《C语言基础学习笔记》—— 黑马程序员 ＜Part1-4＞
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《C语言基础学习笔记 Part1-4》
Part 1 基础介绍
1. 第一个C语言程序：HelloWorld
1.1 编写C语言代码：hello.c
#include <stdio.h>
int main()
{
//这是第一个C语言代码
printf("hello world\\n");
return 0;
}
C语言的源代码文件是一个普通的文本文件，但扩展名必须是.c。
1.2代码分析
1）include 头文件
- #include的意思是头文件包含，#include <stdio.h>代表包含stdio.h这个头文件
- 使用C语言库函数需要提前包含库函数对应的头文件，如这里使用了printf()函数，需要包含stdio.h头文件
- 可以通过man 3 printf查看printf所需的头文件
#include< > 与 #include ""的区别：
-
< > 表示系统直接按系统指定的目录检索
-
“” 表示系统先在 “” 指定的路径(没写路径代表当前路径)查找头文件，如果找不到，再按系统指定的目录检索
2）main函数
- 一个完整的C语言程序，是由一个、且只能有一个main()函数(又称主函数，必须有)和若干个其他函数结合而成（可选）。
- main函数是C语言程序的入口，程序是从main函数开始执行。
3）{ } 括号、程序块和代码块
- { }叫代码块，一个代码块内部可以有一条或者多条语句
- C语言每句可执行代码都是";"分号结尾
- 所有的#开头的行，都代表预编译指令，预编译指令行结尾是没有分号的
- 所有的可执行语句必须是在代码块里面
4）注释
- //叫行注释，注释的内容编译器是忽略的，注释主要的作用是在代码中加一些说明和解释，这样有利于代码的阅读
- /**/叫块注释
- 块注释是C语言标准的注释方法
- 行注释是从C++语言借鉴过来的
5）printf函数
- printf是C语言库函数，功能是向标准输出设备输出一个字符串
- printf(“hello world\\n”); // \\n的意思是回车换行
6）return函数
- return代表函数执行完毕，返回return代表函数的终止
- 如果main定义的时候前面是int，那么return后面就需要写一个整数；如果main定义的时候前面是void，那么return后面什么也不需要写
- 在main函数中return 0代表程序执行成功，return -1代表程序执行失败
- int main()和void main()在C语言中是一样的，但C++只接受int main这种定义方式
1.3编译过程
1.3.1 C语言编译步骤
C代码编译成可执行程序经过4步：
- 预处理：宏定义展开、头文件展开、条件编译等，同时将代码中的注释删除，这里并不会检查语法
- 编译：检查语法，将预处理后文件编译生成汇编文件
- 汇编：将汇编文件生成目标文件(二进制文件)
- 链接：C语言写的程序是需要依赖各种库的，所以编译之后还需要把库链接到最终的可执行程序中去
1.4 CPU内部结构与寄存器
1.5 集成开发环境IDE
集成开发环境（IDE，Integrated Development Environment ）是用于提供程序开发环境的应用程序，一般包括代码编辑器、编译器、调试器和图形用户界面工具。集成了代码编写功能、分析功能、编译功能、调试功能等一体化的开发软件服务套。所有具备这一特性的软件或者软件套（组）都可以叫集成开发环境。
1.5.1 Microsoft Visual Studio
Microsoft Visual Studio（简称VS）是美国微软公司的开发工具包系列产品。VS是一个基本完整的开发工具集，它包括了整个软件生命周期中所需要的大部分工具，如UML工具、代码管控工具、集成开发环境(IDE)等等,所写的目标代码适用于微软支持的所有平台。Visual Studio是目前最流行的Windows平台应用程序的集成开发环境。
**VS常用快捷键 **
| 快捷键 | 含义 |
|---|---|
| Ctrl + k,Ctrl + f | 自动格式化代码 |
| Ctrl + k,Ctrl + c | 注释代码 |
| Ctrl + k,Ctrl + u | 取消注释代码 |
| F9 | 设置断点 |
| F5 | 调试运行 |
| Ctrl + F5 | 不调试运行 |
| Ctrl + Shift + b | 编译，不运行 |
| F10 | next调试 |
| F11 | step调试 |
Part 2 数据类型
2.1 常量与变量
2.1.1 关键字
C语言共有32个关键字。
- 数据类型关键字（12个）
char ，short, int, long, float, double, unsigned, signed, struct, union,enum, void,
- 控制语句关键字（12个）
if, else, swith,case, default,for, do, while, break, continue, goto, return,
- 存储类关键字（5个）
auto, extern, register,static,const
- 其他关键字（3个）
sizeof，typedef，volatile
2.1.2 数据类型
