string.h
int main()
C语言中函数是管理代码的最小单位,一个函数就是一个功能的实现
main函数是整个程序的入口,有且只有一个,main函数是由操作系统调用,所以它的返回值给了操作系统,
反应了程序是如何结束的
int是一种数据类型,表示main函数的执行结果是一个整数值
{
printf("Hello World!\n");
printf/scanf 是标准库的输出/输入函数,一般用于调试代码
转义字符:键盘上有一些不好直接表示的符号,通过一些特殊字符搭配来表示,这种字符搭配成为转义字符
\n 换行
\t 制表符,Tab键
\a 铃响
\b 退格,光标后退一个字符
\r 光标回到行首
%% 显示一个%
\\ 显示一个\
return 0;
return的作用:
1、返回一个执行结果给函数的调用者
正数 出现异常(别人导致)
0 一切正常
负数 出现错误(自己导致)
2、提前结束函数
main函数遇到return语句程序结束
}
编译器:
负责把人能看得懂的文本文件,翻译成计算机能看懂的二进制文件,由预处理器、编译器、链接器组成
gcc编译器是GNU社区为了编译Linux内核代码而开发一款免费的编译器,默认语法标准是C99或者C89
常用的编译参数:
-E 只显示预处理结果
-S 生成汇编文件
-c 只编译不链接
-o 指定编译结果的名字
-I 指定头文件的加载路径
-l 指定要使用的代码库 -lm导入数学库
-wall 尽可能多地产生警告信息
-werror 把警告当错误处理
-std 设置编译语法标准 -std=gnu89/99
C代码如何从源文件变成课执行文件的过程:
1、预处理:把源文件翻译成预处理文件
gcc -E xxx.c 显示预处理结果到终端
gcc -E xxx.c -o xxx.i 把预处理的结果存储到xxx.i预处理文件中
2、编译:把预处理文件翻译成汇编文件
gcc -S xxx.i 生成以.s结尾的汇编文件
3、汇编:把汇编文件翻译成二进制的目标文件
gcc -c xxx.s 生成以.o结尾的目标文件
4、链接:把若干个目标文件合并成一个可执行文件
gcc a.o b.o c.o ... 生成a.out可执行文件
C语言中的文件类型:
.c 源文件
.h 头文件
.h.gch 头文件的编译结果文件,会被优先使用
.i 预处理文件
.s 汇编文件
.o 目标文件
.so 共享库文件
.a 静态库文件
数据类型
为什么对数据进行分类?
1、现实中的数据就是自带类别属性的
2、对数据进行分类可以节约内存存储空间、提高运行速度
存储空间的单位:
Bit 比特 存储一个二进制位,只能存储0或者1,计算机存储数据的最小单位
Byte 字节 存储8个二进制位,计算机存储数据的基本单位
Kb 1024字节 Mb 1024Kb Gb 1024Mb Tb 1024Gb Pb 1024Tb
C语言中数据分为两大类别:自建(程序员自己设计的)、内建(C语言自带的)
整型:
signed 有符号
最高位为符号位,0是正数
类型名 字节数 数据范围
signed char 1 -128~127
signed short 2 -32768~32767
signed int 4 正负20亿
signed long 4/8(操作系统32/64位)
signed long long 8 正负9×10^18
char == signed char
unsigned 无符号
类型名 字节数 数据范围
unsigned char 1 0~255
unsigned short 2 0~65535
unsigned int 4 正40亿
unsigned long 4/8(操作系统32/64位)
unsigned long long 8 正18×10^18
由于定义无符号是数据时比较麻烦,标准库中把这些类型重新定义成了新的类型名
需要包含头文件<stdint.h>
uint8_t\uint16_t\uint32_t\uint64_t
浮点型:
float 4 单精度浮点型
double 8 双精度浮点型
long double 12/16
采用科学计数法、在二进制与真实数据之间余姚进行换算过程,因此浮点数的运算使用速度比
整型要慢得多,所以编程时尽量使用整型,大部分操作系统只对小数点后6位有效
模拟型:
字符型:char
字符就是图案或符号,字符在内存中依然存储成整数,需要显示成字符时,
操作系统会根据ASCII码表中的对应关系把整数显示成对应的符号或图案
'\0' 0 特殊字符 空字符
'0' 48
'A' 65
'a' 97
char想要显示成整数时:%hhd
想要显示成字符时: %c
布尔型:bool
先有的C语言后有的bool类型,C语言中不可能有真正的布尔类型,都是在
<stdbool.h>中对布尔类型使用整数进行模拟
bool true false
变量与常量
什么是变量:在程序运行期间值可以发生变化的叫做变量,相当于存放数据的盒子
定义:
类别名 变量名;
int num;
取名规则:
1、由字母、数字、下划线组成
2、不能以数字开头
3、不能与C语言32个关键字重名
4、见名知意
使用:
赋值: 变量名 = val;
参与运算: 变量名*10;
变量的输入、输出:
