C 程序结构,主要分为以下部分:
1.预处理器指令
#include 用来引入头文件
#define 预先定义
2.函数(标识符&关键字&运算符)存储类
每个 C 语言程序都需要包含 main() 函数,main() 函数是程序运行的入口。
return_type function_name( parameter list )
{
body of the function
}
函数参数
调用类型 | 描述 |
---|---|
传值调用 | 该方法把参数的实际值复制给函数的形式参数。在这种情况下,修改函数内的形式参数不会影响实际参数。 |
引用调用 | 通过指针传递方式,形参为指向实参地址的指针,当对形参的指向操作时,就相当于对实参本身进行的操作。 |
a.标识符
标识符:
C 标识符是用来标识变量、函数,或任何其他用户自定义项目的名称。
一个标识符可由字母或下划线 _ 及数字组成(但不能以数字开头),而且是大小写敏感的,
C 标识符内不允许出现标点字符,比如 @、$ 和 % 等等
b.关键字
关键字:
关键字 说明 auto 声明自动变量 break 跳出当前循环 case 开关语句分支 char 声明字符型变量或函数返回值类型 const 定义常量,如果一个变量被 const 修饰,那么它的值就不能再被改变 continue 结束当前循环,开始下一轮循环 default 开关语句中的"其它"分支 do 循环语句的循环体 double 声明双精度浮点型变量或函数返回值类型 else 条件语句否定分支(与 if 连用) enum 声明枚举类型 extern 声明变量或函数是在其它文件或本文件的其他位置定义 float 声明浮点型变量或函数返回值类型 for 一种循环语句 goto 无条件跳转语句 if 条件语句 int 声明整型变量或函数 long 声明长整型变量或函数返回值类型 register 声明寄存器变量 return 子程序返回语句(可以带参数,也可不带参数) short 声明短整型变量或函数 signed 声明有符号类型变量或函数 sizeof 计算数据类型或变量长度(即所占字节数) static 声明静态变量 struct 声明结构体类型 switch 用于开关语句 typedef 用以给数据类型取别名 unsigned 声明无符号类型变量或函数 union 声明共用体类型 void 声明函数无返回值或无参数,声明无类型指针 volatile 说明变量在程序执行中可被隐含地改变 while 循环语句的循环条件
c.运算符(算术、关系、逻辑、位、赋值、杂项/其它)
算术运算符
运算符 | 描述 | 实例 |
---|---|---|
+ | 把两个操作数相加 | A + B 将得到 30 |
- | 从第一个操作数中减去第二个操作数 | A - B 将得到 -10 |
* | 把两个操作数相乘 | A * B 将得到 200 |
/ | 分子除以分母 | B / A 将得到 2 |
% | 取模运算符,整除后的余数 | B % A 将得到 0 |
++ | 自增运算符,整数值增加 1 | A++ 将得到 11 |
-- | 自减运算符,整数值减少 1 | A-- 将得到 9 |
关系运算符
运算符 | 描述 | 实例 |
---|---|---|
== | 检查两个操作数的值是否相等,如果相等则条件为真。 | (A == B) 为假。 |
!= | 检查两个操作数的值是否相等,如果不相等则条件为真。 | (A != B) 为真。 |
> | 检查左操作数的值是否大于右操作数的值,如果是则条件为真。 | (A > B) 为假。 |
< | 检查左操作数的值是否小于右操作数的值,如果是则条件为真。 | (A < B) 为真。 |
>= | 检查左操作数的值是否大于或等于右操作数的值,如果是则条件为真。 | (A >= B) 为假。 |
<= | 检查左操作数的值是否小于或等于右操作数的值,如果是则条件为真。 | (A <= B) 为真。 |
逻辑运算符
运算符 | 描述 | 实例 |
---|---|---|
&& | 称为逻辑与运算符。如果两个操作数都非零,则条件为真。 | (A && B) 为假。 |
|| | 称为逻辑或运算符。如果两个操作数中有任意一个非零,则条件为真。 | (A || B) 为真。 |
! | 称为逻辑非运算符。用来逆转操作数的逻辑状态。如果条件为真则逻辑非运算符将使其为假。 | !(A && B) 为真。 |
位运算符
p | q | p & q | p | q | p ^ q |
---|---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 | 1 | 1 |
1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
赋值运算符
运算符 | 描述 | 实例 |
---|---|---|
= | 简单的赋值运算符,把右边操作数的值赋给左边操作数 | C = A + B 将把 A + B 的值赋给 C |
+= | 加且赋值运算符,把右边操作数加上左边操作数的结果赋值给左边操作数 | C += A 相当于 C = C + A |
-= | 减且赋值运算符,把左边操作数减去右边操作数的结果赋值给左边操作数 | C -= A 相当于 C = C - A |
*= | 乘且赋值运算符,把右边操作数乘以左边操作数的结果赋值给左边操作数 | C *= A 相当于 C = C * A |
/= | 除且赋值运算符,把左边操作数除以右边操作数的结果赋值给左边操作数 | C /= A 相当于 C = C / A |
%= | 求模且赋值运算符,求两个操作数的模赋值给左边操作数 | C %= A 相当于 C = C % A |
<<= | 左移且赋值运算符 | C <<= 2 等同于 C = C << 2 |
>>= | 右移且赋值运算符 | C >>= 2 等同于 C = C >> 2 |
