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[C++知识库]易上手的C语言下--（入门级C，0基础）-- 数组到结构体

前言

本篇是对C语言(上)的补充，涉及C语言中较多的难点，请入门者好好观看哟！
不够也不要太担心，这只是简单的了解C的难点，并不会深度介绍，以后会为大家详细介绍.

阅读本文之前你是否还记得C语言上的部分？如果不记得尽快回顾一遍吧！
点击这里哦！！！

易上手的C语言（上）

本文开始

文章重点

初识数组
初识操作符
初识关键字
初识标识符常量
初识指针
初识结构体

1.初识数组

1.1什么是数组？

数组：一组相同元素的集合

1.2 什么时候我们会用到数组呢？数组如何使用呢？我们来看看.

当我们需要存放一组数据的元素，单一的变量显然已经满足不了我们了，数组的出现就解决了这种问题

数组创建：一组数的数据类型+数组名+存放数据的个数
int arr[10];
char ch[5];
int count[26];

//数组初始化
#include<stdio.h>
int main()
{
    //数组在定义的时候可以初识化，
    //用到了{}，里面放初始化的值，用,隔开
    int arr1[10]={0，1，2，3，4，5，6，7，8，9};
    //上述为完全初始化
    int arr2[10]={1,2,3};
     //上述为不完全初始化，只初始化3个，其余初始化为0
    int arr3[]={1,2,3};
     //根据{}内初始化内容确定初识几个值

    int arr[];
      //[注意]：这样写是错误的不初始化必须写存放几个元素
     int n=10;
     int arr[n];
 //上述这种写法只在C99标准中可以使用，C99中存在变成数组的概念
 //允许数组在创建的时候，数组大小用变量指定
 //但这种数组不能初始化
    return 0;
}

1.3数组下标

数组存放元素，我们如何来找到数组中的元素呢？这里就考虑到了，C语言中规定的下标了，C规定数组每个元素都有一个下标，下标规定从0开始.

数组下标：

1.4数组的使用

说了怎么多，不如我们来实践这么一回，让我们用之前学的while循环来实现数组使用吧！

#include<stdio.h>
int main()
{
	int arr[10] = {0,2,4,6,8,1,3,5,7,9};
	//打印十个元素
	int i = 0;//定义循环变量
	//通过我们之前while循环来实现一下
	while (i < 10)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
		i++;//每打印1个下标+1
	}
	return 0;

}

2.操作符

2.1算术操作符

算数：+ - * / %

在计算机操作中使用 /号和 %号，可能和你想的不同哦，我们来看一下.

/: double a = 5 / 2;结果是2.000000（先不要管为什么这么多0）,和你想的是否差距太多呢？我们以常规数学思维想得到2.5，，但计算机并不这么认为，想得到2.5就得以他的规则，把分子分母至少一个该为浮点数就可以算出想要的结果2.5了.如：double a = 5.0 / 2; double a = 5 / 2.0; double a = 5.0 / 2.0;
%：取模（求余），该操作符只能用于整数，浮点数不可以切记.

2.2移位操作符

移位操作符：<< >>

何为移位呢?其实移动的是二进制位（这里不过多介绍）只知道数据都是以二进制位存储在内存中的就可以了.

左移操作符：<<
右移操作符：>>

2.3位操作符

位操作符：& ^ |
使用在二进制中

&按位与:AB两个数在内存中换算成二进制，对应的二进制位为0就为0，两个全1才为1；
|按位或：AB两个数在内存中换算成二进制，对应的二进制位有1就为1，两个全0才是0；
^按位异或：AB两个数在内存中换算成二进制，对应的二进制位相同位0，相异为1；

2.4赋值操作符

赋值操作符：= += -= *= /= &= ^= |= >>= <<=

类似+=这样称为复合运算符

2.5单目操作符

! ：逻辑反操作符
-：负值
+：正值
&：取地址
sizeof ：计算类型或变量长度（以字节为单位）
~：对一个数的二进制位按位取反
- -：前置、后置–
++：前置、后置++
*：间接访问操作符（解引用）
（类型）：强制类型转换

int main()
{
	//!逻辑反操作符
	//首先了解C语言中非0为真，假为0；
	int a = 1;
	int b = 2;
	printf("%d\n", a<b);//a<b为真打印1
	printf("%d\n", !(a<b));//!为逻辑反，为假打印0

