【C语言篇】☞ 1. 前言、基础

前言

•  什么是操作系统：操作系统是一种系统软件，用来管理计算机的软硬件资源。
•  主流操作系统：

　　　　移动便携式设备：Android、iOS、Windows Phone、Symbian（塞班）、Black Berry（黑莓） OS

　　　　PC个人电脑：Windows、Mac OS、Unix、Linux

•  什么是iOS：iOS是一款由苹果公司开发的移动操作系统（iOS运行在移动便携式设备上）
•  什么是iOS开发：就是开发运行在iOS系统上的应用或游戏软件，如：QQ、淘宝、愤怒的小鸟等。
•  Mac OS文件系统：对文件进行管理的系统叫文件系统

　　UNIX常用命令：

　　　　查看命令的详细帮助： man 命令名       （比如要看看 ls 命令的详细用法，执行 man ls）

　　　　pwd  (print work directory)：打印当前目录(工作目录)     目录 == 文件夹

　　　　cd   (change directory)

　　　　cd /   进入根目录

　　　　cd Users   进入用户目录

　　　　cd tarena  进入用户的主目录(Home Directory)

　　　　ls (list) ：列出当前目录下的所有内容

　　　　　　ls -a  //-a 即all,列出目录下的所有文件(包括以.开头的隐含文件)

　　　　　　ls -l  //-l 列举文件的详细信息（文件名、权限、所有者、文件大小等）

　　　　mkdir  创建目录(文件夹)

　　　　touch  创建文件

　　　　who  显示当前用户名

　　　　clear 清屏

　　　　touch xxx.m  新建xxx.m文件

　　　　open xxx.m   打开xxx.m文件

　　　　在根目录下使用ls列出所有内容:

　　　　　　Applications  放所有的应用程序

　　　　　　Library           应用程序需要的其库等内容

　　　　　　Network        网络相关

　　　　　　System          系统相关

　　　　　　Users            用户的目录

　　常用目录或路径：

　　　　主目录(Home Directory)：一个用户有一个自己的主目录，用户在此目录下拥有很高的权限。

　　　　/   根目录(Root Directory)：只有一个，代表整个硬盘

　　　　特殊路径：   /　　根路径        ./　　当前路径        ../　　上一级路径

　　　　Desktop          桌面

　　　　Documents      文稿

　　　　Downloads      下载

　　　　Library            其他

　　　　Movies            影片

　　　　Music              音乐

　　　　Pictures           图片

　　　　Public             公共目录

　注意：按一下tab键，可以自动补齐指令名称、文件夹、文件夹名等。

C语言的特点

• 丰富的运算符
• 丰富的数据类型
• 可以直接操作硬件
• 高效的目标代码
• 可移植性好

C语言的用途

• 编写系统软件、图形处理、单片机程序、嵌入式系统开发甚至是用于科研
• 编写游戏外挂
• 编写android程序
• 编写iOS程序

C语言的编译器

1. gcc  GNU Compiler Collection（GNU编译器套件），GNU组织开发的开源免费的编译器。

　　　　（ gcc 原名为 GNU C Compiler，只能处理C语言，后来GCC很快地扩展，也可以处理C++、Objective-C、Java等其它语言）

2. clang  开源的BSD协议的基于LLVM的编译器；苹果公司自己的编译器。

　　　　（LLVM可以作为多种语言编译器的后台来使用，前端用clang）

C语言的版本问题

1. 1983年美国国家标准局(American National Standards Institute，简称ANSI)成立了一个委员会，开始制定C语言标准的工作
2. 1989年C语言标准被批准，这个版本的C语言标准通常被称为ANSI C
3. 1999年，国际标准化组织ISO又对C语言标准进行修订，在基本保留原C语言特征的基础上，针对应该的需要，增加了一些功能，命名为C99
4. 2011年12月8日，ISO正式公布C语言新的国际标准草案：C11

C语言的官方标准

1. ANSI C / C89标准：1989年，美国国家标准协会（ANSI）发布了第一个官方标准（简称 C89标准 或 ANSI C）。
2. C99标准：1999年，国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）发布了C语言的新标准。
3. C11标准：2011年12月8日，国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）再次发布了C语言的新标准。

C语言程序的运行过程

一、编译：编译是由编译器来执行的，主要做的时语法检查工作；将C源程序翻译成计算机能识别的0和1。

• 使用什么编译器：Xcode3使用GCC，Xcode4使用LLVM编译器（前端用clang）
• 如何使用clang编译器编译程序：
  • 在终端中输入：cc  –c  文件名.c
  • 编译成功，会生成.o目标文件
• 编译器的错误和警告功能
  • 如果代码有语法问题，编译器会直接报错。并指出错误的个数和具体行号。
  • 只要有1个错误，程序就不能编译成功，也不会生成.o文件
  • 警告信息只是编译器的一些建议，并不影响编译通过

