• C语言学习之笔记


    第一章 概述 

     

    1. C语言的特点 

     

    ①语言简洁、紧凑,使用方便、灵活。共有32个关键字(也称保留字),9种控制语句。 

     

    ②运算符丰富,共有34种运算符。 

     

    ③数据结构丰富,数据类型有:整型、实型、字符型、数组、指针、结构体、共用体等。 

     

    ④具有结构化的控制语句(如if…else、while、do…while、switch、for) 

     

    ⑤语法限制不太严格,程序设计自由度大。 

     

    ⑥允许直接访问物理地址,能进行位(bit)操作,可以直接对硬件操作。 

     

    ⑦生成目标代码质量高,程序执行效率高。 

     

    ⑧可移植性好。

     

     

    2. C语言的用途 

     

    C虽不擅长科学计算和管理领域,但对操作系统和系统实用程序以及对硬件进行操作方面,C有明显的优势。现在很多大型应用软件也用C编写。 

     

     

    3.   二进制数的表示

     

    ① (十进制转换二进制)将十进制除以2 后的余数 写出来 再自上而下地依次将余数加以汇集 如:10 10÷2=5 余0 5÷2=4 余1 4÷2=2 余0 2÷2=1 余1 10的二进制表示:1010

     

    ②(二进制转换十进制) 从最后一位开始 每位乘2的相对位数的几次方 结果相加 如:1010=0×2的0次方+ 1×2的1次方+0×2的2次方+1×2的3次方

     

    ③(二进制转换八进制) 从右向左 每三位进行一次十进制的转换

     

    ④(二进制转换十六进制) 从右向左 每四位进行一次十进制的转换

     

    ⑤ 原码:最高位作为符号位(0表示正,1表示负),其他数字位代表数值本身的绝对值的数字表示方式。

    例如 数字6在计算机中原码表示:0000 0110 数字-6的原码表示:1000 0110

     

    ⑥ 反码:正数的反码、补码就是原码,不改变;负数则保留符号位1,然后将这个数字的原码按照每位取反

    例如 数字6在计算机中的反码和原码一样:0000 0110 数字-6的反码表示:1111 1001

     

    补码:正数不变,负数的补码就是对反码加一 例如:1111 1001 的补码 1111 1011

     

     

    第二章 数据类型、运算符与表达式 

     

    1. C的数据类型 

     

    C的数据类型包括:整型、字符型、实型或浮点型(单精度和双精度)、枚举类型、数组类型、结构体类型、共用体类型、指针类型和空类型。 

     

     

    2. 常量与变量

     

    常量其值不可改变,变量其值可以改变,变量名只能由字母、数字和下划线组成,且第一个字符必须为字母或下划线。否则为不合法的变量名。变量在编译时为其分配相应存储单元。

     

    符号常量:用一个标识符代表一个常量,定义符号常量又称为“宏定义”,一般写在程序的函数之外。如:#define PI 3.14159 以后凡遇到PI即用3.14159代替。它的值在其作用域内不能改变,也不能再被赋值,其作用域在文件结束或遇#undef 处结束。

     

    常量名常为大写,变量名常为小写。

     

     

    3. 整型数据 

     

    整型常量的表示方法:十进制不用说了,八进制以0开头,如0123,十六进制以0x开头,如0x1e。 

     

    整型变量分为:基本型(int)、短整型(short int)、长整型(long int)和无符号型(unsigned int)。不同机器上各类数据所占内存字节数不同,一般int型为2个字节,long型为4个字节。

     

     

    4. 实型数据 

     

    实型常量表示形式:十进制形式由数字和小数点组成(必须有小数点),如:0.12、.123、1230.0等。指数形式如123e3代表123×10的三次方。 

     

    实型变量分为单精度(float)和双精度(double)两类。在一般系统中float型占4字节(32位)内存空间,其数值范围为3.4E-38~3.4E38,7位有效数字。double型占8字节(64位)内存空间,其数值范围为1.7E-308~1.7E308,15~16位有效数字。 

