[开发工具]C语言学习笔记

一、部署开发环境及工具

1、安装 C语言编译器 MinGW-w64：

MinGW 的全称是：Minimalist GNU on Windows ，它实际上是将经典的开源 C语言 编译器 GCC 移植到了 Windows 平台下
官方下载地址：https://sourceforge.net/projects/mingw-w64/files/
我下载的版本：x86_64-posix-seh

2、CMake是一个跨平台的编译(Build)工具：

cmake官方下载地址：https://cmake.org/download/
我下载的版本：cmake-3.24.0-rc2-windows-x86_64.zip
（1）有效地描述这些文件之间的依赖关系以及处理命令，当个别文件改动后仅执行必要的处理，而不必重复整个编译过程，可以大大提高软件开发的效率；
（2）框架的使用者们只需要在下载源码的同时下载作者提供的CMakeLists.txt，就可以利用CMake，在”原作者的帮助下“进行工程的搭建；
（3）makefile定义了一系列的规则来指定，哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至于进行更复杂的功能操作；
（4）makefile带来的好处就是——"自动化编译"，一旦写好，只需要一个make命令，整个工程完全自动编译，极大的提高了软件开发的效率；

3、添加环境变量

下载之后解压，复制到D盘，路径如下：

D
|__c
    |___cmake-3.24.0-rc2-windows-x86_64
    |___mingw64

系统变量 -> path -> 增加下面两条
D:\c\mingw64\bin
D:\c\cmake-3.24.0-rc2-windows-x86_64\bin

4、vscode配置，简单项目使用vscode开发

• c/c++
• cmake
• cmake tools

5、Clion配置，复杂项目使用Clion开发

二、第一个c程序

• 基于g++命令

? 基于g++编译单文件，生成带调试信息的可执行文件、并调试

g++ -g main.cpp -o my-single-swap

? 基于g++编译多文件，生成带调试信息的可执行文件、并调试

g++ -g main.cpp -o my-multi-swap

• 基于cmake

  编写最简单的CMakeLists.txt

三、程序框架

#include <stdio.h>
int main()
{

    return 0;
}

1、输出

# \n 换行符
printf("Hello World! \n");

2、变量

变量定义

类型名称 变量名称
int 	price

变量初始化

类型名称 变量名称 = 初始值
int 	price   = 0;

3、常量：固定不变的数

const int AMOUNT = 100;

4、数据类型

CPU的工作原理：CPU的控制器从内存读取一条指令并放入寄存器

1. 数据范围：char < short < int < float < double

   我们在说一个计算机的字长的时候，我们指的是这台计算机的cpu里面的寄存器一次处理数据的长度（32位 / 64位），也是cpu通过总线每次从内存中取数据的长度（32位 / 64位），也是总线一次可以传输的数据长度（32位 / 64位）；

   # 字节和字符的区别
   字节是一个单位，表示在内存当中的大小，1字节是8个二进制的位，1个字节等于8位（bit，比特）；
   字节是指一小组相邻的二进制数码。通常是8位作为一个字节。它是构成信息的一个小单位，并作为一个整体来参加操作；
   1GB=1024MB
   1MB=1024KB
   1KB=1024bit
   
   字符是C语言的一种数据类型，通常是char，不同语言，占据不同字节大小；
   

   (1) ASCII码：
     1个英文字母 占 1个字节；
     1个中文汉字 占 2个字节；
   (2) UTF-8编码：
     1个英文字母 占 1个字节；
     1个中文汉字 占 3个字节；
   (3) Unicode编码：
     1个英文字母 占 2个字节；
     1个中文汉字 占 2个字节；
   

2. 所占内存的大小：1字节到16字节，在计算机内部一切都是二进制

   char   占  1字节   整数范围  -128 ~ 127
   short  占  2字节   整数范围  -32768 ~ 32767
   int    占  4字节	大小取决于编译器(cpu)   在C语言中 int 表达的是一个寄存器的大小(选择整数数据类型时，选用int，其他类型在计算机中存储可能也是int)
   long   占  8字节	大小取决于编译器(cpu)
   float  占  4字节
   double 占  8字节		(选择浮点数据类型时，选用double，在计算机内存中cpu一次处理的能力刚好是一个double)
   

3. 内存中的表达式：二进制数（补码）、编码

sizeof()：给出某个类型或变量在内存中所占据的字节数；

• 整数

  int
      
  输入 --> scanf("%d", ...)
  输出 --> printf("%d", ...)
  char 
  输入 --> scanf("%c", ...)
  输出 --> printf("%c", ...)
  short 
  long 
  

• 浮点数

  float		单精度
  double		双精度
  
  输入 --> scanf("%lf", ...)
  输出 --> printf("%f", ...)
  