	//sizeof计算类型或变量占几个字节
	int c = 0;
	printf("%zu\n", sizeof(c));//c为整型为4个字节，打印为4


	// -- 分前置和后置，--是减少1
	int d = 5;
	printf("%d %d\n", d--, --d);
	//d--相当于先使用d(d=5)把5赋值给d,d在减-(d=d-1)
	//--d相当于先减-(d=d-1=>d=4)，在使用d(d=4)把4赋值给d


	//++ 分前置，后置，++是增加1
	int e = 5;
	printf("%d %d\n", e++, ++e);
	//++的使用与--相同
	//e++相当于先使用e(e=5),然后e再++(e=e+1)
	//++e相当于先++(e=e+1=>e=6),再使用e(e=6)

	//强制转换
	int g = (int)3.14;
    //3.14属于浮点数，不能存储在整型a里
    //需要强制转换
	//将你想要转换的类型放在()里即可
	printf("%d\n", g);//打印结果是 3


	return 0;
}

结果样例：

2.6关系操作符

关系操作符：> >= < <= != ==

!=:不等于，这里与数学中的不一样，需要记住哦！
==：计算机中的等于是两个 ==，重点记住！！！

2.7逻辑操作符

逻辑操作符(只关注真假):&& | |

&&:并且（全真才为真）
||：或者（两个有1个为真就为真）

int main()
{
	int a = 2;
	int b = 3;
	int c = 0;
	//两个必须都为真才能打印
	if (a && b)
	{
		printf("都真");
	}
	//其中一个为真就打印hehe
	//如果a=0，c=0，a||c判断为0是假，就不能打印hehe
	if (a || c)
	{
		printf("hehe");
	}
	return 0;
}

2.8条件操作符

条件操作符：a ？b : c

强调这里的a b c指的是表达式

条件操作符又称三目运算符

如果表达式1为真，跳过表达式2，输出表达式3的值;
如果表达式1为假，就判断表达式2，表达式2为真，就输出表达式2的结果；

学会条件表达式你就可用一行代码比较两个数的较大值与较小值了哦，样例如下

int main()
{
	int a = 2;
	int b = 3;
	int c1 = 0;
	int c2 = 0;
	c1 = a < b ? a : b;
	c2 = a > b ? a : b;
	//c1条件表达式判断a与b，把a,b中较小的值赋值给c1
	//c2条件表达式判断a与b，把a, b中较大的值赋值给c2
	printf("%d %d\n", c1,c2);
	return 0;
}

2.9逗号表达式

逗号表达式：exp1,exp2,exp3…

* 逗号表达式会从左向右依次计算，以最后一个表达式的值为最后结果.

//逗号表达式的使用
int main()
{
	int a = 2;
	int b = 3;
	int c = 0;
	printf("%d\n", (a = a + 1, b = a - 2, c = b + 3));
	//括号里面是逗号表达式，从左向右计算
	//a=3,b=3-2=1,c=1+3=4;最后结果是最后一个表达式的值
	return 0;
}

3.初识关键字

3.1C语言规定的关键字

auto break case char const continue default do double else enum extern float goto if int long register return short signed sizeof static struct switch typedef union unsigned void volatile while

C语言的关键字都是本身预先设定好的，初学者要注意，自己是不能创建关键字的

这里只是对部分关键字介绍，其他的，我会在以后的文章中在详细介绍.

3.2typedef

typedef是类型定义，简单来说就是对类型重命名，

如何使用呢，简单的介绍一下，让小伙伴有一个大概的了解，请看如下代码.

