C语言学习之笔记

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*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'\n','\t',' '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‘\0’

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‘\0’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‘\0’结束。在字符数组中,第一个\0前面的所有字符和\0一起构成了字符串,\0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‘\0’,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’\0’

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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