[C++知识库]万字C语言学习笔记，带你学C带你飞！（一）

• C语言学习笔记，记录所学，便于复习。 由于篇幅过大，考虑到观感，准备分多篇记录。
• 学习视频链接：《带你学C带你飞》
• IDE：Clion 2021.1.3
• 前排提醒：建议收藏

一、Hello world，进入C的世界

学习语言，每次都是从Hello world开始，这次也不例外！

printf：格式化输出

#include <stdio.h>

int main()
{
    printf("Hello world");

    return 0;
}

Hello world

准备好与BUG对抗了吗？

冲呀！

二、变量

• 变量的意义就是确定目标并提供存放的空间。

命名变量的时候要避开关键词命名。

关键词有以下这些：

三、常量

1、常量的分类

• 整型变量： 110,520
• 实型变量： 3.14，5.21
• 字符常量：
  • 普通字符：‘H’,‘E’,‘L’,‘L’,‘O’
  • 转义字符：’\n’,’\t’
• 字符串常量：‘HELLO’
• 符号常量： 使用之前必须先定义

列举一些转义字符如下：

\ 出现在一句的最后，没有加任何东西表示连接下一行内容

2、定义符号常量

• 格式：#define 标识符 常量

（define的作用可以理解为，把程序中出现的标识符替换为后面的常量)

• 例：

#include <stdio.h>

# define NAME "远方的星"

int main()
{
    printf(NAME);
    return 0;
}

• 注意：为了将符号常量与普通变量名区分开，用大写字母来代表符号常量，用小写字母来代表变量。

四、数据类型

（不完全统计，后续会补上）

1、基本类型

部分基本类型如下：

• 例：

// Time: 2021/7/14 21:13
// Author: 远方的星
// CSDN: https://blog.csdn.net/qq_44921056
#include <stdio.h>

int main()
{
    char a;
    int b;
    float c;
    double d;
    float f;

    a =  'F'; //单引号是字符，双引号是字符串
    b = 521;
    c = 3.14;
    d = 3.1415926;
    f = 3;

    printf("字符：%c\n", a);
    printf("神奇密码:%d\n", b);
    printf("圆周率：%.2f\n", c);
    printf("圆周率：%11.7f\n", d); //11.7中的7代表精确到小数点后第7位
    printf("注意看小数点后的位数：%.2f\n", f);

    return 0;
}

输出：

字符：F
神奇密码:521
圆周率：3.14
圆周率：  3.1415926
注意看小数点后的位数：3.00

• 注意：c和f都是float数据类型，但是在编写的时候，c出现了警告（不影响输出结果），但是，我还是查了一下警告的内容。

Clang-Tidy: Narrowing conversion from 'double' to 'float'

但是很遗憾，我没有找到相关解释，希望大佬可以解释一下。

2、sizeof运算符

• sizeof运算符用于获得数据类型或表达式的长度（它不是一个函数）

用法：

• sizeof(object);//sizeof(对象)；

• sizeof object;//sizeof(对象)；

• sizeof(type_name);//sizeof(数据类型)；

• 注：当获得对象的长度时，（）可以加，也可以不加，但是获得数据类型的长度时，必须加上（）。

• 例：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i;
    char j;
    float k;

    i = 521;
    j = 'H';
    k = 3.14;

    printf("整型的长度：%d\n", sizeof(int));
    printf("i的长度：%d\n", sizeof (i));
    printf("字符型的长度：%d\n", sizeof(char ));
    printf("j的长度：%d\n", sizeof j);
    printf("浮点型的长度：%d\n", sizeof(float ));
    printf("k的长度：%d\n", sizeof k);

    return 0;
}

在sizeof处的警告（依然不影响输出结果）为：

Format specifies type 'int' but the argument has type 'unsigned long long'

解决方案：

• 根据提示，进行修改，将%d改成%llu

3、类型限定符：signed和unsigned

• 用于限定char类型或者任何整型变量的取值范围

signed是带符号位的
unsigned是不带符号位的

• 例：

signed int
unsigned int

定义的时候，signed可写可不写，是默认的。

五、运算符

• C语言运算符优先级：优先级一览表
• 简单记就是：！ > 算术运算符 > 关系运算符 > && > || > 赋值运算符

表达式

• 用运算符和括号将操作数连接起来的式子。

1、算数运算符

Q：那什么是单目和双目呢？

A：一个符号是双目运算符还是单目运算符，取决于它起作用的有多少个操作数。

如：

• 当“+”取作加号时，1+2，此时，1和2是它起作用的操作数，共两个数，所以此时是双目运算符。
• 当“+”取作正号时，+3，此时3时它起作用的操作数，共一个数，所以此时是单目运算符。