&= | 按位与且赋值运算符 | C &= 2 等同于 C = C & 2 |
^= | 按位异或且赋值运算符 | C ^= 2 等同于 C = C ^ 2 |
|= | 按位或且赋值运算符 | C |= 2 等同于 C = C | 2 |
杂项/其它运算符(sizeof & 三元)
运算符 | 描述 | 实例 |
---|---|---|
sizeof() | 返回变量的大小。 | sizeof(a) 将返回 4,其中 a 是整数。 |
& | 返回变量的地址。 | &a; 将给出变量的实际地址。 |
* | 指向一个变量。 | *a; 将指向一个变量。 |
? : | 条件表达式 | 如果条件为真 ? 则值为 X : 否则值为 Y |
扩展:运算符优先级
类别 | 运算符 | 结合性 |
---|---|---|
后缀 | () [] -> . ++ - - | 从左到右 |
一元 | + - ! ~ ++ - - (type)* & sizeof | 从右到左 |
乘除 | * / % | 从左到右 |
加减 | + - | 从左到右 |
移位 | << >> | 从左到右 |
关系 | < <= > >= | 从左到右 |
相等 | == != | 从左到右 |
位与 AND | & | 从左到右 |
位异或 XOR | ^ | 从左到右 |
位或 OR | | | 从左到右 |
逻辑与 AND | && | 从左到右 |
逻辑或 OR | || | 从左到右 |
条件 | ?: | 从右到左 |
赋值 | = += -= *= /= %=>>= <<= &= ^= |= | 从右到左 |
逗号 | , | 从左到右 |
d.存储类
1、auto 存储类(所有局部变量默认的存储类)
auto 只能用在函数内,即 auto 只能修饰局部变量
2、register 存储类(频繁访问)
register 用于存储在寄存器中而不是 RAM 中的局部变量。这意味着变量的最大尺寸等于寄存器的大小(通常是一个字),且不能对它应用一元的 '&' 运算符(因为它没有内存位置)。(因为存储在寄存器中,所以访问速度更快。但由于存储在 RAM 中,故不能直接取地址)
3、static 存储类(一次初始化多次使用)
static 静态变量在程序中只被初始化一次,即使函数被调用多次,该变量的值也不会重置。
4、extern 存储类(全局引用声明)
extern 存储类用于定义在其他文件中声明的全局变量或函数。当使用 extern 关键字时,不会为变量分配任何存储空间,而只是指示编译器该变量在其他文件中定义。
extern 存储类用于提供一个全局变量的引用,全局变量对所有的程序文件都是可见的。当您使用 extern 时,对于无法初始化的变量,会把变量名指向一个之前定义过的存储位置。
当您有多个文件且定义了一个可以在其他文件中使用的全局变量或函数时,可以在其他文件中使用 extern 来得到已定义的变量或函数的引用。可以这么理解,extern 是用来在另一个文件中声明一个全局变量或函数。
extern 修饰符通常用于当有两个或多个文件共享相同的全局变量或函数的时候
3.变量&常量(数据的缓冲区)
序号 | 类型与描述 |
---|---|
1 | 基本数据类型 |
2 | 枚举类型 |
3 | void 类型 |
4 | 派生类型: 包括数组类型、指针类型和结构体类型 |
sizeof 运算符可以获取某对象或类型的存储字节大小
格式字符 | 意义 |
---|---|
a, A | 以十六进制形式输出浮点数(C99 新增)。 实例 printf("pi=%a\n", 3.14); 输出 pi=0x1.91eb86p+1。 |
d | 以十进制形式输出带符号整数(正数不输出符号) |
o | 以八进制形式输出无符号整数(不输出前缀0) |
x,X | 以十六进制形式输出无符号整数(不输出前缀Ox) |
u | 以十进制形式输出无符号整数 |
f | 以小数形式输出单、双精度实数 |
e,E | 以指数形式输出单、双精度实数 |
g,G | 以%f或%e中较短的输出宽度输出单、双精度实数 |
c | 输出单个字符 |
s | 输出字符串 |
p | 输出指针地址 |
lu | 32位无符号整数 |
llu | 64位无符号整数 |
类型转换
隐式类型转换:隐式类型转换是在表达式中自动发生的,无需进行任何明确的指令或函数调用。它通常是将一种较小的类型自动转换为较大的类型,例如,将int类型转换为long类型或float类型转换为double类型。隐式类型转换也可能会导致数据精度丢失或数据截断。
显式类型转换:显式类型转换需要使用强制类型转换运算符(type casting operator),它可以将一个数据类型的值强制转换为另一种数据类型的值。强制类型转换可以使程序员在必要时对数据类型进行更精确的控制,但也可能会导致数据丢失或截断。
类型 | 描述 |
---|---|
char | 通常是一个字节(八位), 这是一个整数类型。 |
int | 整型,4 个字节,取值范围 -2147483648 到 2147483647。 |
float | 单精度浮点值。单精度是这样的格式,1位符号,8位指数,23位小数。 |
double | 双精度浮点值。双精度是1位符号,11位指数,52位小数。 |
void | 表示类型的缺失。 |
变量定义和声明
变量的两种声明方式:
- 一是需要建立存储空间的。例如:int a 在声明的时候就已经建立了存储空间。
- 二是不需要建立存储空间的,通过使用 extern 关键字声明变量名而不定义它。 例如:extern int a 其中变量 a 可以在别的文件中定义的,相当于外部变量(全局变量)
变量初始化(为了避免不确定的行为/错误)
- 显式初始化:用 = 来赋值
- 隐式初始化:系统默认为数据赋值
注意!非静态的局部变量是不会隐式初始化的!