数据类型的作用：编译器预算对象（变量）分配的内存空间大小。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-dNRzydVB-1627308486734)(file:///C:/Users/t480s/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg)]
2.1.3 常量
- 在程序运行过程中，其值不能被改变的量
- 常量一般出现在表达式或赋值语句中
| 类型 | 示例 |
|---|---|
| 整型常量 | 100，200，-100，0 |
| 实型常量 | 3.14 ， 0.125，-3.123 |
| 字符型常量 | ‘a’,‘b’,‘1’,‘\\n’ |
| 字符串常量 | “a”,“ab”，“12356” |
2.1.4 变量
1）变量
- 在程序运行过程中，其值可以改变
- 变量在使用前必须先定义，定义变量前必须有相应的数据类型
标识符命名规则：
- 标识符不能是关键字
- 标识符只能由字母、数字、下划线组成
- 第一个字符必须为字母或下划线
- 标识符中字母区分大小写
变量特点：
- 变量在编译时为其分配相应的内存空间
- 可以通过其名字和地址访问相应内存
2）声明和定义区别
- 声明变量不需要建立存储空间，如：extern int a;
- 定义变量需要建立存储空间，如：int b;
#include <stdio.h>
int main()
{
//extern 关键字只做声明
//声明一个变量a，a在这里没有建立存储空间
extern int a;
a = 10; //err, 没有空间，就不可以赋值
int b = 10; //定义一个变量b，b的类型为int，b赋值为10
return 0;
}
从广义的角度来讲声明中包含着定义，即定义是声明的一个特例，所以并非所有的声明都是定义：
- int b 它既是声明，同时又是定义
- 对于 extern b来讲它只是声明不是定义
一般的情况下，把建立存储空间的声明称之为“定义”，而把不需要建立存储空间的声明称之为“声明”。
#include <stdio.h>
#define MAX 10 //声明了一个常量，名字叫MAX，值是10，常量的值一旦初始化不可改
int main()
{
int a; //定义了一个变量，其类型为int，名字叫a
const int b = 10; //定义一个const常量，名为叫b，值为10
//b = 11; //err,常量的值不能改变
//MAX = 100; //err,常量的值不能改变
a = MAX;//将abc的值设置为MAX的值
a = 123;
printf("%d\\n", a); //打印变量a的值
return 0;
}
2.2整型 ：int
2.2.1整型变量的定义和输出
| 打印格式 | 含义 |
|---|---|
| %d | 输出一个有符号的10进制int类型 |
| %o(字母o) | 输出8进制的int类型 |
| %x | 输出16进制的int类型，字母以小写输出 |
| %X | 输出16进制的int类型，字母以大写输出 |
| %u | 输出一个10进制的无符号数 |
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 123; //定义变量a，以10进制方式赋值为123
int b = 0567; //定义变量b，以8进制方式赋值为0567
int c = 0xabc; //定义变量c，以16进制方式赋值为0xabc
printf("a = %d\\n", a);
printf("8进制：b = %o\\n", b);
printf("10进制：b = %d\\n", b);
printf("16进制：c = %x\\n", c);
printf("16进制：c = %X\\n", c);
printf("10进制：c = %d\\n", c);
unsigned int d = 0xffffffff; //定义无符号int变量d，以16进制方式赋值
printf("有符号方式打印：d = %d\\n", d);
printf("无符号方式打印：d = %u\\n", d);
return 0;
}
2.2.2整型变量的输入
#include <stdio.h>
int main()
{
int a;
printf("请输入a的值：");
//不要加“\\n”
scanf("%d", &a);
printf("a = %d\\n", a); //打印a的值
return 0;
}
2.2.3 short、int、long、long long
| 数据类型 | 占用空间 |
|---|---|
| short(短整型) | 2字节 |
| int(整型) | 4字节 |
| long(长整形) | Windows为4字节，Linux为4字节(32位)，8字节(64位) |
| long long(长长整形) | 8字节 |
- 需要注意的是，整型数据在内存中占的字节数与所选择的操作系统有关。虽然 C 语言标准中没有明确规定整型数据的长度，但 long 类型整数的长度不能短于 int 类型， short 类型整数的长度不能长于 int 类型。
- 当一个小的数据类型赋值给一个大的数据类型，不会出错，因为编译器会自动转化。但当一个大的类型赋值给一个小的数据类型，那么就可能丢失高位。
| 整型常量 | 所需类型 |
|---|---|
| 10 | 代表int类型 |
| 10l, 10L | 代表long类型 |
| 10ll, 10LL | 代表long long类型 |
| 10u, 10U | 代表unsigned int类型 |
| 10ul, 10UL | 代表unsigned long类型 |
