基础

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数据类型

变量与常量

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int a = 0;  // 变量，可以再赋值

C 语言的常量可以分为直接常量和符号常量，符号常量一般习惯使用大写字母：

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const int len = 256;  // 直接常量

宏定义 define

示例：

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#define PI 3.14

define 和 const 的区别

  • define 是宏定义，程序在预处理阶段将用 define 定义的内容进行了 替换 。因此在程序运行时，常量表中并没有用 define 定义的常量，系统不为它分配内存。

    而 const 定义的常量，在程序运行时，存在常量表中，且系统为它分配内存。

  • define 定义的常量，预处理时只是直接进行了替换，因此在编译时不能进行数据类型检验。

    而 const 定义的常量，在编译时进行严格的类型检验，可以避免出错。

  • define 定义表达式时要注意“边缘效应”，例如：

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    #define N 1+2
    float a = N/2.0;
    /*
    按照常规做法，可能会认为结果是3/2 = 1.5
    但是实际上，结果应该为1+2/2.0 = 2.0

    若想要实现3/2，则#define N (1+2)
    即为避免边缘效应，一定要加！括！号！
    */

用 define 定义函数

示例：

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#include <stdio.h>
#define LEN(x) sizeof(x) / sizeof(x[0])
int main() {
  int arr[] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
  for (int i = 0, l = LEN(arr); i < l; i++) {
    printf("%d\n", arr[i]);
  }
  return 0;
}

基本数据类型

注：int、short int、long int 是根据编译环境的不同，所取范围不同。而其中 short int 和 long int 至少是表中所写范围，但是 int 在表中是以 16 位编译环境写的取值范围。另外 c 语言 int 的取值范围在于他占用的字节数 ，不同的编译器，规定是不一样。ANSI 标准定义 int 是占 2 个字节，TC 是按 ANSI 标准的，它的 int 是占 2 个字节的。但是在 VC 里，一个 int 是占 4 个字节的。

  • 整型
    • short：两个字节，16 位，2^16
    • unsigned short：第一位是符号位，-2^15 - 2^15
    • int：4 个字节，32 位，2^32
    • long：8 个字节，64 位
  • 浮点
    • float
    • double：这个一般不用
  • 字符
    • char：c++有 string 类型，c 没有 string 类型，c 中表示字符串可以使用字符数组或者字符字符指针。
  • void：对类型不关心，不敏感

格式化输出 printf

  • %d：带符号十进制整数
  • %c：单个字符
  • %s：字符串
  • %f：6 位小数

自动类型转换

自动转换发生在不同数据类型运算时，在编译的时候自动完成。自动转换遵循的规则就好比小盒子可以放进大盒子里面一样，下图表示了类型自动转换的规则。

char 类型数据转换为 int 类型数据遵循 ASCII 码中的对应值，ASCII 参考：http://c.biancheng.net/c/ascii/

注：字节小的可以向字节大的自动转换，但字节大的不能向字节小的自动转换

强制类型转换

强制类型转换是通过定义类型转换运算来实现的。其一般形式为：

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(数据类型)(表达式)

其作用是把表达式的运算结果强制转换成类型说明符所表示的类型，例如：

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#include <stdio.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
    float a = 6.77;
    int b = (int)a;
    printf("%d\n", b);
    return 0;
}

// 6

转换为 go：

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package main

import "fmt"