二、链接：将自己编译好的.o目标文件和C程序库函数组合在一起，生成可执行文件。

　　　　由链接器完成，clang编译器里面已经包含了链接指令

• 在终端中输入：cc  文件名.o
• 链接成功，会生成a.out可执行文件

三、运行：两种运行方式：

• 直接双击打开a.out文件
• 终端中使用 ./a.out 指令

　　修改文件内容之后，一定要重新编译、链接，再运行。

　　其他clang指令：

• 修改可执行文件a.out的名称：cc  xxx.o  -o 新文件名
• 一起编译、链接：cc  xxx.c

　　

　　整个程序的运行过程：编写源程序==>预处理==>编译器==>连接器==>可执行

　　注意：gcc可换为clang（CC）； gcc -E test.c 查看编译前文件内容 （-E的意思是：做预处理）

1. 预处理：gcc -E test.c -o test.i (预处理的结果可以用-o的方式保存到一个文件test.i中)
2. 编译：gcc -c test.i  //编译成功，会生成.o目标文件; 1，2可以合并：gcc -c test.c
3. 连接：gcc test.o
4. 执行：./a.out

•  简写：gcc test.c  （1，2，3的合并）
•  执行：./a.out

用Xcode创建项目

　　

• Product Name：产品名称
• Organization Name：公司名称
• Company Identifier ：公司唯一标识，一般为公司官网网址的倒序
• Bundle Identifier：产品唯一标识
• Type（Language）：项目语言类型

　　C语言程序是由函数构成的，C程序的入口是main函数。函数内部代码的执行顺序，是从上到下执行的，如瀑布一样。

　　错误类型：

• 语法错误：编译器会直接报错
• 逻辑错误：没有语法错误，只不过运行结果不正确

关键字

　　C语言程序是由英文单词构成的，其中有些单词被C语言赋予了特殊含义，那么这些单词就是关键字。

　　C语言的系统保留字（32个关键字）

1. 基本数据类型（5个）：void、int、float、double、char
• void：声明函数无返回值或无参数，声明无类型指针，显示丢弃运算结果
• int：整型数据，通常为编译器指定的机器字长
• float：单精度浮点型数据，属于浮点数据的一种
• double：双精度浮点型数据，属于浮点数据的一种
• char：字符型类型数据，属于整型数据的一种
2. 类型修饰关键字（4个）：short、long、signed、unsigned
• short：修饰int，短整型数据，可以省略被修饰的int
• long：修饰int，长整型数据，可以省略被修饰的int
• singed：修饰整型数据，有符号数据类型
• unsigned：修饰整型数据，无符号数据类型
3. 复杂类型关键字（5个）：struct、union、enum、typedef、sizeof
• struct：结构体声明
• union：共用体声明
• enum：枚举声明
• typedef：声明类型别名
• sizeof：得到特定类型或特定类型变量的大小
4. 存储级别关键字（6个）：auto、static、register、extern、const、volatile
• auto：指定为自动变量，由编译器自动分配及释放，通常在栈上分配空间；修饰局部变量，默认省略不写
• static：指定为静态变量，分配在静态变量区，修饰函数时，指定函数作用域为文件内部
• register：指定为寄存器变量，建议编译器将变量存储到寄存器中使用，也可以修饰函数形参，建议编译器通过寄存器而不是堆栈传递参数
• extern：指定对应变量为外部变量，即标示变量或者函数的定义在别的文件中，提示编译器遇到此变量和函数时在其他模块中寻找其定义
• const：与volatile合称“cv'特性”，指定变量不可被当前线程/进程改变（但有可能被系统或其他线程/进程改变）
• volatile：与cost合称“cv特性”，指定变量的值有可能会被系统或其他线程/进程改变，强制编译器每次从内存中取得该变量的值
5. 流程控制关键字（12个）
   • 跳转结构（4个）：return、continue、break、goto
• return：用在函数体中，返回特定值（或void值，即不返回值），作用：结束函数
• continue：结束当前循环，开始下一轮循环
• break：跳出当前循环或switch结构
• goto：无条件跳转语句
• 分支结构（5个）：if、else、switch、case、default
• if：条件语句，后面不需要放分号
• else：条件语句否定分支（与if连用）
• switch：开关语句（多重分支语句）
• case：开关语句中的分支标记
• default：开关语句中的“其他”分支，可选
• 循环结构（3个）：for、do、while

　　　　　　　　for：for循环结构，for（1；2；3）4；的执行顺序为1->2->4->3->2…循环，其中2为循环条件

　　　　　　　　do：do循环结构，do 1 while（2）；的执行顺序是1->2->1…循环，2为循环条件

　　　　　　　　while：while循环结构，while（1）2；的执行顺序是1->2->1…循环，1为循环条件

标识符

标示符就是程序员自己在程序中起的一些名字。（常见的是：变量的名称和函数的名称）

1. 命名规则：（一定要遵守） 
   • 只能由26个英文字母的大小写、10个阿拉伯数字0~9、下划线_组成
   • 严格区分大小写，比如test和Test是2个不同的标识符
   • 不能以数字开头
   • 不可以使用关键字作为标识符
2. 命名规范：（最好要遵守） 
   • 尽量起个有意义的名称，一般用英文单词，注意长度适中，可读性要强。
   • 如果标识符中含有多个单词，可以使用驼峰标识（除开第一个单词，后面每个单词的首字母都是大写）：
     •  firstName、myFirstName，或者使用下划线_来连接：first_name、my_first_name
   • 一般情况下，
     • 变量名：每个单词首字母大写；

