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'\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