func main() {
 var a float32 = 6.77
 var b int = int(a)
 fmt.Println(b)
}

// 6
  1. 转换后不会改变原数据的类型及变量值，只在本次运算中临时性转换。
  2. 强制转换后的运算结果不遵循四舍五入原则。

C 语言关键字

32 个：

  • auto：声明自动变量
  • short：声明短整型变量或函数
  • int：声明整型变量或函数
  • long ：声明长整型变量或函数
  • float：声明浮点型变量或函数
  • double：声明双精度变量或函数
  • char：声明字符型变量或函数
  • struct：声明结构体变量或函数
  • union：声明共用数据类型
  • enum：声明枚举类型
  • typedef：用以给数据类型取别名
  • const：声明只读变量
  • unsigned：声明无符号类型变量或函数
  • signed：声明有符号类型变量或函数
  • extern：声明变量是在其他文件正声明
  • register：声明寄存器变量
  • static：声明静态变量
  • volatile：说明变量在程序执行中可被隐含地改变
  • void：声明函数无返回值或无参数，声明无类型指针
  • if：条件语句
  • else：条件语句否定分支（与 if 连用）
  • switch：用于开关语句 　　 case：开关语句分支
  • for：一种循环语句
  • do：循环语句的循环体
  • while：循环语句的循环条件
  • goto：无条件跳转语句
  • continue：结束当前循环，开始下一轮循环
  • break：跳出当前循环
  • default：开关语句中的“其他”分支
  • sizeof：计算数据类型长度
  • return：子程序返回语句（可以带参数，也可不带参数）循环条件

1999 年 12 月 16 日，ISO 推出了 C99 标准，该标准新增了 5 个 C 语言关键字：

  • inline
  • restrict
  • _Bool
  • _Complex
  • _Imaginary

2011 年 12 月 8 日，ISO 发布 C 语言的新标准 C11，该标准新增了 7 个 C 语言关键字：

  • _Alignas
  • _Alignof
  • _Atomic
  • _Static_assert
  • _Noreturn
  • _Thread_local
  • _Generic

运算符

  • 算术运算符
  • 赋值运算符
  • 关系运算符
  • 逻辑运算符
  • 三目运算符

算术运算符

除法运算中注意：

如果相除的两个数都是整数的话，则结果也为整数，小数部分省略，如 8/3 = 2；而两数中有一个为小数，结果则为小数，如：9.0/2 = 4.500000。

取余运算中注意：

该运算只适合用两个整数进行取余运算，如：10%3 = 1；而 10.0%3 则是错误的；运算后的符号取决于被模数的符号，如(-10)%3 = -1;而 10%(-3) = 1。

注：C 语言中没有乘方这个运算符，也不能用 ×，÷ 等算术符号。

自增与自减运算符

自增运算符为“++”，其功能是使变量的值自增 1；自减运算符为“–”，其功能是使变量值自减 1。它们经常使用在循环中。自增自减运算符有以下几种形式：

注意：无论是 a++还是++a 都等同于 a=a+1,在表达式执行完毕后 a 的值都自增了 1,无论是 a–还是–a 都等同于 a=a-1,在表达式执行完毕后 a 的值都自减少 1。

赋值运算符

C 语言中赋值运算符分为简单赋值运算符和复合赋值运算符，之前我们已经接触过简单赋值运算符“=”号了，下面讲一下复合赋值运算符：

复合赋值运算符就是在简单赋值符“=”之前加上其它运算符构成，例如+=、-=、*=、/=、%=。

关系运算符

关系表达式的值是“真”和“假”，在 C 程序用整数 1 和 0 表示。

逻辑运算符

在数学中我们见过 7<x<100 这样的公式，意思是 x 大于 7 并且 x 小于 100。

在程序中这样写一个变量的范围值是不行的，计算机是看不懂这样的算式的，那么怎样让计算机看懂呢？这里就要用到逻辑运算符了。

逻辑运算的值也是有两种分别为“真”和“假”，C 语言中用整型的 1 和 0 来表示。其求值规则如下：

  1. 与运算(&&)

    参与运算的两个变量都为真时，结果才为真，否则为假。例如：5>=5 && 7>5 ，运算结果为真；

  2. 或运算(||)

    参与运算的两个变量只要有一个为真，结果就为真。 两个量都为假时，结果为假。例如：5>=5||5>8，运算结果为真；

  3. 非运算(!)