类型转换
当运算符左右两个操作数类型不同时，编译器会将它们共同转换位某种数据类型，通常情况下，会向精度较大的那个类型转化。

• 例：

#include <stdio.h>

int main()
{
    printf("i的计算结果：%d\n", 1 + 2); // 假设i=1+2
    printf("j的整型计算结果：%d\n", 1 + 2.0);// 假设j=1+2.0
    printf("j的浮点型计算结果：%f\n", 1 + 2.0);

    return 0;
}

i的计算结果：3
j的整型计算结果：0
j的浮点型计算结果：3.000000

当然，也可以进行强制转换，如，将上面的代码改一下：

#include <stdio.h>

int main()
{
    printf("j的整型计算结果：%d\n", 1 + (int)2.0);

    return 0;
}

输出结果便是：

j的整型计算结果：3

那如果将2.0改成1.5，那结果是不是按照四舍五入的方法转换成整型的呢？

#include <stdio.h>

int main()
{
    printf("j的整型计算结果：%d\n", 1 + (int)1.5);

    return 0;
}

运算结果是：

j的整型计算结果：2

结果由3变成了2，由此可见，并不是采取四舍五入的方法，而是直接将小数点后面的数字直接置零处理。

2、关系运算符

关系表达式

• 用关系运算符将两边的变量、数据或表达式连接起来，称之为关系表达式。
• 关系表达式会得到一个值，这个值是逻辑值，真或假；C语言用1表示真，用0表示假。
• 例：

#include <stdio.h>

int main()
{
    printf("真--运算结果为：%d\n", 1 < 2);
    printf("假--运算结果为：%d\n", 1 > 2);
    
    return 0;
}

3、逻辑运算符

• 三种逻辑运算符
  

逻辑表达式

• 用逻辑运算符将两边的变量、数据或表达式连接起来，称之为逻辑表达式。
• 例：

#include <stdio.h>

int main()
{
    //1<2为真，2>1为真，两个进行逻辑与运算，结果应为真
    printf("第一个运算结果为：%d\n", 1 < 2 && 2 >1);
    //任何非0的数，在这里就被认为是真，3+1=4，4为真，2==0显然是假，进行逻辑或，结果为真
    printf("第二个运算结果为：%d\n", 3 + 1 || 2 == 0);
    //4为真，进行逻辑非运算，结果为假
    printf("第三个运算结果为：%d\n", !4);
    // !0结果为真，即1，1+1=2显然小于1，故左边结果为真，！7结果为假，进行逻辑或运算，结果为真。
    printf("第四个运算结果为：%d\n", !0 + 1 < 1 || !7);

    return 0;
}

第一个运算结果为：1
第二个运算结果为：1
第三个运算结果为：0
第四个运算结果为：0

短路求值

• 短路求值又称最小化求值，是一种逻辑运算符的求值策略。只有当第一个操作数的值无法确定逻辑运算的结果时，才对第二个操作数进行求值。

注：C语言对于逻辑与和逻辑或采用短路求值的方式。

• 例：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a = 3, b = 3;

    (a = 0) && (b = 5);
    printf("a=%d, b=%d\n",a,b);

    (a = 1) || (b = 5);
    printf("a=%d, b=%d\n",a,b);

    return 0;
}

a=0, b=3
a=1, b=3

注意：这里b的值一直没变，而a变成了0和1，原因就是C语言中逻辑与和逻辑或采用的是短路求值。

• (a = 0) && (b =5)，这个是逻辑与运算，它要求左右两边的结果均为真，它的结果才能为真，但是，如果它左边的结果不为真（因为它的运算方式是从左到右），那么就不会对它的右边进行运算了，所以不会对b进行赋值。
• (a = 1) || (b =5)，这个是逻辑或运算，它要求左右两边结果有一个为真就可以了，（它的运算方式也是从左到右），这里，左边a=1已经成立了，就不需要看右边了，所以也不会对b进行赋值。

六、条件语句

1、if语句

框架如下：

if(表达式)
{
   //这里放逻辑值为真，所执行的语句或程序块
}

根据这个基本的语句，可以进一步的拓展

if(表达式1)
{
    //表达式1为真，执行的语句或程序块
}
else if(表达式2)
{
    //表达式2为真，执行的语句或程序块
}
else if(表达式3)
{
    //表达式3为真，执行的语句或程序块
}
...//此处省略多组else if
else if(表达式n)
{
    //表达式n为真，执行的语句或程序块
}
else
{
    //以上表达式均为假时，执行的语句或程序块
}