     

     

    5. 字符型数据 

     

    字符常量用单引号括起来,如'a','b'等。还有一些是特殊的字符常量,如' ',' ',' '等。分别代表换行、横向跳格和空格。 

     

    字符变量以char 来定义,一个变量只能存放一个字符常量,一个字符常量占1个字节内存空间。  

     

    字符串常量是由双引号括起来的字符序列。这里一定要注意'a'和"a"的不同,前者为字符常量,后者为字符串常量,c规定:每个字符串的结尾加一个结束标志'',实际上"a"包含两个字符:'a'和''。

     

     

    6. 数值型数据间的混合运算 

     

    整型、字符型、实型数据间可以混合运算,运算时不同类型数据要转换成同一类型再运算,转换规则: 

    char,short -> int -> unsigned -> long -> double <- float 

     

     

    7. 运算符和表达式 

     

     

    c运算符包括: 

    算数运算符( + - * / % ) 

    关系运算符( > < == >= <= != ) 

    逻辑运算符( ! && || ) 

    位运算符( << >> ~ | ^ & ) 

    赋值运算符( = ) 

    条件运算符( ? : ) 

    逗号运算符( , ) 

    指针运算符( * & ) 

    求字节数( sizeof ) 

    强制类型转换(类型) 

    分量运算符( . -> ) 

    下标运算符( [ ] ) 

    其它运算符( 如函数调用运算符( ) ) 

    自增自减运算符( ++ -- )注意:++i和i++的不同之处,++i使用i之前先使i加1,i++使用i之后,使i加1。 

    逗号表达式的求解过程:先求解表达式1,再求解表达式2,整个表达式的值是表达式2的值。 

     

     

    第三章 最简单的c程序设计 

     

     

    1.c的9种控制语句: 

     

    if() ~ else~ 

    for()~ 

    while()~ 

    do~while() 

    continue 

    break 

    switch 

    goto 

    return 

    程序的三种基本结构:顺序结构,选择结构,循环结构

     

     

    2.数据输出 

     

    c语言不提供输入输出语句,输入输出操作是由c的库函数完成。但要包含头文件stdio.h。 

     

    putchar( ) 向终端输出一个字符 

    strlen() 函数 针对字符串,用来计算字符串的实际长度,不包括‘’

    sizeof() 操作符,用来计算任意数据类型的内存占用大小。

    strcat() 把第二个字符串接到第一个字符串的后面,第一个字符串后面的‘’结束符被取消。

    printf( )的格式字符:

     

    ① d格式符 用来输出十进制整数 

     

    %d 按整型数据的实际长度输出 

    %md 使输出长度为m,如果数据长度小于m,则左补空格,如果大于m,则输出实际长度 

    %-md 使输出长度为m,如果数据长度小于m,则右补空格,如果大于m,则输出实际长度 

    %ld 输出长整型数据 

     

    ② o格式符 以八进制形式输出整数 

    ③ x格式符 以十六进制形式输出整数  

    ④ u格式符 用来输出unsigned型数据,以十进制形式输出 

    ⑤ c格式符 用来输出一个字符 

     

    ⑥ s格式符 输出一个字符串 

     

    %s 输出实际长度字符串 

    %ms 输出的串占m列,如果串长度小于m,左补空格,如果大于m,实际输出 

    %-ms输出的串占m列,如果串长度小于m,右补空格

    %m.ns 输出占m列,但只取字符串中左端n个字符并靠右对齐 

    %-m.ns m、n含义同上,靠左对齐,如果n>m,则m自动取n值

     

    ⑦ f格式符 以小数形式输出实数 

     

    %f 整数部分全部输出,小数部分输出6位 

    %m.nf 输出数据共占m列,其中有n位小数。如果数值长度小于m,左补空格  

    %-m.nf 同上,右补空格 

     

    ⑧ e格式符 以指数形式输出实数 

     

    %e 系统指定6位小数,5位指数(e+002 ) 

