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[C++知识库]第1章 初识C语言

作者:recommend-item-box type_blog clearfix


1. 语言的发展:

【二进制语言】

硬件 – 电:正电(1)、负电(0)

101010000101000111001 – 手册 ------> 低级语言

101011011101 – ADD – 助记符 – 【汇编语言】

【B语言】

【C语言】、【C++】 …… 高级语言 -------> 高级语言

2. C 语言国际标准

国际标准 --> ANSI C - C89 - > C90 -> C98

C99 / C11 并不流行 – 不少编译器不支持

3. 第一个C语言 程序

// 包含一个叫stdio.h的文件
// std - 标准 standard input output

#include <stdio.h>
// int 整型的意思
// main 前面的int表示 main函数调用返回一个整型值。
int main()   // 主函数 - 程序入口,main函数有且仅有一个
{	
    // 函数 - print function  -- printf - 打印函数
    // 库函数 - C语言本身提供给我们使用的函数
    // 别人的东西 - 打招呼
	printf("hehe\n");
	return 0;   // 返回 0
}


// 过时写法
// void main()
// {}

4. 数据类型

  • 内置类型 – int,float ……
  • 自定义类型 – 结构体,枚举,共用体。

计算字符类型所占字节数sizeof()是操作符/运算符,不是函数。

C 语言标准规定:

  • sizeof(long) >= sizeof(int)
    • Win X86和X64都为 4。
    • Linux X86为4,X64为8。

计算机中的单位:

  • bit
  • 1 byte = 8bit;
  • 1 kb = 210 byte;
  • mb = 210 kb;
  • gb = 210 mb;
  • tb = 210 gb;
  • pb = 210 tb;
数据类型类型名所占字节数(单位:byte)
char字符型1
short [int]短整型2
int整型4
long [int]长整型4/8
long long [int](C99中提出)更长的整型8
float单精度浮点数4
double双精度浮点数8
字符格式意义
%c字符型格式符
%s字符串型格式符
%d整型 (十进制数据)
%u打印无符号整型
%x打印16进制数字
%f浮点型 - - 小数
%lf双精度浮点数
%p以地址的形式打印
#include <stdio.h>
int main()
{
    char arr[5] = {0};
    scanf("%s", arr);
    return 0;
}

注:

输入的字符个数应比 数组长度小1 。因为,输入格式为字符串,编译器会在字符串末尾自动加'\0'。若输入的字符个数与数组长度相等,会报数组越界的错误。

5. 常量、变量

C语言中的常量分为以下几种:

  • 字面常量
  • const修饰的常变量
  • #define定义的标识符常量
  • 枚举常量
#include <stdio.h>

// 3. #define 定义的标识符常量
#define MAX 10   // define 属于预处理指令,不属于关键字

// 4. 枚举常量   --- 有值且不可被改变
// 枚举 : 一一列举
// 性别 : 男、女、保密
// 三原色:红、黄、蓝

enum Sex
{
    MALE,
    FEMALE,
    SECRET
};
// MALE,FEMALE.SECRET -- 枚举常量
int main()
{
    // 1. 字面常量
    // 3;
    // 3.14;

    // 2. const - 常属性 -- 不能被修改的属性。
    // const 修饰的常变量
    const int num = 4;
    printf("%d\n", num); // 4
    // num = 8;  // 报错
    printf("%d\n", num); 

    const int n = 10; // n是变量,但是又有常属性,所以我们说n是常变量
    // int arr[n] = { 0 }; // 报错 -- 在C99标准之前,数组的大小只能是常量,VS2019对C99支持的不是很好,不支持变长数组,所以这里报错了。

	// MAX = 200; // error -- 不能修改
    int arr[MAX] = { 0 };
    printf("%d\n", MAX); // 10

    enum Sex s = FEMALE; // 定义枚举类型变量
    s = MALE; // 枚举类型定义出来的变量可以改变;
    // MALE = 6; // 枚举常量不可被改变。
    printf("%d\n", MALE);// 0
    printf("%d\n", FEMALE);// 1
    printf("%d\n", SECRET);// 2

    return 0;
}

变量

指定数据类型为 单精度小数部分不为0时,要加上后缀f,否则会有警告。float weight = 94.3f;(直接写出来的浮点数默认是double类型)。

6. 局部变量、全局变量

  1. 局部变量的作用域是变量的局部范围 – 不初始化 – 默认为随机值(直接用printf函数输出未初始化的变量值,会报错);

  2. 全局变量的作用域是整个工程 – 不初始化,默认是 0 。

  3. 变量前加static,不初始化,默认值也是0;