| 10ull, 10ULL | 代表unsigned long long类型 |
| 打印格式 | 含义 |
|---|---|
| %hd | 输出short类型 |
| %d | 输出int类型 |
| %ld | 输出long类型 |
| %lld | 输出long long类型 |
| %hu | 输出unsigned short类型 |
| %u | 输出unsigned int类型 |
| %lu | 输出unsigned long类型 |
| %llu | 输出unsigned long long类型 |
#include <stdio.h>
int main()
{
short a = 10;
int b = 10;
long c = 10l; //或者10L
long long d = 10ll; //或者10LL
printf("sizeof(a) = %u\\n", sizeof(a));
printf("sizeof(b) = %u\\n", sizeof(b));
printf("sizeof(c) = %u\\n", sizeof(c));
printf("sizeof(c) = %u\\n", sizeof(d));
printf("short a = %hd\\n", a);
printf("int b = %d\\n", b);
printf("long c = %ld\\n", c);
printf("long long d = %lld\\n", d);
unsigned short a2 = 20u;
unsigned int b2 = 20u;
unsigned long c2= 20ul;
unsigned long long d2 = 20ull;
printf("unsigned short a = %hu\\n", a2);
printf("unsigned int b = %u\\n", b2);
printf("unsigned long c = %lu\\n", c2);
printf("unsigned long long d = %llu\\n", d2);
return 0;
}
2.2.4 有符号数和无符号数区别
1）有符号数
有符号数是最高位为符号位，0代表正数，1代表负数。
#include <stdio.h>
int main()
{
signed int a = -1089474374; //定义有符号整型变量a
printf("%X\\n", a); //结果为 BF0FF0BA
//B F 0 F F 0 B A
//1011 1111 0000 1111 1111 0000 1011 1010
return 0;
}
2）无符号数
无符号数最高位不是符号位，而就是数的一部分，无符号数不可能是负数。
#include <stdio.h>
int main()
{
unsigned int a = 3236958022; //定义无符号整型变量a
printf("%X\\n", a); //结果为 C0F00F46
return 0;
}
当我们写程序要处理一个不可能出现负值的时候，一般用无符号数，这样可以增大数的表达最大值。
3）有符号和无符号整型取值范围
| 数据类型 | 占用空间 | 取值范围 |
|---|---|---|
| short | 2字节 | -32768 到 32767 (-215 ~ 215-1) |
| int | 4字节 | -2147483648 到 2147483647 (-231 ~ 231-1) |
| long | 4字节 | -2147483648 到 2147483647 (-231 ~ 231-1) |
| unsigned short | 2字节 | 0 到 65535 (0 ~ 216-1) |
| unsigned int | 4字节 | 0 到 4294967295 (0 ~ 232-1) |
| unsigned long | 4字节 | 0 到 4294967295 (0 ~ 232-1) |
2.3 sizeof关键字
- sizeof不是函数，所以不需要包含任何头文件，它的功能是计算一个数据类型的大小，单位为字节
- sizeof的返回值为size_t
- size_t类型在32位操作系统下是unsigned int，是一个无符号的整数
#include <stdio.h>
int main()
{
int a;
int b = sizeof(a);//sizeof得到指定值占用内存的大小，单位：字节
printf("b = %d\\n", b);
size_t c = sizeof(a);
printf("c = %u\\n", c);//用无符号数的方式输出c的值
return 0;
}
2.4字符型
2.4.1 字符变量的定义和输出
字符型变量用于存储一个单一字符，在 C 语言中用 char 表示，其中每个字符变量都会占用 1 个字节。在给字符型变量赋值时，需要用**一对英文半角格式的单引号(’ ')**把字符括起来。
字符变量实际上并不是把该字符本身放到变量的内存单元中去，而是将该字符对应的 ASCII 编码放到变量的存储单元中。char的本质就是一个1字节大小的整型。
#include <stdio.h>
int main()
{
char ch = 'a';
printf("sizeof(ch) = %u\\n", sizeof(ch)); // sizeof() 输出特定值占用内存的大小，单位：字节
printf("ch[%%c] = %c\\n", ch); //打印字符