     • 函数（方法）：第一个单词的首字母小写，其它单词的首字母都大写。

　　　　　　　　　　（如：UserName    PassWord   showMessage  isPrint）

数据

1. 静态数据：是指一些永久性的数据，一般存储在硬盘中。
2. 动态数据：是指在程序运行过程中，动态产生的临时数据，一般存储在内存中。
• 当运行某个程序（软件）时，整个程序就会被加载到内存中，在程序运行过程中，会产生各种各样的临时数据，这些临时数据都是存储在内存中的。当程序停止运行或者计算机被强制关闭时，这个程序产生的所有临时数据都会被清除。
• 你可能会问：既然硬盘的存储空间这么大，为何不把所有的应用程序加载到硬盘中去执行呢？有个主要原因是内存的访问速度比硬盘快N倍。
3. 数据的转换
• 静态数据到动态数据的转换（也就是从磁盘加载到内存）
• 动态数据到静态数据的转换
  •  如：手机拍照片存储到手机的硬盘上

4. 数据的大小
• 不管是静态还是动态数据，都是0和1组成的。
• 数据都有大小，静态数据就会占用硬盘的空间，动态数据就占用内存的空间
• 数据越大，包含的0和1就越多，比特位和字节
• 计量单位：

　　　　　　　　1 B = 8 bit

　　　　　　　　1 KB = 1024 B， 1 MB = 1024 KB

　　　　　　　　1 GB = 1024 MB， 1 TB = 1024 GB

变量

• 概念

　　　　是内存中的一片空间。用来保存程序运行期间的临时数据。

　　　　有名字，有类型

　　　　有名字，就可以重复使用

　　　　变量的类型决定着变量占用多大的内存空间。

• 声明(定义)变量

　　　　int x; 定义一个int类型的，名字叫x的变量

• 变量的初始化

　　　　第一次给变量叫初始化

　　　　最好不要使用没有初始化过的变量

#include <stdio.h>

int main() {

    int x;//x是变量名,int是变量的类型

    printf("x=%d ", x); //x=1606422582,垃圾数据

    x = 10; //将10保存到x中,第一次赋值相当于初始化

    x = 20; //将20保存到x中,以后就叫给变量赋值

    int y = 30;//定义变量的同时初始化

    printf("y=%d ", y);

    return 0;

}

变量的类型

分两种：基本类型， 自定义类型

1. 基本类型

　　　　整形：

　　　　有符号：可以是正数，也可以是负数。

　　　　　　int     // signed int

　　　　　　short int  短整形

　　　　　　long int  长整形

　　　　　　long long int  

　　　　无符号:只能是正数，不能是负数

　　　　　　unsigned int

　　　　　　unsigned short int

　　　　　　unsigned long int

　　　　　　unsigned long long int

　　　　特殊整形：

　　　　　　char  

　　　　　　unsigned char

　　　　浮点型:全部是有符号

　　　　　　float

　　　　　　double

　　　　　　long double

2. 自定义类型： struct,  union, enum
3. 数据的保存(二进制)

　　　　1Byte = 8bit

　　　　1KB = 1024Byte

　　　　1MB = 1024KB

　　　　…

4. 类型的区别

　　　　short int               2Bytes          16bit

　　　　int                        4Bytes          32bits

　　　　long int                     8Bytes          64bit(64位系统)   4Bytes(32位系统)

　　　　long long int        16Bytes

 

　　占用内存空间多，表示的数据的范围就广

　　注意：int类型前面有其它修饰时，int可以省略。

　　bool 表示布尔运算，只包含true和false两个数值。需要在文件中加入如下语句： #include <stdbool.h>

数据类型

对应内存区域，其值可变，变量有相应的类型和值。

         变量类型分为字符型char、整数型int、浮点型float/double、指针、结构、联合等类型。

#include <stdio.h>

int main() {

    float f=3.14;

    printf("f=%f ", f);//f=3.140000

    double d=1.73;

    printf("d=%lf ", d);//d=1.730000；默认都打印6位小数

    printf("f=%.2f ", f);//保留两位小数

    printf("sizeof(float)=%ld ", sizeof(float));

//表示数据的范围很大，内部使用了科学计数法来表示

    //3.14：3.14×10^0

    //0.00314：3.14×10^-3

    //省略无意义0

    f=.314;//f=0.314000

    f=3.;//f=3.000000

    f=3.14E-3;//3.14×10^-3;

    printf("f=%f ", f);//f=0.003140

    

    f=3.14F;//float类型的字面值后面加f，F

    f=3.14f;

    f=0x314F;//F代表十六进制的F

    return 0;

}