总结:C 语言中变量的默认值取决于其类型和作用域。全局变量和静态变量的默认值为 0,字符型变量的默认值为 \0,指针变量的默认值为 NULL,而局部变量没有默认值,其初始值是未定义的。
C 中的左值(Lvalues)和右值(Rvalues)
- 左值(lvalue):指向内存位置的表达式被称为左值(lvalue)表达式。左值可以出现在赋值号的左边或右边。
- 右值(rvalue):术语右值(rvalue)指的是存储在内存中某些地址的数值。右值是不能对其进行赋值的表达式,也就是说,右值可以出现在赋值号的右边,但不能出现在赋值号的左边。
常量(程序运行期不变的值)
定义常量
- 使用 #define 预处理器: #define 可以在程序中定义一个常量,它在编译时会被替换为其对应的值。
- 使用 const 关键字:const 关键字用于声明一个只读变量,即该变量的值不能在程序运行时修改。
数组
C 语言支持数组数据结构,它可以存储一个固定大小的相同类型元素的顺序集合。数组是用来存储一系列数据,但它往往被认为是一系列相同类型的变量。
(所有的数组都是由连续的内存位置组成。最低的地址对应第一个元素,最高的地址对应最后一个元素。)
C 语言还允许我们使用指针来处理数组,这使得对数组的操作更加灵活和高效。
声明数组
type arrayName [ arraySize ];
访问数组元素
数组元素可以通过数组名称加索引进行访问。元素的索引是放在方括号内,跟在数组名称的后边。例如:
double salary = balance[9];
数组长度可以使用 sizeof 运算符来获取数组的长度,例如:
int numbers[] = {1, 2, 3, 4, 5};
int length = sizeof(numbers) / sizeof(numbers[0]);
在 C 语言中,数组名表示数组的地址,即数组首元素的地址。当我们在声明和定义一个数组时,该数组名就代表着该数组的地址。
需要注意的是,虽然数组名表示数组的地址,但在大多数情况下,数组名会自动转换为指向数组首元素的指针。这意味着我们可以直接将数组名用于指针运算,例如在函数传递参数或遍历数组时。
概念 | 描述 |
---|---|
多维数组 | C 支持多维数组。多维数组最简单的形式是二维数组。 |
传递数组给函数 | 您可以通过指定不带索引的数组名称来给函数传递一个指向数组的指针。 |
从函数返回数组 | C 允许从函数返回数组。 |
指向数组的指针 | 您可以通过指定不带索引的数组名称来生成一个指向数组中第一个元素的指针。 |
静态数组与动态数组 | 态数组在编译时分配内存,大小固定,而动态数组在运行时手动分配内存,大小可变。 |
enum(枚举)
枚举是 C 语言中的一种基本数据类型,用于定义一组具有离散值的常量。,它可以让数据更简洁,更易读。
枚举类型通常用于为程序中的一组相关的常量取名字,以便于程序的可读性和维护性。
定义一个枚举类型,需要使用 enum 关键字,后面跟着枚举类型的名称,以及用大括号 {} 括起来的一组枚举常量。每个枚举常量可以用一个标识符来表示,也可以为它们指定一个整数值,如果没有指定,那么默认从 0 开始递增。
枚举语法定义格式为:
enum 枚举名 {枚举元素1,枚举元素2,……};
在C 语言中,枚举类型是被当做 int 或者 unsigned int 类型来处理的,所以按照 C 语言规范是没有办法遍历枚举类型的。
不过在一些特殊的情况下,枚举类型必须连续是可以实现有条件的遍历。
以下实例使用 for 来遍历枚举的元素:
enum DAY
{
MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
} day;
int main()
{
// 遍历枚举元素
for (day = MON; day <= SUN; day++) {
printf("枚举元素:%d \n", day);
}
}
//以下枚举类型不连续,则无法遍历
enum
{
ENUM_0,//默认从0开始
ENUM_10 = 10,
ENUM_11
};
指针*
每一个变量都有一个内存位置,每一个内存位置都定义了可使用 & 运算符访问的地址,它表示了在内存中的一个地址。