     

    ⑨ g格式符 输出实数,根据数值大小,自动选f格式或e格式

     

     

    3.数据输入 

     

    getchar( ) 从终端输入一个字符 

     

    scanf( 格式控制,地址列表) 标准C scanf中不使用%u,对于unsigned型数据,以%d或%o或%x输入。%后的*,用来跳过它相应的数据。

    输入数据时不能规定精度如scanf( "%7.2f", &a );是不合法的。

     

    scanf_s 是对%c和%s有特殊要求的,需要对字符或字符串指定宽度,如:scanf_s(“%c,%s”,&c,1,&s,10);

     

    需注意scanf和scanf_s在使用时的区别。

     

     

    第四章 逻辑运算和判断选取控制 

     

    1. 关系运算符: 

     

    c提供6种关系运算符(> < <= >= == != )前四种优先级高于后两种。 

     

     

    2. If语句 

     

    C提供了三种形式的if语句 

     

    If(表达式) 语句 

    If(表达式) 语句1 else 语句2 

    If(表达式1) 语句1 

    else if(表达式2) 语句2 
    … 

    else 语句n 

     

     

    3. 条件运算符 

     

    (a>b)?a:b 条件为真,表达式取值a,否则取值b 

     

     

    4. Switch语句 

     

    Switch(表达式) 

    case 常量表达式1:语句1; break; 

    case 常量表达式2:语句2; break; 

       … 

    case 常量表达式n:语句n; break; 

      default :语句n+1;  

    }  

     

     

    第五章 循环控制 

     

    1. 几种循环语句 

     

    goto语句(现已很少使用) 

    while语句 先判断表达式后执行语句 

    do-while语句 先执行语句后判断表达式 

    for语句 

     

     

    2. Break语句和continue语句 

     

    Break语句用于跳出循环,continue用于结束continue以下的循环语句。

    当型循环:先判断表达式的值,再执行循环体的内容

    直到型循环:先运行一次循环体,再判断表达式的值

     

     

    第六章 数组 

     

    1. 一维数组

    C规定不能对数组作动态定义,只能静态对数组初始化,方括号内可以是符号常量(宏定义),但不能是变量。给数组初始化时可以不指定数组长度,编译器根据数组中被初始化元素的数量,自动确定数组长度。

    当初始化元素的数量小于数组长度时,前n个元素被初始化,剩下的为0

    如果不给数组初始化,数组的每个元素为默认值。

    数组的最小下标是0  最大上标是数组长度-1

     

     

    2. 二维数组

     

    一个二维数组可以分解为多个一维数组

    二维数组是按行排列的

    求一个二维数组所占空间字节数公式:行数*列数*类型字节数=总字节数

    若只对部分元素赋值,未赋值的元素自动取0值。

    多维数组靠近数组名的第一个下标可以省略不定义,但其他的都必须定义其大小

     

     

    3. 字符数组

     

    字符型数据:字符型数据包括字符常量、转义字符常量、字符串常量、字符变量、符合常量。

    字符常量:由单引号括起来的单个字符

    转义字符常量:以反斜杠开头的特殊字符序列,意思是把反斜杠后面的字符转换成特定的含义

    字符串常量:用双引号括起来的字符序列

     

    c语言有字符常量和字符变量,有字符串常量,但没有专门存放字符串的变量,c语言用字符数组存放字符串。每个字符串以‘’结束。在字符数组中,第一个前面的所有字符和一起构成了字符串,之后的其他数组元素与该字符串无关。

     

    定义字符数组时,数组长度>=有效字符个数+1 最后一个存放‘’,如果初值个数大于数组长度,则按照语法错误处理,初值个数小于数组长度,则只将花括号中的字符分别赋给数组中前面的元素,其余的元素自动定为空字符。

     

    c允许用字符串的方式对数组作初始化赋值,列如:char ch[]=”china”;

    用字符串方式赋值比用字符逐个赋值要多占一个字节,用于存放字符串结束标志’’