    参与运算的变量为真时，结果为假；参与运算量为假时，结果为真。例如：!(5>8)，运算结果为真。

三目运算符

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表达式1 ? 表达式2 : 表达式3；

运算符 优先级

没必要去死记运算符的优先级顺序，记住最高优先级是()就可以了。

结构语句

分支结构 if / if-else

简单 if

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if(表达式)
{
    执行代码块;
}

简单 if-else 语句

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if(表达式)
{
    执行代码块1;
}
else
{
    执行代码块2;
}

多重 if-else 语句

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if(表达式1)
{
    执行代码块1;
}
else if(表达式2)
{
    执行代码块2;
}
...
else
{
    执行代码块3;
}

循环结构 while / do-while

while

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while(表达式)
{
    执行代码块;
}

使用 while 语句应注意以下几点：

  1. while 语句中的表达式一般是关系表达或逻辑表达式，当表达式的值为假时不执行循环体，反之则循环体一直执行。
  2. 一定要记着在循环体中改变循环变量的值，否则会出现死循环（无休止的执行）。
  3. 循环体如果包括有一个以上的语句，则必须用{}括起来，组成复合语句。

do-while

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do
{
    执行代码块;
}while(表达式)

do-while 循环语句的语义是：它先执行循环中的执行代码块，然后再判断 while 中表达式是否为真，如果为真则继续循环；如果为假，则终止循环。因此，do-while 循环至少要执行一次循环语句。

循环结构 for

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for(表达式1; 表达式2; 表达式3)
{
    执行代码块;
}

在 for 循环中，表达式 1是一个或多个赋值语句，它用来控制变量的初始值；表达式 2是一个关系表达式，它决定什么时候退出循环；表达式 3是循环变量的步进值，定义控制循环变量每循环一次后按什么方式变化。这三部分之间用分号(;)分开。

使用 for 语句应该注意：

  1. for 循环中的“表达式 1、2、3”均可可以缺省，但分号(;)不能缺省。

  2. 省略“表达式 1（循环变量赋初值）”，表示不对循环变量赋初始值。如：

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    int i = 1;
    for(; i<=10; i++)
    {
        printf("第%d遍书写: computer\n", i);
    }

  3. 省略“表达式 2(循环条件)”，不做其它处理，循环一直执行（死循环）。如：

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    for(int i=0; ; i++)
    {
        printf("第%d遍书写: computer\n", i);
    }

  4. 省略“表达式 3(循环变量增量)”，不做其他处理，循环一直执行（死循环）。如：

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    for(int i=0; i<=10;) // 省略循环变量的步进值
    {
        printf("第%d遍书写: computer\n", i);
    }

    注：死循环可以使用后面即将讲到的 break 解决

  5. 表达式 1 可以是设置循环变量的初值的赋值表达式，也可以是其他表达式。如：

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    int sum, num;
    num = 0;
    // 循环变量初始值可以换成其他表达式
    for(sum = 0; num<=10; num++)
    {
        sum += num;
    }

  6. 表达式 1 和表达式 3 可以是一个简单表达式也可以是多个表达式以逗号分割。如：

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    for (int sum = 0, num = 0; num <= 3; num++, sum++) {
        sum += num;
        printf("num=%d,sum=%d\n", num, sum);
    }

  7. 表达式 2 一般是关系表达式或逻辑表达式，但也可是数值表达式或字符表达式，只要其值非零，就执行循环体。

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    for(int sum=0,num=0; num<=3 && sum<=5 && 1; num++, sum++)
    {
        sum += num;
       printf("num=%d,sum=%d\n", num, sum);
    }

循环中的 break 与 continue

break 用于结束循环，continue 用于跳过本次循环。

注：在多层循环中，一个break 语句只跳出当前循环。

分支结构 switch

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switch(表达式){
    case 常量表达式1：执行代码块1 break;
    ...
    case 常量表达式n：执行代码块n break;
    default: 执行代码块n+1;
}

注意：

  • 在 case 子句后如果没有 break;会一直往后执行一直到遇到 break;才会跳出 switch 语句。
  • switch 后面的表达式语句只能是整型或者字符类型。
  • 在 case 后，允许有多个语句，可以不用{}括起来。
  • 各 case 和 default 子句的先后顺序可以变动，而不会影响程序执行结果。
  • default 子句可以省略不用。

goto 语句

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goto 语句标号;