printf("ch[%%d] = %d\\n", ch); //打印‘a’ ASCII的值
char A = 'A';
char a = 'a';
printf("a = %d\\n", a); //97
printf("A = %d\\n", A); //65
printf("A = %c\\n", 'a' - 32); //小写a转大写A
printf("a = %c\\n", 'A' + 32); //大写A转小写a
ch = ' ';
printf("空字符：%d\\n", ch); //空字符ASCII的值为32
printf("A = %c\\n", 'a' - ' '); //小写a转大写A
printf("a = %c\\n", 'A' + ' '); //大写A转小写a
return 0;
}
2.4.2字符变量的输入
#include <stdio.h>
int main()
{
char ch;
printf("请输入ch的值：");
//不要加“\\n”
scanf("%c", &ch);
printf("ch = %c\\n", ch); //打印ch的字符
return 0;
}
2.4.3 ASCII对照表
| ASCII值 | 控制字符 | ASCII值 | 字符 | ASCII值 | 字符 | ASCII值 | 字符 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | NUT | 32 | (space) | 64 | @ | 96 | 、 |
| 1 | SOH | 33 | ! | 65 | A | 97 | a |
| 2 | STX | 34 | " | 66 | B | 98 | b |
| 3 | ETX | 35 | # | 67 | C | 99 | c |
| 4 | EOT | 36 | $ | 68 | D | 100 | d |
| 5 | ENQ | 37 | % | 69 | E | 101 | e |
| 6 | ACK | 38 | & | 70 | F | 102 | f |
| 7 | BEL | 39 | , | 71 | G | 103 | g |
| 8 | BS | 40 | ( | 72 | H | 104 | h |
| 9 | HT | 41 | ) | 73 | I | 105 | i |
| 10 | LF | 42 | * | 74 | J | 106 | j |
| 11 | VT | 43 | + | 75 | K | 107 | k |
| 12 | FF | 44 | , | 76 | L | 108 | l |
| 13 | CR | 45 | - | 77 | M | 109 | m |
| 14 | SO | 46 | . | 78 | N | 110 | n |
| 15 | SI | 47 | / | 79 | O | 111 | o |
| 16 | DLE | 48 | 0 | 80 | P | 112 | p |
| 17 | DCI | 49 | 1 | 81 | Q | 113 | q |
| 18 | DC2 | 50 | 2 | 82 | R | 114 | r |
| 19 | DC3 | 51 | 3 | 83 | S | 115 | s |
| 20 | DC4 | 52 | 4 | 84 | T | 116 | t |
| 21 | NAK | 53 | 5 | 85 | U | 117 | u |
| 22 | SYN | 54 | 6 | 86 | V | 118 | v |
| 23 | TB | 55 | 7 | 87 | W | 119 | w |
| 24 | CAN | 56 | 8 | 88 | X | 120 | x |
| 25 | EM | 57 | 9 | 89 | Y | 121 | y |
| 26 | SUB | 58 | : | 90 | Z | 122 | z |
| 27 | ESC | 59 | ; | 91 | [ | 123 | { |
| 28 | FS | 60 | < | 92 | / | 124 | | |
| 29 | GS | 61 | = | 93 | ] | 125 | } |
| 30 | RS | 62 | > | 94 | ^ | 126 | ` |
| 31 | US | 63 | ? | 95 | _ | 127 | DEL |
ASCII 码大致由以下两部分组成：
- ASCII 非打印控制字符： ASCII 表上的数字 0-31 分配给了控制字符，用于控制像打印机等一些外围设备。
- ASCII 打印字符：数字 32-126 分配给了能在键盘上找到的字符，当查看或打印文档时就会出现。数字 127 代表 Del 命令。
2.4.4 转义字符
| 转义字符 | 含义 | ASCII****码值（十进制） |
|---|---|---|
| \\a | 警报 | 007 |
| \\b | 退格(BS) ，将当前位置移到前一列 | 008 |
| \\f | 换页(FF)，将当前位置移到下页开头 | 012 |
| \\n | 换行(LF) ，将当前位置移到下一行开头 | 010 |
| \\r | 回车(CR) ，将当前位置移到本行开头 | 013 |
| \\t | 水平制表(HT) （跳到下一个TAB位置） | 009 |
| \\v | 垂直制表(VT) | 011 |
| \\ | 代表一个反斜线字符"" | 092 |
| ’ | 代表一个单引号（撇号）字符 | 039 |
| " | 代表一个双引号字符 | 034 |