    #include <stdio.h>
    int i;
    int main()
    {
    	int j;
    	printf("%d\n", i); // 0
    	// printf("%d\n", j); // 报错
    	return 0;
    }
    

在一个项目的不同源文件中的代码,可以相互使用,但是得加extern

// num.c 中代码
#include <stdio.h>

int g_val = 111;
// test.c中代码
#include <stdio.h>

int main() 
{
    extern int g_val;
    // extern g_val; // 两种写法都可以
    printf("%d", g_val);  // 111 
    
    return 0;   // 返回 0
}

7. 字符串 + 转义字符 + 注释

C语言 没有字符串类型。

7.1 字符串

"hello bit.\n"

双引号(Double Quo)引起来的一串字符称为 字符串字面值 (String Literal),或者简称 字符串

注:

? 字符串的结束标志是一个 \0的转义字符。在计算字符串长度的时候 \0 是结束标志,不算做字符串内容。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
    // 数据在计算机上存储的时候,存储的是2进制
    // ASCII 编码    ASCII 码值
    //    A             65
    //    a             97
    //    \0            0
    char arr1[] = "abc"; 
    // "abc" --- 'a' 'b' 'c' '\0' --> 字符串末尾隐藏一个'\0' ---> '\0'字符串结束标志
    char arr2[] = { 'a','b','c'};
    char arr3[] = { 'a','b','c','\0'}; // '\0'的值为0,所以这里最后一个字符写'\0'或0都可以

    printf("%s\n", arr1); // abc
    printf("%s\n", arr2); // abc烫烫烫烫蘟bc
    // 打印完 'a' 'b' 'c' 之后不会结束,会接着打印随机值。
    printf("%s\n", arr3); // abc

    // strlen -- strlen length -- 计算字符串长度(不将'\0'算在内)
    printf("%d\n",strlen(arr1)); // 3
    printf("%d\n",strlen(arr2)); // 随机值 (a b c x x x x x)
    printf("%d\n",strlen(arr3)); // 3
    
    printf("%s\n", "abc0def"); // abc0def  -- 字符串中的0是字符零('0'),不会被认为是字符串结束标志。
	printf("%s\n", "abc\0def"); // abc
    return 0;
}

image-20210911163830047

7.2 转义字符

转义字符释义
\?在书写连续多个问号时使用,防止他们被解析成三字母词。
\'用于表示字符常量'
\"用于表示一个字符串内部的双引号。
\\用于表示一个反斜杠,防止它被解释为一个转义序列符。
\a警告字符,蜂鸣
\b退格符
\f进纸符
\n换行
\r回车
\t水平制表符
\v垂直制表符
\dddddd表示1~3个八进制的数字。 如: \130 X
\xdddd表示2个十六进制数字。 如: \x30 0

举例1:

#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("c:\test\32\test.c"); // c:      est    est.c
    printf("c:\\test\\32\\test.c"); // c:\test\32\test.c
    return 0;
}

举例2:

?? + ) --> 三字母词

image-20210911163906146

int main()
{
    printf("(are you ok\??)\n"); // 输出 (are you ok??)
    return 0;
}

举例3:

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
    printf("%s\n", "dsf\091"); // dsf
    printf("%d\n",strlen("c:\test\32\test.c")); // 13
    printf("%d\n",strlen("c:\test\328\test.c")); // 14 
    // \328 会被看作2个字符 \32 和 8;
    return 0;
}

7.3 注释

  1. C语言注释风格/* */ – 不支持嵌套的(不太好)。
  2. C++注释风格//
  3. 快捷键
    • ctrl + k + cctrl + shift + /: 进行注释;
    • ctrl + k + u: 取消注释;

8. 常见关键字

  • 关键字不能自己创建。
  • 变量名不能是关键字。
auto(自动)  break   case  char  const   continue  default  do   double else  enum   
extern(声明/引入外部符号) float  for   goto  if   int   long  register(寄存器关键字)    return   short  signed(有符号数)
sizeof   static struct  switch  typedef(类型定义(或类型重命名)) union(联合体 / 共用体)  unsigned   void  volatile(Linux系统部分)  while
int main()
{
    auto int a = 10; // 局部变量 -- 自动变量(auto 基本不写,省略)
    register int b = 10; // 建议 将b定义成寄存器变量
    // int 定义的变量是有符号的
    // signed int c;  (signed 一般省略不写)
    return 0;
}