    Scanf(“%s”);函数输入时以回车和空格作为分隔符,gets()只以回车作为分隔符。

     

    部分字符串处理函数 (需要包含头文件“string.h”)

     

    puts(字符数组) 将一个字符串输出到终端。 

    gets(字符数组) 从终端输入一个字符串到字符数组,并且得到一个函数值,为该字符数组的首地址 (vs里需要写成gets_s)

    strcat(字符数组1,字符数组2) 连接两个字符数组中的字符串,数组1必须足够大。 

    (vs里需要写成strcat_s)

    Strcpy(字符数组1,字符串2) 将字符串2拷贝到字符数组1中。 (vs里需要写成strcpy_s)

    Strcmp(字符串1,字符串2) 比较字符串,相等返回0,字符串1>字符串2,返回正数,小于返回负数。  

    Strlen(字符数组) 求字符串长度。 

    Strlwr( 字符串) 将字符串中的大写字母转换成小写 (vs里需要写成 _strlwr_s)

    Strupr( 字符串)  将字符串中的小写字母转换成大写 (vs里需要写成 _strupr_s)

    以上是一些比较常用的字符串处理函数。

     

     

    第七章 函数 

     

    1. 关于形参和实参的说明 

     

    ① 在函数被调用之前,形参不占内存 

    ② 实参可以是常量、变量或表达式 

    ③ 必须指定形参的类型 

     

    ④ 实参与形参类型应一致 

    ⑤ 实参对形参的数据传递是"值传递",即单向传递

     

    2. 函数返回值 

     

    如果想让函数返回一个值,在函数中就要用return语句来获得,在定义函数时也要对函数值指定类型,如果不指定,默认返回整型。

     

    3. 函数调用 

     

    1 注意在函数调用时实参和形参的个数、类型应一一对应。对实参表求值的顺序是不确定的,有的系统按自左至右,有的系统则按自右至左的顺序。这一点要注意。 

     

    2 函数调用的方式:函数语句,函数表达式,函数参数  

     

    3 如果主调函数和被调函数在同一文件中,并且主调函数在前,那么一般要在主调函数中对被调函数进行说明。除非: 被调函数的返回值类型为整型或字符型 被调函数出现在主调函数之前。 

     

    4 对函数的说明和定义是不同的,定义是指对函数功能的确立,包括指定函数名,函数值类型,形参及其类型、函数体等。说明则只是对已定义的函数返回值类型进行说明,只包括函数名、函数类型以及一个空的括弧,不包括形参和函数体。 

     

    5  c语言允许函数的递归调用(在调用一个函数的过程中又出现直接或间接的调用该函数本身)。 

     

    4. 数组作为函数参数 

     

    1 数组元素作为函数参数 和一般变量相同 

     

    2 数组名作参数应该在主调和被调函数分别定义数组,形参数组的大小可以不定义。注意:数组名作参数,不是单向传递。 

     

    3多维数组作参数,在被调函数中对形参数组定义时可以省略第一维的大小说明,但不能省略第二维或更高维的说明。

     

     

     

    5. 局部变量和全局变量 

     

    从变量作用域角度分,变量可分为局部变量和全局变量。

    1)内部变量(局部变量)

    在一个函数内定义,只在函数范围内有效的变量。

     2)外部变量(全局变量)

    在函数外定义,可以为本文件其它函数所共用,有效范围从定义变量的位置开始

    到本文件结束。建议尽量少使用全局变量,因为它在程序全部执行过程中都占用

    资源,而且使函数的通用性降低了。如果在定义外部变量之前的函数要想使用该

    外部变量,则应在该函数中用extern作外部变量说明。

     

    2、当全局变量与局部变量同名时,局部变量将在自己作用域内有效,它将屏蔽同名的全局变量。

     

     

     

    6. 动态存储变量与静态存储变量 

     

    从变量值存在的时间(生存期)角度来分,可分为静态存储变量和动态存储变量。静态存储指在程序运行期间给变量分配固定的存储空间,动态存储指程序运行期间根据需要动态的给变量分配存储空间。 