int printf(corst char *format,...);
功能:输出数据
format:"提示信息+占位符"
...: 变量名列表
返回值:成功输出的字符个数
类型占位符:C语言通过占位符的方式传递变量的类型
signed %hhd %hd %d %ld %lld
unsigned %hhu %hu %u %lu %llu
float %f double %lf long double %LF
字符型:char %c
int scanf(const char *format, ...);
功能:输入数据
format:"占位符"
... : 变量地址列表
注意:scanf需要变量类型和地址
变量地址 == &变量名
返回值:成功输入的变量个数
什么是常量:在程序运行期间数值不变化的叫做常量
10 默认int
10l long
10ll long long
10u unsigned int
10lu unsigned long
10llu unsigned long long
3.14 默认double
3.14f float
3.14l long double
数据的格式化输出
%nd 显示n个字符宽度,不足时补空格,右对齐
%-nd 显示n个字符宽度,不足时补空格,左对齐
%0nd 显示n个字符宽度,不足时补0,右对齐
%n.mf 显示n个字符宽度(小数点也算一位),不足时补空格,右对齐,m表示小数点后显示的位数(四舍五入)
%g 不显示小数点后多余的0
运算符
自变运算符:
++/-- 让变量的值自动加1或减1
前自变:++/--num 立即有效
后自变:num++/-- 下一行语句才有效
注意:不要在一行代码中多次出现自变运算符
算术运算符:
+ - * / %
整数/整数 只保留整数部分
/ % 除数不能为0,否则会在运行时出现浮点数例外(核心已转储)
% 不能对浮点数求余
关系运算符:
== != > < >= <=
会得到比较结果是1(成立)或0(不成立),比较的结果还可以继续参与运算
int n = -10;
10 < n < 100; 与数学比较不一样,是永远为真
注意:建议常量放== != 的左边,防止少些一个=
逻辑运算符:
&& || !
会先把运算对象转换成逻辑值:非零转为真,0转为假,然后再参与逻辑运算
A && B 一假即假
A || B 一真即真
!A 求反
&& 和 || 的短路特性:
当左边部分的值已经可以确定整个逻辑运算符的结果时,那么右边部分不执行
也可以借助短路特性,实现简单的单分支效果
三目运算符:
A ? B : C
判断A的值如果为真(非0)则执行B,否则执行C
赋值运算符:
= += -= *= ...
a += b; a =a+b;
注意:赋值运算符的运算结果是右边赋的数据
位运算符:& | ~ ^ << >>
sizeof 也是一个运算符
注意:运算符是有优先级之分,如果记不住,那么多加小括号
类型转换问题
只有相同类型的数据才能进行运算,如果类型不相同的数据需要先转换成相同的类型才能运算
自动类型转换:
转换规则:以不丢失数据为基础,可以适当地牺牲一些空间
1、字节少的向字节多的转
2、有符号的向无符号的转
3、整型向浮点型转
特殊特例:当运算对象类型只是 char或者short,且类型不同,编译器会做类型提升,提升为int再运算
强制类型转换:
(新类型名)数据;
有丢失数据的风险,但是需要使用时还是得用
if分支语句
if(表达式) // 单分支语句
{
// 表达式的值为真(非0),则执行此处代码
}
if(表达式) // 双分支语句
{
// 表达式的值为真(非0),则执行此处代码
}
else
{
// 表达式的值为假(0),则执行此处代码
}
if(表达式1) // 多分支语句
{
// 表达式1的值为真(非0),则执行此处代码
}
else if(表达式2)
{
// 表达式2的值为真,则执行此处代码
}
...
else
{
// 所有表达式都为假,最后执行此处代码
}
switch开关语句
switch(n) //n可以是数值、表达式,结果必须是整型
{
case val1: // val必须是常整数,如果n等于val,则打开执行开关
break; // 关闭执行开关
// swtich不可以与continue配合
case val2:
default: // 如果所有case都不打开,则最后打开此开关 // 无论位置在哪,都会最后执行
}
for循环语句
循环:就是一种让一段代码反复执行的方式,从而达到想要的效果
for循环一般会使用一个变量来引导循环的进行,这个变量叫做该循环的循环变量 i index
for循环的变化很灵活,但也很危险(相比于其他循环)
for([1];[2];[3])
{
[4]
}
[1]、给循环变量赋初值
C99、C11标准才可以在此处定义变量(改~/.vimrc)
在for循环内定义变量,只能在for内使用,出了for后无法使用
for循环内定义的变量,会屏蔽循环外定义的同名变量
[2]、判断循环变量是否到达结束边界值
如果判断为假,那么结束循环,反之继续循环
[4]、被反复执行的代码,称为循环体
[3]、改变循环变量的值,防止出现死循环,一般对循环变量自加或自减
1、2、4、3、2、4、3、2、4、3、2...