计算机存储数据: 速度: 寄存器 > 高速缓存 > 内存 > 硬盘

8.1 关键字 typedef

typedef类型定义,可以理解为类型重命名。

#include <stdio.h>

int main()
{
    // num1 和 num2 这两个变量的类型是一样的。
    typedef unsigned int u_int;
    u_int num1 = 0;
    unsigned int num2 = 20;
    return 0;
}

8.2 关键字 static

在C语言中:

static 是用来修饰变量和函数的

  1. 修饰局部变量 – 静态局部变量
  2. 修饰全局变量 – 静态全局变量
  3. 修饰函数 – 静态函数

1. 修饰局部变量:

//代码1
#include <stdio.h>
void test()
{
	int a = 0;
	a++;
	printf("%d ", a);
}
int main()
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		test();
	}
	return 0;
}




// 运行结果 >:  1 1 1 1 1

//代码2
#include <stdio.h>
void test()
{
	//static修饰局部变量
	static int a = 0;
	a++;
	printf("%d ", a);
}
int main()
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		test();
	}
	return 0;
}



// 运行结果 >: 1 2 3 4 5

结论

static修饰局部变量改变了变量的生命周期,让静态局部变量出了作用域仍然存在,到程序结束,生命周期才结束。

2. 修饰全局变量

//代码1
//add.c
int g_val = 2018;

//test.c
// 声明外部变量
extern g_val;
int main()
{
    printf("%d\n", g_val);
    return 0; 
}
// 可以正常运行


//代码2
//add.c
static int g_val = 2018;

//test.c
// 声明外部变量
extern g_val;
int main()
{
    printf("%d\n", g_val);
    return 0; 
}
// 编译时会报连接性错误

结论:

全局变量本身是具有外部链接属性的,但是一个全局变量被static修饰,使得这个全局变量失去外部链接属性,只能在本源文件内使用,不能在其他源文件内使用。

3. 修饰函数

//代码1
//add.c
int Add(int x, int y) 
{
    return x+y; 
}

//test.c
// 声明外部符号
// extern 最好加上
extern int Add(int x,int y);
int main()
{
    printf("%d\n", Add(2, 3));
    return 0; 
}
// 可以正常运行


//代码2
//add.c
static int Add(int x, int y) 
{
    return x+y; 
}
//test.c
// 声明外部符号
int Add(int x,int y);
int main()
{
    printf("%d\n", Add(2, 3));
    return 0; 
}
// 编译时会报连接性错误

结论:

函数默认具有外部链接属性,但是一个函数被static修饰,使得函数失去外部链接属性,变成内部链接属性,这个函数只能在本源文件内使用,不能在其他源文件内使用。

static修饰函数改变了函数的链接属性。

由外部链接属性 变为 内部连接属性。

9. #define 定义常量和宏

#include <stdio.h>
// #define #include -- 预处理指令
#define MAX 100
// #define 定义宏
// 函数的实现
int Max(int x, int y)
{
    if (x > y)
        return x;
    else
        return y;
}


// 宏的定义
#define MAX(X, Y) (X>Y?X:Y)
#define ADD(x, y) (x+y)
int main()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    // 函数
    int max = Max(a, b);
    printf("max = %d\n", max);
    // 宏的定义
    max = MAX(a, b);
    // max = ((a)+(b));
    printf("max = %d\n", max);
    return 0;
}

10. #define 和 typedef 的区别


image-20210912123335384

  • #define是预处理指令,在编译时不进行任何检查,只进行简单的替换。

  • typedef是C语言中用来为复杂的声明定义简单的别名,它本身是一种存储类的关键字,与auto、extern、mutable、static、register等关键字不能出现在同一个表达式中。

  • 区别

    • #define 之后不带分号,typedef之后带分号。

    • #define 可以使用其他类型说明符对宏类型名进行扩展,而typedef 不能这样做。如:

      #define INT1 int
           
      unsigned INT1 n;  //没问题
           
      typedef int INT2;
           
      unsigned INT2 n;  //有问题
      
      // INT1可以使用类型说明符unsigned进行扩展,而INT2不能使用unsigned进行扩展。
      
    • 在连续定义几个变量的时候,typedef 能够保证定义的所有变量均为同一类型,而#define则无法保证。如:

      #define PINT1 int*;
           
      P_INT1 p1,p2;  //即int *p1,p2;
           
      typedet int* PINT2;
           
      P_INT2 p1,p2;  //p1、p2 类型相同
      // PINT1定义的p1与p2类型不同,即p1为指向整形的指针变量,p2为整形变量;PINT2定义的p1与p2类型相同,即都是指向 int 类型的指针。
      

希望可以对大家有所帮助,如果有什么不对的地方,还烦请指教,谢谢!

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