     

    C语言中,变量的存储方法分为两大类:静态存储类和动态存储类,具体包括:自动的(auto),静态的(static),寄存器的(register),外部的(extern)。 

     

    1、局部变量的存储方式 

     

    函数中的局部变量如不作专门说明,都之auto的,即动态存储的,auto可以省略。局部变量也可以定义为static的,这时它在函数内值是不变的。静态局部变量如不赋初值,编译时系统自动赋值为0,动态局部变量如不赋初值,则它的值是个不确定的值。C规定,只有在定义全局变量和局部静态变量时才能对数组赋初值。为提高执行效率,c允许将局部变量值放在寄存器中,这种变量叫register变量,要用register说明。但只有局部动态变量和形式参数可以作为register变量,其它不行。 

     

    2、全局变量的存储方式 

     

    全局变量在函数外部定义,编译时分配在静态存储区,可以在程序中各个函数所引用。多个文件的情况如何引用全局变量呢?假如在一个文件定义全局变量,在别的文件引用,就要在此文件中用extern对全局变量说明,但如果全局变量定义时用static的话,此全局变量就只能在本文件中引用了,而不能被其它文件引用。 

     

     

    3、存储类别小结 

     

    从作用域角度分,有局部变量和全局变量 

     

    局部变量:自动变量,即动态局部变量(离开函数,值就消失) 

         静态局部变量(离开函数,值仍保留) 

                  寄存器变量(离开函数,值就消失) 

     

                (形参可定义为自动变量和寄存器变量) 

     

    全局变量:静态全局变量(只限本文件引用) 

                  全局变量(允许其它文件引用) 

                    从存在的时间分,有静态存储和动态存储 

     

    动态存储:自动变量(本函数内有效) 

                 寄存器变量(本函数内有效) 

     

     形参 

     

    静态存储:静态局部变量(函数内有效) 

    静态全局变量(本文件内有效) 

    全局变量(其它文件可引用) 

    从变量值存放的位置分 

     

    静态存储区:静态局部变量 

              静态全局变量 

          全局变量 

     

    动态存储区:自动变量和形参 

     

    寄存器内:寄存器变量

     

     

    7. 内部函数和外部函数 

    内部函数:只能被本文件中的其它函数调用,定义时前加static,内部函数又称静态函数。 

     

    外部函数:可以被其它文件调用,定义时前加extern,如果省略,则隐含为外部函数,在需要调用此函数的文件中,一般要用extern说明。

     

    第八章 指针

     

    指针:就是变量的地址。

    指针变量:用来存放指针(地址)的变量。

    & 取地址运算符

    “*”指针运算符

     

     

    1、指针变量的定义

    类型标识符 *指针变量名 如:int *pointer;  该指针变量的类型是 int  *,int代表该指针变量指向的变量的类型,”*”代表这是一个指针变量。

     

     

    1、给指针变量赋值

    Int a=3;

    int *pointer=&a;

    意思是 把变量a的地址赋给指针变量。

    Int *p=NULL; 给指针变量初始化,NULL是特殊字符,代表这是一个空指针。

     

     

    2、指针变量的引用概念

     

    int *p; int a=3; p=&a;

    *p:代表指针变量指向的存储单元里面的内容

    p等价 &a,*p等价 a,&*p等价 &a。

     

     

    3、指针变量的++--

     

    *p++ 指:指向的存储单元里面的值++。

    p++ 代表 指针变量存储的地址++。

    如果指向的变量是整型,则p++ 等价于 p+1*4

    如果是实型,则p++ 等价于 p+1*4

    如果是字符型,则p++ 等价于 p+1*1

     

     

    4、数组与指针

     

    数组指针:数组的起始地址。

    数组元素指针:数组元素的地址。

    ① 数组名代表数组首元素的地址,相当于指向数组第一个元素的指针。

    ② 我们通常引用数组元素的形式是a[i],如果用指针可以这样引用,*(a+i),或定义一个指针变量p,将数组a的首地址赋给p,p=a;然后用*(p+i)引用。 

     