• 逻辑

  bool
  

• 指针：保存地址的变量

  int  var = 20;
  &  -->  取变量的地址；	---->  输出 printf("%p", &a)
  
  // 定义指针
  int  *ip;        // ip 是一个指针，它指向的是一个int 
  ip = &var;       // 在指针变量中存储 var 的地址
   
  printf("var 变量的地址: %p\n", &var  );
  printf("ip 变量存储的地址: %p\n", ip );
   
  //  *号 + 指针变量名，取指针指向的值 *ip == 20
  printf("*ip 变量的值: %d\n", *ip );
  

• 自定义类型

说明：

int a = 10;
(1) 变量a 本质上代表一个存储单元;
(2) CPU通过该存储单元的地址，访问该存储单元中的数据;
(3) 所以a本来代表两个值：存储单元的地址和储单元中的数据;
(4) 于是就有了二异性。为了消除这种二义性，C语言规定a表示存储单元中的数据，&a表示存储单元的地址;
(5) a存储单元中的数据可以是一个普通数值，也可以是另一个存储单元的地址，比如：a = &b; 语句就是将b的存储单元的地址存入a存储单元中;
(6) C语言规定 *a代表 a中存储的地址对应的存储单元中的数据，也就是访问*a就等于访问b，于是*a提供了通过a访问b中的数据的手段。
(7) 在C语言里地址叫指针
(8) 在C语言中的数组本质上其实也是指针，即：*a 等同于 a[]

a表示a对应的存储单元中的数据。
&a表示a对应的存储单元的地址。
*a表示：首先，要求a对应的存储单元中的数据一定是另一个存储单元的地址。
于是，*a表示另一个存储单元中的数据。
当a声明的类型是int时，a中存储的是一个整数数值，通过a可以访问（读取或修改）这个数值。
当a声明的类型是int*时，a中存储的是一个存储单元的地址，而该存储单元中存储的数据是一个整数数值；通过*a可以访问（读取或修改）这个数值。a == &*a 都是该存储单元的地址。
当a声明的类型是int**时，a中存储的是一个存储单元的地址，而该存储单元中存储的数据是另外一个存储单元的地址，另外这个存储单元中存储的是一个整数数值；通过**a可以访问（读取或修改）这个数值。

5、运算符

完全可以只用count++ 和 count–，和golang 保持一致

6、代码风格

if ( a==0 ) {
	x = 1;
} else if ( a==1 ) {
	x = 2;
} else {
	x = 3;
}

int type;
switch (type) {
    case 1:
        printf("早上好！");
        break;
    case 2:
        printf("中午好！");
        break;
    case 3:
        printf("晚上好！");
        break;
    default:
        printf("再见！");
        break;
}

7、循环语句

int n = 6;
int i = 1;
int fact = 0；
for (i=1; i<=n; i++) {
    fact += i;
}
printf("n = %d, fact = %d\n", n, fact);

8、函数定义：函数是一块代码，接收零个或多个参数，做一件事情，并返回零个或一个值

void sum( int begin, int end ){
    int i;
    int sum = 0;
    for ( i=begin; i<=end, i++ ){
        sum+=i;
    }
    // return sum;
}
void 返回结果占位符（使用void表示不返回结果），可以指定返回结果的类型如：int，double，bool

C语言中值传递、指针传递和引用传递

9、数组

（1）定义数组

type arrayName [ arraySize ];
eg:
长度固定：double  weight [ 3 ];
长度不定：double  height [];

type 		C数据类型
arrayName	数组名称
arraySize   数组长度

二维数组

// 定义
int a[2][4];
// 初始化
int a[2][4] = {
    {1, 2, 3, 4},
    {6, 7, 8, 9},
};
// 给某元素赋值
a[0][1]=20;

（2）数组初始化

double  weight [3] = {46.2, 47.1, 49.6};
# 把数组weight 第2个元素的值，赋为 50.2
weight[2] = 50.2;

（3）访问数组元素，通过下标访问

double yi = weight[2];

10、enum(枚举)

（1）定义枚举

enum　枚举名　{枚举元素1,枚举元素2,……};

enum DAY
{
      MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
};
// 一个枚举成员的默认值为整型的 0，后续枚举成员的值在前一个成员上加 1
// 定义一个枚举变量
 enum DAY day;
 day = WED;
 printf("%d",day);

11、C 字符串：

在 C 语言中，字符串实际上是使用空字符 \0 结尾的一维字符数组。因此，\0 是用于标记字符串的结束。

空字符（Null character）又称结束符，缩写 null，是一个数值为 0 的控制字符，\0 是转义字符，意思是告诉编译器，这不是字符 0，而是空字符。

（1）定义字符串

// 由于在数组的末尾存储了空字符 \0，所以字符数组的大小比单词 RUNOOB 的字符数多一个
char [7] = {'R', 'U', 'N', 'O', 'O', 'B', '\0'};
// 依据数组初始化规则，您可以把上面的语句写成以下语句，如果要构造一个字符串用这种数组的写法；
char site[] = "RUNOOB";
// 如果要处理一个字符串用这种指针的写法；                                                                                                     
char *str = "RUNOOB";

（2）C 中有大量操作字符串的函数

12、C 结构体

（1）定义结构体

• Books 是结构体标签；

• title ，author，book_id，结构体的成员；

• book 结构变量，定义在结构的末尾，您可以指定一个或多个结构变量，下面是声明 Book 结构的方式；

struct Books
{
   char  title[50];
   char  author[50];
   int   book_id;
} book;

（2）结构体变量的初始化

#include <stdio.h>
 
struct Books
{
   char  title[50];
   char  author[50];
   char  subject[100];
   int   book_id;
} book = {"C 语言", "RUNOOB", "编程语言", 123456};
 
int main()
{
    printf("title : %s\nauthor: %s\nsubject: %s\nbook_id: %d\n", book.title, book.author, book.subject, book.book_id);
}