语句标号是一个标识符，该标识符一般用英文大写并遵守标识符命名规则，这个标识符加上一个“:”一起出现在函数内某处，执行 goto 语句后，程序将跳转到该标号处并执行其后的语句。

示例：用 goto 语句和 if 语句构成循环求 10 以内的数之和。

应用场景：深层循环嵌套，调到循环外面需要多个 break，但是仅仅使用一次 goto 语句就可以实现。

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// 伪代码
for()
{
    for()
    {
         for()
         {
              if(disaster)
              {
                   goto error;
              }
         }
    }
}
error:
    if(disaster)
    {}

函数

C 语言提供了大量的库函数，比如 stdio.h 提供输出函数，但是还是满足不了我们开发中的一些逻辑，所以这个时候需要自己定义函数，自定义函数的一般形式：

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[数据类型] 函数名称([参数])
{
 执行代码块;
 return (表达式);
}

注意：

  1. 数据类型默认 int

  2. 自定义函数尽量放在 main 函数之前，如果要放在 main 函数之后的话，需要在 mian 函数之前声明自定义函数，声明格式为：

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    [数据类型] 函数名称([参数])

示例：

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#include <stdio.h>

int sayLove();

int sayHello()
{
    printf("hello word\n");
    return 0;
}

int main()
{
    sayHello();
    sayLove();
    return 0;
}

int sayLove()
{
    printf("i love u\n");
    return 0;
}

内部函数与外部函数

在 C 语言中不能被其他源文件调用的函数称谓内部函数 ，内部函数由 static 关键字来定义，因此又被称谓静态函数，形式为：

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static [returnType] funcName([params])

外部函数使用 extern 关键字修饰，可以省略。

数组

声明：

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itemType arrayName[length]

初始化：

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itemType arrayName[n] = {item1, item2...,itemn}
itemType arrayName[] = {item1, item2...,itemn}
  • 数组的下标均以 0 开始；
  • 数组在初始化的时候，数组内元素的个数不能大于声明的数组长度；
  • 如果采用第一种初始化方式，元素个数小于数组的长度时，多余的数组元素初始化为 0；

数组的遍历

只能使用 for 遍历，注意 c 语言没有提供计算数组长度的方法

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#include <stdio.h>
#define LEN(x) sizeof(x) / sizeof(x[0])
int main() {
  int arr[] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
  for (int i = 0, l = LEN(arr); i < l; i++) {
    printf("%d\n", arr[i]);
  }

  return 0;
}

数组作为函数参数

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#include <stdio.h>
#define LEN(x) sizeof(x) / sizeof(x[0])

void tmp(int arr[], int len) {
  for (int i = 0, l = len; i < l; ++i) {
    printf("%d\n", arr[i]);
  }
}

int main() {
  int arr[] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
  tmp(arr, LEN(arr));
  return 0;
}

注意：

  • 形参可以指定长度，也可以不指定
  • 数组作为参数传递，传递的是指针，所以：
    • 不能通过 sizeof 求长度
    • 如果修改，是通过指针修改，会修改数组本身

字符串函数

strlen

strlen()获取字符串的长度，在字符串长度中是不包括‘\0’而且汉字和字母的长度是不一样的。

strcmp

strcmp()在比较的时候会把字符串先转换成 ASCII 码再进行比较,返回的结果为0 表示 s1 和 s2 的 ASCII 码相等,返回结果为1 表示 s1 比 s2 的 ASCII 码大,返回结果为**-1 表示 s1 比 s2 的 ASCII 码小**。

strcpy

strcpy()拷贝之后会覆盖原来字符串且不能对字符串常量进行拷贝。

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#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
  char str[] = "hello";
  strcpy(str, "word");
  printf("%s", str);  // word
  return 0;
}

strcat

拼接字符串，strcat 在使用时 s1 与 s2 指的内存空间不能重叠，且 s1 要有足够的空间来容纳要复制的字符串。

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#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
  char s1[] = "hello ";
  char s2[] = "word";
  char s[strlen(s1) + strlen(s2)];
  strcpy(s, s1);
  strcat(s, s2);
  printf("%s", s);  // hello word
  return 0;
}

多维数组