//关键字typedef的使用

//把unsigned int 重新定义为unit
//以后使用unit 相当于使用unsigned int 
typedef unsigned int unit;
int main()
{
	//重新定义完两个的类型是一样的只是名字不一样
	unsigned int num1 = 10;
	unit num2 = 20;
	return 0;
}
//对应数据结构中经常使用，
// 常常把struct Node重定义为Node
// 这样方便操作
//typedef struct Node
//{
//	int data;
//	struct Node* next;
//}Node;

3.3static

static静态的
c语言中 static 用来修饰变量和函数

修饰局部变量
修饰全局变量
修饰函数

3.3.1修饰局部变量

让我们先看一段代码吧！

void text1()
{
	int i = 0;
	i++;
	printf("%d ", i);
}
//static修饰的i初始化执行一次
//再使用时i为上一次保存的值
void text2()
{
	static int i = 0;
	i++;
	printf("%d ", i);
}
int main()
{
	int i = 0;
	//利用for循环调用10回看一下i的值
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		text1();
	}
	printf("\n");
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		text2();
	}
	return 0;
}

代码结果：

text1与text2代码十分相似，但略有不同，text2有static修饰，实际上static修饰的i只初始化执行一次，再使用时i为上一次保存的值
这里补充一些知识点，在内存中数据存放分别在栈区，堆区，静态区，栈区存放的局部变量容易被销毁，而static修饰的局部变量改变了局部变量的存储位置（相当于改变其生命周期），从栈区变成静态区,，静态区存储的变量不易被销毁，从而使改变存储的局部变量出来自己的使用范围也不会被销毁.

[注]：数据在内存存储的图
在这里插入图片描述

3.3.2修饰全局变量

[注]：一般来说，全局变量是具有外部链接数性
static修饰全局变量，这个全局变量的外部链接属性就变成了内部链接属性
这个全局变量只能在自己的.c文件中看到，其他源文件就看不到了

让我们通过代码分析去理解一下吧！

//代码样例1
#include<stdio.h>
//这里是一个项目中的add文件
static int g_val = 2022;
//g_val处于add,c文件下
-------------------------------------
//这是text.c文件下，并没有g_val这个变量
///引入别的文件的全局变量需要声明
//extern是声明外部函数的关键字

extern int g_val;
int main()
{
	printf("%d\n", g_val);

	return 0;
}

上述程序是在add.文件中static全局变量g_val并在text.c文件中引用，显然上述代码会报错.static修饰全局变量，这个全局变量的外部链接属性 (外部连接属性：一个变量在.c文件中定义，在另一个.c文件中使用) 就变成了内部链接属性,这个全局变量只能在自己的.c文件中看到，其他源文件就看不到了,相当于这里的text.c文件不能使用g_val这个变量.

注意:局部变量的只具有内部链接属性，外部来接属性被改变时，它所使用的范围将会限制.

3.3.3修饰函数

注：函数本身是具有外部链接属性
如果static修饰函数，函数的外部链接属性就变成内部链接属性
修饰后与修饰全局变量效果一样，只能在自身源文件下使用，其他源文件不能使用.

代码正常编译

//这个是在add.c文件下
int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
-------------------------------
#include<stdio.h>
//这是text.c文件下
///引入别的文件的函数需要声明
//extern是声明外部函数的关键字

extern int Add(int x, int y);
int main()
{
	int a = 2;
	int b = 3;
	int sum = Add(a, b);
	printf("%d\n", sum);
	return 0;
}

下面代码会出现编译错误，static修饰Add函数改变其链接属性，使其不能在别的.c文件使用

//这个是在add.c文件下
static int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
-------------------------------
#include<stdio.h>
//这是text.c文件下
///引入别的文件的函数需要声明
//extern是声明外部函数的关键字

extern int Add(int x, int y);

int main()
{
	int a = 2;
	int b = 3;
	int sum = Add(a, b);
	printf("%d\n", sum);
	return 0;
}

4.#define 定义常量和宏

define定义标识符常量

#define MAX 100

define定义宏（宏类似于函数）

#define Add(x,y)((x)+(y)

5.初识指针

指针在C语言中占据着重要地位，小伙伴们要重视起来呀！但不用慌张，这里只是简单的了解一下指针，对它有一个初步的认识.

5.1指针是如何存储的？

这里我们要提到内存了，为了更好使用内存，就把内存划分成一个个小的单元，每个单元的大小为1个字节，我们把数据存储在内存中，那么如何访问内存？我们就给内存单元进行了编号，也称其为 内存单元的地址.