注意：当执行的语句只有一句时，{}可省略。

• 例： 到了大学之后，有些课的成绩是以等级评定的。那么我们就用if条件语句来简单写一个分数评级的程序。其中：

90分及以上：优
80~89分：良
70~79分：中
60~69分：及格
60分一下：不及格（需要补考了嗷 ）

程序如下：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i;

    printf("请输入你的分数：");
    scanf("%d",&i); // 获取键盘输入的值

    if (i >= 90)
    {
        printf("你成绩的等级为优！");
    }
    else if(i >= 80 && i < 90)
    {
        printf("你的成绩等级为良！");
    }
    else if(i >= 70 && i < 80)
    {
        printf("你的成绩等级为中！");
    }
    else if(i >= 60 && i < 70)
    {
        printf("你的成绩等级为及格！");
    }
    else if(i >= 0 && i < 60)
    {
        printf("很遗憾，你没有及格，请及时补考！");
    }
    else
    {
        printf("你输入的成绩不符合规定哟，请重新输出！！！");
    }

    return 0;
}

请输入你的分数：95
你成绩的等级为优！

本例输入的成绩为95，等级评定正确，小伙伴也可以自己尝试一下，不同的成绩哟。

scanf函数的用法，可参考：C语言scanf函数用法完全攻略

条件运算符
也是C语言中唯一一个三目运算符

• 语法：exp1 ? exp2 : exp3

exp1是条件表达式
如果为真，返回exp2
如果为假，返回exp3

条件运算符只适合比较简单的语句。

if (a > b)
    max = a;
else
    max = b;

上述语句用条件运算符来写，即：

max = a >b ? a :b

2、switch语句

框架如下：

    switch (表达式) 
    {
        case 常量表达式1:  语句或程序块1
        case 常量表达式2:  语句或程序块2
        ...
        case 常量表达式n-1:  语句或程序块n-1
        case 常量表达式n:  语句或程序块n
        default:语句或程序块n+1  // default为可选项，可以不写
    }

当表达式的结果与常量表达式中的结果一致时，则执行想对应的语句或程序块。当没有结果一致时，则执行default中的语句或程序块，如果没有default这部分，则编译器没有任何动作，并不会报错。

• 例： 利用switch对上述例子进行修改。 有时候，老师给的评分是ABCD这类，那我们可以这样实现查看成绩等级。

A：优
B：良
C：中
D：及格

程序如下：

#include <stdio.h>

int main()
{
    char i;

    printf("请输入你的分数字母等级：");
    scanf("%c",&i);

    switch (i)
    {
        case 'A': printf("你的成绩等级是优！\n");break;
        case 'B': printf("你的成绩等级是良！\n");break;
        case 'C': printf("你的成绩等级是中！\n");break;
        case 'D': printf("你的成绩等级是及格！\n");break;
    }

    return 0;
}

请输入你的分数字母等级：A
你的成绩等级是优！

本例输入的分数字母等级为A，等级评定正确，小伙伴也可以自己尝试一下，不同的成绩哟。

• 注意：细心的小伙伴可能发现，这个程序，比框架中，多了一个break。其实是这样的，break语句，是用来跳出switch语句的。

如果我把break删掉，仍然输入A，让我们来看一下结果：

请输入你的分数字母等级：A
你的成绩等级是优！
你的成绩等级是良！
你的成绩等级是中！
你的成绩等级是及格！

这显然不是我们想要的结果。

3、分支结构的嵌套

也不是很难理解，就是在if语句中嵌套if语句。

直接看例子吧。

• 例： 比较两个数的大小关系。

（用上面讲的两种也可以实现，但是我们要练习一下嵌套）

程序如下：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a, b;

    printf("请输入你想比较的两个数（两个数中间用空格分开）： ");
    scanf("%d %d", &a, &b);

    if (a != b)
    {
        if (a > b)
        {
            printf("%d > %d\n", a, b);
        }
        if (a < b)
        {
            printf("%d < %d\n", a, b);
        }
    }
    else
    {
        printf("%d = %d\n", a, b);
    }

    return 0;
}

请输入你想比较的两个数（两个数中间用空格分开）：51 15
 51 > 15

由此可见，结果正确。分支结构的嵌套是不是也很简单呀~

七、循环语句

1、while语句

框架很简单

while(表达式)
      循环体

• 例：计算1+2+…+99+100
  想必这个例子大家也非常的熟悉，那如何用while循环来实现呢？

程序如下：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i = 1, sum = 0;

    while(i <= 100)
    {
        sum = sum + i;
        i = i + 1;
    }

    printf("计算结果为：%d", sum);

    return 0;
}

计算结果为：5050

结果正确！

2、do…while语句

框架为：

do
    循环体
while（表达式）

• 与while语句不同的是，while语句是先判断再执行，而do…while语句是先执行再判断。

3、for循环

框架为：

for（表达式1；表达式2；表达式3）
    循环体

三个表达式用分号隔开，其中：

• 表达式1是循环初始化表达式
• 表达式2是循环体检表达式
• 表达式3是循环调整表达式

值得一提的是，表达式1，表达式2，表达式3可以按照需要进行省略
（但是分号不能省！！！！）如：
for（；表达式2；表达式3）
for（表达式1；；表达式3）
for（表达式1；；）
for（；；）