     

    注意:指针变量p指向数组a首地址,则p++指向数组a的下一元素地址,即a[1]的地址。

     

     

    5、字符串与指针

     

    字符串可以直接赋值给指针,不用定义字符数组,当赋值后,指针指向该字符串的首字符,指针指向字符串后,只能访问字符串的内容,不能通过指针对字符串做修改,因为该字符串是常量。但是这样做会产生内存垃圾,因为这个字符串不知道被分配到哪个地方了。

    char *p=”hello”;

     

    在c++里可以用函数new 动态分配一个内存空间,用完还可以释放:

    int n; cin>>n; char *p=new char a [n];

    释放指针指向的存储空间:delete[] p;

     

    在c++里,cout语句对数组名和指针有特殊处理,如果输出数组名,则输出的是字符串,输出指针也一样,就像c的printf(“%s”);一样。想输出字符数组的起始地址需要这样写

    cout<<static_cast<void*>(数组名)<<;

     

    c++标准库中声明了一个string类型,是字符串类型,可以定义字符串变量,可以直接读入,输出,赋值字符串,可以使用关系运算符。

    string string1,string2;  

    string1=”hello”;  cin>>string1;  string2=string1;  if(string1>string2)

     

     

    6、二维数组与指针

     

    ① 数组名是指向数组第一行的指针

    ② “*a”等价于a[0],相当于让a下降了一级

    ③ “&a”表示指向整个二维数组的指针,相当于a上调了一级

    ④ 几个有用的结论

    a、a[0]、&a[0][0]有相同的值

    a+1表示第1行的地址

    *(a+1)表示第1行第0列的地址

    *a+1表示第0行第1列的地址

    a[0]+1表示第0行第1列的地址

    ⑤ 二维数组指针的定义: int (*p)[列数值]; 

    错误:int *p=a   正确:int (*p)[4]=a   正确:int *p=&a[0][0] 

    因为int *p是指向一个整型元素的指针,不能指向多个元素

    ⑥ 指针数组的定义:int *pointer[10] 定义包含10个基类型为整型的指针数组。

     

    第九章 结构体

     

    1、结构体定义

     

    struct 结构体名字

    {

      变量名

    };  //注意后面的冒号

    组合型数据类型 结构体,将一组变量集合在一起,组成一个事物。

     

    2、结构体变量的定义

     

    ① 结构体名+变量名 等于定义了新的相同的结构体,也可以在结构体”;”后面直接新定义名字

     

    3、结构体与指针

     

    ① 定义:struct + 结构体名 + *指针名

    ② 调用:p -> name 

    ③ -> 是指向运算符,优先级仅次于 () []。

    ③ 对指针 p++; 将跃过整个结构体

    ④ 对变量输入时,加 ”&”取地址符 scanf_s(“%d”, &p->name);

     

    4、结构体与函数

     

    ① 结构体可以作函数形参,也可以作函数实参

    ② 结构体名作参数,是值传递,结构体指针作参数,是地址传递

     

     

    第十章 链表

     

    1、链表将分散的内存数据集合起来,定义与结构体相同

    2、结构体内有一个指针,该指针代表指向下一片相同的内存空间

     

     

    第十一章 枚举

     

    1、枚举的定义

     

    enum 枚举类型 {元素1,元素...};

     

    2、枚举变量的定义:  enum 枚举类型 枚举变量名

     

    3、枚举结构与数组相同,每个元素都有特定的含义,是常量,不可赋值,每个元素都有下标

     

    4、不能给枚举变量赋其他值,枚举变量只能接收 枚举元素。给枚举变量赋值整数,应先强制类型转换 变量=(enum 枚举类型)1;

    原意是把枚举下标为1的元素赋给变量。

     

    5、输出变量时,会输出元素的下标

     

    6、枚举型可以比较

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