这里只是简单了解一下内存的大概存储，以后会为大家详细介绍.

我们来以代码认识一下指针.

int main()
{
	//十六进制打印地址
	//0~9,a~f
	int a = 10;
	//此时a就向内存中开辟了空间
	//而内存中是以二进制存储的，我们来看一下二进制转换为十六进制
	// 10以二进制表示如下
	//00000000 00000000 00000000 00001010
	//1个十六进制位==4个二进制位
	//0x 00 00 00 0a  --a为十六进制的10
	//&是取地址操作符，这里为整型a有四个字节，每个字节都有地址（也称为编号）
	//但只取出第一个字节的地址
	//%p是专门打印十六进制地址的

	printf("%p\n", &a);
	int* pa = &a;//整型指针
	//*表示这是个指针变量，int为指针指向的类型为int
	//这里pa就叫指针：指针变量
	char ch = 'w';
	char* pc = &ch;//字符指针
	return 0;
}

这里说明指针，本质是地址（地址 == 编号）
口语中，说的指针是指：指针变量

//这是简单的使用指针的操作
//可以通过地址访问，并修改其中的值
int main()
{
	int a = 10;
	int* pa = &a;
	*pa = 20;//* 这里是解引用操作
	printf("%d\n", a);//20
	return 0;
}

5.2指针变量有多大呢？

我们来看一下指针变量的存储–地址，
所以说地址所需存储空间是多大，指针变量的大小就是多大，这是根据 编译器决定的.

32位机器（x86）：一个地址是32个二进制位，存储需要32个bit位空间，所以在32位机器上，指针变量的大小是4个字节
64位机器（x64）：一个地址是64个二进制位，存储需要64个bit位空间，所以在64位机器上，指针变量的大小是8个字节

那么指针变量的大小是多少呢？我们通过代码来看看吧！

int main()
{
    //%zu是专门用来打印sizeof所算出的字节数
    //也可以使用%d来打印，这里使用%zu示范
	printf("%zu\n", sizeof(char *));
	printf("%zu\n", sizeof(short *));
	printf("%zu\n", sizeof(int *));
	printf("%zu\n", sizeof(double *));

	return 0;
}

x86环境下编译的

意不意外，结果和你想的一样吗？
不论那个类型的指针变量，在x86平台下指针大小都是4，在x64平台下都是8，小伙伴们下去可以试一下，看结果是不是一样.

由此可以得出结论：指针变量的大小关键是平台的不同，在相同平台下指针大小一样，在32位平台（x86）是4个字节，在64位平台（x64）是8个字节.

6.初识结构体

生活中有很多复杂的类型，比如说一个学生，学生具有：名字，年龄，性别，学号等信息，面对复杂信息我们又怎么来描述呢？

结构体 的出现为我们带来解决方法，他使得C语言有能力描述复杂类型.给我们带来了很大方便.

struct Stu
{
	char name[15];//用字符数组来存储名字
	int age;//整数来表示年龄
	char sex[5];//字符数组存储性别
};
//结构体的初始化
int main()
{
	struct Stu s = { "zhangsan",18,"nan"};
	// . 对结构体成员访问
	//结构体变量.结构体成员
	printf("name=%s age= %d sex=%s\n", s.name, s.age, s.sex);


	//->操作符，访问指针所指向的成员对象
   //结构体指针变量->结构体成员
	struct Stu* ps = &s;
   //与指针相同，ps存储结构体地址，指向结构体成员变量
	printf("name=%s age=%d sex=%s\n", ps->name, ps->age, ps->sex);
	return 0;
}```



也可以指定输入结构体成员的值,代码如下：

```c
struct Stu
{
	char name[15];//用字符数组来存储名字
	int age;//整数来表示年龄
	char sex[5];//字符数组存储性别
};
//结构体的初始化
int main()
{
	struct Stu s = { 0 };
	//也可主动输入结构体成员的值
	//数组名即为地址，不用&取地址符号

	scanf("%s %d %s", s.name, &s.age, s.sex);
	printf("name=%s age=%d sex=%s\n", s.name, s.age, s.sex);
	return 0;
}