而for（；；）和
while（1）
{
...
}
的作用是一样的

• 例：用for循环来计算1+2+…+99+100

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i = 0;
    int count;

    for (count = 1;count <= 100;count++)//count++的意思就是count = count + 1
    {
        i = i + count;
    }

    printf("计算结果为：%d", i);

    return 0;
}

计算结果为：5050

结果依然是正确的！

• i++和++i是什么意思，有什么区别？
  i ++ 是先赋值后加；++ i 是先加后赋值。

用例子来理解一下：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i = 5 , j, k;

    j = ++i;
    printf("++i的计算结果为：%d\n", j);

    i = 5;  //对i重新赋值
    k = i++;
    printf("i++的计算结果为：%d\n", k);

    return 0;
}

结果为：

++i的计算结果为：6
i++的计算结果为：5

正好验证了刚刚所说，i ++ 是先赋值后加；++ i 是先加后赋值。

4、循环结构的嵌套

既然有分支结构的嵌套，那循环结构肯定也可以。

• 例：打印九九乘法表

程序如下：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i , j;
    for (i = 1;i <= 9;i++)
    {
        for (j = 1;j <= i;j++)
        {
            printf("%d*%d=%d  ",i, j, i * j);
        }
        putchar('\n');//向终端输入一个换行符，用于换行

    }

    return 0;
}

1*1=1
2*1=2  2*2=4
3*1=3  3*2=6  3*3=9
4*1=4  4*2=8  4*3=12  4*4=16
5*1=5  5*2=10  5*3=15  5*4=20  5*5=25
6*1=6  6*2=12  6*3=18  6*4=24  6*5=30  6*6=36
7*1=7  7*2=14  7*3=21  7*4=28  7*5=35  7*6=42  7*7=49
8*1=8  8*2=16  8*3=24  8*4=32  8*5=40  8*6=48  8*7=56  8*8=64
9*1=9  9*2=18  9*3=27  9*4=36  9*5=45  9*6=54  9*7=63  9*8=72  9*9=81

putchar()的功能：

• 是向终端输出一个字符
• putchar()语法结构：为 int putchar(int char)
• 功能是把参数 char 指定的字符（一个无符号字符）写入到标准输出 stdout 中，包含在C标准库，包含在C 标准库 <stdio.h>中。
• 其输出可以是一个字符，也可以是用char定义好的一个字符型变量。

八、break语句和continue语句

当 break 关键字用于 while、for 循环时，会终止循环而执行整个循环语句后面的代码。break 关键字通常和 if 语句一起使用，即满足条件时便跳出循环。

• break如果用于循环是用来终止循环
• break如果用于switch中，则是用来终止switch
• break用在多层循环中，表示退出里他最近的一次循环。

continue 语句的作用是跳过循环体中剩余的语句而强制进入下一次循环。continue语句只用在 while、for 循环中，常与 if 条件语句一起使用，判断条件是否成立。

例：

• 使用break语句：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i, j;
    for (i = 0;i < 4;i++)
    {
        for (j = 0;j < 4;j++)
        {
            if (j == 1)
            {
                break;
            }
            printf("i=%d,j=%d\n", i, j);
        }
    }

    return 0;
}

i=0,j=0
i=1,j=0
i=2,j=0
i=3,j=0

• 使用continue语句：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i, j;
    for (i = 0;i < 4;i++)
    {
        for (j = 0;j < 4;j++)
        {
            if (j == 1)
            {
                continue;
            }
            printf("i=%d,j=%d\n", i, j);
        }
    }

    return 0;
}

i=0,j=0
i=0,j=2
i=0,j=3
i=1,j=0
i=1,j=2
i=1,j=3
i=2,j=0
i=2,j=2
i=2,j=3
i=3,j=0
i=3,j=2
i=3,j=3

九、未完待续

这一阶段的笔记就先记录到这里，但学C的道路还很漫长。。。

路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。

大家一起加油吧！

作者：远方的星
CSDN：https://blog.csdn.net/qq_44921056
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