| ? | 代表一个问号 | 063 |
| \\0 | 数字0 | 000 |
| \\ddd | 8进制转义字符，d范围0~7 | 3位8进制 |
| \\xhh | 16进制转义字符，h范围09，af，A~F | 3位16进制 |
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("abc");
printf("\\refg\\n"); //\\r切换到句首， \\n为换行键
printf("abc");
printf("\\befg\\n");//\\b为退格键， \\n为换行键
printf("%d\\n", '\\123');// '\\123'为8进制转义字符，0123对应10进制数为83
printf("%d\\n", '\\x23');// '\\x23'为16进制转义字符，0x23对应10进制数为35
return 0;
}
2.5实型(浮点型)：float、double
实型变量也可以称为浮点型变量，浮点型变量是用来存储小数数值的。在C语言中， 浮点型变量分为两种： 单精度浮点数(float)、 双精度浮点数(double)， 但是double型变量所表示的浮点数比 float 型变量更精确。
由于浮点型变量是由有限的存储单元组成的，因此只能提供有限的有效数字。在有效位以外的数字将被舍去，这样可能会产生一些误差。
不以f结尾的常量是double类型，以f结尾的常量(如3.14f)是float类型。
#include <stdio.h>
int main()
{
//传统方式赋值
float a = 3.14f; //或3.14F
double b = 3.14;
printf("a = %f\\n", a);
printf("b = %lf\\n", b);
//科学法赋值
a = 3.2e3f; //3.2*1000 = 3200，e可以写E
printf("a1 = %f\\n", a);
a = 100e-3f; //100*0.001 = 0.1
printf("a2 = %f\\n", a);
a = 3.1415926f;
printf("a3 = %f\\n", a); //结果为3.141593
return 0;
}
2.6进制
进制也就是进位制，是人们规定的一种进位方法。 对于任何一种进制—X进制，就表示某一位置上的数运算时是逢X进一位。 十进制是逢十进一，十六进制是逢十六进一，二进制就是逢二进一，以此类推，x进制就是逢x进位。
| 十进制 | 二进制 | 八进制 | 十六进制 |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | 1 |
| 2 | 10 | 2 | 2 |
| 3 | 11 | 3 | 3 |
| 4 | 100 | 4 | 4 |
| 5 | 101 | 5 | 5 |
| 6 | 110 | 6 | 6 |
| 7 | 111 | 7 | 7 |
| 8 | 1000 | 10 | 8 |
| 9 | 1001 | 11 | 9 |
| 10 | 1010 | 12 | A |
| 11 | 1011 | 13 | B |
| 12 | 1100 | 14 | C |
| 13 | 1101 | 15 | D |
| 14 | 1110 | 16 | E |
| 15 | 1111 | 17 | F |
| 16 | 10000 | 20 | 10 |
2.6.1 二进制
二进制是计算技术中广泛采用的一种数制。二进制数据是用0和1两个数码来表示的数。它的基数为2，进位规则是“逢二进一”，借位规则是“借一当二”。
当前的计算机系统使用的基本上是二进制系统，数据在计算机中主要是以补码的形式存储的。
| 术语 | 含义 |
|---|---|
| bit(比特) | 一个二进制代表一位，一个位只能表示0或1两种状态。数据传输是习惯以“位”（bit）为单位。 |
| Byte(字节) | 一个字节为8个二进制，称为8位，计算机中存储的最小单位是字节。数据存储是习惯以“字节”（Byte）为单位。 |
| WORD(双字节) | 2个字节，16位 |
| DWORD | 两个WORD，4个字节，32位 |
| 1b | 1bit，1位 |
| 1B | 1Byte,1字节，8位 |
| 1k，1K | 1024 |
| 1M(1兆) | 1024k, 1024*1024 |
| 1G | 1024M |
| 1T | 1024G |
| 1Kb(千位) | 1024bit,1024位 |
| 1KB(千字节) | 1024Byte，1024字节 |
| 1Mb(兆位) | 1024Kb = 1024 * 1024bit |
| 1MB(兆字节) | 1024KB = 1024 * 1024Byte |
十进制转化二进制的方法：用十进制数除以2，分别取余数和商数，商数为0的时候，将余数倒着数就是转化后的结果。
十进制的小数转换成二进制：小数部分和2相乘，取整数，不足1取0，每次相乘都是小数部分，顺序看取整后的数就是转化后的结果。
2.6.2 八进制
八进制，Octal，缩写OCT或O，一种以8为基数的计数法，采用0，1，2，3，4，5，6，7八个数字，逢八进1。一些编程语言中常常以数字0开始表明该数字是八进制。
八进制的数和二进制数可以按位对应（八进制一位对应二进制三位），因此常应用在计算机语言中。<
以上是关于《C语言基础学习笔记》—— 黑马程序员 ＜Part1-4＞的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章