4.语句&表达式
程序运行逻辑
; 是语句结束符,它表明一个逻辑实体的结束
判断
判断结构要求程序员指定一个或多个要评估或测试的条件,以及条件为真时要执行的语句(必需的)和条件为假时要执行的语句(可选的)。
C 语言把任何非零和非空的值假定为 true,把零或 null 假定为 false
(上面是大多数编程语言中典型的判断结构的一般形式)
判断语句
语句 | 描述 |
---|---|
if 语句 | 一个 if 语句 由一个布尔表达式后跟一个或多个语句组成。 |
if...else 语句 | 一个 if 语句 后可跟一个可选的 else 语句,else 语句在布尔表达式为假时执行。 |
嵌套 if 语句 | 您可以在一个 if 或 else if 语句内使用另一个 if 或 else if 语句。 |
switch 语句 | 一个 switch 语句允许测试一个变量等于多个值时的情况。 |
嵌套 switch 语句 | 您可以在一个 switch 语句内使用另一个 switch 语句。 |
三元运算符
条件运算符 ? :,可以用来替代 if...else 语句。它的一般形式如下:
Exp1 ? Exp2 : Exp3;
/*
其中,Exp1、Exp2 和 Exp3 是表达式。请注意,冒号的使用和位置。
? 表达式的值是由 Exp1 决定的。如果 Exp1 为真,则计算 Exp2 的值,结果即为整个表达式的值。
如果 Exp1 为假,则计算 Exp3 的值,结果即为整个表达式的值
*/
循环
我们可能需要多次执行同一块代码。一般情况下,语句是按顺序执行的:函数中的第一个语句先执行,接着是第二个语句,依此类推。循环语句允许我们多次执行一个语句或语句组,下面是大多数编程语言中循环语句的流程图:
循环类型
循环类型 | 描述 |
---|---|
while 循环 | 当给定条件为真时,重复语句或语句组。它会在执行循环主体之前测试条件。 |
for 循环 | 多次执行一个语句序列,简化管理循环变量的代码。 |
do...while 循环 | 除了它是在循环主体结尾测试条件外,其他与 while 语句类似。 |
嵌套循环 | 您可以在 while、for 或 do..while 循环内使用一个或多个循环。 |
循环控制语句
循环控制语句改变你代码的执行顺序。通过它你可以实现代码的跳转。
C 提供了下列的循环控制语句。点击链接查看每个语句的细节。
控制语句 | 描述 |
---|---|
break 语句 | 终止循环或 switch 语句,程序流将继续执行紧接着循环或 switch 的下一条语句。 |
continue 语句 | 告诉一个循环体立刻停止本次循环迭代,重新开始下次循环迭代。 |
goto 语句 | 将控制转移到被标记的语句。但是不建议在程序中使用 goto 语句。 |
无限循环
如果条件永远不为假,则循环将变成无限循环。for 循环在传统意义上可用于实现无限循环。由于构成循环的三个表达式中任何一个都不是必需的,您可以将某些条件表达式留空来构成一个无限循环。
(注意:您可以按 Ctrl + C 键终止一个无限循环)
5.注释&空格及补充(都会被编译器给忽略掉)
- //我是单行注释
- /*我是双行注释*/
作用域规则
任何一种编程中,作用域是程序中定义的变量所存在的区域,超过该区域变量就不能被访问。C 语言中有三个地方可以声明变量:
- 在函数或块内部的局部变量
- 在所有函数外部的全局变量
- 在形式参数的函数参数定义中
局部变量
在某个函数或块的内部声明的变量称为局部变量。它们只能被该函数或该代码块内部的语句使用。局部变量在函数外部是不可知的
全局变量
全局变量是定义在函数外部,通常是在程序的顶部。全局变量在整个程序生命周期内都是有效的,在任意的函数内部能访问全局变量。
全局变量可以被任何函数访问。也就是说,全局变量在声明后整个程序中都是可用的
形式参数
函数的参数,形式参数,被当作该函数内的局部变量,如果与全局变量同名它们会优先使用。
初始化局部变量和全局变量
当局部变量被定义时,系统不会对其初始化,您必须自行对其初始化。定义全局变量时,系统会自动对其初始化