for的多种写法:
for(;;)
{
// 死循环
}
int i=0;
for(; i<10; i++)
{
}
for(int i=0; i<10;)
{
if(xxx)
{
i++;
}
}
for循环的大括号问题:
1、for循环内只有一行代码时,大括号可以省略
但是这样不利于后期代码扩展,一般的商业代码要求大括号不能省略
2、建议上下对齐,括号内该缩进的要缩进
while循环语句
while(条件) // 当条件为真时执行循环体,为假时结束循环
{
// 循环体
}
for(;条件;)
{
}
while循环相当于for循环其中一个精简版本
for循环是负责解决明确知道循环次数的问题
while循环是负责只知道循环结束条件而不确定循环次数的问题
do-while循环语句
do{
//循环体
}while(条件); // 分号不能少
先执行循环体,再判断循环条件,至少会执行一次
适合先干活、再判断的特殊情况,例如:输入密码
循环嵌套
循环语句中有循环语句
外层循环执行一次,内层循环执行n次
for(int i=0; i<10; i++)
{
printf("@");
for(int j=0; j<10; j++)
{
printf("$");
for(int k=0; k<5; k++)
{
printf("*");
}
}
printf("\n");
}
跳转语句:
goto 可任意在函数内任意跳转
标签名:
xxx;
goto 标签名;
注意:goto很容易破坏已经设计好的分支或者循环语句,因此绝大多数公司是禁止使用goto
goto在驱动编程和硬件编程中非常时候处理异常
break
1、在switch中关闭case开关
2、跳出循环,但如果有循环嵌套时,只能跳出最近的一层循环
continue
结束本次循环,直接进入下一次循环
return
1、返回一个返回值给函数的调用者
2、提前结束函数,程序回到调用位置继续执行
数组
什么是数组:变量的组合,是一种批量定义相同类型变量的方式
定义: 类型名 数组名[数量];
int arr[5];
注意:数组的长度一旦确定,无法改变
使用:数组名[下标];
下标:从0开始,范围:0~数量-1
遍历:把数组的数据从头到尾显示或访问
一般与for循环配合,把循环变量i当做数组下标
初始化:
类型名 数组名[数量] = {1,2,3,4,...};
1、数组与变量一样,默认值随机,所以一般都要先初始化
2、数组不能整体初始化,只能逐个初始化
int arr[20]=0 false
3、这种初始化的语法只能在定义数组时使用
4、初始化数据过多,编译器会产生警告并丢弃
5、初始化数据不足,编译器会自动补0
6、初始化数据可以全部省略,只写大括号,相当于全部成员初始化为0
7、如果有初始化数据,则可以省略数组数量,因为编译器会自动统计数据的个数,然后确定数组的数量
计算数组的总字节:sizeof(arr)
计算数组成员的字节数:sizeof(arr[0])
计算数组长度的公式:
sizeof(arr)/sizeof(arr[0])
数组越界问题
为了程序的运行效率考虑,C语言不检查数组下标是否越界
数据越界的后果:
1、一切正常
2、段错误(核心已转储)
3、脏数据
二维数组
一维数组相当于把变量排成一排,通过编号来访问
二维数组相当于把变量排成一个矩阵,通过行号和列号访问
二维数组在内存中依然是连续存储的
定义:
类型名 数组名[行数][列数];
int arr[4][5];
[0,0][0,1][0,2][0,3][0,4]
[1,0][1,1][1,2][1,3][1,4]
[2,0][2,1][2,2][2,3][2,4]
[3,0][3,1][3,2][3,3][3,4]
使用:数组名[行下标][列下标];
行下标:0~行数-1
行下标:0~列数-1
遍历:一般需要与双层for循环配合,外层循环负责遍历行,内层循环负责遍历列
int arr[4][5];
for(int i=0; i<4; i++)
{
for(int j=0; j<5; j++)
{
printf("%d ",arr[i][j]);
}
printf("\n");
}
初始化:
类型名 数组名[行数][列数]={{第一行},{第二行},...};
注意:
1、大括号内数据可以全部省略,那么就自动补0
2、大括号数据和列数不省略,行数可以省略,编译器会自动计算行数
3、不能省略二维数组的列数
变长数组
定义数组时,使用变量作为数组的长度,这种数组称为变长数组
特点:在代码编译期间数组的长度是不确定的,当执行到数组的定义语句时长度才最终确定下来,并且一旦确定长度也无法改变
int n = 0;
scanf("%d",&n);
int arr[n];
优点:可以根据实际情况来确定数组的长度,从而节约内存
缺点:初始化发生在编译期间,而可变长数组长度的确定发生在运行期间,因此可变长数组无法初始化
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